刘一戈，胡家帅，王 朝，彭子倩，郝珖存，卢 瑛，李 博*

    (1 华南农业大学资源环境学院，广东广州 510642；2 中交四航工程研究院有限公司，广东广州 510230)

    氧化亚氮(N2O)是造成全球温室效应的气体之一，其增温效应是二氧化碳(CO2)的296～310倍[1]。自工业革命以来，土壤对N2O排放的贡献逐年增加[2]，其中农田土壤N2O排放占全球N2O排放增长的82%[3]，是N2O的重要排放源之一[4]。作为世界上最大的蔬菜生产国和消费国，我国蔬菜生产面积达6.67×106hm2(3 亿余亩)，蔬菜年产量约达 5.5×108t，约占世界蔬菜总产量的50.7%[5–6]。集约化种植是支持我国蔬菜生产和消费的主要种植模式，目前对于集约化菜地土壤N2O排放机理的研究一直是全球农田土壤氮素管理的重要方向[7]。且由于集约化蔬菜地具有高集约化、高复种化、高施肥和灌溉频繁等特点，易造成生产过程中较高的N2O排放风险。

    华南地区是我国主要的集约化蔬菜生产地之一，其中广东省蔬菜种植播种面积1.32×106hm2，占全国蔬菜播种面积的6.22%[6]。该地区年均降雨量与年平均温度较高，土壤脱硅富铝化过程剧烈，土壤偏酸性，持水性较差，有机质含量低，其碳氮转化过程与机理具有特殊性。反硝化作用是指硝酸盐()在厌氧条件下由反硝化微生物作用，经过一系列中间产物(、NO、N2O)最终还原为氮气(N2)的过程，是集约化菜地土壤N2O最主要的排放源之一[8]，其速率分别由反硝化过程中不同酶活性与其编码基因控制[9]。Li等[10]的研究表明，赤红壤集约化菜地生产过程中土壤N2O的排放系数高达5%，集约化菜地N2O排放的主要来源为反硝化作用，且其排放具有独特的水热耦合特性。因此，亟需探索华南地区集约化蔬菜生产土壤N2O减排的有效措施及其减排机理。

    生物质炭在农田生态系统中的施用是生物质循环利用的重要手段，其能够改善土壤结构、养分有效性和微生物活性等，并在农田土壤氮循环领域具有不可低估的潜力[11]。研究表明，生物质炭施用已经成为农田生态系统中减少N2O排放的有效途径，其最主要的减排机理为促进反硝化过程中N2O向N2的还原过程[12–13]。生物质炭进入土壤后会被逐渐氧化，其表面官能团(羟基和酚基)的变化，影响到生物质炭的物理和化学性质[14–15]，这一过程被称为生物质炭的陈化作用。Cao等[16]研究表明，与新鲜生物质炭相比，生物质炭经陈化作用会降低其自身碳氮含量、pH和比表面积，增加生物质炭上的含氧官能团数量，增强对农田土壤氮素循环过程的影响 ......