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摘要
农田土壤是大气N2O的重要排放源。农田土壤N2O排放不仅受农业管理措施影响,还与作物根系生长密切相关,根系自身代谢对农田土壤N2O生成与还原产生影响,进而影响农田N2O排放。根际是根系-土壤-微生物相互作用的重要界面,是根系影响土壤N2O排放最直接、最强烈的关键场所,也是农田土壤N2O产生的热点区域,在农田N2O排放中所占份额不容忽视。因而根系对根际N2O排放的影响机制研究普遍受到重视。本文以国内外相关研究为基础,综合梳理了有关作物根系生长对农田土壤N2O排放的影响强度以及对根际微域N2O产生与排放的调控机制方面的研究进展,剖析了作物根系影响根际微域土壤N2O产生与排放研究中存在的难点,并对未来相关研究工作进行了展望。根系对农田N2O排放的影响过程复杂,涉及因子颇多。大量研究表明,施肥量及肥料种类,土壤氮素含量与形态、温湿度、光强等因素可通过调控根系生长来影响作物从土壤中汲取水分和营养以及光合产物向根系的传导与分泌,改变根际微域通气状况以及微生物赖以生存的碳氮源等营养成分,进而影响根际微生物的群落结构、数量和活性以及在土壤中的分布,由此介导根际微生物的硝化、反硝化过程,影响根际土壤N2O生成、还原与排放。鉴于众多因素的影响,作物根系生长对土壤N2O的生成与排放的影响具有促进或抑制双重作用,其作用方向与强弱将影响农田生态系统中N2O的总体排放预算。因此,研究作物根系对土壤N2O排放的调控作用及其对全球变暖的反馈机制势在必行,对减少全球N2O排放预测的不确定性、减缓人类活动对全球变化的影响意义重大。
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单位河北农业大学; 中国科学院; 河北地质大学; 中国科学院遗传与发育生物学研究所农业资源研究中心
