农业土壤是人为N2O排放的主要来源。而在农业系统的释放源中，大约有65%的N2O都来自肥料的施用及间接排放，在我国，由于氮肥的过量和不合理施用，这个数值更是高达75%。如何降低农田土壤N2O排放成为我国当前农业生产迫切需求解决的重大科学问题。
合理的养分管理可实现土壤N2O减排。前人研究显示，钾素与氮素在土壤、根际和植物体内均具有显著交互作用，增施钾肥可以通过植物、凋落物、微生物数量和种类影响，进而调控N2O排放。然而，关于钾肥对N2O排放的报道较少，数据零星，尚没有充足的直接证据证实钾肥对土壤N2O排放所起的作用。
武汉植物园农业环境生态学科组科研人员在刘毅研究员和李志国副研究员带领下，通过利用15N同位素示踪试验，研究了施氮条件下钾肥对硝化和反硝化N2O排放产物的影响。初步研究结果显示，在固定初始氮浓度（80mg/kg）的15d培养期内，施钾显著提高了N2O的平均排放率（1.6-10.8倍）。土壤硝化和反硝化作用产生的N2O排放量均增加，反硝化作用对N2O排放量的贡献更大，其贡献率由不施K肥的32%提高到施钾300mg/kg时的53%。钾肥增加N2O排放的原因可能是高K+浓度和低pH导致反硝化微生物和耐酸硝化微生物活性增加导致。氯化钾比硫酸钾产生的N2O排放量低，氮肥和钾肥对N2O排放有显著的交互作用。本研究结果表明，钾肥在调节土壤N2O排放中起着重要作用，然而，钾肥在其它地区的不同的作物、不同类型土壤的作用过程可能存在差异，需要进一步的研究调查。
总体上，这些研究结果有助于我们更清晰的认识钾肥对农田土壤N2O 排放的调控机制，同时，为农田N2O的减排措施的制定提供一定的技术指导。研究结果以“N2O emissions and product ratios of nitrification and denitrification are altered by K fertilizer in acidic agricultural soils ”为题，发表于国际期刊Environmental Pollution上。中科院水生植物与流域生态重点实验室、武汉植物园农业环境生态学科组李志国副研究员为论文第一作者，刘毅研究员为通讯作者。本研究得到国家重点研究发展计划（2016YFD0200108）、国家自然科学基金（41501313）和中国科学院知识创新计划（Y455434I02）的资助。
论文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0269749119360452
图1 钾肥和不施钾肥土壤硝化和反硝化作用的N2O排放量及贡献
