氮输入引起的土壤酸化已经逐渐发展成为全球性问题，严重影响生态系统的功能和稳定性。由于土壤中不同形式氮化合物转化过程产生或消耗土壤中H+的能力不同，因此土壤酸化程度可能与氮输入组分（有机氮或无机氮）变化存在紧密联系（图1），但是具体的酸化机制尚不明确。
近期，草业学院孙逍研究组在Global change biology就此观点发表了题为“Forms of nitrogen inputs regulate the intensity of soil acidification”的研究性论文。
图1 不同氮组分在土壤中的转化过程中产生或消耗的H+以及土壤缓冲体系
该研究首先进行了Meta分析，明确有机氮和无机氮输入对土壤酸化程度的差异，并结合长期的天然草地不同形式的氮添加试验（2016 - 2021年），进一步研究氮输入组分的变化如何影响土壤酸化。
Meta分析发现，与无机氮添加相比，有机氮添加能够有效地降低土壤酸化速率（尤其是在高氮添加速率下）。五年的野外实验也与Meta分析的结果相一致，并进一步明确氮添加中的有机氮能有效缓解土壤酸化，且在有机氮含量20%的有机无机氮组合添加下土壤酸化速率最低（图2）。酸化速率降低的内在机制是由于有机氮产生H+的速率相对较低，因为 NH3的挥发以及内蒙古草地的优势物种羊草（Leymus chinensis）可以利用有机氮和 NH4+（该过程H+产生的净贡献率均较低），最后导致硝化反应（对H+产生的净贡献率较高）所需的NH4+较少（图2）。此外，该研究组还发现氮添加中的有机氮也能有效降低温室气体 CO2和 N2O的排放，该项研究于2021年发表在Environmental Pollution 。
图2 不同氮组分添加对草地土壤酸化的影响和机制
综合以上结果，该研究认为在评估氮输入对土壤酸化影响时有必要考虑氮输入组分带来的差异，确定合理的有机无机氮混合比例进行施肥，不仅能有效缓解氮肥对土壤的酸化，还能减缓温室气体的排放。
南京农业大学草业学院硕士研究生王泽和陶亭亭为共同第一作者，孙逍副教授为该研究的通讯作者，张英俊教授等参与指导了上述研究。上述研究主要受到了国家自然科学基金委（600030 和 32271768）的资助。
编辑：孙逍 校对：姚慧 审核：郭振飞
