近日，南京信息工程大学生态与应用气象学院2023级环境生态学专业博士生杨王挺和导师沈李东教授等在氮肥施用对水稻田甲烷厌氧氧化（AOM）影响的研究中取得重要进展。相关成果以“Dose-response patterns of anaerobic oxidation of methane to nitrogen addition in Chinese paddy fields”为题，发表于土壤学领域1区TOP期刊《Soil Biology and Biochemistry》。我院“土壤生态学”团队首席沈李东教授和福建师范大学地理科学学院王维奇研究员为论文共同通讯作者，杨王挺为第一作者。其他作者包括南京信息工程大学Evgenios Agathokleous教授、博士生任冰洁、硕士生胡棋楠和文斯乐。研究得到国家自然科学基金（41977037、42377116）和江苏省“333高层次人才培养工程”（BRA2022023）资助。

水稻田约贡献全球人为甲烷排放的9%，其中AOM是过去被忽视的重要CH₄汇，可削减11-20%的CH₄排放，主要由NC10门细菌和ANME-2d古菌介导。氮肥施用是保障水稻高产的重要农业措施，同时也会显著影响甲烷排放及相关微生物过程。已有研究表明，氮肥施用可显著促进AOM活性，但多数研究仅关注单一施氮水平的影响，缺乏对剂量–响应关系及最佳施氮水平的系统评估。

针对这一科学问题，研究团队选取了分布跨度达经度45.6°、纬度24.2°、氮肥施用量范围为73-235 kg N ha^-1的六个中国水稻田，开展室内厌氧培养实验，设置NaNO₃浓度梯度（0、40、80、120、160、200 mg N kg^-1）测定AOM活性。结果显示，所有样品点的AOM活性均随氮添加量增加呈线性升高，在120-160 mg N kg^-1达到峰值，随后刺激作用趋于平缓或下降。不同采样点间响应强度差异明显，其中背景可利用氮水平较低或电导率较高的土壤对氮添加更为敏感。高通量测序结合主坐标分析表明，ANME-2d古菌群落组成在调控AOM响应中作用显著强于NC10细菌。本研究首次在多地点稻田土壤中揭示了AOM活性对氮添加的剂量依赖性规律，明确了土壤无机氮可利用性、电导率及ANME-2d古菌群落在该过程中的关键调控作用，为优化氮管理策略与减少稻田甲烷排放提供了重要科学依据。

图文摘要

论文信息：Yang, W., Hu, Q., Wen, S., Ren, B., Agathokleous, E., Shen, L*., Wang, W*., 2025. Dose-response patterns of anaerobic oxidation of methane to nitrogen addition in Chinese paddy fields. Soil Biol. Biochem. 210, 109942. https://doi.org/10.1016/j.soilbio.2025.109942.