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N20是重要的温室气体,而土壤是其最主要的来源之一;生物炭是一种潜在的土壤固碳材料,投加后会对土壤N20排放产生影响。因此,研究生物炭对土壤N2O排放的影响及机制对减少土壤温室气体排放和评价生物炭固碳潜力具有重要意义。本文以三种生物质为原料制备不同热解温度的生物炭,研究其组成及特性,并选择代表性的生物炭,探讨它们在不同施加比及土壤含水率下对土壤N20排放的影响,取得以下主要结果:(1)提出了一种用碱溶液分离生物炭成分的方法并发现在部分热解温度较低的(≤400℃)生物炭中存在类似腐殖酸的物质(类腐殖酸)。其含量随热解温度的上升而降低,且与制备生物炭的原料种类相关。相同热解温度下,各原料中类腐殖酸含量大小排序为:水稻秸秆 > 杨木 > 毛竹。类腐殖酸性质与土壤腐殖酸相近,其表面的官能团比炭素和未经分离的生物炭更丰富、C含量更低、O/C更高、亲水性更强且具有更高的生物可利用性。(2)在土壤含水率为20%且施加NH4SO4的条件下,生物炭投加后土壤N20排放的变化与其TC/IN呈线性负相关(y=1.586 -0.030x, r=-0.87, p<0.01),且TC/IN主要通过影响土壤NH4/的利用途径来影响N20排放。当TC/IN较高时,土壤环境相对缺氮,生物炭加强微生物对NH4+的固定同化,减少参与硝化作用的NH4+的量,从而抑制土壤硝化作用和N2O排放;当TC/IN较低时,土壤无机氮含量相对充裕,参与硝化作用的NH4+的比例较高,同时生物炭又促进了土壤整体微生物的活性,最终加强了土壤硝化作用和N2O排放。(3)当生物炭投加量为1%且施加100mgN/kg的KNO3时,生物炭对土壤N20排放的影响与土壤含水率相关。当含水率为18%、21 %和24%时,生物炭主要通过可溶性成分的溶出提高土壤DOC含量并促进N2O排放;当含水率为27 %和30 %时,生物炭在提高土壤DOC的同时还会通过提高nosZ基因的丰度及nosZ/nirS加强土壤微生物将N20还原为N2的过程,最终导致N2O排放没有明显变化或受到抑制。