2023年5月16日，我校热带作物学院巨晓棠教授团队，在国际权威期刊Global Change Biology（IF=13.112）合作发表题为“In situ ¹⁵N-N₂O site preference and O₂ concentration dynamics disclose the complexity of N₂O production processes in agricultural soil”的研究论文，利用N₂O ¹⁵N位点偏好（SP）等先进手段，揭示了田间原位条件下氧化亚氮（N₂O）产生过程的复杂性。

大气中N₂O浓度上升是导致全球变暖和平流层臭氧消耗的重要因素，而农田土壤是最大的人为N₂O排放源，降低施肥土壤的N₂O排放对农业系统的总温室气体排放至关重要。过去几十年，基于实验室的研究极大地提高了我们对参与N₂O产生和消耗的众多生物和非生物过程的认识。然而，这些认识大多来源于实验室的纯培养实验或筛分扰动土壤的培养实验，对田间原位条件下的N₂O产生和消耗过程的理解还不清楚，难以制定有针对性的田间N₂O减排措施。

该研究首次结合了原位土壤基质O₂和N₂O浓度，土壤N₂O通量的高频观测，原位N₂O ¹⁵N位点偏好（SP），¹⁵N标记，平面光极、微生物分子等先进技术表明，湿热夏季N₂O排放的主要来源是细菌反硝化作用，而在干冷的冬季硝化作用或真菌反硝化作用贡献了总N₂O排放的50%。O₂浓度和SP值之间具有强烈的正相关关系，O₂的动态变化是驱动原位结构土壤中N₂O产生和排放复杂过程的关键因素，O₂动力学而不是功能基因丰度在控制未受干扰的结构土壤中的N₂O产生过程中起着关键作用。 研究结果有助于制定有针对性的N₂O减排措施，并改进制约全球N₂O评估的过程模型。

巨晓棠教授为该论文通讯作者之一，中国农业大学博士后魏欢欢为论文的第一作者，中国农业大学吴迪副教授和中国科学院生态环境研究中心宋晓桐博士后为论文共同通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金重点项目（41830751，42077037和42107320）、海南省重大科技计划（ZDYF2021XDNY184）、海南省重点研发计划（ZDKJ2021008），海南大学科研启动基金（KYQD(ZR)-20098）及国家重点研发计划（2022YFD1901100）的资助。

巨晓棠教授团队长期从事（1）农业面源污染发生机制及阻控措施，（2）农田生态系统碳氮转化、去向、损失途径及可持续管理，（3）主要土壤-作物体系氧化亚氮的产生过程、控制因素及微生物分子机制。该研究成果是巨晓棠教授自2020年10月引进海南大学以来，其团队在Nature Food, Global Change Biology, Microbiome, Soil Biology & Biochemistry, Science of the Total Environment Environmental Pollution等国际重要期刊上发表的第23篇SCI论文。巨晓棠教授团队在“碳氮循环、温室气体、面源污染”方面的研究成果，在全球被广泛引用，他已连续9年（2014-2022）进入爱思唯尔中国高被引学者榜单。

论文链接： http://doi.org/10.1111/gcb.16753