国内土壤科研进展（2020年第25期）
导读
在水稻土有机碳矿化的关键限速因子及其机制研究中获进展等8则进展。
来源：根据中国科学院、中国科学院南京土壤研究所等单位网站近期相关报道整理
亚热带生态所在水稻土有机碳矿化的关键限速因子及其机制研究中获进展
稻田土壤具有较大的固碳潜力，对全球碳循环具有重要意义。土壤有机碳矿化是关系碳固定效率的重要过程。水稻土干湿交替的特殊水分管理方式，导致水稻土物理、化学和生物条件与旱地土壤和湿地土壤迥异。然而，水稻土的有机碳矿化过程以及其中关键作用因子是否会因水分管理引起的氧气条件变化而改变，目前仍无定论。
因此，中国科学院亚热带农业生态研究所研究员吴金水团队通过对水稻土进行氯仿熏蒸和不熏蒸处理，形成土壤微生物生物量差异；设置了干湿交替（0-30天不淹水，氧气充足；31-78天淹水，氧气受限）、持续淹水（氧气受限）和厌氧淹水（氮气排空空气，无氧气）三种水分条件，进行78天的培养实验。研究人员监测有机碳矿化量和土壤可溶性有机碳、亚铁离子含量和氧化还原电势等指标，发现除干湿交替的不淹水阶段外，几种淹水条件下的熏蒸土壤在培养末期的有机碳稳定矿化速率均低于不熏蒸土壤；多元回归显示，可溶性有机碳的变化量只对干湿交替的不淹水阶段的有机碳矿化量有显著贡献，对其他几种淹水条件下的有机碳矿化量无显著贡献；土壤亚铁含量和氧化还原电势的变化量只在持续淹水和厌氧淹水条件下与有机碳矿化量显著相关。综上，该研究表明：水稻土氧气条件决定有机碳矿化的关键限速因子。氧气充足时，土壤有机碳可利用性是限速因子；氧气受限或缺乏时，微生物生物量、有机碳形态组成和可利用电子受体是限制因子。该研究结果从土壤有机碳矿化的“调节阀”角度，进一步丰富了稻田土壤有机碳积累的内在生物化学机理，可为水稻土增碳及质量提升提供科学基础。
相关研究成果以Oxygen availability determines key regulators in soil organic carbon mineralisation in paddy soils为题，发表在Soil Biology and Biochemistry上。研究工作得到国家自然科学基金、湖南省自然基金创新群体、亚热带生态所青年创新团队等的支持。
论文链接
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0038071720304028
不同氧气条件下水稻土有机碳矿化机制模型图
中国科学院南京土壤研究所常熟农业生态实验站物质循环与调控团队在秸秆炭化还田研究方面取得进展
受启于亚马逊流域“Terra Preta”探究，科学家提出发展生物质炭技术以应对气候变化、土壤改良、资源利用和环境管理。我国秸秆资源丰富，但利用率不高，将秸秆转化为生物质炭还田作为潜在的多赢策略备受关注。
基于此，中国科学院南京土壤研究所常熟农业生态实验站物质循环与调控团队开展了长期综合研究，在秸秆炭化技术，红壤、潮土等旱地土和酸碱性水稻土施用秸秆生物质炭的增汇减排和土壤改良作用、对氮素迁移转化影响、环境经济效益等方面取得一些认识，可为秸秆炭化还田研究及应用提供参考。
（1）提出以沼气为稳定热源热解秸秆制备生物质炭的理念和方法（附1），设计了隧道窑秸秆炭化系统（附2~3），可实现秸秆生物质炭专门批量生产，将利用秸秆 农业/养殖废弃物生产沼气与秸秆炭化还田有效衔接，增加秸秆利用链条。通过与木质源生物质炭比较发现，秸秆生物质炭具有较高的灰分和吸附固持能力及碳稳定性（附4）。
（2）通过土壤培养、土柱模拟淋溶试验发现秸秆生物质炭：①促进酸性土壤外源氨硝化，增加氨氧化菌数量，改变其群落结构和优势种群逐渐与碱性土壤趋同。土壤初始pH及NH4 , TN 和C/N比是驱动群落组成变化的主因（附5~7）。铵态或酰胺态氮肥持续施用下，生物质炭促进硝化的致酸作用对其土壤酸度改良效果长期影响须予以关注。②减少氮淋溶，但土壤固持氮量增加不是其减少氮淋溶的唯一原因，生物质炭短期大量添加也有增加氮素气态损失风险（附8）。③减少硝化、反硝化过程N2O排放，提高土壤氮吸附固持，好气下加速NH4 硝化避免NO2-累积，和厌氧下促进N2O还原酶nosZ活性（附9~10）。④短期添加和长期施用对土壤反硝化影响不同。短期添加促进硝态氮还原，增加反硝化N2产生，长期处理则降低硝态氮还原及反硝化N2量。短期添加通过快速提高土壤DOC、有效元素含量和pH值等改善土壤环境和提高微生物菌群的硝化、反硝化性能。长期处理土壤硝态氮还原能力降低则与随生物质炭老化，土壤DOC和氮有效性下降有关（附10）。长期处理也改善淹水稻田土壤剖面通气状况，减少深层反硝化及其主要气态产物exN2随水流失风险（附11）。因此，基于一次性、大剂量生物质炭添加方式研究氮转化响应可能导致认识偏差，应加强生物质炭长期施用效应研究。
（3）建立盆栽、土柱和田间秸秆炭化还田试验，连续多年观测水旱、旱旱及不同作物轮作下作物生长、土壤性质、土壤碳库、温室气体排放和氮素利用及损失的影响，发现长期施用生物质炭：①对作物生长促进作用：红壤>酸性水稻土>潮土>碱性水稻土。红壤上主要通过消减酸度，增加团聚体稳定性和水分/养分有效性来提高土壤肥力和养分吸收（附件12~13）。潮土中更依赖于其带入灰分使有效磷、钾等含量提高以及持水性的增加（附件14~16）。酸碱性水稻土作物生长效应则与pH值有关（附17~19）；②增加红壤和潮土氨挥发，主要是酸性土壤pH提高与土壤容重降低和通气性增加所致（附8、附16）；对水稻土影响则与水旱作物季有关，稻季淹水利于NH3/NH4 吸附，但随累积用量增加和通透性持续改善，又增加氨挥发（附18）；③迅速提升土壤稳定性碳库，N2O减排旱地高于水稻土，固碳和甲烷减排则以水稻土较好（附19）。53~500 um细颗粒有机碳组分增加，及无定形铁含量增加促进的土壤有机-矿物化学保护作用是水稻土固碳效应较好的重要原因（附20；附件22）。上述结果明确了秸秆炭化还田固碳减排和土壤改良的潜在作用及土壤差异；秸秆炭化还田因明显扰动土壤性质进而影响氮素迁移转化，应关注其对肥料氮利用与损失及氮盈亏的长期影响。
（4）通过碳足迹、生态系统净环境经济效益（NEEB）方法，分析了长期秸秆炭化还田的农学、环境和经济效益（附19、21），发现：①秸秆炭化还田显著降低农田净综合温室效应和增加碳汇，但目前较低的CO2交易价格决定了其净固碳效益远低于生物质炭成本投入而导致NEEB降低；②生物质炭投入成本和作物增收是决定NEEB的重要因素。生物质炭在酸性红壤增产明显，可维持和提高NEEB；石灰性潮土及水稻土上，其增产增收作用较小，难以平衡生物质炭投入成本。本研究试验条件下，秸秆炭化还田用量为每季7~8 ton/ha，且红壤、潮土和水稻土施用生物质炭成本须分别低于1.8元/kg、0.2元/kg和0.9元/kg时才可保证NEEB不降低。因此，优化秸秆炭化工艺及还田方法，显著降低成本也是探讨秸秆炭化还田技术推广应用的必要前提。
事实上，未来秸秆炭化还田能否作为农田固碳减排和土壤改良及秸秆资源化利用的关键技术所面临的问题并不仅在于其效应及机理研究本身，须从农田生态系统生产、经济、生态等可持续性方面进行综合权衡。应加强长期秸秆炭化还田对氮循环、土壤生产力及其稳定性影响等方面研究，有助于多角度科学论证主要农区秸秆炭化还田可行性。
上述研究得到国家自然科学基金（41001147、41271312、41771338）、中科院青促会以及土壤与农业可持续发展国家重点实验室资助。
附件1：Large-scale biochar production from crop residue: a new idea and the biogas-energy pyrolysis system, BioResources, 2013
附件2：秸秆炭化装置及秸秆炭化的方法2012.7.31, 中国, ZL 2012 1 0267771. 8
附件3: 秸秆炭化装置2012.7.31 中国, ZL201220374239.1
附件4：Comparisons of Biochar Properties from Wood Material and Crop Residues at Different Temperatures and Residence Times, Energy & Fuels, 2013
附件5：Nitrification, acidification, and nitrogen leaching from subtropical cropland soils as affected by rice straw-based biochar: laboratory incubation and column leaching studies, Journal of Soils and Sediments, 2014
附件6：Comparison of straw-biochar-mediated changes in nitrification and ammonia oxidizers in agricultural oxisols and cambosols: Biology and Fertility of Soils, 2016
附件7：Population and community structure shifts of ammonia oxidizers after four-year successive biochar application to agricultural acidic and alkaline soils, Science of The Total Environment, 2018
附件8：Effects of the addition of rice-straw-based biochar on leaching and retention of fertilizer N in highly fertilized cropland soils, Soil Science and Plant Nutrition, 2013
附件9：The effects of rice-straw biochar addition on nitrification activity and nitrous oxide emissions in two Oxisols, Soil and Tillage Research, 2016
附件10：Variable responses of nitrification and denitrification in a paddy soil to long-term biochar amendment and short-term biochar addition. Chemosphere, 2019
附件11：秸秆生物质炭对稻田土壤剖面N2O和N2浓度的影响，土壤学报，2020
附件12：Effects of crop-straw biochar on crop growth and soil fertility over a wheat-millet rotation in soils of China, Soil Use and Management, 2014
附件13：Successive biochar amendment improves soil productivity and aggregate microstructure of a red soil in a five-year wheat-millet rotation pot trial. Geoderma, 2020
附件14：秸秆生物炭对潮土作物产量和土壤性状的影响, 土壤学报, 2015
附件15：潮土长期施用生物炭提高小麦产量及氮素利用率. 农业工程学报, 2018
附件16：长期秸秆黑炭施加对石灰性潮土肥力、固碳及氨挥发的影响, 应用生态学报, 2018
附件17：秸秆源黑炭还田对水稻土生产力和固碳的影响, 环境科学研究, 2013
附件18：Successive straw biochar application as a strategy to sequester carbon and improve fertility: A pot experiment with two rice/wheat rotations in paddy soil, Plant Soil, 2014
附件19：Assessing the viability of soil successive straw biochar amendment based on a five-year column trial with six different soils: Views from crop production, carbon sequestration and net ecosystem economic benefits. Journal of Environmental Management, 2019
附件20：Structural and microbial evidence for different soil carbon sequestration after four-year successive biochar application in two different paddy soils，Chemosphere, 2020
附件21：Successive straw biochar amendments reduce nitrous oxide emissions but do not improve the net ecosystem economic benefit in an alkaline sandy loam under a wheat-maize cropping system. Land Degradation & Development, 2019
附件22：Accumulation of organic compounds in paddy soils after biochar application is controlled by iron hydroxides. Science of the Total Environment, 2020
成都山地所等在青藏高原冻土有机碳周转对增温的响应研究中获进展
为科学回答未来青藏高原冻土区是碳源还是碳汇，中国科学院成都山地灾害与环境研究所博士常瑞英及合作者在青藏高原长期开展增温实验，比较了不同情境下土壤有机碳浓度、储量及土壤矿物结合态有机碳来源及14C年龄的变化，并取得了新进展。
由于幅远广阔、常年低温，青藏高原冻土是我国重要的陆地有机碳库。作为全球变暖最敏感的区域之一，青藏高原冻土区气温变暖速率约是全球平均值的2倍。显著的气候变暖可以促进冻土区土壤有机质的微生物分解；增加生态系统初级生产力及植物源有机碳的地下输入。冻土有机质分解损失和输入累积之间的平衡决定了碳循环对未来气候的正负反馈效应。当前亟需回答的一个关键问题是：未来青藏高原冻土区是碳源还是碳汇？为此，常瑞英及合作者在青藏高原一处典型草甸（海拔4750 m）开展了长期的增温实验，比较了增温2°C和4°C情境下不同增温时间（3年和6年）土壤有机碳浓度、储量及土壤矿物结合态（团聚体和黏粉粒）有机碳来源及14C年龄的变化。研究发现，短期（3年）增温对冻土有机碳浓度和储量的影响不大，长期（6年）增温显著提高土壤有机碳浓度和储量；增加的土壤有机质主要来自土壤团聚体包裹和黏粉粒结合的植物源有机质；植物源有机质的输入促进了土壤中老碳的分解，这部分老碳可能来自传统理论假定的稳定性土壤有机质组分——土壤矿物结合态有机质。
研究工作得到国家重点研发计划、中科院青年创新促进会等的支持。相关研究成果在线发表在Soil Biology and Biochemistry上。
论文链接
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0038071720303709?via%3Dihub
增温影响土壤碳积累机制概念图
新疆生地所证实连续种植盐地碱蓬可改良干旱区重度盐渍土
土壤盐渍化是制约干旱区农业生产的主要障碍因素之一。新疆地处内陆，盐类物质只能在区内循环，土壤残余积盐和现代积盐过程都较为强烈。现有耕地的三分之一已出现次生盐渍化。传统的水利改良技术越来越难以使灌区盐分移出，但在盐碱地上正常生长的真盐生植物体内可累积大量盐分。那么，连续种植真盐生植物是否会大幅降低土壤的含盐量？
中国科学院新疆生态与地理研究所荒漠与绿洲生态国家重点实验室研究员田长彦团队，以盐地碱蓬为材料，采用大田试验，研究盐地碱蓬种植对重度盐碱地的改良情况以及种植年限对移盐能力的影响。研究发现，在所有生长时期中，盐地碱蓬在开花结实期累积的盐分最多，盐地碱蓬移盐能力由开花结实期的地上部生物量和盐分含量共同决定，不同种植年限的盐地碱蓬移盐能力没有明显差异。三年实验期间，盐分在不同土层的分布发生明显变化，由表聚型分布转变为底积型分布，根区土壤中Na 和Cl-含量随种植年限增加而显著降低。研究表明，盐地碱蓬在人工种植条件下具有稳定的移盐能力，利用滴灌技术连续种植盐地碱蓬是改良干旱区盐碱地的有效措施。
相关研究成果以Reclamation of saline soil by planting annual euhalophyte Suaeda salsa with drip irrigation: A three-year field experiment in arid northwestern China为题，发表在Ecological Engineering上。
论文链接
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0925857420303785
地化所稻田生态系统汞同位素分馏特征研究获进展
汞是一种有毒重金属污染物，而甲基汞是毒性最强的汞化合物之一。甲基汞易于在水生食物链生物富集和放大，因此食用鱼肉是人体甲基汞暴露的主要途径。同时，汞是一种全球性污染物，人类活动排放到大气中的汞，可以随大气环流进行长距离传输实现全球循环，因此环境汞污染受到学术界的关注。近年来，中国科学院地球化学研究所冯新斌团队发现汞矿区大米可以富集甲基汞，食用大米是贵州汞矿区、贵州省甚至我国南方居民甲基汞暴露的主要途径；水稻对于甲基汞和无机汞表现出不同的富集过程，稻田土壤是水稻甲基汞的主要来源，水稻对甲基汞的富集是一个吸收-运移-富集的动态过程。因此，定量示踪大米甲基汞和无机汞的来源及富集过程，对汞污染地区稻田汞污染控制及修复具有重要意义。
汞稳定同位素是示踪汞源和环境过程的有力工具。基于总汞同位素二元混合模型，研究团队发现水稻各部位从土壤和大气吸收汞的比例不同（Yin et al., 2013）。但是水稻体内甲基汞与无机汞的转运途径和来源存在显著差异，因此研究水稻甲基汞与无机汞的同位素组成将有助于准确了解其来源和富集过程。基于前期建立的土壤样品乙基化/GC分离甲基汞提取方法（Qin et al., 2018）和水稻植株甲基汞选择提取方法（Li et al., 2017），选择贵州万山汞矿区的稻田生态系统作为研究对象，按照四个生长周期分别采集大气、灌溉水、根系土和水稻植株样品，系统研究稻田生态系统甲基汞和无机汞的汞同位素分馏特征。
稻田生态系统无机汞与甲基汞的汞同位素分馏特征存在显著差异。水稻植株各部位无机汞的δ202Hg及Δ199Hg值差异明显，其无机汞的来源各不相同（图1a，b）。根据无机汞的汞同位素非质量分馏特征及模型计算，发现根系无机汞17-42%来自土壤、58-83%来自灌溉水，叶片和果实的无机汞几乎全部来自大气（~100%），而水稻茎同时受到土壤、灌溉水和大气汞的影响。不同生长周期水稻植株各部位的甲基汞汞同位素特征（δ202Hg和Δ199Hg）较为接近且逐渐趋向土壤甲基汞（图1c，d），水稻根部从土壤吸收甲基汞的过程以及植株各部位之间的甲基汞传输不存在明显的汞同位素质量分馏和非质量分馏。根据水稻植株各部位与大气、土壤、灌溉水甲基汞的汞同位素非质量分馏特征推断，水稻植株中的甲基汞均来自于灌溉水-土壤系统。这与团队前期研究结果一致，而汞同位素研究提供了更为直接有力的证据。
研究系统揭示稻田生态系统甲基汞和无机汞的汞同位素分馏特征（图2），并定量计算灌溉水、土壤和大气对水稻植株各组织甲基汞和无机汞的贡献比例，展示了形态汞同位素应用于环境研究的潜力，为理解水稻富集甲基汞和无机汞的机制以及稻田土壤汞污染控制和修复提供科学依据。相关研究成果以Isotopic Fractionation and Source Appointment of Methylmercury and Inorganic Mercury in a Paddy Ecosystem为题，发表在Environmental Science & Technology上。地化所博士生覃重阳为论文第一作者，地化所研究员李平和冯新斌为论文共同通讯作者，研究工作受到中科院前沿科学重点研究项目、国家自然科学基金和中科院青年创新促进会的资助。
图1.不同生长时期水稻组织和大气、土壤、灌溉水的无机汞和甲基汞的δ202Hg和Δ199Hg值
图2.水稻植株各部位和大气、土壤、灌溉水的无机汞（左）和甲基汞（右）汞同位素分馏特征
版纳植物园揭示热带白蚁堆的土壤养分累积特征和空间同质性
白蚁通过对有机质的搬运、分解、摄取等方式，改变着森林的土壤理化性质、水文特性等，通常被称为生态系统的“工程师”。作为生态系统的重要组成部分，其构筑的巢穴-白蚁堆在热带森林中分布广泛。白蚁选取、搬运深层土壤颗粒与其唾液、排泄物相结合，筑造岩石般坚硬的巢体。有研究认为，白蚁堆各组成部分的理化性质有较弱的空间异质性，但目前仍缺乏实验证实这一假设。白蚁堆通常被认为是营养元素的富集地，但目前在版纳地区白蚁堆能否富集营养元素尚不清楚。
为此，中国科学院西双版纳热带植物园生态水文研究组助理研究员陈春峰等科研人员选取活跃白蚁堆、遗弃白蚁堆等为研究对象，以橡胶林的坡地土壤为对照,在白蚁堆垂线剖面上采样并测定养分含量，利用地统计学方法分析白蚁堆和土壤坡面内养分含量的空间分布特征及其储量。结果表明：相比坡地土壤，活跃白蚁堆的有机碳、总氮、交换性钾、交换性钙、水解性氮、有效磷、硝酸盐储量分别增加47.8%、25.3%、31.6%、545.3%、42.8%、49.9%和620.8%，遗弃白蚁堆的有机碳、总氮、交换性钾、水解性氮、有效磷和硝酸盐储量分别增加43.5%、22.4%、23.3%、43.7%、50.4%和48.0%，交换性钠、交换性钙、交换性镁和铵根离子储量分别降低了17.0%、67.5%、76.4%和44.4%。大部分养分含量在活跃白蚁堆的分布较为不规则，但在遗弃白蚁堆从表层到内部、在坡地从浅层到深层土壤呈现下降趋势。活跃白蚁堆养分含量具有较强的空间一致性及较弱或无空间依赖性，遗弃白蚁堆和坡地土壤养分含量有较高的空间异质性和中等或较强的空间依赖性。研究表明，西双版纳地区的白蚁堆是营养物质的“热岛”，验证了白蚁堆理化性质同质性的推测。
相关研究结果以Accumulation and spatial homogeneity of nutrients within termite (Odontotermes yunnanensis) mounds in the Xishuangbanna region, SW China为题，发表在Catena上。
论文链接
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S034181622030607X
图1.白蚁堆对土壤养分固定、分布、循环的影响
图2.活跃白蚁堆、遗弃白蚁堆、坡地土壤的养分空间分布
南京土壤所研究揭示“我国农田土壤有效钾库容量有限，秸杆还田对土壤钾素肥力维持极其重要”
钾资源短缺是影响和制约我国农业可持续发展和粮食安全的一个重要因素。近年来我国每年近一半钾肥需要依赖进口。开展我国农田土壤供钾状况与潜力进行定量评估，对预估我国钾肥需求、合理施用钾肥、实施藏钾于土的调控策略，具有重要意义。
土壤有效钾库的定量评估，一直是一个难题，中国科学院南京土壤研究所王火焰课题组在前期采用不同强度的黑麦草耗竭试验和改进的四苯硼钠化学浸提法，建立了土壤钾素生物有效性分级标准和体系，将土壤钾素分为高效钾、中效钾、低效钾和无效钾（Li et al., 2016, Scientific Reports）。在此基础上，通过采集和分析来自全国九大一级农业区的2428个耕地土壤样品，评估了土壤高效钾库和最大有效钾库容量，绘制了我国农田土壤高效钾和最大有效钾空间分布图。分布图直观鲜明地展示出我国农田土壤有效钾库西北高东南低的分布状况，所测样品中高效钾的最大含量仅为918 mg/kg，少量分布于甘新区、东北区和黄淮海区，而华南区、西南区、长江中下游区及黄淮海区和内蒙古及长城沿线区、东北区的大部分农田土壤高效钾在100-200 mg/kg及以下。最大有效钾与高效钾分布状况相似，低于1000mg/kg的土壤几乎遍布于东北、华北、中部和东南部地区。
在此基础上，该课题组以九大区五种代表性作物玉米、小麦、水稻、大豆、马铃薯地上部吸收的钾量为依据，估算了各大区在农作物秸秆还田与不还田时，高效钾库可利用的年限。在秸秆不还田时，土壤高效钾库可利用的年限最长仅为甘新区的10.5年，最短为华南区的1.9年。在秸秆还田时，各区高效钾库可利用年限也仅增加至7.6-38.8年。
研究结果直观揭示我国农田土壤供钾不足的状况及对农业可持续发展的潜在威胁，尤其揭示秸杆还田与土壤钾素可持续利用之间的密切关系，可为我国钾肥资源合理开发和利用、藏钾于土、秸杆还田等政策的制定提供重要参考依据。
上述研究成果已在 Land Degradation & Development上发表。
文章链接
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/ldr.3535
中国九大一级农业区耕地土壤高效钾分布图
中国九大一级农业区耕地土壤最大有效钾分布图
南京土壤所在多氯联苯污染土壤氢代谢微生物修复机制方面取得进展
氢气（H2）代谢微生物在全球H2循环过程中发挥了决定性作用，并参与耦合其他元素的生物地球化学循环过程。许多微生物可利用H2作为电子供体，催化还原有机卤化物、偶氮化合物和痕量金属等污染物。中国科学院南京土壤研究所研究员滕应课题组系统论述了H2代谢在环境生物修复中的作用，阐明了H2代谢参与共营养和氢化酶的研究现状，并提出H2代谢这种生物能源在土壤污染生物修复领域中的应用（Frontiers in Microbiology, 2019, 10: 106）。微生物H2的释放和消耗途径很多，影响着微生物群落的结构和功能。在豆科植物-根瘤菌共生且不含吸氢酶的类菌体（Hup-）附近土壤中可以发现局部的H2积累，这些H2可以作为形成土壤微生物群落结构和功能的额外能量输入。豆科植物-根瘤菌共生的类菌体可以促进PCBs的生物降解，但其释放的H2是否对污染土壤中多氯联苯（PCBs）微生物降解具有重要作用，至今尚不清楚。
基于此，滕应课题组系统模拟研究了两种不同土壤类型中氢气对土壤中PCB77降解的影响。结果表明，高浓度氢气可以促进土壤微生物对PCB77的去除，并与bph基因（联苯降解途径）的结果相一致，但这种促进效果因土壤类型而异。通过PICRUSt功能预测数据分析表明，高浓度氢气一方面可能对降解细菌直接产生影响，另一方面也可能对涉及降解细菌和非降解细菌的一系列微生物过程产生协同作用的间接影响，从而影响土壤微生物群落对污染物的降解。该研究结果从微生物学角度揭示了氢气对土壤中PCBs微生物降解的影响作用机理，对合理利用氢代谢调控PCBs污染土壤生物修复具有重要的科学指导意义。
相关研究成果已发表在Science of the Total Environment上。研究工作得到了国家重点研究计划（2019YFC1803705）和国家自然科学基金（41671327）等项目的资助。
多氯联苯污染土壤氢代谢微生物修复机制