近日，东北农业大学教育部寒地黑土生境健康国际合作联合实验室聚焦“双碳”战略背景下农业温室气体排放控制与土壤碳汇提升的关键科学问题，首次系统阐明了人工腐植酸在不同水分管理模式（连续淹水与干湿交替）下对稻田甲烷产生与二氧化碳固定两大碳代谢路径的协同调控机制。相关成果发表在Environmental Science & Technology，并入选该期刊内封面文章。

内封面图片。东北农业大学供图

本研究中，团队发现人工腐植酸显著促进了产甲烷微生物群落的富集，在连续淹水与干湿交替条件下，甲烷排放量分别上升102.87%和135.13%，而对二氧化碳排放无显著影响。代谢通路分析显示，人工腐植酸显著上调了乙酰辅酶A、四氢叶酸等关键中间代谢物的含量，且乙酸营养型产甲烷通路与Wood-Ljungdahl碳固定路径之间表现出高度的耦合性。

研究提出，人工腐殖酸在稻田中兼具促进产甲烷与驱动固碳的“双重角色”，可视为一种“氧依赖型代谢开关”。在具备灌排调控条件的地区，采用“干湿交替+人工腐殖酸”管理模式可在保持碳固定功能的基础上，将甲烷排放显著降低49.53%，实现温室气体减排与碳汇增强的协同效应；而在传统淹水种植区，则建议结合中期排水或施用硝化抑制剂，提升腐殖酸的环境调控效益。

相关论文信息：https://doi.org/10.1021/acs.est.4c12790