Store tab af ammonium-nitrogen fra et risøkosystem under forhøjet kuldioxid

Siden fremkomsten af ​​den industrielle revolution, det globale klima har undergået dramatiske ændringer, da menneskelige aktiviteter fortsat har stimuleret forbruget af fossile brændstoffer, fremskynde skovrydningstempoet og øge efterspørgslen efter syntetisk ammoniak, derved bidrage til den konstante stigning i drivhusgasemissioner og ændringer i atmosfærens kemiske sammensætning. På den ene side, globale klimaændringer har fået gletsjere til at smelte, havniveauet stiger og ekstremt vejr forekommer hyppigere, udgør således en alvorlig trussel mod de økosystemer, som menneskeliv afhænger af; på den anden side, klimaændringer kan i høj grad ændre økosystemers struktur og funktion, hvilket igen vil have yderligere virkninger på klimaændringerne.

Agro-økosystemer, især risøkosystemer, støtte hæfteforsyningen til næsten halvdelen af ​​verdens befolkning. I Kina, cirka to tredjedele af befolkningen lever af risøkosystemer for dets basisfødevarer. For at opretholde produktiviteten i landbrugsøkosystemer, det er uundværligt, at der tilføres en enorm mængde kvælstof, primært ved brug af ammoniumbaseret gødning, men dette nitrogens skæbne under forhøjet atmosfærisk kuldioxid (CO ₂ ) er ikke godt forstået. For at løse dette problem, det er vigtigt, at forskere får en indsigtsfuld forståelse af omdannelsen af ​​ammoniumbaseret gødning i uafskallet jord og deres reaktioner på klimaændringer.

Forskergruppen ledet af Prof. CHENG Lei fra Zhejiang University College of Life Sciences har beskæftiget sig med relevant forskning i ammonium-nitrogen i uafskallet jord i scenarier med klimaforandringer. Deres forskningsresultater er offentliggjort i tidsskriftet Videnskab fremskridt .

I dette arbejde, forskerne har udnyttet et 15-årigt CO i fri luft ₂ berigelsesundersøgelse for at undersøge indflydelsen af ​​forhøjet CO ₂ om omdannelse af ammonium-nitrogen i et risøkosystem, hvor ammonium normalt antages at være stabilt under anaerobe forhold. De demonstrerer, at forhøjet CO ₂ forårsager betydelige tab af ammonium-nitrogen, der skyldes anaerob oxidation af ammonium koblet til reduktion af jern. I deres undersøgelse, de identificerer et nyt autotrofisk medlem af bakterieordenen Burkholderiales, der kan bruge jord CO ₂ som en kulstofkilde til at koble anaerob ammoniumoxidation og jernreduktion.

Disse fund giver indsigt i de koblede cyklusser af nitrogen og jern i terrestriske økosystemer og rejser spørgsmål om tabet af ammonium-nitrogen fra agerjord under fremtidige klimaforandringsscenarier.