氮肥是影响粮食产量和温室气体排放的重要因素。然而，氮肥施用对稻田甲烷（CH4）排放的效应依旧扑朔迷离，即正效应、负效应或无影响都常被报道，这严重影响了稻田CH4排放预测的准确性和稻田减排策略的制定。南京农业大学丁艳锋教授团队联合国内外优势团队发现，稻田CH4排放对施氮的响应受土壤pH调控，即施氮对稻田CH4的影响随着土壤pH的增加而降低。相关研究成果以“Soil pH determines nitrogen effects on methane emissions from rice paddies”在线发表在《Global Change Biology》上。
施用氮肥会通过多种途径影响稻田CH4排放。一方面，施氮可以提高植株生长，增加产CH4底物，且铵离子会与CH4竞争甲烷单加氧酶结合位点，抑制CH4氧化，从而增加CH4排放；另一方面，施氮也会促进甲烷氧化菌的生长和活性，增强CH4氧化，从而降低CH4排放。这些互相冲突的机制导致氮肥施用效应存在很大的不确定性。
南京农业大学水稻栽培团队等利用Meta分析和一系列试验发现，施氮对酸性稻田CH4排放的增排效应大于中性、碱性稻田。其机制是施氮对酸性稻田土壤有机物分解和产甲烷菌活性的促进效应更强。据Meta分析结果推测，氮肥施用已导致全球稻田单位面积和单位产量CH4排放量分别增加了52%和8.2%。本研究可以增强对全球稻田CH4排放的科学认识，并为低碳排放的稻作技术创新和CH4排放模型改进提供科学依据。
该成果以南京农业大学博士研究生唐浚棋和钱浩宇副教授为共同第一作者，丁艳锋教授和江瑜教授为通讯作者。英国Exeter大学Kees Jan van Groenigen教授、德国Goettingen大学Yakov Kuzyakov教授、南京农业大学邹建文教授、李刚华教授、刘正辉教授、王松寒教授、中国农业科学院张卫建研究员和江西农业大学黄山教授等参与了本项研究。研究得到了“十四五”国家重点研发计划青年科学家项目、国家自然科学基金和中国博士后科学基金等项目的资助。