生物炭对干旱胁迫下施用绿肥土壤中氮（N）转化的影响尚未得到系统研究。因此，本研究通过为期60天的室内培养实验，在不同水分条件（45%或65%土壤持水量（WHC））下，考察了350°C、550°C和750°C制备的生物炭（BC350、BC550和BC750）对绿

　　生物炭对干旱胁迫下施用绿肥土壤中氮（N）转化的影响尚未得到系统研究。因此，本研究通过为期60天的室内培养实验，在不同水分条件（45%或65%土壤持水量（WHC））下，考察了350°C、550°C和750°C制备的生物炭（BC350、BC550和BC750）对绿肥（Medicago sativa L.）分解及土壤（Hapli-Udic Ferralosol）中氮转化的影响。由于低温生物炭（BC350）因其表面含氧官能团而具有亲水性（从而增强保水能力），而高温生物炭（BC750）依赖芳香共轭π-电子系统进行电子转移，因此BC350和BC750均促进了绿肥的分解和矿化。与单独施用绿肥相比，BC350和BC750与绿肥共施分别使土壤NH

　　–N含量增加了5.58%和38.37%。然而，在干旱条件下发生了显著的总氮损失（

　　11%）。研究人员采用偏最小二乘路径建模（PLS-PM）来阐明干旱胁迫下绿肥与生物炭共施土壤中与碳（C）和氮固存相关的关键驱动路径。结果表明，土壤氮损失加剧可归因于生物炭引起的土壤pH升高（

　　8%）以及干旱驱动的稳定有机物（例如，腐殖酸减少

　　20%）和大团聚体形成的抑制。本研究证明，虽然生物炭添加可以促进绿肥分解以释放有效氮，但也可能加剧土壤总氮损失。只有在正常水分条件下，绿肥释放的氮才能转化为与腐殖质相关的氮。

　　绿肥富含植物必需养分（如氮、磷、钾），是传统园艺中重要的可持续有机肥料，可减少化学肥料依赖并提升土壤有机质（SOM）含量、阳离子交换量（CEC）及生产力。然而，绿肥在田间降解速率较慢（尤其在干旱地区需时超过一年），导致作物氮需求与土壤氮有效性存在时间错配；同时，绿肥还田会刺激微生物活动，释放N

　　O并造成氮损失。因此，实现绿肥快速养分释放与长期养分保留之间的平衡，是有效应用绿肥所需解决的关键挑战。土壤水分含量显著影响氮转化与微生物活性：亚适条件会抑制微生物活动、改变群落结构、减缓绿肥分解速率。生物炭可通过其功能基团和孔隙结构影响无机氮吸附固定、硝化反硝化过程以及NH

　　挥发，但其效果取决于热解温度（低温炭具亲水性，高温炭具高电子传递能力）。尽管已有研究探讨了生物炭性质对土壤氮转化的调控作用，但多数仅关注有效氮动态，对总氮损失及其在有机氮（如绿肥）添加下的综合讨论尚不充分，尤其缺乏干旱条件下系统研究。为此，本研究通过60天室内培养实验，设置了两种水分条件（45%和65%土壤持水量（WHC）），考察了三种热解温度（350°C、550°C、750°C）制备的甘蔗渣生物炭（BC350、BC550、BC750）与绿肥（Medicago sativa L.）共施对土壤（Hapli-Udic Ferralosol）中绿肥分解及氮转化的影响。研究发现，BC350和BC750均促进了绿肥分解和矿化，增加了土壤NH

　　–N含量；但在45% WHC干旱条件下，生物炭添加导致总氮损失超过11%，而在65% WHC正常水分条件下，生物炭促进了腐殖质形成和碳氮固存。该研究揭示了生物炭通过调控土壤pH、大团聚体形成和腐殖化过程影响干旱胁迫下氮损失的机制，为绿肥和生物炭的合理施用提供了理论依据。论文发表在《Agronomy》上。

　　研究人员采用的关键技术方法包括：实验室培养实验（60天，土壤采自昆明理工大学校园，绿肥为紫花苜蓿【Medicago sativa L.】，生物炭由甘蔗渣在350、550、750°C限氧炭化1小时制备）；设置两种水分条件（45%和65% WHC）；采用元素分析仪测定土壤总碳（TC）和总氮（TN），连续流动化学分析仪测定NH4+–N和NO3?–N；氯仿熏蒸提取法测定微生物生物量碳（MBC）和氮（MBN）；碱液提取法测定总腐殖酸碳和氮；Illumina Novaseq平台进行细菌16S rRNA基因V3V4区和线区扩增子测序；偏最小二乘路径建模（PLS-PM）分析驱动路径。

　　**3.1 生物炭与绿肥的基本特性**：随热解温度升高，生物炭碳含量增加，H/C和(O+N)/C比值降低，表明芳香性增强、极性减弱。BC350极性最高，亲水性强，保水能力突出；BC750芳香性最高，电导率（EC）达1.56×103μS/cm，电子传递能力最强。绿肥C/N比低，有利于其分解过程中净氮矿化。

　　**3.4 土壤微生物生物量与腐殖酸含量**：在45% WHC下，生物炭添加使MBC较绿肥单独处理增加>

　　37%；在65% WHC下，MBC/MBN比增加>

　　120%，表明线%，生物炭共施处理下总腐殖酸氮增加43%~60%。

　　**3.6 土壤微生物群落变化**：真菌门水平，子囊菌门（Ascomycota）在干旱条件下丰度更高；毛霉门（Mucoromycota）随热解温度升高而增加。腐质霉属（Humicola）在生物炭处理中丰度较高，与TN和腐殖酸氮正相关。细菌门水平，放线菌门（Actinobacteriota）在干旱条件下占优势，且生物炭增加了反硝化细菌（如节杆菌属Arthrobacter、链霉菌属Streptomyces、芽孢杆菌属Bacillus）的丰度。

　　讨论部分总结：生物炭的亲水性和电子传递能力分别促进了干旱和正常水分条件下绿肥的分解。在65% WHC下，生物炭增强腐殖化过程，促进微生物群落向真菌主导农业数字化转变，通过大团聚体物理保护和腐殖质化学固定实现碳氮固存。在45% WHC下，生物炭虽提高水分但不足以维持硝化微生物生长，同时pH升高促进NH

　　排放，共同加剧总氮损失。PLS-PM模型证实土壤水分与pH负相关，水分通过促进大团聚体形成和腐殖化正向调控碳氮固存。研究结论：本研究显示，BC750的电子传递能力和BC350的保水能力在实验条件下促进了绿肥分解农业数字化并提高了土壤NH

　　–N含量（

　　5%）。在65% WHC下，生物炭添加与MBC和腐殖质物质增加相关，绿肥与生物炭共施后土壤总腐殖酸氮含量增加

　　20%，可能促进了土壤氮向稳定形态的转化。然而，在45% WHC下，生物炭添加与实验室干旱条件下总氮损失明显增加（

　　11%）相关。这初步归因于腐殖化程度较低和大团聚体形成有限，可能导致土壤氮固存能力下降。在实验室干旱条件下，生物炭作为保水剂加速了绿肥分解，但水分供应不足限制了土壤氮固定途径的有效运行。因此，合理的水分管理对最小化总氮损失至关重要。同时，生物炭改性也需要通过促进非生物腐殖化或增强土壤氮与矿物表面的吸附结合来提高土壤氮稳定性。有效的氮管理在缓解农业面源污染和遏制温室气体排放中发挥关键作用。需承认若干局限性：实验室培养设计、短周期（60天）、无田间验证以及缺乏微生物群落功能分析，这些因素限制了对田间条件的直接外推。未来研究需通过长期田间试验、功能微生物分析和氮损失途径的定量划分来填补这些知识空白。