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基本參數

生物炭對土壤N2O通量的影響與土壤氮轉化途徑高度相互作用，而該過程受土壤水分控制。當土壤處于相對較低的水分條件（＜80％孔隙含水量WFPS）時，硝化作用是產生N2O的主要途徑，生物炭往往會因硝化作用的增加而刺激土壤N2O排放；相反，當土壤處于高濕條件（WFPS＞80％）時，反硝化作用是產生N2O的主要途徑，生物炭則傾向于減少土壤N2O的排放；在土壤水條件飽和時，添加生物炭的土壤N2O排放可能會增加，特別是在酸性并富含礦質氮的稻田土中施用生物炭可以增強硝化作用，土壤PH的增加可以進一步刺激硝化作用，從而導致生物炭添加后土壤N2O排放量的增加。在淹水階段或重新潤濕土壤中，生物炭具有更強的N2O減排效果。研究進一步表明，生物炭添加通過間接影響土壤水分含量（20％～50％）和植物氮吸收而影響土壤N2O的排放。通過對比土壤粗砂、細砂和粉砂的保水特性，生物炭在粗砂中表現出更大的優勢，其植物可利用性水分含量增加了45％。

生物炭的吸附作用通過影響土壤硝化和反硝化作用過程的底物濃度來實現。生物炭具有發達的孔隙結構和表面富含多種官能團，使其具有較強的吸附能力，可以吸附土壤中游離的。因吸附使減少，進而抑制硝化作用和反硝化作用，從而減少N2O排放量。在土柱試驗中，高溫（＞600℃）條件下生產的生物炭相比低溫生物炭顯示出更強的吸附能力，歸因于高溫生物炭具有更大的表面積和有機質吸收容量。不同生物炭對的吸附量不同，而吸附量較小，在施用生物炭后，土壤累積N2O排放量隨生物炭對吸附能力的增加而減少。由花生殼在600℃條件下制 成的生物炭有效地減少了土壤溶液中的硝酸鹽和銨，降幅分別為34％和34.7％，同樣條件下由胡椒木制成的生物炭減少了淋失，降幅分別為34％和14％。

研究表明生物炭與微生物之間的相互作用調控土壤N2O排放。生物炭改變了控制N2O產生的土壤微生物特性，如微生物量、群落組成和活性及功能基因的豐度。整合分析表明，生物炭增加了微生物生物量，長期低速率添加生物炭會增加微生物多樣性。反硝化過程中N2O還原為N2過程由nosZ基因編碼的N2O還原酶（N2OR）催化，生物炭添加增加了土壤中nosZ基因的豐度，進而增加了N2OR酶活性，同時增加生物固氮nifH豐度，從而減少了N2O的排放。在酸性土壤中，生 物炭通過增加亞硝酸鹽還原酶基因（nosZ和nirK）豐度和增加土壤PH（從5.48升至6.11）以緩解N2O的釋放。