氧化亞氮（N2O）是主要溫室氣體之一，土壤是N2O的重要排放源，其排放主要受N2O產生和還原的功能微生物影響。土壤團聚體是由原生顆粒（砂、粉、黏粒）、膠結物質和孔隙組成的土壤基本結構單元。根據粒徑大小，土壤團聚體可分為大團聚體（>2 mm）、小團聚體（2~0.25 mm）、微團聚體（0.25~0.053 mm）和粉黏顆粒（<0.053毫米）。不同粒徑的土壤團聚體具有獨特的物理化學特性，大團聚體孔隙連接度高、通氣性好、周轉率快、有機質豐富；微團聚體持水能力強、穩定性碳含量高，且受其保護的微生物不易被捕食。因而，不同粒徑團聚體形成了分化的微生物生態位，影響N2O的排放（如圖1）。

圖1土壤團聚體結構特征和周轉過程概念圖

本文整理了不同粒徑土壤團聚體N2O排放差異的研究。在不同的培養實驗條件下，大團聚體、小團聚體和微團聚體的排放速率閾值分別為0.044~5 607 μg·kg-1·h-1、0.016~7 637 μg·kg-1·h-1、0.009~4.03 μg·kg-1·h-1。而土壤團聚體N2O排放主要與N2O產生和還原有關。攜帶功能基因amoA、narG/napA、nirK/nirS的硝化菌和反硝化菌被確定為N2O生產的主要貢獻者。然而，被反硝化微生物攜帶的nosZI和nosZII基因編碼的N2O還原酶，將N2O還原為N2（圖2）。這些硝化和反硝化微生物分別分布在大小不同的團聚體中，受土壤水分狀況、基質可用性和多孔連通性的影響，推動N2O的產生和運輸。

圖2 土壤N2O產生過程及其微生物機制

土壤微生物的活性在團聚體的形成和穩定過程中起著至關重要的作用，且其群落和結構也受土壤團聚體粒徑的影響。不同粒徑土壤團聚體中N2O產生和排放的功能微生物分布存在差異。如有研究表明，AOA在大團聚體（>0.25mm）中含量豐富，反硝化微生物群落在微團聚體（0.053~0.25mm）中占主導地位。而后期環境因素（如底物濃度、土壤含水量、通氣狀況）通過重新分配這些功能微生物來進而影響N2O排放。

氮循環的功能基因可作為一項指標來衡量N2O排放。通過整理前人的研究發現：土壤N2O產生潛力能用amoA、narG基因表征，N2O還原強度可通過nosZ基因豐度反映。反硝化功能基因napA、narG、nirK、nirS、nosZ基因能評估N2O排放潛力；產生N2O功能基因（nirS/nirK）及其還原功能基因（nosZ）之間的差異也可預測N2O排放。

最后提出了對后期工作的展望；（1）土壤團聚體N2O產生和還原熱區探究；（2）環境因子閾值范圍確定；（3）對系列功能基因（酶）開展整體性研究，而不僅是單個主要基因（酶）。預計該研究將為建模和參數優化提供參考，為減緩N2O排放提供堅實的理論基礎。