硒(Se)是人体必需的微量元素，具有抗氧化、增强免疫力、调节甲状腺功能等作用，富硒功能农业近年来在我国蓬勃发展，在助力乡村振兴方面发挥重要作用。土壤硒循环与氮循环存在重叠，但硒添加如何影响土壤温室气体N₂O排放及其具体分子机制仍不明确。基于此，本研究采用Roflow系统培养和模式反硝化菌纯培养相结合的多尺度研究方法，整合N₂O同位素示踪、反硝化功能基因定量和宏基因组测序技术，解析了不同形态硒对土壤反硝化过程及气态氮损失的调控效应与作用机制。研究发现，在严格厌氧条件下，亚硒酸盐添加可显著抑制土壤反硝化潜力，使累积N₂O排放降低33%，同时显著促进N₂生成，推动反硝化产物向氮气方向偏移。利用模式反硝化副球菌(Paracoccus pantotrophus)开展的纯培养验证实验表明，由于亚硒酸盐与硝酸盐具有相似的含氧阴离子结构，可能通过竞争性结合硝酸还原酶(NarG和NapA)的底物活性位点，显著延缓硝酸盐向亚硝酸盐的还原过程，这一机制能够合理解释酶促反应水平上观测到的反硝化速率抑制与N₂O产生减少现象。该研究首次阐明了亚硒酸盐通过竞争性抑制硝酸还原酶调控土壤反硝化的分子机制，提出硒肥施用是一种兼顾作物硒生物强化与农田 N₂O减排的“双赢”可持续农业管理策略。这一发现不仅丰富了土壤N-Se耦合循环的理论体系，也为发展低碳功能农业提供了新的思路和技术支撑。

　　研究结果以“Competitive inhibition of selenite mitigated denitrification-derived N2O emission in soil”为题发表在Soil Biology and Biochemistry。中国科学院沈阳应用生态研究所与中国农业大学联合培养学生张力恒为第一作者，中国科学院沈阳应用生态研究所吴迪研究员和中国农业大学郭岩彬教授为共同通讯作者。该研究得到了国家重点研发计划(2025YFE0208700)和国家自然科学基金(基金号：42377291、42407418)资助。

　　论文链接：DOI: 10.1016/j.soilbio.2026.110168

　　图1亚硒酸盐调控土壤反硝化过程的机制示意图

　　图2 Roflow培养系统中不同硒形态处理下土壤气态产物排放动态