中国科学院新疆生态与地理研究所在Science of the Total Environment上发表题为“Enhanced efficiency nitrogen fertilizers were not effective in reducing N2O emissions from a drip-irrigated cotton field in arid region of Northwestern China”的研究论文，报道了新疆生地所膜下滴灌棉田N2O排放量。

研究背景

农业生态系统是温室气体N2O的主要排放来源之一。施用高效氮肥（稳定性氮肥和缓/控释肥）能提高作物产量并降低农田N2O排放，但其作用受气候、作物和土壤等因素影响。膜下滴灌是广泛应用于我国干旱区的节水高效农业管理措施，然而，施用高效氮肥对膜下滴灌棉花产量和N2O排放的影响尚不清楚。

研究成果

中国科学院新疆生态与地理研究所策勒荒漠草地生态系统国家野外科学观测研究站土壤生态学研究人员，基于连续两年的膜下滴灌棉田田间试验，系统研究不同氮肥管理措施的农学和环境效应。氮肥施用量包括每公顷120 kg和240 kg。肥料类型包括尿素、包膜尿素ESN和SuperU（尿素+硝化抑制剂DCD+脲酶抑制剂NBPT），尿素采用随水滴施，ESN和SuperU在播种前全部施入土壤。采用常规方法测定棉花产量、氮吸收和氮肥利用率等农学指标；利用静态箱-气象色谱法监测棉花生育期N2O的排放量。

研究显示：（1）与尿素随水滴灌相比，施用ESN和SuperU使N2O的排放量在棉花生育期增加29~47%，而对棉花产量和氮肥利用率等农艺性状没有显著影响；（2）氮肥施用量由每公顷240 kg降至120 kg，棉花生育期N2O排放量显著降低36%。结果表明，膜下滴灌系统施用高效氮肥对棉花产量、氮素利用和N2O减排的作用有限，这为合理制定西北干旱区膜下滴灌棉田的氮肥管理措施提供理论基础。

以图解文

意义与展望

灌是干旱地区作物生产的有效节水策略。但是，关于滴灌下肥料氮（N）管理如何影响土壤一氧化二氮（N2O）排放的信息很少。在中国西北干旱地区进行了为期两年的田间试验，为测试肥料N的管理选择方案，以减少滴灌条件下棉花（陆地棉）的N2O排放。处理包括比例设计（120、240 kg N ha-1）和氮肥的来源以及未受精的对照。尿素与灌溉水分开施肥（施肥），测定了作物产量和氮素吸收量，土壤矿物质氮含量，土壤温度和湿度以及N2O通量。在两个生长季中，与尿素施肥相比，一次ESN或SuperU的单一种植前施用显着增加了生长季的累积N2O排放量（ƩN2O）29-47％，并使氮定排放因子（EF）增加57-83％ ，无论使用率如何。相反，棉花的产量，表观氮素回收率（ANR）和基于产量的N2O排放强度（EI）不受氮源的影响。将氮含量从240 kg N ha-1降低到2017年和2018年的35％，ƩN2O分别降低了35％和棉花产量。ESN和SuperU增加的N2O排放量归因于在种植前一次性施用和较高的土壤温度导致无机氮的可用性更高。我们得出的结论是，以推荐的速率用尿素施肥是确保农艺生产和农艺NUE的N2O排放风险最小的最佳选择。相反，提高氮肥利用率的好处是有限的，对于滴灌条件下的干旱农田，使用这些产品的建议极富挑战性。

作者简介

Yanyan Li与Xiaopeng Gao为该文的共同第一作者，Xiaopeng Gao教授为该文的通讯作者。在Nature Genetics, Plant Cell, New phytologist 等高水平杂志上发表了多篇论文，感兴趣的同学可以关注一下。

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