近日，中国农业科学院棉花研究所王占彪研究员团队通过收集、分析和挖掘棉田土壤一氧化二氮（N2O）排放数据，首次明确了全球棉田土壤N2O排放强度及控制因素，并对其相应减排措施进行了评价。相关研究成果以“A global synthesis of nitrous oxide emissions across cotton-planted soils”为题发表在环境科学与生态学领域国际知名期刊《可持续生产与消费（Sustainable Production and Consumption）》（中科院1区TOP期刊，IF="10.9）上。
在全球范围内，获取具体区域和作物的N2O排放信息，对制定有效的N2O减排策略至关重要。棉田土壤是农业生产中一个重要的N2O排放源。然而，人们对全球棉田土壤N2O排放强度及主要驱动因素知之甚少。
该研究基于全球棉田土壤N2O排放的原位观测数据集，量化了棉田土壤面积尺度N2O排放（N2Oarea）、产量尺度N2O排放（N2Oyield）、直接N2O排放因子（EFd）及其控制因素，并探讨了相关的潜在减排策略。结果显示，全球棉田土壤N2Oarea为2.10 kg N ha−1，平均EFd为0.92%，这与谷类作物（如玉米，1.02%）和政府间气候变化专门委员会（IPCC）全球农田的默认值1%相当。全球平均N2Oyield为622 g N Mg−1。在全球尺度上，棉田土壤N2O排放（即N2Oarea、N2Oyield和EFd）的变化主要由气候条件（如气候类型）和土壤性质（如容重、pH、C/N或土壤质地）控制，而不是公认的管理措施（如施氮量）。此外，该研究表明，脲酶和/或硝化抑制剂的施用可显著减少土壤N2O排放，并保持籽棉产量不变。综合上述研究成果，研究提出，棉花生产具有明显的气候足迹，而相关研究结果为棉花可持续集约化生产提供了潜在的N2O减排方案。同时，也为全球农田直接N2O排放因子数据库的构建提供可靠参数。该研究结果对准确编制农业N2O排放清单，并制定有效的N2O减排措施具有重要意义。
该研究得到了丝绸之路经济带创新驱动发展试验区、乌昌石国家自主创新示范区科技发展计划（2023LQJ03）、新疆“天山英才”培养计划（2023TSYCCX0020）和新疆自然科学基金（2022D01B224）等项目及国家农业农村长期因子综合观测昌吉站的支持。中国农业科学院棉花研究所潘占磊助理研究员为该论文第一作者，王占彪研究员为通讯作者。
原文链接：https://doi.org/10.1016/j.spc.2024.09.022
全球棉田土壤N2O排放强度、控制因素及相应减排措施
