近日，中国农业科学院棉花研究所棉花智慧栽培创新团队开展了棉田套作不同类型绿肥相关研究，通过分析土壤不稳定性碳氮组分，发现棉田套作不同类型的绿肥，土壤性质和排放响应不同，初步阐明不同类型绿肥影响棉田土壤气态氮排放机制，为降低棉田温室气体排放提供了理论依据。相关研究结果发表在《农业、生态系统与环境（Agriculture, Ecosystems & Environment）》上。
气态氮主要包括氨气、氮氧化物等，是温室气体的重要组成部分。气态氮损失包括氨挥发和反硝化作用，是农田活性氮损失的重要途径之一。大量研究表明，农田引入绿肥可以增加土壤碳固存，进而影响土壤-作物-大气碳氮循环，但不同类型绿肥对土壤气态氮排放和相关土壤碳氮组分的影响尚不明确。开展棉田温室气体排放影响机制的研究对棉花可持续生产具有重要意义。
该研究通过对四种棉花覆盖种植模式，联合四种施氮量下的土壤氨气、氧化亚氮、甲烷和二氧化碳排放进行收集和测定，分析土壤有机碳及不稳定性氮组分，比较不同处理间差异，确定了微生物量氮、可溶性有机氮和无机氮是影响土壤气态氮排放的重要土壤组分，量化了土壤氮组分和气态氮排放的复杂影响关系。研究结果表明，氮肥和不同绿肥混播均增加土壤氨气和氧化亚氮排放；棉花套种非豆科绿肥可通过增加土壤微生物量碳和减少土壤不稳定氮，显著减少氨气和氧化亚氮排放；棉花套种豆科绿肥可增加氧化亚氮排放，由于土壤碳氮比低，可减少土壤氨气挥发。该研究为绿肥选择提供新考量，也为棉花种植模式改良和土壤气态氮排放影响机制提供新思路，对黄河流域棉花可持续生产具有指导意义。
该研究得到国家重点研发计划和国家自然科学基金的资助。（通讯员 梁冰）
原文链接: https://doi.org/10.1016/j.agee.2022.108188
