近日，農學院于振文、石玉團隊在《European Journal of Agronomy》在線發表了題為“Effects of micro-sprinkling with different irrigation levels on winter wheat grain yield and greenhouse gas emissions in the North China Plain”的研究論文。博士研究生張振為該論文的第一作者，石玉教授為該論文的通訊作者。

農田溫室氣體排放量占全球人為排放總量的13.8%，華北平原作為我國小麥主產區之一，隨著人口增長對小麥產量需求的增加，農業生產過程中溫室氣體排放量持續增加。此外，由于降水時空分布不均導致該地區冬小麥生產主要依靠地下水進行補充灌溉，傳統高耗水的灌溉方法加劇了水資源短缺的現狀。因此，探究減少溫室氣體排放同時保證小麥產量的高效節水灌溉理論與技術對華北平原小麥生產的可持續發展具有重要意義。

過量灌溉和降水會增加土壤有機物厭氧分解產生CH4排放和土壤反硝化產生的N2O排放，同時伴隨著CO2排放。該研究發現，增加灌溉量顯著提高了冬小麥生長季土壤N2O的排放，K85處理灌溉產生的較高土壤濕度促進土壤硝化作用，誘發大量的N2O排放。此外，K85處理下的土壤無機氮含量高，為土壤硝化和反硝化提供了反應基質，增加麥田土壤的N2O排放。同時，相關分析的結果表明，N2O通量與土壤水分、NO3--N和NH4+-N含量呈正相關。結果表明，適當的灌溉水平（K75）可通過降低無機氮含量來減少土壤N2O排放。

圖1.土壤含水量麥田土壤溫室氣體排放和土壤礦質氮含量的影響

GWP和GHGI可用于評估溫室氣體排放和小麥生產的環境效益，籽粒產量和土壤溫室氣體排放決定了各處理的全球變暖潛能值（GWP）和溫室氣體排放強度（GHGI）。與該研究中其他灌溉處理的相應效果相比，通過抑制N2O的排放和促進CH4的吸收，K75處理可以使GWP和GHGI分別減輕5.51%-14.9%和5.43%-15.91%。適易的灌溉水平（K75）可以有效減少溫室氣體排放，提高冬小麥籽粒產量。

圖2. 糧食產量、全球變暖潛能值（GWP）和溫室氣體強度（GHGI）與溫室氣體排放之間的關系

這些結果為提高冬小麥籽粒產量、降低環境成本和改進節水灌溉技術提供了理論依據。

該研究得到了國家自然科學基金、國家現代農業產業技術體系的資助。

論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.eja.2022.126725

編      輯：萬    千 

審      核：賈    波