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为探究生物炭应用和灌溉管理对农业系统温室气体排放的综合影响，研究人员在华北平原开展为期两年的田间实验。结果显示二者交互作用可有效减排，高生物炭施用量下亏缺灌溉能降全球变暖潜势且减产量损失。该研究为农业减排提供策略。
在全球气候变暖的大背景下，农业生产作为温室气体排放的重要源头之一，其减排措施的探索备受关注。生物炭应用和灌溉管理，就像两把 “神秘钥匙”，被广泛认为可能是缓解农业系统温室气体排放的有效策略。然而，这两把 “钥匙” 一起使用时，会产生怎样的效果呢？这个问题就像一团迷雾，一直困扰着科研人员。以往研究大多只聚焦于单一因素对温室气体排放的影响，对于生物炭和灌溉管理联合作用的了解少之又少，这使得农业减排措施在实际推广应用中缺乏有力的科学依据，仿佛在黑暗中摸索前行。
为了驱散这团迷雾，给农业减排找到更有效的方向，研究人员开启了一场意义非凡的探索之旅。在广袤的华北平原，研究人员开展了一项为期两年的田间实验，专注于研究亏缺灌溉和生物炭对夏玉米 - 冬小麦轮作系统中温室气体排放的综合影响。这里是我国重要的粮食产区，其农业生产的减排研究对全球气候变化和粮食安全都有着举足轻重的意义。
经过不懈努力，研究人员得出了一系列重要结论。他们发现土壤充水孔隙度（WFPS）和土壤温度与二氧化碳（CO2）和氧化亚氮（N2O）排放通量呈正相关，却与甲烷（CH4）排放通量没有明显关联。减少灌溉量并增加生物炭施用量，不仅能降低土壤中 CO2和 N2O 的累积排放量，还能促进土壤对 CH4的吸收。更令人惊喜的是，亏缺灌溉和生物炭应用的相互作用，就像一对默契的 “搭档”，可以有效地减少土壤整体的温室气体排放。在高生物炭施用量（30 t ha?1 ）的情况下，玉米和小麦拔节期进行亏缺灌溉，能使全球变暖潜势降低 15.9%，同时作物产量损失最小，仅为 4.86% 。这一研究成果发表在《Agricultural Water Management》杂志上，为农业生产减排温室气体提供了极具价值的科学依据和可行策略。
研究人员采用的主要技术方法有：设置不同处理组，实验设置了三种灌溉策略，分别是充分灌溉（F：70% - 80% 田间持水量（θfc）） 、玉米和小麦拔节期亏缺灌溉（D：50% - 60% θfc ，DJ）、玉米和小麦拔节期及灌浆期亏缺灌溉（DJ+F）；还设置了三种生物炭施用量，即 0 t ha?1（T）、15 t ha?1（M）、30 t ha?1（H）。通过长期田间监测，对不同处理下的土壤水分、温度以及温室气体排放通量等指标进行持续观测记录，从而获取研究所需的数据。
下面详细看看研究结果：
- 土壤水分、温度与温室气体排放通量的关系：通过对不同处理下土壤各项指标的监测分析发现，WFPS 和土壤温度与 CO2和 N2O 排放通量呈正相关，意味着土壤越湿润、温度越高，CO2和 N2O 排放可能越多，但它们与 CH4排放通量无显著关系。
- 生物炭和灌溉对温室气体排放的影响：研究数据表明，减少灌溉量并增加生物炭施用量，能够降低土壤中 CO2和 N2O 的累积排放量，同时促进土壤对 CH4的吸收。这说明合理调整灌溉和生物炭施用方式，可有效改善土壤温室气体排放情况。
- 亏缺灌溉和生物炭交互作用对全球变暖潜势及产量的影响：在高生物炭施用量（H）的情况下，玉米和小麦拔节期进行亏缺灌溉（DJ），能显著降低全球变暖潜势达 15.9%，且产量损失仅 4.86% 。这一结果为农业生产在减排的同时保障产量提供了重要参考。
研究结论表明，有针对性地进行亏缺灌溉并结合生物炭应用，是一种极具潜力的策略，可以在尽量减少作物产量损失的同时，有效降低温室气体排放。这一成果对于缓解农业领域的气候变化压力、保障粮食安全具有重要意义。一方面，它为农业生产者提供了切实可行的减排措施，有助于在不影响粮食生产的前提下，减少农业活动对环境的负面影响；另一方面，也为相关政策制定提供了科学依据，推动农业可持续发展政策的制定和完善。然而，研究也存在一定局限性，例如实验仅在华北平原开展，不同地区土壤、气候等条件差异较大，该策略的普适性还需进一步研究验证。未来，研究人员可以扩大研究范围，探索在不同环境条件下该策略的有效性，为全球农业减排贡献更多力量。
