科研团队创建新疆棉田温室气体精准采集“时间表”

　　石榴云/新疆日报讯（记者 盖有军报道）7月22日，记者从中国农业科学院西部农业研究中心了解到，该中心棉花布局与低碳生产技术创新团队经过长期持续观测，以及对6000余条田间观测数据进行科学分析，找到了新疆滴灌棉田温室气体采样的3个关键时间点——灌溉前1天、灌溉后1天和灌溉后5天。采用这一采样方案，可在减少四分之一田间采样工作量的同时，较为准确地估算棉田温室气体排放量，为解决新疆滴灌棉田温室气体监测采样工作量大、监测成本高的现实难题，提供了全新实操技术方案。

　　该研究团队首席科学家王占彪介绍，新疆棉花生产普遍采用膜下滴灌和水肥一体化技术。灌水、施肥之后，土壤中的水分、氧气和氮素供应会在短时间内迅速发生变化，由此引发氧化亚氮和二氧化碳排放的明显波动。这种排放变化就像棉田在灌水施肥后出现的一次短暂“呼吸加速”：排放峰值来得快、持续时间短，如果采样间隔时间过长，很容易错过关键排放峰值。但是，如果每天连续、高频采样，又会大幅增加田间工作量和监测成本。

　　如何既能抓住排放峰值关键时间点，又能尽量减少采样次数，成为新疆滴灌棉田温室气体监测中长期存在的实际难题。

　　王占彪介绍，针对这一问题，研究团队整合了不同试验点获得的6000余条温室气体观测数据，重点分析棉田灌溉前后土壤氧化亚氮和二氧化碳排放的变化规律。研究人员以灌溉前1天、灌溉后1天、灌溉后3天和灌溉后5天为基础观测节点，设计了10种不同的简化采样方案，并逐一比较不同方案的排放估算误差。

　　研究结果显示，棉田温室气体排放具有明显的脉冲式变化特征。灌溉施肥后，土壤氧化亚氮和二氧化碳排放快速增加，在灌溉后第1天达到明显峰值，随后迅速下降。这意味着，灌溉后第1天是捕捉棉田温室气体排放峰值最关键的“窗口期”。一旦错过这一时间点，监测结果就可能明显偏低。经过对比，研究团队最终筛选出“灌溉前1天+灌溉后1天+灌溉后5天”的三节点采样方案。与其他采样方案相比，该方案减少了25%的采样工作量，同时仍能较准确地还原灌溉施肥引起的温室气体排放变化。

　　其中，该方案对氧化亚氮累积排放量的校准率达到96.55%，对二氧化碳累积排放量的校准率达到99.60%。换句话说，只要抓住这3个关键时间点，就能够用更少的采样次数，获得接近完整高频监测的排放结果。

　　研究还发现，不同采样时间点不能随意省略。如果遗漏灌溉前1天的采样，氧化亚氮累积排放量可能会被高估约19%；如果遗漏灌溉后1天的采样，则可能被低估约18.5%。遗漏灌溉后5天的采样，氧化亚氮累积排放量可能被低估5%。

　　据此，研究团队提出，新疆滴灌棉田开展温室气体监测时，可优先在灌溉前1天、灌溉后1天和灌溉后5天进行采样。这套方案就像为棉田温室气体监测制定了一张简明的“时间表”，能够在保障监测精度前提下，降低田间采样工作量、提升监测效率。

　　王占彪表示，该技术体系不仅适用于新疆滴灌棉田温室气体排放监测，还可为不同水肥管理措施的减排效果评价提供更加统一、便捷的采样依据，有助于提高棉田温室气体排放数据的准确性和可比性，为新疆棉花绿色低碳生产、农业碳排放核算和减排技术评价提供技术支撑。