新疆打造滴灌棉田可持續(xù)氮肥管理模式

眼下正值新疆棉花的采收季，走進(jìn)棉花田壟中，一條條細(xì)長(zhǎng)的滴灌帶在地膜覆蓋下緊貼著棉株根系整齊排布。如今，滴灌技術(shù)已廣泛運(yùn)用在新疆棉花種植過(guò)程中。如何提高滴灌棉田的養(yǎng)分利用效率、降低溫室氣體排放？經(jīng)過(guò)多年研究，我區(qū)科研人員成功打造滴灌棉田可持續(xù)氮肥管理模式。

據(jù)悉，施用適量氮肥有利于提高棉花產(chǎn)量、改善棉花質(zhì)量，但同時(shí)會(huì)造成大量溫室氣體——氧化亞氮的排放。為此，2014年以來(lái)，中國(guó)科學(xué)院新疆生態(tài)與地理研究所研究員高霄鵬帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)圍繞高效氮肥的農(nóng)學(xué)效應(yīng)、溫室氣體排放的時(shí)空特征以及滴灌體系中氧化亞氮產(chǎn)排的微生物機(jī)制等方面開展系統(tǒng)研究，取得了顯著成效。

科研團(tuán)隊(duì)深入研究了氮肥的去向和損失過(guò)程，特別是氧化亞氮的產(chǎn)排機(jī)制。在策勒縣和烏魯木齊高新區(qū)（新市區(qū)）安寧渠鎮(zhèn)分別建立了長(zhǎng)期野外實(shí)驗(yàn)基地，通過(guò)土柱實(shí)驗(yàn)和田間監(jiān)測(cè)，精準(zhǔn)測(cè)量了氮肥在土壤中的動(dòng)態(tài)變化，并提出了一種基于棉花氮素需求與土壤供氮時(shí)空規(guī)律相匹配的可持續(xù)氮肥管理模式，系統(tǒng)解析了施氮類型、施氮位置和施氮量對(duì)氮去向及損失過(guò)程的影響。

2022年，基于可持續(xù)氮肥管理模式，科研團(tuán)隊(duì)在中國(guó)科學(xué)院新疆生態(tài)與地理研究所策勒荒漠草地生態(tài)系統(tǒng)國(guó)家野外科學(xué)觀測(cè)研究站和新疆農(nóng)科院土壤肥料與農(nóng)業(yè)節(jié)水研究所國(guó)家灰漠土肥力與肥料效益監(jiān)測(cè)基地，分別建立了60畝核心研究示范區(qū)，還與我區(qū)南北疆的棉花種植大戶合作，建立推廣示范田1800畝。在種植過(guò)程中，科研團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，北疆施用尿素添加脲酶和硝化抑制劑能在保證棉花產(chǎn)量的同時(shí)，降低約20%的氧化亞氮排放；南疆采用有機(jī)肥+尿素多次隨水滴施，更有利于實(shí)現(xiàn)棉花穩(wěn)產(chǎn)和氧化亞氮減排。

與此同時(shí)，科研團(tuán)隊(duì)還自主設(shè)計(jì)了膜透式土壤剖面氣體采集裝置，該裝置為土壤氧化亞氮產(chǎn)排溯源提供了原創(chuàng)性技術(shù)支撐。

該項(xiàng)目研究成果有效提升了干旱區(qū)農(nóng)田養(yǎng)分管理水平，推動(dòng)了干旱區(qū)棉花產(chǎn)業(yè)高產(chǎn)高效、環(huán)境友好的綠色發(fā)展，為推動(dòng)農(nóng)業(yè)減排實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)提供了重要方案。