全球盐碱地面积已达到约9.56×10⁸公顷，严重制约了全球灌溉农业的可持续发展。种植水稻是改善和利用盐碱地的有效措施之一。水稻是中国的主要粮食作物，提高水稻产量是保障中国粮食安全的首要任务。为了提高水稻产量，稻田氮肥的施用量正在逐年增加。然而，由于氮肥施用不当或者过量，导致氮肥利用率下降，同时造成各种环境问题，例如土壤养分失衡、地表和地下水污染、大气污染等，特别是氨气（NH₃），氮氧化物（NOx）等气体排放到大气中，会造成严重的氮损失。
施用氮肥是稻田生态系统中NH₃或铵（NH₄⁺）的主要来源之一，其中NH₃被认为是气溶胶形成的关键物质之一。NH₃挥发过程很快，通常在施用氮肥后7-10天内发生，并受到各种环境和非环境因素的直接或间接影响。土壤的理化性质（例如盐度、pH）将影响土壤胶体对NH₄⁺的吸附能力以及从NH₄⁺到NH₃的转化过程。同时，稻田土壤排放的温室气体（GHG）被认为是全球变暖的主要原因之一。施用氮肥可以促进水稻生长，增加外源碳的输入（例如根分泌物、凋落物和残茬），并为产甲烷菌提供生长所需的营养物质，从而导致甲烷（CH₄）的产生和排放。水田的二氧化碳（CO₂）主要来源于水稻和土壤微生物的呼吸作用，土壤中99%的CO₂是由微生物分解有机物产生的。在氮循环中，由土壤中氨氧化细菌和反硝化细菌介导，稻田排放出大量的氧化亚氮（N₂O）。农田NH₃挥发通过氮沉降，约有1%可转化为亚硝态氮，说明控制农田NH₃挥发对土壤中N₂O的间接排放有影响。因此，针对稻田施肥后NH₃挥发和GHG排放进行综合评估，以优化稻田生态系统的施肥管理是十分重要的。
稻田土壤中碳、氮循环对农业生态系统的稳定性、生产力和环境效应具有关键作用。目前关于稻田土壤中碳、氮动态特征及其气态损失的研究主要集中在非盐碱水田。对于盐碱稻田土壤中碳、氮的气体减排、转化及耦合过程尚未系统性研究。因此，本研究团队通过147天的田间试验，监测了不同氮肥施用下盐碱稻田中NH₃挥发和GHG排放的规律，并阐明了盐碱稻田NH₃和GHG的排放特征与驱动机制。本研究表明，无论土壤盐碱度如何，CO₂富集导致的升温效应都会增加NH₃挥发。碳、氮的合理配施可有效控制盐碱稻田CH₄和N₂O排放。施用尿素和有机无机混施肥均有效控制盐碱稻田中NH₃挥发。炭基缓释肥的施用有效降低全球增温潜势，呈现出高效的GHG减排能力。本研究为优化盐碱水田氮肥管理、控制NH₃挥发和GHG排放提供了理论依据，对保障盐碱稻田粮食增产、高效利用肥料和土壤养分、减少环境污染具有重要的科学意义。
 

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