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温室气体引起的全球变暖和臭氧层破坏已经成为全球关注的环境问题。三大温室气体中，N2O的排放主要来自于农业，在农业生态系统温室气体排放中占重要地位。NH3挥发排放也会引起水环境的富营养化、土壤的酸化、肥料利用率低等一系列问题。新疆是我国最大的棉花产地之一，关于新疆棉田NH3排放和N2O排放的研究稀有报道。本研究主要以新疆半干旱地区棉田生态系统为研究对象，原位监测了不同灌溉方式（膜下滴灌扣常规沟灌）、不同肥料施用（普通化肥和化肥+生物炭肥）条件下，棉田生态系统全生育期N2O和NH3的排放特征，并对半干旱地区棉田生态系统N2O和NH3排放的主要影响因素进行了系统分析。
主要研究结果如下:
1.不同灌溉模式，棉田N2O和NH3排放通量变化特征存在较大差异;但不同肥料施用对N2O和NH3的排放通量变化特征影响较小。在沟灌棉田，N2O和NH3的排放通量在全生育期均表现出较大的波动性，排放高峰也均主要在蕾期;但在膜下滴灌棉田，N2O和NH3的排放通量全生育期均没有大的波动，N2O的排放高峰出现在花铃期，NH3的排放高峰出现在蕾期。生物炭肥的施用对棉田全生育期N2O和NH3的排放特征影响较小，在沟灌棉田和膜下滴灌棉田，施用生物炭肥之后，N2O和NH3的排放与未施用生物炭肥的变化趋势基本一致。
各个生育期N2O的排放量，滴灌+生物炭、滴灌、沟灌3种处理均是苗期排放量最大，沟灌+生物炭处理吐絮期排放量最大。各个时期的平均排放通量总的趋势是花铃期＞蕾期＞吐絮期＞苗期。各个生育期NH3排放量趋势表现为苗期＞蕾期＞花铃期＞吐絮期，NH3平均排放通量趋势表现为蕾期＞花铃期＞苗期＞吐絮期。
2.沟灌棉田N2O和NH3全生育期排放总量和排放系数显著高于膜下滴灌棉田，生物炭肥的施用促进了N2O和NH3的排放。沟灌棉田和膜下滴灌棉田全生育期N2O和NH3的排放总量分别为472.97 g·hm-2、350.55 g·hm-2和2776.95 g·hm-2、1560.21g·hm-2;施用生物炭的沟灌棉田和膜下滴灌棉田全生育期N2O和NH3的排放总量分别为596.62 g·hm-2、473.61 g·hm-2和3891.18 g·hm-2、2215.98 g·hm-2。滴灌+生物炭、沟灌+生物炭、滴灌、沟灌四种处理棉田单位施氮量N2O排放系数分别为0.183％、0.230％、0.135％、0.183％。滴灌+生物炭、沟灌+生物炭、滴灌、沟灌四种处理棉田单位施氮量NH3排放系数分别为0.86％、1.50％、0.60％和1.07％。
3.不同处理N2O排放的主要影响因素存在较大差异，NH3排放的主要影响因素比较一致。全生育期棉田N2O排放的主要影响因素:滴灌处理的关键影响因素是土壤硝态氮含量;沟灌处理的关键影响因素是土壤含水量;滴灌+生物炭处理N2O的排放没有与土壤含水量、土壤温度以及土壤无机氮含量表现出显著的相关性;沟灌+生物炭处理的关键影响因素是土壤温度。NH3排放的主要影响因素:滴灌处理、沟灌处理以及滴灌+生物炭处理NH3排放的关键影响因素均是土壤温度、土壤铵态氮含量;沟灌+生物炭处理NH3的排放与土壤温度、土壤铵态氮、硝态氮含量均表现出显著的相关性。