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氧化亚氮(N2O)是最为重要的温室气体之一，然而中国农田土壤N2O排放量的准确数据仍然缺乏。目前有关不同土地利用方式下土壤N2O排放量的计算主要基于联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)所提供的单一、通用的缺省值，但是，土壤N2O背景排放量(background N2O emission，BNE)和氮肥诱导的N2O排放量却随气候和土壤类型等而变化。为此，对我国不同气候带和土壤类型的农田上测定的N2O排放结果进行了整合分析，目的是(1)明确我国农田土壤N2O背景排放量及其空间分布特征;(2)建立全国尺度、不同气候带和不同作物种类的氮肥诱导的N2O排放系数;(3)评估农田N2O减排的技术和措施。主要结果如下。
中国农田土壤N2O背景排放速率为0.93 kg N ha-1yr-1，不同气候带之间存在明显差异。北亚热带农田最高，达到1.66 kg N ha-1yr-1，寒温带农田最低，仅为0.53 kg N ha-1yr-1。利用不同气候带农田土壤N2O背景排放速率，估算获得的全国农田土壤N2O背景排放量为129 Gg Nyr-1，高于利用全国农田土壤N2O背景平均排放速率计算获得的估计值114 Gg Nyr-1。
农田生态系统中，化学氮肥诱导的N2O排放系数(emission factor，EF)全国平均值为0.60％。但是，六个不同气候带之间存在着显著差异，北亚热带旱地农田最高，达到0.93％，中亚热带稻田最低，仅0.20％。在影响N2O排放系数的因素中，降水和土壤pH值与N2O排放系数呈非线性关系，分别解释了区域变异的7.0％和8.0％。降水是影响氮肥来源N2O排放最为关键的因素。不同作物种类之间氮肥诱导的N2O排放系数也存在显著差异，豆类作物的N2O排放系数最高，为0.90％，显著高于谷物。利用不同气候带（区域）N2O排放系数，计算获得的我国主要作物（玉米、水稻、小麦和蔬菜）农田系统N2O排放量为239 Gg Nyr-1，其不确定性为21％。该估算值远低于利用IPCC缺省值计算得到的排放量(357 GgNyr-1)33％，接近于利用作物的N2O排放系数计算获得的估算值(253 Gg Nyr-1)。在玉米、水稻、小麦和蔬菜农田系统中，化学氮肥来源的N2O占总排放量的66.5％。
综合评估了氮肥减量和抑制剂使用对农田系统N2O排放的影响。化学氮肥用量减少10％（减排情景S1）降低了N2O排放并且不会影响作物产量，而减缓情景S2（化学氮肥用量减少20％）显著降低了作物产量。在玉米、水稻和小麦农田施用硝化抑制剂3，4二甲基吡唑磷酸盐(DMPP)（减缓情景S6）和氮肥施用量减少20％+硝化抑制剂双氰胺(DCD)（减缓情景S11）在全国尺度可以减少N2O排放量56.0％。化学氮肥配施硝化抑制剂DCD（减缓情景S4）可以有效提高产物产量，与不施用抑制剂或者氮肥用量不减少的基准情景(BS)相比，玉米和水稻产量分别可以增加14.0％和8.0％。
基于本项研究，建议把农田土壤N2O背景排放量纳入区域N2O排放清单，以便制定更加有效和可靠的减缓N2O排放、实现农业可持续发展的田间管理技术及措施。在编制中国国家级农田N2O排放清单时，建议使用区域（不同气候带）氮肥诱导的N2O排放系数。作为2015年联合国气候变化框架公约（巴黎协定）的签署国，实施减缓方案S4、S6和S11将有助于我国实现到2030年N2O排放量减少30％的目标。
中国农田土壤N2O背景排放速率为0.93 kg N ha-1yr-1，不同气候带之间存在明显差异。北亚热带农田最高，达到1.66 kg N ha-1yr-1，寒温带农田最低，仅为0.53 kg N ha-1yr-1。利用不同气候带农田土壤N2O背景排放速率，估算获得的全国农田土壤N2O背景排放量为129 Gg Nyr-1，高于利用全国农田土壤N2O背景平均排放速率计算获得的估计值114 Gg Nyr-1。
农田生态系统中，化学氮肥诱导的N2O排放系数(emission factor，EF)全国平均值为0.60％。但是，六个不同气候带之间存在着显著差异，北亚热带旱地农田最高，达到0.93％，中亚热带稻田最低，仅0.20％。在影响N2O排放系数的因素中，降水和土壤pH值与N2O排放系数呈非线性关系，分别解释了区域变异的7.0％和8.0％。降水是影响氮肥来源N2O排放最为关键的因素。不同作物种类之间氮肥诱导的N2O排放系数也存在显著差异，豆类作物的N2O排放系数最高，为0.90％，显著高于谷物。利用不同气候带（区域）N2O排放系数，计算获得的我国主要作物（玉米、水稻、小麦和蔬菜）农田系统N2O排放量为239 Gg Nyr-1，其不确定性为21％。该估算值远低于利用IPCC缺省值计算得到的排放量(357 GgNyr-1)33％，接近于利用作物的N2O排放系数计算获得的估算值(253 Gg Nyr-1)。在玉米、水稻、小麦和蔬菜农田系统中，化学氮肥来源的N2O占总排放量的66.5％。
综合评估了氮肥减量和抑制剂使用对农田系统N2O排放的影响。化学氮肥用量减少10％（减排情景S1）降低了N2O排放并且不会影响作物产量，而减缓情景S2（化学氮肥用量减少20％）显著降低了作物产量。在玉米、水稻和小麦农田施用硝化抑制剂3，4二甲基吡唑磷酸盐(DMPP)（减缓情景S6）和氮肥施用量减少20％+硝化抑制剂双氰胺(DCD)（减缓情景S11）在全国尺度可以减少N2O排放量56.0％。化学氮肥配施硝化抑制剂DCD（减缓情景S4）可以有效提高产物产量，与不施用抑制剂或者氮肥用量不减少的基准情景(BS)相比，玉米和水稻产量分别可以增加14.0％和8.0％。
基于本项研究，建议把农田土壤N2O背景排放量纳入区域N2O排放清单，以便制定更加有效和可靠的减缓N2O排放、实现农业可持续发展的田间管理技术及措施。在编制中国国家级农田N2O排放清单时，建议使用区域（不同气候带）氮肥诱导的N2O排放系数。作为2015年联合国气候变化框架公约（巴黎协定）的签署国，实施减缓方案S4、S6和S11将有助于我国实现到2030年N2O排放量减少30％的目标。