农业生态系统是重要的温室气体N2O排放源，土壤表层N2O排放通常取决于土壤剖面N2O产生、扩散和还原过程，该过程受氮肥类型和氮肥施用量的显著影响。膜下滴灌广泛应用于我国干旱区棉田管理，然而在该农田管理措施下，不同氮肥管理土壤剖面N2O浓度和扩散特征及其与土壤表层N2O排放的关系尚不清楚。
针对上述问题，中国科学院新疆生态与地理研究所荒漠与绿洲生态国家重点实验室曾凡江研究员团队，基于连续两年的膜下滴灌棉田试验，采用原位土壤剖面气体采集系统，系统地研究了不同氮肥管理措施下不同土层N2O浓度和扩散特征。氮肥处理包括两个氮肥施用量（120和240kgNha-1）和三个肥料类型（尿素、包膜尿素ESN和含有硝化抑制剂和脲酶抑制剂的稳定性尿素SuperU），不施肥处理为对照，其中尿素采用随水滴施，ESN和SuperU在播种前全部施入土壤。
研究结果发现：1）膜下滴灌条件下，各土层N2O浓度和扩散速率没有受氮肥类型和氮肥施用量的显著影响；2）土壤表层N2O排放主要来源于0-15cm土层，降低膜下滴灌条件下浅层土壤氮素积累有利于缓解N2O排放；3）两年中，浓度梯度法与静态暗箱法测定的N2O排放速率显著相关性弱或无显著相关性，这主要与膜下滴灌条件下土壤湿度和土壤无机氮的空间异质性有关，仅采用浓度梯度法可能无法准确评估膜下滴灌农田N2O排放。该研究结果进一步表明，膜下滴灌条件下施用高效氮肥实现N2O减排的作用非常有限，尿素随水滴施更有利于实现N2O减排和保证棉花产量。
相关研究以“Linking soil profile N2O concentration with surface flux in a cotton field under drip fertigation”为题发表在Environmental Pollution。该研究获国家自然科学基金、扶贫项目等的资助。
