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N2O是重要的温室气体之一，由此引起的全球变暖和臭氧层破坏是当今重要的环境问题。紫色土农田生态系统是南方亚热带湿润区重要的生态系统之一，研究紫色土农田生态系统N2O排放对于编制我国温室气体排放清单和减排对策有重要的理论与实践意义。
研究依托中国科学院盐亭紫色土农业生态试验站，采用静态暗箱和原状土柱一-乙炔抑制法研究典型紫色土旱地农田生态系统(玉米－小麦轮作)N2O排放，分析了农田生态系统N2O排放以及土壤N2O排放季节变化特征以及影响因素，估算了生态系统N2O排放总量和N2O-N排放系数。获得以下主要结果和结论：
(1)农田生态系统N2O表现为净排放，伴随施肥或降雨的出现，生态系统N2O排放速率明显增大，而其它时候排放速率较低；生态系统N2O排放速率变化范围为-1.9～319.8μgN.m-2.h-1。全年平均排放速率为46.5μgN.m-2.h-1。
土壤N2O排放季节变化规律：夏季排放速率高，秋冬春三季排放速率很低，与温度变化比较一致，夏季受降水影响波动较大。全年土壤N2O平均排放速率为25.6g N·hm-2·d-1。
(2)农田生态系统N2O排放受土壤温度、土壤水分、土壤中无机氮含量以及植株等因素的综合影响。5cm处土壤温度、水分以及无机氮含量与生态系统N2O排放量呈显著的线性正相关关系，三个因子对系统N2O排放影响大小顺序为：无机氮含量>土壤温度>土壤水分含量。植株的存在增加了N2O的排放，有作物参与的生态系统N2O全年平均排放速率较无作物参与的土壤N2O平均排放速率增加了44.3％。
(3)氮肥施用促进了生态系统N2O排放。高氮、中氮以及不施氮处理N2O排放总量分别为4.95、3.86和1.64 kgN·hm-2。在本区常规施氮处理下(中氮，150kgN·hm-2)，N2O-N排放系数为0.74％。
尿素、硫酸铵、硝酸钾三种氮肥品种处理下，土壤-植物系统N2O排放量分别为3.93、3.20和3.11 kg·hm-2。施用硝态氮肥能保证本区作物的经济产量，同时能减少系统N2O排放，减轻土壤氮素气态氮损失，从而可能降低对大气环境的负面影响。
(4)无机氮含量、土壤温度与土壤N2O排放速率和反硝化速率呈显著正相关关系。降雨是导致土壤N20.放增加的主要驱动因子。
雨季土壤N2O排放总量和反硝化排放量占全年总排放量的91.3％，土壤中氮素损失(以N2O气态氮形式)主要发生在雨季，即发生在高温高湿的夏季。由降雨引发的反硝化作用是雨季土壤氮素损失(以N2O气态氮形式)的主要机制。
(5)DNDC模型较好地模拟了玉麦轮作期内生态系统N2O排放速率的变化，基本上捕捉到了几次主要降雨以及施肥引起的N2O排放峰，峰值出现时间与实测值一致，排放速率和排放通量的模拟值与实测结果也较接近；但低估了小麦生长季N2O排放，同时模拟峰值与实际测定值偏差较大。DNDC模型的敏感性试验表明，影响本区系统N20.放的主要因子包括温度、降雨量、pH值和土壤类型。
(6)室内培养试验表明，土壤类型对N2O排放影响显著。高水分条件下砂土由于具有较强的矿化能力以及通透性较好，其N2O排放变化规律与砂粘壤以及粘壤的变化规律完全不一致。在土壤很湿的条件下(110％WFPS)，砂土的N2O排放总量排放量显著高于砂粘壤和粘壤，砂土在水分条件很高的情况下具有较强的N2O排放潜力。