N2O是单分子增温潜势较CO2高265倍（100年时间尺度）的强效温室气体。其在大气中寿命可达120年之久，是平流层臭氧的最主要破坏者。农业排放占全部人为排放的2/3，是目前最大的N2O人为排放源。土壤氧气 （O2）是N2O产生的直接影响因子，同时控制着细胞水平硝化过程及反硝化过程的发生，进而决定着最终气体产物中N2O和N2的比例。目前关于O2调控N2O产生的理解大多来自于纯培养及土壤微宇宙培养模拟试验，在田间原位有结构土壤，且处于频繁干湿交替、气候和农田管理因素时空变异条件下，理解旱作农田土壤O2对N2O产生的直接影响是一直以来的挑战性科学问题。

中国农业大学的科研人员为了研究农田土壤氧化亚氮 （N2O）产生机制，依托中国农业大学上庄试验站长期观测，对三种施氮水平结合不同秸秆（还田、不还田）和有机肥管理措施下的土壤O2和N2O浓度进行周年原位观测，同时观测了土壤温度、湿度、碳氮底物和pH等其它环境影响因素的动态变化，定量了典型集约管理作物体系在一系列变化的环境条件下土壤O2对N2O产生的直接影响，并建立了土壤O2预测N2O产生的经验模型。

研究结果表明气候和管理因素（施肥、灌溉、降雨、温度），以及它们的交互作用显著影响土壤中O2和N2O浓度 (P < 0.05)。与土壤温度，充水孔隙度和铵浓度相比 (r= 0.30, 0.25, 0.26)，土壤O2浓度 (r= -0.71) 是与土壤N2O浓度较相连影响因素。随着土壤O2浓度降低，土壤N2O浓度呈现指数增长。在施氮处理中，该指数增长模型可预测74~90% 的土壤N2O浓度变化；在施肥灌溉/降雨结合事件中，该指数模型可预测58% 的土壤N2O浓度变化。以上研究结果强调了土壤O2条件是影响N2O产生的近端、直接、且有决定性的环境因子，超过其它环境因子对N2O产生的影响，同时能够作为一个关键变量反映田间一系列复杂交互变量对N2O产生的综合效应。

本研究测定土壤温室气体（N2O、CH4和CO2）排放。由澳作公司自主研发的SoilGAS土壤多气体通量监测系统就可以测量地表排放的碳、氮气体通量，还可以同步测量地下土壤气体廓线及群落全株植物的碳交换，分为在线监测和便携式监测两种，其中在线式SoilGAS土壤多气体通量监测系统由气体分析仪、iChamber群落全株自动箱、多路控制器等组成，连续测量多个小区的土壤CO2、CH4、N2O、H2O排放通量。系统布设图如下：

便携式监测系统iChamber-S35P由气体分析仪和iChamber-S35P 便携箱组成，可根据株高调节便携箱高度，折叠收纳，便于携带。系统如下图所示：

其中iChamber-G土壤采气矛用于土壤剖面气体采集，埋入土壤剖面的不同深度，采气矛管壁的小孔与土壤气体交换平衡后将气体泵出，与气体分析仪通过管路连接，可以测量土壤剖面不同深度处土壤气体成分的实时浓度。另外澳作公司自主研发的Ecograph数据分析软件支持模拟计算、选择显示任意时段数据以及计算任意时段的气体排放通量。

本研究中涉及到土壤温度、湿度等其它环境影响因素的监测，由澳作公司研发的ENVIdata-DT 探头式土壤水温盐水势系统可方便、快速地测量土壤表层的水分、温度、盐分，该系统由数据采集器，探头式土壤水分、温度、盐分传感器，土壤水势传感器组成。按用户设定的测量间隔定时、自动测量土壤水分、温度盐分和土壤水势。该系统通过Internet传输数据，用户无需到测点下载数据，只要能上网，可随时查看系统运行情况、下载最新和历史数据。其中重点推荐TRIME-PICO64/32 土壤水分、温度、电导率传感器，其基于TDR（Time domain Reflectometry with Intelligent MicroElements）时域反射技术，PICO探针是非常适合长期的安装在土壤中，并且能够保证，在数十年内，不会发生测量漂移。对于大多数土壤类型来说，PICO探头在出厂前就已校准。对于一些特殊的土壤或者应用，例如纯粘土，可以在15种不同的校准曲线中选择。