本文關(guān)鍵詞： 水稻 秸稈還田 秸稈炭化還田 土壤總C量 土壤總N量 溫室氣體排放　出處：《沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)》2016年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：氣候變暖和糧食危機(jī)是目前世界各國面臨的主要問題。近年來,許多學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)生物炭具有極高的穩(wěn)定性和較強(qiáng)的吸附能力,有利于固碳減排、提高土壤肥力和增加作物產(chǎn)量,在土壤、氣候和環(huán)境系統(tǒng)中發(fā)揮了重要作用。而另一種較為普遍的還田方式即秸稈直接還田,對土壤肥力和提高作物產(chǎn)量方面的作用也得到公認(rèn)。針對我國東北地區(qū)比較特殊的氣候條件,冬季氣溫和年積溫低的特點,哪種還田方式更適合在東北地區(qū)推廣,秸稈炭對溫室氣體排放、土壤C固定的大田研究較少。本研究設(shè)秸稈不同還田方式、不同還田量處理,連續(xù)兩年采用大田定位試驗,分析了對土壤碳固定、稻田溫室氣體排放、土壤肥力及水稻生長發(fā)育的影響。試驗包括秸稈還田方式與數(shù)量、氮肥數(shù)量2個因素,秸稈還田方式與數(shù)量5個水平：秸稈還田量0 t-hm-2、秸稈直接還田5.05 t·hm-2、秸稈炭化還田1.78 t·hm-2、14.8 t·hm-2和29.6 t.hm-2；氮肥2個水平：0 kgN·hm-2和210kgN·hm-2;供試品種為粳型超級稻沈農(nóng)265。主要的研究結(jié)果如下：1、對比不同還田方式土壤碳氮含量變化的結(jié)果表明：等量秸稈炭化還田(1.78t.hm-2)和直接還田(5.05 t·hm-2)都顯著提高土壤全C含量,炭化還田效果更為明顯,特別是不施用N肥條件下秸稈炭化還田比直接還田提高了6.31%,達(dá)到顯著水平；炭化還田和直接還田都有增加0-60cm耕層全N含量的作用,施用N肥條件下直接還田顯著高于CK,而不施用N肥條件下二者均顯著高于CK,炭化還田略高于直接還田；兩種還田方式都有提高N肥利用率的趨勢,炭化還田、直接還田和CK的N肥利用率分別為55.99%、46.59%和44.08%�？傮w上秸稈不同還田方式都有降低土壤容重、增加總孔隙度和pH的趨勢。2、秸稈還田方式對稻田溫室氣體排放的影響與氮肥水平有密切關(guān)系,無論是否施用N肥,秸稈直接還田的CH4累積排放量都顯著高于CK和等量秸稈炭化還田,不施用N肥條件下差異尤為明顯,炭化還田與CK無顯著差異；施用和不施用N肥條件下秸稈直接還田的CH4累積排放量分別約為CK的3倍和9倍。施用N肥條件下秸稈直接還田的N20累積排放量顯著高于CK和炭化還田,不施用N肥條件下二者無顯著差異；無論是否施用N肥,炭化還田兩種N20累積排放量與CK差異不顯著。還田方式對C02累積排放沒有顯著影響。秸稈直接還田對全球增溫潛勢(GWP)的增效顯著高于炭化還田和CK,其在短時間(20年)的增溫效應(yīng)是秸稈炭化還田的1.85倍。3、兩種還田方式的干物質(zhì)積累量變化分析結(jié)果表明：施用N肥條件下兩種還田方式均能提高地上部干物質(zhì)積累量,直接還田較CK增加8.42%(P0.05),等量秸稈炭化還田較CK增加11.57%(P0.01)：不施用N肥條件下炭化還田地上部干物質(zhì)積累量有增加趨勢,但是相互之間及其與CK之間均無顯著差異。施用N肥條件下兩種還田方式產(chǎn)量有所提高,但是均未達(dá)到顯著水平。而不施用N肥條件下兩種還田方式產(chǎn)量與CK均無顯著差異。4、大量秸稈炭集中還田處理對土壤C、N影響的結(jié)果表明,施用N肥條件下隨著施炭量的增加土壤全C含量隨之顯著增加,而不施用N肥條件下兩個處理的土壤全C含量均有較大幅度提高,只是29.6 t·hm-2處理下沒有達(dá)到顯著水平；無論是否施用N肥,秸稈炭大量還田都顯著增加了土壤全N含量,也顯著提高了N肥利用率,兩個還田量之間差異較小：施用N肥條件下CH4累積排放量和N2O排放量均隨還田量的增加而顯著降低；CO2累積排放量表現(xiàn)為施用N肥條件下14.8 t·hm-2處理顯著提高,不施用N肥條件下兩個處理與對照均無顯著變化。綜合分析結(jié)果表明,施用N肥條件下29.6 t.hm-2處理GWP和碳強(qiáng)度(GHGI)均最小,但不施用N肥下兩個處理均一定程度提高了溫室效應(yīng)。與前述還田方式類似,總體上秸稈炭不同還田量都有降低土壤容重,增加總孔隙度和pH的趨勢,變化幅度明顯大于還田方式。5、秸稈炭大量施用對光合作用及產(chǎn)量測定結(jié)果表明,施用N肥條件下兩個處理均一定程度提高了凈光合速率、胞間CO2濃度、氣孔導(dǎo)度和蒸騰速率,但不施用N肥條件下兩個處理上述指標(biāo)差異不顯著或有降低的趨勢。無論施用N肥與否,兩個處理均顯著提高了地上部干物重,因此產(chǎn)量也均顯著高于CK,尤其施用N肥條件下,2個處理產(chǎn)量分別較CK高4.83%和8.15%,增產(chǎn)的主要原因是穗數(shù)顯著增加,穗粒數(shù)也有一定增加。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：S511

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本文編號：1472537