【摘要】：農田生態系統是重要的碳源和碳匯。隨著種植業領域化肥等人工投入的不斷增加,間接引起了農田生態系統二氧化碳排放的增加。土壤碳庫的動態變化、作物呼吸等因素是農田生態系統的碳排放的重要因素。本研究采用長期田間定位試驗的方式,設置不同秸稈還田水平(秸稈還田、秸稈半量還田、秸稈不還田)及施肥水平(全量氮肥、80%氮肥、不施肥)相組合的9個處理,對陜西關中旱作條件下麥閑、麥玉、麥豆3種主要的種植模式下土壤的有機碳儲量、土壤呼吸及其主要影響因子、作物固碳能力的進行長期定位監測,在此基礎上估算了土壤的碳平衡,并結合土壤養分,篩選出適宜于關中地區最佳的還田模式、培肥模式,揭示長期定位試驗條件下土壤不同種植模式下,農田土壤碳庫的動態變化規律及影響因素,為構建低碳農業技術體系提供理論及技術支撐。主要結論如下:(1)土壤呼吸具有明顯的季節變化規律,作物生育期內,秸稈還田具有降低作物生育期土壤呼吸平均速率的作用,而施肥可以提高作物生育期土壤呼吸的平均速率。整個研究周期內不同處理的土壤呼吸總量盡管有所波動,但整體均呈現潛在的下降趨勢。(2)土壤呼吸受到土壤溫度和土壤濕度的共同調控,土壤呼吸平均速率與5cm土壤的平均溫度以及10-20cm土壤的平均含水量呈正相關(3)連續3年的輪作后,秸稈還田結合施肥可以大幅增加0-40cm土壤速效養分儲量及含量。在3種輪作模式下,秸稈還田全量氮肥處理的速效磷儲量及含量均高于其他處理。秸稈半量還田全量氮肥處理的速效鉀儲量及含量均高于其他處理。而就堿解氮含量而言,在麥豆輪作和麥玉輪作下,秸稈還田全量氮肥的處理堿解氮儲量及含量最高,而在麥閑輪作下,堿解氮儲量及含量最高的處理為秸稈半量還田全量氮肥。(4)不同輪作模式的作物碳固定總量有所差異,且秸稈還田結合施肥能夠明顯提高碳固定總量。麥閑輪作模式、麥豆輪作模式、麥玉輪作模式的凈碳排放值依次為55.46kg·m-2C、69.72 kg·m-2C、84.22 kg·m-2C。麥閑輪作中秸稈還田80%氮肥處理的凈碳排放最低,麥豆和麥玉輪作模式下,凈碳排放最低的處理均為秸稈還田全量氮肥處理。(5)綜合分析3種輪作模式下各處理的土壤養分狀況與凈碳排放可知:秸稈還田全量氮肥處理的農田碳平衡效應最優。 【關鍵詞】：輪作模式 土壤呼吸 凈碳排放 土壤養分
【學位授予單位】：西北農林科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：S158
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第一章 導言11-17
• 1.1 立題背景11-12
• 1.2 研究目的及意義12
• 1.3 國內外研究進展12-15
• 1.3.1 土壤呼吸的研究12-14
• 1.3.2 農田固碳能力研究14
• 1.3.3 農田土壤養分研究14-15
• 1.3.4 土壤呼吸對土壤水熱狀況的響應15
• 1.4 研究內容15-16
• 1.5 研究方法與技術路線16-17
• 第二章 材料與方法17-22
• 2.1 試驗區概況17-18
• 2.2 試驗設計18-19
• 2.3 測定項目及測定方法19-21
• 2.3.1 微量氣體19-20
• 2.3.2 氣象指標20
• 2.3.3 土壤水熱指標20
• 2.3.4 土壤養分指標20
• 2.3.5 土壤呼吸總量測定20
• 2.3.6 作物產量測定20-21
• 2.3.7 田間管理21
• 2.4 農田土凈碳排放估算方法21
• 2.5 數據處理與分析方法21-22
• 第三章 結果與分析22-51
• 3.1 不同輪作模式土壤呼吸變化22-28
• 3.1.1 麥玉輪作模式下土壤呼吸變化22-23
• 3.1.2 麥豆輪作模式下土壤呼吸變化23-25
• 3.1.3 麥閑輪作模式下土壤呼吸變化25-27
• 3.1.4 小結27-28
• 3.2 不同輪作模式土壤呼吸總量變化28-31
• 3.2.1 麥玉輪作模式土壤呼吸總量的變化28-29
• 3.2.2 麥豆輪作模式土壤呼吸總量的變化29
• 3.2.3 麥閑輪作模式土壤呼吸總量的變化29-30
• 3.2.4 小結30-31
• 3.3 不同輪作模式下土壤水熱因子與土壤呼吸的關系31-34
• 3.4 不同輪作模式土壤碳儲量變化34-36
• 3.5 不同輪作模式下不同處理碳平衡36-43
• 3.5.1 不同輪作模式下作物碳固定量36-39
• 3.5.2 不同輪作模式下凈碳排放分析39-42
• 3.5.3 小結42-43
• 3.6 不同輪作模式下土壤養分含量分析43-51
• 3.6.1 不同輪作模式下土壤堿解氮含量分析43-45
• 3.6.2 不同輪作模式下土壤速效磷含量分析45-47
• 3.6.3 不同輪作模式下土壤速效鉀含量分析47-49
• 3.6.4 小結49-51
• 第四章 討論與結論51-54
• 4.1 討論51-52
• 4.2 結論52-54
• 參考文獻54-59
• 致謝59-60
• 作者簡介60

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