【摘要】：在黃土高原半干旱雨養農業區,全膜雙壟溝播技術因有集雨、抑蒸、保溫等優勢,增產效應顯著,得到了大面積的推廣。而玉米秸稈中含有豐富的作物生長所需的營養物質,將其粉碎施入土壤,既可為作物生長提供營養物質,又能增加土壤的有機質,改善土壤環境。但是黃土高原半干旱地區降雨稀少、早春溫度低,沒有適宜的水溫條件,因此玉米秸稈腐解需時長。故我們將秸稈還田和地膜覆蓋相結合,集二者的優勢,試圖找出一條既可提高作物產量,又能增加土壤肥力的種植模式。然而,總有機質的背景值高、變幅不明顯、且有滯后性,不能簡單的作為土壤質量評估的標準。土壤碳水化合物是土壤有機質易變庫的重要成分,包括中性糖、氨基糖等,其含量和來源易受氣候、溫度和管理措施等的影響,因此可以用它來指示土壤有機質含量及來源的變化。本實驗于2008-2013年分別在甘肅省榆中縣、通渭縣和會寧縣進行,實驗設四個處理：對照(CK)、秸稈還田(S)、覆膜(M)、秸稈還田+覆膜(SM),重復三次,隨機區組排列。于2013年玉米收獲時采樣后,對玉米生物量和耕層土壤含水量、pH、有機碳、全氮、微生物碳氮、礦化氮、中性糖和氨基糖等指標進行了測定。主要得出了以下結果：1、地膜覆蓋的增產效應顯著,SM、M處理較不覆膜處理籽粒增產幅度分別為50.39%-103.01%、65.79%-110.98%,地上生物量增加幅度分別為37.40%-96.53%、49.98%-81.97%,根生物量增加范圍分別為32.48%-57.32%、28.12%-45.25%。覆膜處理在提高產量的同時,提高了收獲指數,但對根冠比沒有顯著影響。2、地膜覆蓋降低了土壤的pH值,降低范圍在2.44%-6.65%,而秸稈還田對其影響不顯著；地膜覆蓋對耕層土壤的有機碳、全氮、輕組碳含量無顯著影響。秸稈還田對土壤有機碳、全氮、輕組碳的含量有增加趨勢,其中S處理全氮顯著增加范圍為12.06%-13.32%。3、地膜覆蓋顯著的提高了耕層土壤的無機氮含量,其中M、SM處理較CK分別提高2.98-5.08倍、1.52-2.51倍,而秸稈還田對其影響不顯著；在玉米收獲時,地膜覆蓋降低了耕層土壤的微生物碳、氮含量,秸稈還田顯著的提高了微生物碳氮的含量。4、地膜覆蓋(M)處理對耕層土壤總中性糖和總氨基糖的含量無顯著影響,而秸稈還田(S、SM)處理則顯著的提高了它們的含量,其中S、SM處理的總中性糖含量分別增加20.13%-28.30%、18.28%-29.83%,總氨基糖含量分別增加20.93%-40.63%、16.28%-36.59%,并且在該處理下總中性糖、總氨基糖在有機碳中所占的百分比也顯著提高,說明秸稈還田處理提高了土壤中活性有機成分含量。地膜覆蓋(M)處理顯著的提高了(Gal+Man)/(Ara+Xyl)和(Rha+Fuc)/(Ara+Xyl)的值,說明微生物對其相對貢獻大,而秸稈還田(S)處理顯著的降低了(Gal+Man)/(Ara+Xyl),說明植物殘體對其相對貢獻大。秸稈還田(S、SM)處理顯著了提高了Glu-N/Mur-N的值,說明真菌對秸稈響應比細菌敏感；與此相反,地膜覆蓋(M、SM)處理顯著的提高了Glu-N/Gal-N的值,而秸稈還田(S)處理對其無顯著影響。由此可見,在黃土高原半干旱地區地膜覆蓋可以顯著的提高作物產量,而秸稈還田有增加土壤養分含量的趨勢,并且顯著的提高了土壤碳水化合物的含量,提高了碳庫的活度。所以將地膜覆蓋和秸稈還田相耦合,有望成為半干旱地區的一種新型、可持續的種植模式。 【關鍵詞】：地膜覆蓋 秸稈還田 有機碳 全氮 中性糖 氨基糖
【學位授予單位】：蘭州大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：S153
【目錄】：

• 中文摘要3-5
• Abstract5-9
• 第一章 引言9-18
• 1.1 研究區域概況9
• 1.2 黃土高原半干旱區發展農業面臨的問題9-10
• 1.3 全膜雙壟溝播技術的推廣10-12
• 1.3.1 全膜雙壟溝播技術增產的機理10-11
• 1.3.2 地膜覆蓋對土壤質量產生的不良影響11-12
• 1.4 秸稈還田綜述12-15
• 1.4.1 秸稈還田后對作物產量的影響13
• 1.4.2 秸稈還田的生態效應13-15
• 1.4.3 秸稈還田的局限性15
• 1.5 碳水化合物15-16
• 1.6 研究目的和意義16-18
• 第二章 材料與方法18-24
• 2.1 實驗樣地介紹18-19
• 2.2 實驗設計及材料19
• 2.3 樣品的采集及處理19-20
• 2.4 樣品的分析20-24
• 2.4.1 土壤含水量、pH值、微生物碳、氮的測定20-21
• 2.4.2 總有機碳、全氮、無機氮的測定21
• 2.4.3 中性糖和氨基糖的測定21-24
• 第三章 結果與分析24-38
• 3.1 地膜覆蓋及秸稈還田對耕層土壤含水量和pH值的影響24-25
• 3.2 地膜覆蓋和秸稈還田對玉米的增產效應25-28
• 3.3 地膜覆蓋和秸稈還田對土壤有機碳和全氮的影響28-29
• 3.4 地膜覆蓋和秸稈還田對土壤微生物碳、氮的影響29-30
• 3.5 地膜覆蓋和秸稈還田對輕組碳和無機氮的影響30-34
• 3.6 秸稈還田和地膜覆蓋對土壤中性糖含量和來源的影響34-35
• 3.7 秸稈還田和地膜覆蓋對土壤氨基糖的含量和來源的影響35-38
• 第四章 討論38-44
• 4.1 地膜覆蓋和秸稈還田對土壤含水量、土壤pH的影響38-39
• 4.2 地膜覆蓋和秸稈還田對作物生物量的影響39
• 4.3 地膜覆蓋和秸稈還田對土壤有機碳、全氮、輕組碳的影響39-40
• 4.4 秸稈還田和地膜覆蓋對土壤微生物碳、氮的影響40
• 4.5 地膜覆蓋和秸稈還田對土壤無機氮的影響40-41
• 4.6 地膜覆蓋和秸稈還田對中性糖和氨基糖的影響41-44
• 4.6.1 中性糖41-42
• 4.6.2 氨基糖42-44
• 第五章 結論與展望44-45
• 5.1 主要結論44
• 5.2 展望44-45
• 參考文獻45-52
• 在學期間的科研成果52-53
• 致謝53

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