填闲种植对冬小麦田夏闲期土壤水分、温室气体排放及碳氮收支的影响

发布时间：2020-11-11 00:33

　　 田间试验研究了填闲种植和施氮对旱作冬小麦农田土壤水分和作物产量的影响。试验采用填闲作物(裸地休闲NC、长武怀豆单播S、黑麦草单播R、黑麦草与怀豆混播MIX)和氮肥水平(0、60、120kg·N·hm-2)双因素处理随机区组设计。本研究以黄土高原旱作冬小麦田为对象,研究了填闲种植对夏季休闲期降水储存效率、土壤水分贮存、温室气体排放、土壤碳氮收支及后作冬小麦产量的影响,主要结果如下:(1)填闲种植尤其是长武怀豆单播和混播降低了小麦播前土壤水分含量和降水储存效率。小麦播前与裸地对照相比,S、R和MIX处理土壤水分含量分别比减少了 2.1%-4.9%(P0.05)、0.7%-1.3%和 2.6%-4.1%(P0.05)。填闲作物生育期,S、R、MIX处理降水储存效率分别比裸地对照降低了 7.3%-33.5%(P0.05)、0.7%-9.2%、15.7%-29.1%(P0.05)。夏闲期填闲种植会减少小麦播前浅层(20-120cm)水分含量,在出现较长降水空缺时,会减少小麦播前深层(120-200)水分含量。施氮与不施氮相比减少了小麦播前的土壤水分含量(P0.05),但对降水储存效率无影响。(2)填闲种植会增加土壤CO2排放强度,减少土壤N20排放强度,对土壤CH4吸收强度无影响,总体来看增加了 GWP。与裸地相比,S、R和MIX处理土壤CO2排放通量分别增加了 24.5%(P0.05)、12.8%和19.3%,种植长武怀豆的土壤C02排放通量达到了 4.58kgC·hm-2·d-1。S、R和MIX处理土壤N20排放通量分别减少了 22.6%(P0.05)、1.3%和 46.1%(P0.05),S 和 MIX 处理土 N20 排放通量降低到0 58gN·hm-2·d-1 和 0.42gN·hm-2·d-1 S、R 和 MIX 处理 GWP 分别增加了 24.7%(P0.05)、13.4%、19.9%。与不施氮相比,N2处理的土壤N2O排放通量增加了1.33倍(P0.05),对CO2和CH4不存在影响。(3)关于土壤碳支出,S(225.81kgC·hm—2)NC(217.83 kgC·hm-2)R(211.91 kgC·hm-2)MIX(208.75 kgC·hm-2)。S和MIX处理的地上生物量含碳量分别高处R处理52.65%和72%,地下生物量含碳量不存在差异。填闲种植能够减少土壤0-40cm硝态氮含量,减少土壤N2O排放总量。与裸地对照相比,S、R和MIX处理的硝态氮含量分别减少 15.7%(P0.05)、16.8%(P0.05)和 24.5%(P0.05),同时单播长武怀豆和混播的土壤N2O排放总量降低了 21%和42%。(4)填闲种植会导致后续粮食作物减产。与裸地相比,S和MIX处理冬小麦生物量平均分别减少了 18.6%(P0.05)和17.4%(P0.05),冬小麦产量平均分别减少了 18%(P0.05)和18.3%(P0.05),R处理与对照无差异。填闲种植对后作冬小麦的千粒重、收获指数无影响。施氮能增加冬小麦产量,与不施氮相比小麦产量增加了 31%-48%。
【学位单位】：西北大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：S512.11;X71
【部分图文】：

图１－１技术路线图??Ｆｉｇ．１－１?Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌ?ｒｏｕｔｅ?ｏｆ?ｒｅｓｅａｒｃｈ??

２．１研究区概况??试验地位于陕西省长武县王东村的旱塬上，地处于中部黄土高原南旱塬??（１０７°４４’Ｅ，３５°１２’Ｎ）（图２－１），海拔１２００ｍ，属暖温带半千旱半湿润大陆性季??风气候。多年平均降水量为５８４．１ｍｍ，年际变化较大，月降水极度不均，多集中在??７－９月（占年总降水量的５７％左右），年均气温９．２°Ｃ，无霜期１７１天。研宄区塬面??平整，地下水位较深（５０－８０ｍ），农田不灌溉，属于典型的旱作雨养农业区，土壤??属黄盖粘黑垆土，母质为马兰黄土，具备良好的“土壤水库”效应，在该地区研宄??十分具有代表性。布设试验前〇？２０ｃｍ?土层土壤总有机碳含量为１１．５ｇ＿ｋｇ＇全氮含??量为ＯＷｇ＇ｋｇ—１，速效磷含量为５．２３ｍｇ－ｋｇ＇碱解氮４５．５８ｍｇ?ｋｇ＇速效钾１８３．２ｍｇ?ｋｇ＇??土壤物理性质见表２－１。试验期间（２０１５年７月－２０１７年９月）降水分布见图２－２。??Ｎ?研究区在陕西省的位里?Ｎ??ａ?Ｍ?＾??Ｈｉｇｈ：?３７４８?Ｖ－＾Ｌ—Ｉ?於武县??图２－１研宄区位置图??Ｆｉｇ２－１?Ｌｏｃａｔｉｏｎ?ｍａｐ?ｏｆ?ｒｅｓｅａｒｃｈ?ａｒｅａ??１１??

２．１研究区概况??试验地位于陕西省长武县王东村的旱塬上，地处于中部黄土高原南旱塬??（１０７°４４’Ｅ，３５°１２’Ｎ）（图２－１），海拔１２００ｍ，属暖温带半千旱半湿润大陆性季??风气候。多年平均降水量为５８４．１ｍｍ，年际变化较大，月降水极度不均，多集中在??７－９月（占年总降水量的５７％左右），年均气温９．２°Ｃ，无霜期１７１天。研宄区塬面??平整，地下水位较深（５０－８０ｍ），农田不灌溉，属于典型的旱作雨养农业区，土壤??属黄盖粘黑垆土，母质为马兰黄土，具备良好的“土壤水库”效应，在该地区研宄??十分具有代表性。布设试验前〇？２０ｃｍ?土层土壤总有机碳含量为１１．５ｇ＿ｋｇ＇全氮含??量为ＯＷｇ＇ｋｇ—１，速效磷含量为５．２３ｍｇ－ｋｇ＇碱解氮４５．５８ｍｇ?ｋｇ＇速效钾１８３．２ｍｇ?ｋｇ＇??土壤物理性质见表２－１。试验期间（２０１５年７月－２０１７年９月）降水分布见图２－２。??Ｎ?研究区在陕西省的位里?Ｎ??ａ?Ｍ?＾??Ｈｉｇｈ：?３７４８?Ｖ－＾Ｌ—Ｉ?於武县??图２－１研宄区位置图??Ｆｉｇ２－１?Ｌｏｃａｔｉｏｎ?ｍａｐ?ｏｆ?ｒｅｓｅａｒｃｈ?ａｒｅａ??１１??
【参考文献】

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本文编号：2878511