东北坡岗地秸轩还田对水土氮磷的影响研究

发布时间：2017-10-20 01:03

  本文关键词：东北坡岗地秸轩还田对水土氮磷的影响研究

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【摘要】：东北坡岗农田水土流失问题长期存在,加上农作物秸秆不能还田利用,多为田间燃烧,大多数农田只用化肥不用有机肥,土壤表层有机质下降,水土流失导致黑土地退化日益严重,土壤耕层减少,蓄水保肥性能差、化肥利用效率下降、抗旱抗涝降低、作物根系发育空间减小、影响作物生长及其产量提高。土壤氮磷伴随水土流失产生的农田面源污染问题也日趋突出。本研究基于东北坡岗地水土氮磷保持与农作物秸秆还田需求,开展东北坡岗地作物秸秆还田对水土氮磷的影响研究。试验设计5个处理:玉米立茬少耕+横垄(CN),苜蓿粉碎还田+横垄(MR),玉米秸秆粉碎还田+横垄(CR),大豆秸秆粉碎还田+横垄(SR),常规种植+顺垄(CK)。通过观测坡岗地水土及其携带氮磷流失数量与发生过程,两年田间试验取得了以下研究结果。秸秆还田对土壤全氮的增加没有达到显著水平,玉米、苜蓿和大豆秸秆还田没有显著差异。玉米秸秆粉碎还田显著高于立茬还田的土壤全氮量的20.6%,建议采用粉碎方式更有利于保持和提升土壤氮素养分容量。作物秸秆还田有利于降低表层土壤的碱解氮含量,能够有效的降低坡耕地农田径流过程中的氮素养分损失;玉米、苜蓿和大豆秸秆粉碎还田之间没有显著差异。作物秸秆粉碎还田显著降低表层土壤的硝态氮含量46.4%-58.4%,能够减少地表径流中的硝态氮流失;MR、CR、SR之间没有显著差异。CN的表层土壤硝态氮浓度比对照增加54.0%,容易引起土壤氮素损失,表明坡地不适合玉米秸秆立茬还田。秸秆还田对表层土壤总磷含量基本没有影响,MR、CR、SR之间没有显著差异,CN与CR也没有显著差异。秸秆还田对土壤速效磷的影响同于总磷,CN的土壤速效磷高于MR 77.4%,主要因为苜蓿吸收土壤磷较多。农作物秸秆还田对表层土壤的有机质提升不显著,MR、CR、SR之间没有显著差异,CN与CR也没有显著差异。可能是试验期太短,秸秆增碳效果没有发挥出来。秸秆还田与横垄种植能够有效的降低坡耕农田的土壤流失负荷。与CK相比,CN、MR、CR、SR土壤流失负荷分别减少24.1%、53.95、37.1%、49.1%。CN与CR相比,CR更有利于农田土壤保持。秸秆还田与横垄种植能够有效的降低坡耕农田径流量。与CK相比,CN、MR、CR、SR径流负荷分别减少51.2%、54.2%、52.2%、61.0%。玉米、苜蓿与大豆三种作物秸秆粉碎还田对坡耕农田地表径流量影响差异不明显,以及CN比CR高2.30%,均表明秸秆粉碎疏松土壤的功效高于秸秆差异。坡岗地玉米顺垄种植的土壤流失产生的总氮污染负荷1.95kg/hm2,CN、MR、CR、SR总氮污染负荷分别减少48.7%、65.9%、51.0%、62.0%;坡岗地玉米顺垄种植的土壤流失产生的总磷污染负荷0.75kg/hm2,CN、MR、CR、SR总磷污染负荷分别减少45.3%、66.7%、50.7%。60.0%。坡岗地玉米顺垄种植的农田径流产生的总氮污染负荷5.81 g/hm2,CN、CR、SR总氮污染负荷分别减少60.1%、32.2%、77.1%,MR提高了21.2%;坡岗地玉米顺垄种植的农田径流产生的总磷污染负荷3.77g/hm2,CN、MR、CR、SR总磷污染负荷分别减少44.8%、67.1%、91.8%、70.3%。由此可以看出,坡岗农田径流不存在氮磷污染。秸秆还田试验结果表明,CN、CR与CK相比,玉米产量均未达到显著差异水平;对玉米秸秆粉碎还田处理而言,第二年产量为8961 kg/hm2与第一年7989 kg/hm2相比达到显著差异水平,说明玉米秸秆粉碎还田有利于玉米增产,玉米秸秆的立茬还田没有表现出增产效应。两年大豆的产量是2366.7、2365.6 kg/hm2,苜蓿的产量是5697.9、5885.4 kg/hm2。由此可见,玉米秸秆粉碎还田横垄种植技术有助于提升坡岗地农田水土氮磷保持效果;基于合适施肥量,苜蓿与大豆粉碎还田也能实现类似的水土氮磷保持功效。
【关键词】：东北坡岗地 秸秆还田 水土 氮 磷
【学位授予单位】：中国农业科学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S141.4
【目录】：

• 摘要6-8
• Abstract8-14
• 第一章 绪论14-20
• 1.1 引言14-15
• 1.2 国内外研究进展15-19
• 1.2.1 秸秆还田对水土流失影响15-16
• 1.2.2 秸秆还田对土壤中氮素淋失的影响16-17
• 1.2.3 秸秆还田对土壤中磷素淋失的影响17-18
• 1.2.4 秸秆还田对土壤有机质的影响18-19
• 1.3 研究目的与意义19-20
• 第二章 材料与方法20-25
• 2.1 试验区概况20-21
• 2.2 试验设计21
• 2.3 研究材料、方法及技术路线21-23
• 2.3.1 样品采集与处理21-22
• 2.3.2 技术路线图22-23
• 2.4 研究目的与内容23
• 2.4.1 研究目的23
• 2.4.2 研究内容23
• 2.5 检测内容与方法23-24
• 2.6 数据统计与分析24-25
• 第三章 农作物秸秆还田对土壤氮磷的影响25-45
• 3.1 引言25
• 3.2 结果与分析25-42
• 3.2.1 秸秆还田对土壤中碱解氮的影响25-27
• 3.2.2 秸秆还田对土壤中硝态氮的影响27-30
• 3.2.3 秸秆还田对土壤中全氮的影响30-34
• 3.2.4 秸秆还田对土壤中速效磷的影响34-35
• 3.2.5 秸秆还田对土壤中全磷的影响35-38
• 3.2.6 秸秆还田对土壤中有机质的影响38-42
• 3.3 讨论42-44
• 3.4 主要结论44-45
• 第四章 秸秆还田垄向对水土氮磷流失的影响45-55
• 4.1 引言45
• 4.2 秸秆还田与垄向对水土流失的影响45-50
• 4.3 秸秆还田与垄向对水土氮磷流失影响50-51
• 4.4 秸秆还田对作物产量的影响51-52
• 4.5 讨论52-53
• 4.6 主要结论53-55
• 第五章 结论与讨论55-58
• 5.1 结论55-56
• 5.2 讨论56-58
• 参考文献58-65
• 致谢65-67
• 作者简历67

【参考文献】

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本文编号：1064333