秸秆还田方式对土壤有机碳及速效养分的影响

发布时间：2020-03-29 16:08

【摘要】：农作物秸秆作为农田土壤养分和有机物的重要来源,还田后可以有效提高土壤有机碳和养分含量,是改善农田土壤环境、发展可持续农业的重要途径。目前,许多科研工作者就秸秆还田做了大量工作并进行了详细报道。但关于东北地区现代化大农机作业条件下降低能耗的秸秆还田模式尚缺乏深入研究。鉴于此,本研究设置秸秆还田长度、还田量和秸秆埋深三个还田因素,通过其对土壤有机碳和速效养分指标的影响,利用近似理想解法构建土壤有机碳及速效养分综合指标,运用响应曲面法进行分析,筛选出最佳秸秆还田模式,旨在为低能耗机械化作业提供理论指导。本研究得出以下结论:2016年,土壤微生物量碳、活性有机碳、水溶性有机碳、速效磷和速效钾含量随时间的变化均呈现单峰曲线变化。土壤颗粒态有机碳、铵态氮和硝态氮含量随时间的变化均呈现双峰曲线变化。2017年,土壤微生物量碳、活性有机碳、速效磷和速效钾含量呈现单峰曲线变化。土壤水溶性有机碳、颗粒态有机碳、铵态氮和硝态氮含量随时间的变化皆呈现了双峰曲线变化。其中,秸秆还田两年内,土壤微生物量碳和活性有机碳含量最高值均出现在8月21日(取样日期,下同),水溶性有机碳、速效磷和速效钾含量最高值出现在7月21日,颗粒态有机碳、铵态氮和硝态氮含量最高值出现在10月21日。秸秆还田两年内,土壤微生物量碳、活性有机碳和速效钾含量在秸秆还田量为6800~8000kg/hm~2、秸秆埋深为10~15 cm深度的土层较高,尤其是土壤颗粒态有机碳含量在5~15 cm土层显著高于15~25 cm深度土层,随秸秆还田时间的变化均呈现出随还田深度的增加而降低、随秸秆还田量的增加而增加的变化趋势。土壤铵态氮含量和硝态氮含量整体呈现出随秸秆还田量的增加而增加的变化趋势。其中,秸秆还田量为6800~8000 kg/hm~2的处理组土壤铵态氮和硝态氮含量显著高于秸秆还田量为2800 kg/hm~2的处理组。土壤碳库管理指数则随着秸秆还田量的增加、秸秆埋深土层变浅而增加,当秸秆埋深为5~10 cm土层、秸秆还田量为4800~8000 kg/hm~2范围内时土壤碳库管理指数较高。此外,土壤碳库活度指数、碳库指数和碳库管理指数均在秸秆埋深为5~15cm时的秸秆还田处理组中数值较高,均随着秸秆埋深深度的减少而增加。采用TOPSIS法得到的土壤有机碳及速效养分综合指标与土壤单一指标的相关性分析结果表明,依据TOPSIS法得到的值与土壤87.5%的单一指标呈正相关、与37.5%的单一指标呈显著正相关。表明根据TOPSIS法得到的综合指标可用于分析秸秆还田三因素对土壤有机碳及速效养分的影响。运用响应曲面法研究秸秆还田因素对土壤有机碳及速效养分综合指标的影响结果表明,不同的秸秆还田因素对综合指标的影响效果有所不同。秸秆还田因素对综合指标的影响效应大小顺序分别为:秸秆埋深还田量还田长度。土壤有机碳及速效养分综合指标含量与秸秆还田量呈正相关,与秸秆还田埋深和秸秆长度呈负相关。当秸秆长度、还田量和埋深分别在9~15 cm、4480~6700 kg/hm~2、9~14 cm范围内时综合指标含量最高。
【图文】：

技术路线图

微生物量碳(mg/kg)活性有机碳(g/kg)水溶性有机碳(g/kg)颗粒态有机碳(g/kg)速效钾(mg/kg)速效磷(mg/kg)铵态(mg/(mg/kg) 1.000(g/kg) 0.179 1.000碳(g/kg) 0.285 0.310 1.000碳(g/kg) 0.145 0.388 0.239 1.000g/kg) 0.546** 0.221 0.267 0.107 1.000g/kg) 0.404 0.537** 0.401 0.161 0.434* 1.000g/kg) -0.504* 0.036 -0.142 0.227 -0.339 -0.399 1.00g/kg) 0.019 -0.177 -0.082 0.143 0.045 0.049 0.16在 0.05 水平上显著的相关性；**表明在 0.01 水平上显著的相关性，下同。**means significantly correlation at 0.05, and 0.01 level, respectively; The same be于层次分析法对土壤单一指标权重的确定析法（AHP）是由 Saaty[91]提出的主观赋权法。AHP 法将决策因素分三个层次[92]。AHP 法的主要原理是构造判断矩阵，计算判断矩阵的特和二级对应的重要度和权重值。该方法的基本步骤如下。建的层次结构模型如图 3-17 所示。
【学位授予单位】：东北农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S141.4;S158

【参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 仵峰;张凯;宰松梅;王华震;赵璨;;小麦玉米秸秆掺土还田量对土壤水分运动特性的影响[J];农业工程学报;2015年24期

2 邱立春;孙跃龙;王瑞丽;张旭东;窦森;关松;郭聃;;秸秆深还对土壤水分转移及产量的影响[J];玉米科学;2015年06期

3 周富春;余祥;;基于AHP模糊评价法的水库健康评价[J];工业安全与环保;2015年08期

4 李硕;李有兵;王淑娟;师江澜;田霄鸿;;关中平原作物秸秆不同还田方式对土壤有机碳和碳库管理指数的影响[J];应用生态学报;2015年04期

5 刘威;黄丽;鲁剑巍;李小坤;;两种保护性耕作对土壤养分、结构和产量的影响[J];土壤通报;2015年02期

6 黄金花;刘军;杨志兰;魏飞;郭成藏;景峰;刘建国;;秸秆还田下长期连作棉田土壤有机碳活性组分的变化特征[J];生态环境学报;2015年03期

7 赵士诚;曹彩云;李科江;仇少君;周卫;何萍;;长期秸秆还田对华北潮土肥力、氮库组分及作物产量的影响[J];植物营养与肥料学报;2014年06期

8 王虎;王旭东;田宵鸿;;秸秆还田对土壤有机碳不同活性组分储量及分配的影响[J];应用生态学报;2014年12期

9 矫丽娜;李志洪;殷程程;王晓飞;辛士颖;于磊;;高量秸秆不同深度还田对黑土有机质组成和酶活性的影响[J];土壤学报;2015年03期

10 关振寰;李巧云;张仁陟;王琳;张军;;保护性耕作对土壤易氧化和总有机碳的影响[J];土壤通报;2014年02期

相关硕士学位论文 前2条

1 王世杰;全量秸秆不同深度还田土壤腐殖化特征及培肥效果的研究[D];吉林农业大学;2016年

2 郑丹;不同条件下作物秸秆养分释放规律的研究[D];东北农业大学;2012年

，

本文编号：2606203