有机肥配施化肥对玉米-大豆套作系统土壤有机碳组分及土地生产力的影响

发布时间：2020-05-14 19:42

【摘要】：农田生态系统碳循环对全球气候变化有着重要影响,将碳固定在土壤中是减少碳排放,缓解温室效应,提升土壤肥力的一项重要措施。间混套作等复合种植模式可增加单位面积内作物生物量,具有固碳潜力。同时,增施农业废弃物制成的有机肥是提升土壤有机质含量,减少环境污染的一项重要措施。本研究以田间试验为研究平台,设置玉米/大豆套作(M/S)、玉米单作(MM)、大豆单作(SS)3种栽培模式,不施肥(CK)、施用化学氮磷钾肥(NPK)、1/3化学磷肥用有机肥替代(NP2/3K+OM1/3)、1/2化学磷肥用有机肥替代(NP1/2K+OM1/2)4种培肥方式,探究不同栽培模式与培肥方式下作物地上部生物量和不同点位与深度土壤有机碳组分变化规律,以期为农业生态可持续发展提供理论依据。研究主要结果如下:(1)同种栽培模式下,施肥显著提高了作物地上部生物量和籽粒产量;所有培肥方式下玉米-大豆套作系统的土地当量比(LER)均大于1,说明套作模式较单作模式处于明显优势。套作模式下,玉米秸秆产量以NP2/3K+OM1/3处理最高,而玉米籽粒产量以NPK处理最高,其次是NP2/3K+OM1/3和NP1/2K+OM1/2处理;大豆秸秆产量表现为3种施肥处理(NPK、NP2/3K+OM1/3、NP1/2K+OM1/2)显著高于CK,大豆籽粒产量表现为NPK、NP2/3K+OM1/3处理下显著高于CK。(2)耕层(0-20cm)土壤因受到施肥、耕作等人工管理的强烈影响,各处理土壤总有机碳(TOC)含量变异较大,其中套作模式在各培肥方式下耕层土壤TOC均显著高于单作模式,而亚耕层(20-40cm)土壤TOC含量受栽培模式及培肥方式影响较小。(3)在所有培肥方式下,套作模式耕层土壤易氧化有机碳(EOC)均显著高于单作模式。单作模式下,玉米和大豆耕层土壤EOC含量均以NP1/2K+OM1/2处理最高,分别较CK处理提升了18.9%和8.8%。套作模式下,玉米带耕层土壤EOC含量在NP2/3K+OM1/3处理下显著高于NPK和CK处理,分别提高了10.7%和23.2%;大豆带耕层土壤EOC含量在NP1/2K+OM1/2和NPK2种培肥方式下显著高于CK,分别提升了5.5%和10.6%。(4)耕层土壤微生物量碳(MBC)含量高于亚耕层土壤,施肥处理高于不施肥处理,套作模式耕作层土壤MBC含量高于单作模式。单作模式下,玉米和大豆耕层土壤MBC含量均以NP1/2K+OM1/2处理最高,分别较NP2/3K+OM1/3、NPK、CK 3个处理提高了10.6%和13.9%、8.7%和5.8%、39.3%和20%。套作体系模式下,玉米带耕层土壤MBC含量以NP1/2K+OM1/2模式处理最高,较NP2/3K+OM1/3、NPK和CK分别提高了16.3%、10.3%和14.2%。(5)施肥显著提高了耕作层土壤DOC含量,且随有机肥施入量的增加,土壤DOC持续升高。由于土壤DOC受到雨水淋溶影响较大,所以亚耕层DOC变化与耕层具有一致性。综上,少量化肥用有机肥来替代既可保证作物不减产,又可提升土壤有机碳各组分含量,维持较高的土地生产力,同时实现农业废弃物的循环利用。
【图文】：

技术路线图

玉米-大豆套作（M/S）土壤样品于玉米成熟期采取玉米行上、玉米行行间 3 个样点的土样作为玉米带土壤，于大豆成熟期采取大豆行上、大豆行行间 3 个样点的土样作为大豆带土壤。所有样点土样均分为 0~20cm、20~4层深度进行采集，剔除其中的根和石粒，取一部分鲜土存放于 0~4℃保存，放置于通风阴凉处自然风干待磨碎、过筛、装袋备用。具体采样位置见图 玉米单作 大豆单作 玉米-大豆套作
【学位授予单位】：四川农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S513;S565.1;S153.6

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本文编号：2663842