氮肥深施模式下免耕稻田氮素利用及微生物调控机制研究
发布时间：2023-02-22 20:54
近些年,农村劳动力的短缺使得免耕栽培技术得到大面积的推广和应用。然而,免耕稻田仍然采用传统的氮肥撒施技术,氮肥颗粒滞留于土壤表层会导致免耕稻田气态氮损失加大,氮肥利用率和产量降低。因此研究氮肥深施模式下免耕稻田氨挥发和氧化亚氮的释放、氮素利用的变化特征及相应微生物调控机制,可以为该技术的推广与相关研究提供科学依据。本研究于2013-2016年在湖北省武穴市花桥镇试验基地进行,以长期免耕稻田为研究对象,设置不同的氮肥施用深度,研究了氮肥深施对免耕稻田氨挥发、氧化亚氮排放与氮肥利用率的影响。具体试验处理包括:不施氮肥对照(CK)、传统表施(S)、5 cm穴施(5P)、10 cm穴施(10P)和20 cm穴施(20P)。本研究从土壤硝化和反硝化作用功能微生物群落分析出发,探讨不同氮肥施用深度下氧化亚氮排放的微生物调控机理,通过根际速效氮供应模型分析氮肥施用深度对水稻根系生长和氮吸收的影响;同时,设置氮肥深施比例盆栽试验,为进一步完善免耕稻田氮肥深施模式提供理论依据。主要试验结果如下:(1)免耕稻田氮肥深施相对于氮肥表施提高了水稻全生育期平均土壤铵态氮含量19.4%-94.5%,降低了平均地表...
【文章页数】：145 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
缩略语表
第一章 前言
1.1 研究背景
1.1.1 免耕稻田氮肥利用率和产量下降
1.1.2 免耕稻田气态氮损失上升
1.1.3 免耕稻田氮肥施用技术问题
1.2 氮肥施用对氧化亚氮温室气体排放的影响机理
1.2.1 硝化作用和反硝化作用对氧化亚氮排放的影响
1.2.2 氮肥施用对硝化作用及功能微生物群落的影响研究进展
1.2.3 氮肥施用对反硝化作用及功能微生物群落的影响研究进展
1.3 水稻根际速效氮供应对水稻氮肥利用率的影响
1.3.1 水稻根系生长对氮肥利用率的影响
1.3.2 水稻根际不同速效氮供应对水稻根系生长的影响
1.3.3 水稻根际不同速效氮供应速率的影响因素
1.4 氮肥施用方式对稻田气态氮损失和氮肥利用率的影响
1.4.1 氮肥施用方式对稻田气态氮损失的影响
1.4.2 氮肥施用方式对稻田氮肥利用率和产量的影响
1.5 研究目的与意义
1.6 研究思路与方案
1.6.1 研究切入点与技术路线
1.6.2 科学假设
1.6.3 研究内容
第二章 材料和方法
2.1 供试材料
2.2 试验点基本情况
2.3 试验设计
2.3.1 大田试验
2.3.2 盆栽试验
2.4 大田氮肥深施管理
2.5 盆栽氮肥深施管理
2.6 土壤采集
2.7 测定指标与方法
2.7.1 氨挥发测定
2.7.2 氧化亚氮温室气体排放测定
2.7.3 土壤剖面氧化亚氮温室气体浓度测定
2.7.4 土壤氮循环功能微生物群落丰度测定
2.7.5 土壤硝化作用和反硝化作用速率测定
2.7.6 根际速效氮供应速率测定
2.7.7 其他测定指标与方法
2.8 数据处理与统计分析
第三章 氮肥施用深度对免耕稻田氨挥发的影响
3.1 结果与分析
3.1.1 氨挥发
3.1.2 土壤铵态氮含量
3.1.3 地表水体铵态氮含量
3.1.4 土壤和地表水体铵态氮含量与氨挥发间的相关性
3.2 讨论
3.2.1 免耕稻田生育期氨挥发通量变化
3.2.2 免耕稻田氮肥施用深度对土壤和地表水体铵态氮含量的影响
3.2.3 氮肥施用深度对免耕稻田氨挥发的抑制作用
3.3 小结
第四章 氮肥施用深度对免耕稻田氧化亚氮排放的影响
4.1 结果与分析
4.1.1 氧化亚氮排放
4.1.2 土壤剖面氧化亚氮浓度
4.1.3 土壤氧化还原电位
4.1.4 土壤pH
4.1.5 土壤溶氧量
4.1.6 土壤硝化作用速率和相应功能微生物群落丰度
4.1.7 土壤反硝化作用速率和相应功能微生物群落丰度
4.1.8 免耕稻田氮肥深施降低氧化亚氮排放的结构方程模型
4.2 讨论
4.2.1 氮肥施用深度对免耕稻田还原性的影响
4.2.2 氮肥施用深度对免耕稻田氧化亚氮还原的影响
4.2.3 氮肥施用深度对免耕稻田主要氧化亚氮产生途径的影响
4.2.4 氮肥深施减少免耕稻田氧化亚氮排放的作用机理
4.3 小结
第五章 氮肥施用深度对免耕稻田氮肥利用率和产量的影响
5.1 结果与分析
5.1.1 免耕稻田氮肥施用深度对水稻生物量的影响
5.1.2 免耕稻田氮肥施用深度对水稻氮吸收量的影响
5.1.3 免耕稻田氮肥施用深度对气态氮损失、氮肥利用率和产量的影响
5.2 讨论
5.2.1 免耕稻田氮肥施用深度对水稻氮吸收的影响
5.2.2 免耕稻田氮肥施用深度对气态氮损失总量和氮肥利用率的影响
5.2.3 免耕稻田氮肥施用深度对产量的影响
5.3 小结
第六章 免耕稻田氮肥施用深度对免耕稻田根系生长和氮吸收的影响
6.1 结果与分析
6.1.1 根际和非根际土壤硝化作用速率和相应功能微生物群落丰度
6.1.2 根际和非根际土壤反硝化作用速率和相应功能微生物群落丰度
6.1.3 根际土壤pH
6.1.4 根际无机氮供应速率
6.1.5 根系生长
6.1.6 免耕稻田氮肥深施提高水稻氮肥利用率的结构方程模型
6.2 讨论
6.2.1 氮肥施用深度对免耕稻田根际和非根际硝化作用功能微生物的影响.
6.2.2 氮肥施用深度对免耕稻田根际和非根际硝化作用的影响
6.2.3 氮肥施用深度对免耕稻田根际和非根际反硝化作用微生物的影响
6.2.4 氮肥施用深度对免耕稻田根际和非根际反硝化作用的影响
6.2.5 氮肥施用深度对免耕稻田根际无机氮供应速率的影响
6.2.6 氮肥施用深度对免耕稻田水稻根系生长的影响
6.2.7 免耕稻田氮肥深施提高水稻氮肥利用率的机理分析
6.3 小结
第七章 氮肥深施比例对免耕稻田氮肥利用率和产量的影响
7.1 结果与分析
7.1.1 免耕稻田氮肥深施比例对水稻生物量的影响
7.1.2 免耕稻田氮肥深施比例对水稻氮吸收量和氮肥利用率的影响
7.1.3 免耕稻田氮肥深施比例对产量构成因子的影响
7.2 讨论
7.2.1 免耕稻田氮肥深施比例对水稻干物质积累的影响
7.2.2 免耕稻田氮肥深施比例对水稻氮肥利用率的影响
7.2.3 免耕稻田氮肥深施比例对水稻产量构成因子的影响
7.2.4 免耕稻田氮肥深施模式
7.3 小结
第八章 总结与展望
8.1 总结
8.2 本研究创新点
8.3 展望
参考文献
附录
致谢
本文编号：3748284
【文章页数】：145 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
缩略语表
第一章 前言
1.1 研究背景
1.1.1 免耕稻田氮肥利用率和产量下降
1.1.2 免耕稻田气态氮损失上升
1.1.3 免耕稻田氮肥施用技术问题
1.2 氮肥施用对氧化亚氮温室气体排放的影响机理
1.2.1 硝化作用和反硝化作用对氧化亚氮排放的影响
1.2.2 氮肥施用对硝化作用及功能微生物群落的影响研究进展
1.2.3 氮肥施用对反硝化作用及功能微生物群落的影响研究进展
1.3 水稻根际速效氮供应对水稻氮肥利用率的影响
1.3.1 水稻根系生长对氮肥利用率的影响
1.3.2 水稻根际不同速效氮供应对水稻根系生长的影响
1.3.3 水稻根际不同速效氮供应速率的影响因素
1.4 氮肥施用方式对稻田气态氮损失和氮肥利用率的影响
1.4.1 氮肥施用方式对稻田气态氮损失的影响
1.4.2 氮肥施用方式对稻田氮肥利用率和产量的影响
1.5 研究目的与意义
1.6 研究思路与方案
1.6.1 研究切入点与技术路线
1.6.2 科学假设
1.6.3 研究内容
第二章 材料和方法
2.1 供试材料
2.2 试验点基本情况
2.3 试验设计
2.3.1 大田试验
2.3.2 盆栽试验
2.4 大田氮肥深施管理
2.5 盆栽氮肥深施管理
2.6 土壤采集
2.7 测定指标与方法
2.7.1 氨挥发测定
2.7.2 氧化亚氮温室气体排放测定
2.7.3 土壤剖面氧化亚氮温室气体浓度测定
2.7.4 土壤氮循环功能微生物群落丰度测定
2.7.5 土壤硝化作用和反硝化作用速率测定
2.7.6 根际速效氮供应速率测定
2.7.7 其他测定指标与方法
2.8 数据处理与统计分析
第三章 氮肥施用深度对免耕稻田氨挥发的影响
3.1 结果与分析
3.1.1 氨挥发
3.1.2 土壤铵态氮含量
3.1.3 地表水体铵态氮含量
3.1.4 土壤和地表水体铵态氮含量与氨挥发间的相关性
3.2 讨论
3.2.1 免耕稻田生育期氨挥发通量变化
3.2.2 免耕稻田氮肥施用深度对土壤和地表水体铵态氮含量的影响
3.2.3 氮肥施用深度对免耕稻田氨挥发的抑制作用
3.3 小结
第四章 氮肥施用深度对免耕稻田氧化亚氮排放的影响
4.1 结果与分析
4.1.1 氧化亚氮排放
4.1.2 土壤剖面氧化亚氮浓度
4.1.3 土壤氧化还原电位
4.1.4 土壤pH
4.1.5 土壤溶氧量
4.1.6 土壤硝化作用速率和相应功能微生物群落丰度
4.1.7 土壤反硝化作用速率和相应功能微生物群落丰度
4.1.8 免耕稻田氮肥深施降低氧化亚氮排放的结构方程模型
4.2 讨论
4.2.1 氮肥施用深度对免耕稻田还原性的影响
4.2.2 氮肥施用深度对免耕稻田氧化亚氮还原的影响
4.2.3 氮肥施用深度对免耕稻田主要氧化亚氮产生途径的影响
4.2.4 氮肥深施减少免耕稻田氧化亚氮排放的作用机理
4.3 小结
第五章 氮肥施用深度对免耕稻田氮肥利用率和产量的影响
5.1 结果与分析
5.1.1 免耕稻田氮肥施用深度对水稻生物量的影响
5.1.2 免耕稻田氮肥施用深度对水稻氮吸收量的影响
5.1.3 免耕稻田氮肥施用深度对气态氮损失、氮肥利用率和产量的影响
5.2 讨论
5.2.1 免耕稻田氮肥施用深度对水稻氮吸收的影响
5.2.2 免耕稻田氮肥施用深度对气态氮损失总量和氮肥利用率的影响
5.2.3 免耕稻田氮肥施用深度对产量的影响
5.3 小结
第六章 免耕稻田氮肥施用深度对免耕稻田根系生长和氮吸收的影响
6.1 结果与分析
6.1.1 根际和非根际土壤硝化作用速率和相应功能微生物群落丰度
6.1.2 根际和非根际土壤反硝化作用速率和相应功能微生物群落丰度
6.1.3 根际土壤pH
6.1.4 根际无机氮供应速率
6.1.5 根系生长
6.1.6 免耕稻田氮肥深施提高水稻氮肥利用率的结构方程模型
6.2 讨论
6.2.1 氮肥施用深度对免耕稻田根际和非根际硝化作用功能微生物的影响.
6.2.2 氮肥施用深度对免耕稻田根际和非根际硝化作用的影响
6.2.3 氮肥施用深度对免耕稻田根际和非根际反硝化作用微生物的影响
6.2.4 氮肥施用深度对免耕稻田根际和非根际反硝化作用的影响
6.2.5 氮肥施用深度对免耕稻田根际无机氮供应速率的影响
6.2.6 氮肥施用深度对免耕稻田水稻根系生长的影响
6.2.7 免耕稻田氮肥深施提高水稻氮肥利用率的机理分析
6.3 小结
第七章 氮肥深施比例对免耕稻田氮肥利用率和产量的影响
7.1 结果与分析
7.1.1 免耕稻田氮肥深施比例对水稻生物量的影响
7.1.2 免耕稻田氮肥深施比例对水稻氮吸收量和氮肥利用率的影响
7.1.3 免耕稻田氮肥深施比例对产量构成因子的影响
7.2 讨论
7.2.1 免耕稻田氮肥深施比例对水稻干物质积累的影响
7.2.2 免耕稻田氮肥深施比例对水稻氮肥利用率的影响
7.2.3 免耕稻田氮肥深施比例对水稻产量构成因子的影响
7.2.4 免耕稻田氮肥深施模式
7.3 小结
第八章 总结与展望
8.1 总结
8.2 本研究创新点
8.3 展望
参考文献
附录
致谢
本文编号：3748284
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/nykj/3748284.html
