增施猪粪与秸秆对水稻养分吸收及土壤酸化的影响

发布时间：2017-08-22 22:09

  本文关键词：增施猪粪与秸秆对水稻养分吸收及土壤酸化的影响

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【摘要】：不合理施肥是加速土壤酸化的重要因素,太湖流域稻/麦轮作条件下化肥与有机肥配合施用对土壤酸化的影响及其相关机制还不清楚。本研究以不同施肥处理的长期定位试验为依托,以太湖水稻土为研究对象,针对前期研究中发现的在化肥基础上增施猪粪导致土壤酸化加速现象进行解析,以驱动土壤酸化的主要因素为切入点,研究碳氮素及土壤中阳离子含量等因素在加速土壤酸化中的作用及对土壤酸化的相对贡献,重点研究稻/麦种植下,地上部秸秆和籽粒收获带走的碱基量及增施猪粪后氮的硝化淋溶致酸作用,阐明长期不同化肥施用及增施猪粪下土壤加速酸化的机理。田间定位试验研究稻麦轮作体系下,单施尿素、增施猪粪及增施猪粪和秸秆对水稻干物质及氮素的动态吸收规律及氮素利用率的影响。从2014年2015年两季水稻实验结果表明,与单施化肥相比,增施猪粪或增施猪粪与秸秆都能提高水稻产量,两年中N2M处理(270kg/hm2+猪粪)的产量最高,为9315～9514 kg/hm2, CK处理产量最低平均5786kg/hm2,2014年提高幅度是9.36%～17.95%,2015年是9.61%～21.57%；施化肥氮量270 kg/ hm2下,增施生猪粪1750 kg/hm2可以替代45 kg/hm2化肥氮,猪粪结合小麦秸秆还田,比单施270 kg/hm2化肥氮增产2.39%;施化肥氮量270 kg/hm2下,增施猪粪1750 kg/hm2增产8.3%。结论：在太湖流域的两季水稻中,与单施尿素相比增施猪粪或增施猪粪与秸秆都能提高水稻的氮素率用率和产量；不论增施秸秆还是猪粪对水稻各个生长时期的生物量和氮素积累量都增加,同时水稻根系的生物量和氮素积累量也与地上动态变化趋势相同。稻田田面水铵态氮浓度、总氮浓度随尿素用量增加而增加,无论是施用尿素还是增施猪粪或继续增施秸秆,铵态氮及总氮浓度峰值均出现在4～5天,基施尿素的铵态氮及总氮峰值分别达47.6 mg/L、54.5 mg/L,追施达34.3 mg/L、36.8mg/L。硝态氮浓度峰值则分别在基肥后第5天和追肥后的第7天；有机氮浓度呈先迅速升高,第11天达到峰值后缓慢下降。无论是提高尿素施用量或提高猪粪用量,田面水铵态氮及总氮都呈增加趋势,增施秸秆也呈类似趋势,这与稻田投入的总氮量相关。增施猪粪下稻田田面水磷含量也呈快速上升趋势。结论：铵态氮可以作为监测田面水的主要氮指标,化肥配施猪粪一定程度能提高作物产量但相比单施化肥却增加了氮磷的流失风险,评估稻田田面水风险还与投入有机物料的状况有关。对土壤酸碱缓冲容量的结果表明,酸碱缓冲容量和土壤pH存在一定联系,在一定范围内土壤酸碱缓冲容量呈“S”型。不同施肥处理的土壤酸碱缓冲容量有机无机配施组不施氮肥组施化肥组。各个处理0～20 cm表层土pH值显著低于20～40 cm土层。化肥中添施猪粪较单施化肥促使土壤酸化,而其中添加秸秆后土壤pH值下降明显减缓。对土壤酸碱缓冲能力的研究加深了对农田土壤酸碱缓冲机制认识。为畜禽粪便的农田合理施用和土壤酸化的控制提供理论依据,对水稻土资源的合理、持续利用和土壤障碍因子的消减具有重要的科学意义。
【关键词】：猪粪和秸秆 水稻 产量 氮素利用率 田面水 土壤酸化 土壤酸碱缓冲容量
【学位授予单位】：海南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S511;S156.6
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 文献综述11-19
• 1.1. 土壤酸化的定义11-12
• 1.2 土壤酸化的影响因素12-14
• 1.2.1 非农业对土壤酸化的影响12-13
• 1.2.2 农业措施对土壤酸化的影响13-14
• 1.3 不同有机无机肥配施对作物产量及氮素吸收的影响14-15
• 1.3.1 有机无机肥配施对作物产量的影响14-15
• 1.3.2 有机无机肥配施对作物氮素吸收的影响15
• 1.4 猪粪及秸秆类物质施用对土壤理化性状的影响15-17
• 1.4.1 猪粪及秸秆类物质施用对土壤物理性质的影响15-16
• 1.4.2 猪粪及秸秆类物质施用对土壤有机质及养分的影响16
• 1.4.3 猪粪及秸秆类物质施用对土壤反应的影响16-17
• 1.4.4 猪粪及秸秆类物质施用对土壤微生物活性的影响17
• 1.5 研究的意义、内容和方法17-19
• 1.5.1 研究的目的和意义17-18
• 1.5.2 研究的内容和方法18
• 1.5.3 技术路线18-19
• 第二章 秸秆与猪粪配施对水稻产量及氮素吸收的影响19-27
• 2.1 材料与方法19-21
• 2.1.1 实验材料19
• 2.1.2 实验设计19-20
• 2.1.3 样品采集和测定20
• 2.1.4 数据分析与处理20-21
• 2.2 结果与分析21-25
• 2.2.1 不同施肥处理对水稻籽粒产量的影响21-22
• 2.2.2 不同施肥处理对水稻生长动态的影响22
• 2.2.3 不同施肥处理对水稻地上部氮素积累量的动态变化22-23
• 2.2.4 不同施肥处理对水稻氮素利用率的影响23-25
• 2.3 讨论25-26
• 2.3.1 不同施肥处理对水稻产量和干物质积累量的影响25
• 2.3.2 不同施肥处理对水稻氮素吸收和利用率的影响25-26
• 2.4 小结26-27
• 第三章 秸秆与猪粪配施对稻田田面水氮磷含量的影响27-39
• 3.1 材料与方法27-29
• 3.1.1 实验材料27-28
• 3.1.2 实验设计28
• 3.1.3 水样采集28
• 3.1.4 数据处理28-29
• 3.2 结果与分析29-36
• 3.2.1 不同有机无机配施对田面水铵态氮和硝态氮浓度的变化特征29-31
• 3.2.2 田面表层水总氮(TN)和有机氮浓度的变化特征31-32
• 3.2.3 田面水中铵态氮/总氮比的动态变化特征32
• 3.2.4 田面水可溶性有机氮含量变化动态32-33
• 3.2.5 田面表层水总磷(TP)浓度的动态变化33-34
• 3.2.6 不同施肥处理田面水总氮与铵氮浓度的线性关系34-36
• 3.3 讨论36-37
• 3.3.1 尿素用量与田面水不同形态氮浓度的关系36
• 3.3.2 田面水不同形态氮随时间的变化特征36
• 3.3.3 增施猪粪和秸秆对田面水不同形态氮的影响36-37
• 3.4 小结37-39
• 第四章 秸秆与猪粪配施对水稻光合作用及根系状态的影响39-47
• 4.1 材料与方法39-40
• 4.1.1 实验材料39
• 4.1.2 测定方法39
• 4.1.3 数据分析39-40
• 4.2 结果与分析40-45
• 4.2.1 有机无机肥配施对水稻不同时期光合作用的影响40-41
• 4.2.2 有机无机肥配施对水稻不同时期根系状态的影响41-43
• 4.2.3 不同施肥处理对水稻根系干物质量和氮素吸收的影响43-45
• 4.3 讨论45-46
• 4.3.1 不同施肥处理对水稻叶片光合作用的影响45-46
• 4.3.2 不同施肥处理对水稻根系干物质及氮素吸收的影响46
• 4.4 小结46-47
• 第五章 秸秆与猪粪配施对土壤碳库、酸度及矿质氮的影响47-61
• 5.1 材料与方法47-48
• 5.1.1 实验材料47-48
• 5.1.2 实验设计48
• 5.1.3 实验方法48
• 5.1.4 数据处理48
• 5.2 结果与分析48-58
• 5.2.1 有机无机肥配施在不同土层深度有机质和矿质氮含量的变化48-51
• 5.2.2 有机无机肥配施下对土壤状态的线性拟合51-54
• 5.2.3 有机无机肥配施在不同土层深度pH变化的影响54-55
• 5.2.4 有机无机配施对土壤酸碱缓冲容量的影响55-58
• 5.3 讨论58-59
• 5.3.1 稻田不同土层深度土壤矿质氮的变化特征58-59
• 5.3.2 稻田不同土层深度土壤碳库、阳离子交换量和pH值的变化特征59
• 5.3.3 不同有机无机配施对水稻土酸碱缓冲容量变化的特征59
• 5.4 小结59-61
• 第六章 全文总结61-63
• 6.1 研究结论61
• 6.2 研究展望61-63
• 参考文献63-71
• 在读期间发表的论文71-72
• 作者简介72-73
• 致谢73-75
• 基金75

【参考文献】

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本文编号：721305