不同施肥模式下施用生物黑炭对雨养旱地土壤性质、玉米生长和温室气体排放影响的研究

发布时间：2017-10-08 22:43

  本文关键词：不同施肥模式下施用生物黑炭对雨养旱地土壤性质、玉米生长和温室气体排放影响的研究

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【摘要】：生物黑炭是由生物质在缺氧的条件下,经高温裂解所产生的一类难熔的、稳定的、高度芳香化的、富含碳素的固态物质。近年来,生物黑炭以其优良的环境效应和生态效益成为各学科研究的前沿热点。本研究在山西省忻州市进行,选取了常规施肥和调控施肥(减氮增磷)两种施肥模式,利用静态箱气相色谱法对春玉米农田土壤N2O、CO2和CH4三种温室气体排放通量进行了观测,研究不同施肥模式下施用生物黑炭对土壤性质、玉米生长以及土壤温室气体排放的影响,探讨了生物黑炭对雨养旱地改良效果和旱地温室气体减排措施。主要研究结果如下： 1.在不同施肥模式下施用生物黑炭对土壤理化性质均有影响。生物黑炭能显著提高土壤保水性能、养分含量,而降低40t/hm2(C2)处理的土壤容重。在常规施肥模式下,与未施生物黑炭(C0)比较,施20t/hm2(C1)和40t/hm2(C2)生物黑炭处理的土壤有机碳增加了48.0%～102.1%,土壤全氮增加了9.9%～12.9%,土壤速效磷增加了22.6%～44.9%；在调控施肥模式下,土壤有机碳增加了33.6%～89.5%,土壤全氮增加了4.2%～13.2%,土壤速效磷增加了98.6%～104.9%；两种施肥模式下,生物黑炭对土壤碱解氮均无影响。 2.施用生物黑炭处理的玉米成熟期株高、穗位高及千粒重均有提高的趋势。在两种施肥模式下,施20t/hm2(C1)和40t/hm2(C2)生物黑炭处理较未施生物黑炭(C0),玉米产量分别增加10.32%～12.92%和11.99%～16.84%,进一步分析发现,玉米籽粒产量受土壤有效磷含量的制约。 3.施用生物黑炭与调控施肥能显著降低对土壤N2O排放。在常规施肥条件下,与未施生物黑炭(C0)相比,施20t/hm2(C1)和40t/hm2(C2)生物黑炭处理的N2O排放总量分别显著降低34.35%和37.95%；在调控施肥模式下,施20t/hm2(C1)和40t/hm2(C2)生物黑炭处理的N2O排放总量较未施黑炭处理(C0)有减少趋势。此外,在未施黑炭水平(C0)下,调控施肥的N2O排放量较常规施肥降低70.4%。 4.生物黑炭与调控施肥能显著降低土壤GWP与GHGI,在常规施肥下,与未施生物黑炭(C0)相比,施20t/hm2(C1)和40t/hm2(C2)生物黑炭处理的GWP和GHGI显著降低34.83%～39.51%和40.07%～45.39%。在调控施肥下,用量为20t/hm2(C1)和40t/hm2(C2)生物黑炭处理较未施生物黑炭(C0)处理,GWP和GHGI有降低的趋势。此外,研究还得出,在未施黑炭水平(C0)下,调控施肥的GWP和GHGI较常规施肥分别降低70.38%和73.91%,这说明在不降低产量的前提下,调控施肥模式(减氮增磷)能减少温室气体的排放,它可以作为旱地玉米农田温室气体减排措施之一。
【关键词】：生物黑炭 调控施肥 雨养旱地 土壤性质 玉米产量 温室气体排放
【学位授予单位】：南京农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：S141
【目录】：

• 摘要7-9
• ABSTRACT9-11
• 第一章 文献综述11-23
• 1.1 研究背景11-12
• 1.2 国内外研究进展12-20
• 1.2.1 农田土壤温室气体产生机制及影响因素12-17
• 1.2.2 土壤理化性状17-19
• 1.2.3 生物黑炭研究进展19-20
• 1.3 研究目的和意义20
• 1.4 研究内容20-21
• 1.5 技术路线21-23
• 第二章 材料与方法23-27
• 2.1 试验区概况23
• 2.2 试验材料23
• 2.3 试验方案23-24
• 2.4 试验样品采集与测定方法24-25
• 2.5 数据处理与统计方法25-27
• 第三章 不同施肥模式下施用生物黑炭对土壤性质的影响27-35
• 3.1 结果与分析27-31
• 3.1.1 土壤有机碳含量变化27-28
• 3.1.2 土壤全氮含量变化28
• 3.1.3 土壤速效磷含量变化28-29
• 3.1.4 土壤碱解氮含量变化29
• 3.1.5 土壤硝态氮含量变化29-30
• 3.1.6 土壤含水量和容重变化30-31
• 3.2 讨论31-33
• 3.2.1 生物黑炭施用和施肥模式对土壤化学性质影响31-33
• 3.2.2 生物黑炭对水分保持和容重的影响33
• 3.3 小结33-35
• 第四章 不同施肥模式下施用生物黑炭对旱地玉米生长及氮肥农学利用率的影响35-39
• 4.1 结果与分析35-37
• 4.1.1 玉米各个生育期株高和成熟期穗位高35-36
• 4.1.2 籽粒千粒重和籽粒产量36
• 4.1.3 籽粒产量和千粒重与土壤养分相关指标间的相关分析36-37
• 4.2 讨论37-38
• 4.2.1 生物黑炭和施肥对作物生长的影响37
• 4.2.2 生物黑炭和施肥对氮素农学利用率的影响37-38
• 4.3 小结38-39
• 第五章 不同施肥模式下施用生物黑炭对旱地温室气体排放综合影响39-47
• 5.1 结果与分析39-44
• 5.1.1 温室气体季节排放通量变化特征39-42
• 5.1.2 温室气体季节排放总量42-43
• 5.1.3 CH_4和N_2O综合影响评价43-44
• 5.2 讨论44-45
• 5.2.1 雨养旱地CH_4对施肥的响应44
• 5.2.2 雨养旱地N_2O对不同施肥模式和施用生物黑炭的响应44-45
• 5.2.3 雨养旱地CO_2对肥料和生物黑炭施用的响应45
• 5.3 小结45-47
• 第六章 全文结论和展望47-49
• 6.1 全文主要结论47
• 6.2 创新点47-48
• 6.3 存在的问题与展望48-49
• 参考文献49-57
• 致谢57-59
• 攻读学位期间发表的论文59

【参考文献】

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本文编号：996693