不同农作措施对棕壤玉米田温室气体排放及碳足迹的影响

发布时间：2017-07-25 15:11

  本文关键词：不同农作措施对棕壤玉米田温室气体排放及碳足迹的影响

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【摘要】：为研究不同农作措施对东北地区农田土壤CO2和N2O排放与玉米生产全过程中碳足迹的影响及筛选减排措施,于2014和2015年在下辽河平原棕壤地区玉米地进行了田间试验,试验设置无氮肥对照(CK)、常规施肥(F)、吡啶包衣尿素(FP)、常规施肥加生物黑炭(FC),以及常规施肥加秸秆还田(FS)五个处理。观测并计算了不同农作措施下CO2和N2O的排放通量和累积排放量；利用生命周期法计算了化肥生产、耕作过程中的能源消耗及种子生产等产生的温室气体的碳排放,并对不同农作措施的碳足迹和综合温室效应进行分析。试验结果表明：(1)土壤CO2排放通量主要受土壤温度影响,二者呈显著正相关关系,在玉米的整个生育期内,不同农作措施的CO2排放通量表现为从苗期到成熟期先增加后减少,具体表现为：大喇叭口期抽雄期小喇叭口期乳熟—成熟期苗期—拔节期。(2)不同农作措施对CO2排放的影响不同,与常规施肥处理相比较,2014和2015年吡啶包衣尿素处理土壤CO2排放量分别减少了23.3%和27.5%,生物黑炭处理减少了18.3%和25.2%,秸秆还田对土壤CO2排放没有显著影响,表明毗啶包衣尿素处理和生物黑炭处理对土壤呼吸强度有一定的抑制作用,其中,吡啶包衣尿素处理对减少土壤CO2排放的影响更显著。(3)土壤N2O排放通量主要受施肥时间和施肥量的影响,在施肥后一段时间内排放通量较高,其中2014年基肥和追肥阶段排放的N20分别占生育期N2O累积排放量的24.3%～27.3%和32.0%～38.2%,2015年占23.3%～24.8%和23.0%～27.1%：与常规施肥处理相比较,吡啶包衣尿素、生物黑炭和秸秆还田这三种措施在2014年玉米生育期N20累积排放量分别比F处理降低了30.2%、22.7%和9.4%,2015年下降了24.4%、19.3%和6.2%,吡啶包衣尿素的减排效果最好；(4)吡啶包衣尿素和生物黑炭处理的碳足迹较低,2014年分别较常规施肥处理降低了19.5%和14.8%,2015年降低了16.3%和13.8%；吡啶包衣尿素处理的碳强度最低、碳效率最高,与其它农作措施相比是高产低排的低碳施肥措施；施用氮肥的直接N2O排放占玉米地生产全生命周期中碳排放的最大份额(各处理2014年占比74.9%～89.0%,2015年占比76.4%～89.9%),其次是化肥生产过程的碳排放(各处理2014年占比13.4%～17.8%,2015年占比13.8%～16.5%)。(5)2014和2015年不同农作措施管理下的玉米产量大小依次为生物黑炭吡啶包衣尿素常规施肥加秸秆还田常规施肥无氮肥对照处理。因此,在保证了作物产量的前提下,适当减少氮肥用量、提高氮肥利用率是降低玉米生产过程碳足迹的关键,本研究中,吡啶包衣尿素处理为棕壤区玉米生产过程中减少碳排放的最优措施。
【关键词】：农作措施 棕壤 CO_2排放 N_2O排放 碳足迹
【学位授予单位】：沈阳农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X712
【目录】：

• 摘要8-10
• 英文摘要10-12
• 第一章 前言12-20
• 1.1 研究背景与意义12-13
• 1.2 国内外研究进展13-18
• 1.2.1 农田土壤CO_2排放特征及影响因子13-15
• 1.2.1.1 土壤温度对CO_2排放的影响13
• 1.2.1.2 土壤水分对CO_2排放的影响13-14
• 1.2.1.3 施肥措施对CO_2排放的影响14
• 1.2.1.4 耕作措施对CO_2排放的影响14-15
• 1.2.2 农田土壤N_2O排放特征及影响因子15-17
• 1.2.2.1 土壤温度对N_2O排放的影响16
• 1.2.2.2 土壤水分对N_2O排放的影响16
• 1.2.2.3 施肥管理对N_2O排放的影响16-17
• 1.2.2.4 耕作措施对N_2O排放的影响17
• 1.2.3 农田碳足迹的含义及研究进展17-18
• 1.3 研究内容与技术路线18-20
• 1.3.1 研究内容18-19
• 1.3.2 技术路线19-20
• 第二章 试验材料与方法20-25
• 2.1 田间试验地概况20
• 2.2 试验设计20-21
• 2.3 测定指标与方法21-22
• 2.3.1 土壤样品的采集与测定方法21
• 2.3.2 气体样品的采集与测定21-22
• 2.3.4 土壤温度和水分的测定22
• 2.4 温室气体排放通量计算方法22
• 2.5 碳足迹计算方法22-23
• 2.6 碳强度与碳效率23-24
• 2.7 数据处理24-25
• 第三章 结果与分析25-48
• 3.1 不同农作措施的土壤CO_2排放特征及影响因子25-31
• 3.1.1 不同农作措施土壤CO_2排放通量动态变化25-27
• 3.1.2 土壤温度和水分对CO_2排放的影响27-28
• 3.1.3 玉米生育期内不同时期CO_2的累积排放量及比例特征28-31
• 3.2 不同农作措施的土壤CO_2排放特征及影响因子31-41
• 3.2.1 不同农作措施对土壤无机氮含量的影响31-34
• 3.2.2 不同农作措施土壤N_2O排放通量动态变化34-36
• 3.2.3 土壤温度和水分对N_2O排放的影响36-37
• 3.2.4 玉米生育期内不同时期N_2O的累积排放量及比例特征37-40
• 3.2.5 不同农作措施N_2O排放系数40-41
• 3.3 不同农作措施对玉米生命周期碳足迹的影响41-46
• 3.4 不同农作措施对玉米产量的影响46-47
• 3.5 不同农作措施对碳强度与碳效率的影响47-48
• 第四章 结论与讨论48-52
• 4.1 结论48-49
• 4.1.1 不同农作措施玉米农田土壤CO_2的变化特征48
• 4.1.2 不同农作措施玉米农田土壤N_2O的排放特征48-49
• 4.1.3 不同农作措施玉米生育周期内的产量及碳足迹49
• 4.2 讨论49-51
• 4.3 研究中存在的问题51-52
• 参考文献52-59
• 致谢59-60
• 攻读学位论文期间发表文章60

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本文编号：571916