南方典型稻作系统绿肥和秸秆还田对温室气体排放特征和环境效应的影响
发布时间：2021-09-06 12:18
南方稻区是我国重要的粮食主产区,在国家粮食安全保障中起着至关重要的作用。南方稻田冬种绿肥是保障水稻稳产、高产的有效措施。此外,秸秆还田能够增加土壤有机质含量,有助于水稻产量的提高。当前研究表明,绿肥和秸秆还田措施有利于农田土壤固碳并促进产量的提高;但绿肥和秸秆还田携入的大量碳源和氮源,作为可溶性气体产生的重要底物,其对稻田CH4和N2O排放的普遍和持续性影响没有充分研究认识。本文利用南方典型稻作系统长期定位试验,采用静态箱-气相色谱法监测了稻田CH4和N2O排放,计算了不同稻作系统CH4和N2O排放总量,探讨了绿肥和秸秆还田下CH4和N2O排放特征及其影响机制;并结合碳足迹理论和生命周期评价法,评估了南方稻区绿肥和秸秆还田条件下温室气体排放及水稻生产碳足迹。本论文研究的长期定位试验如下:（1）江苏苏州,连续8年麦稻轮作定位试验,以常规麦稻轮作模式秸秆不还田为对照（CK）、麦稻轮作双季秸秆还田（SS）和绿肥-稻轮作秸秆不还田（GM）,共3个处理;（2）江西南昌,连续31年双季稻定位试验,以常规双季稻模式秸秆不还田为对照（CK）、早稻施绿肥秸秆不还田（GM）、早稻施绿肥+晚稻秸秆还田（GM...
【文章来源】：南京农业大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：119 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图２－１各试验点绿肥和秸秆还田下土壤有机碳（ＳＯＣ）含量??Ｆｉｇ．?２－１?Ｔｈｅ?ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｓｏｉｌ?ｏｒｇａｎｉｃ?ｃａｒｂｏｎ?（ＳＯＣ）?ｕｎｄｅｒ?ｇｒｅｅｎ?ｍａｎｕｒｅ?ａｎｄ?ｓｔｒａｗ?ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ??２－２
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西南昌?￡?１４０?１?江西南昌??Ｓ．?｜?ａ??ｆｇ｜?１２００?＇?＾?减?Ｉ１２０．?（；；？－?ｂ??＿ｆｌ?〇?ｂ?ｍｓＬｓａ?＿?？专?ｔ??蓉泛ｔ?Ｈ?蓉?５?ｒ?ｐ％ｉ??刼?Ｉ?誦－?？?ｍａ?Ｈｉ?刼?Ｉ?ｌｏｏ－?＾?ｍ?？ｉ??寒ｉ?ｄ?ｐ＇??３?８００?－?ｄ?．．?ｊ?．?■?ｉ?ｌ?８０１?ｉ?■：?ｒ＾ｊ?ｓ??ｉ?—，?ｉ?；?ｍ?ｌ?■■?■??ＣＫ?ＧＭ?ＧＭ＋ＬＳ?ＧＭ＋ＷＳ?ＣＫ?ＧＭ?ＧＭ＋ＬＳ?ＧＭ＋ＷＳ??图２－４江苏和江西试验点绿肥和秸秆还田下土壤微生物量碳（ＭＢＣ）、氮（ＭＢＮ）含量??Ｆｉｇ．?２－４?Ｔｈｅ?ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓ?ｏｆ?ｓｏｉｌ?ｍｉｃｒｏｂｉａｌ?ｂｉｏｍａｓｓ?ｃａｒｂｏｎ?（ＭＢＣ）?ａｎｄ?ｎｉｔｒｏｇｅｎ?（ＭＢＮ）?ｕｎｄｅｒ?ｇｒｅｅｎ??ｍａｎｕｒｅ?ａｎｄ?ｓｔｒａｗ?ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ?ａｔ?Ｊｉａｎｇｓｕ?ａｎｄ?Ｊｉａｎｇｘｉ??２．２．４绿肥和秸秆还田对土壤可溶性有机碳氮含量的影响??图２－５所示为不同地区绿肥和秸軒还田下土壤可溶性有机碳、氮含量变化。整体??上，不同地区土壤可溶性有机碳、氮含量均以江西南昌较高，各处理平均含量分别为??５４．７?ｍｇ?ｋｇ．１和１０．５?ｍｇ?ｋｇ．１，而江苏苏州为２６．１?ｍｇ?ｋｇ．１和２．４?ｍｇ?ｋｇ．１。绿月巴和秸秆还??田下土壤可溶性有机碳含量均有不同程度的提高。在江苏苏州，与对照处理相比，ＳＳ??和ＧＭ处理均显著提高了土壤可溶性有机碳含量，分别增加３５．７％和１４％。在江西南??昌，与ＣＫ处理相比，ＧＭ＋ＷＳ处理显著增加了土壤可溶性有机碳
【参考文献】：
期刊论文
[1]紫云英还田对早稻直播稻田温室气体排放的影响[J]. 聂江文,王幼娟,吴邦魁,刘章勇,朱波. 农业环境科学学报. 2018(10)
[2]南方冬季种养结合模式对双季稻田CH4和CO2排放的影响[J]. 周玲红,魏甲彬,成小琳,唐启源,肖志祥,徐华勤,唐剑武,傅志强. 生态与农村环境学报. 2018(05)
[3]施肥与灌溉对甘肃省苜蓿碳足迹的影响[J]. 刘松,王效琴,胡继平,李强,崔利利,段雪琴,郭亮. 中国农业科学. 2018(03)
[4]肥料减施条件下水稻土壤有机碳组分对紫云英-稻草协同利用的响应[J]. 周兴,廖育林,鲁艳红,谢坚,杨曾平,聂军,曹卫东. 水土保持学报. 2017(03)
[5]太湖地区不同秸秆还田方式对作物产量与经济效益的影响[J]. 孙小祥,常志州,靳红梅,沈明星,陆长婴,王海候. 江苏农业学报. 2017(01)
[6]种植翻压紫云英配施化肥对稻田土壤活性有机碳氮的影响[J]. 刘春增,常单娜,李本银,曹卫东,吕玉虎,潘兹亮. 土壤学报. 2017(03)
[7]When will China achieve its carbon emission peak?[J]. Tianli Zheng,Jiangling Zhu,Shaopeng Wang,Jingyun Fang. National Science Review. 2016(01)
[8]太湖地区不同轮作模式对稻田温室气体（CH4和N2O）排放的影响[J]. 胡安永,孙星,刘勤. 应用生态学报. 2016(01)
[9]绿肥还田对双季稻根际土壤产甲烷古菌群落结构的影响[J]. 赵晓萌,刘婧娜,易丽霞,朱波,代红翠,胡跃高,曾昭海. 作物学报. 2015(05)
[10]紫云英与化肥配施对安徽沿江双季稻区土壤生物学特性的影响[J]. 万水霞,朱宏斌,唐杉,郭熙盛,王允青. 植物营养与肥料学报. 2015(02)
本文编号：3387447
【文章来源】：南京农业大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：119 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图２－１各试验点绿肥和秸秆还田下土壤有机碳（ＳＯＣ）含量??Ｆｉｇ．?２－１?Ｔｈｅ?ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｓｏｉｌ?ｏｒｇａｎｉｃ?ｃａｒｂｏｎ?（ＳＯＣ）?ｕｎｄｅｒ?ｇｒｅｅｎ?ｍａｎｕｒｅ?ａｎｄ?ｓｔｒａｗ?ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ??２－２
?第二章绿肥和秸秆还田对不同稻作系统土壤养分和微生物学特性的影响???３．５?－１?１?ｊ???江苏苏州！?江西南昌Ｉ?广东广州??３－０?－?Ｉ?Ｊ?ａ???Ｉ?＿＿?ｊｊ｜＿?Ｉ???〇?〇?〇??图２－２各试验点绿肥和稻杆还田下土壤全氮（ＴＮ）含量??Ｆｉｇ．?２－２?Ｔｈｅ?ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｓｏｉｌ?ｔｏｔａｌ?ｎｉｔｒｏｇｅｎ?（ＴＮ）?ｕｎｄｅｒ?ｇｒｅｅｎ?ｍａｎｕｒｅ?ａｎｄ?ｓｔｒａｗ??ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ?ａｔ?ｔｈｒｅｅ?ｓｉｔｅｓ??相对于试验设置时土壤有机碳和全氮的初始值，经过长期的绿肥和秸秆还田处理，??二者的变化如表２－５所示。对照处理下，各试验点土壤有机碳含量均有不同程度的增??加，增加幅度０．１５？５．４０?ｇｋｇ－１，相应土壤有机碳年平均增长量为２２？０．１７４?ｋｇ?ｈａ－１?ａ－１，??其中江西南昌点的试验年限最长，为３１年，增加幅度也最大，江苏苏州和广东广州??相同的试验年限下（均为８年），有机碳增加幅度表现为广东广州高于江苏苏州。江??苏苏州、江西南昌和广东广州试验点绿肥和秸秆还田处理有机碳的增长量均显著高于??对照处理，不同处理下有机碳的平均增长量分别为１７９ｋｇｈｆａ＇?２５９ｋｇｈａ－１?ａ－１和３９８??ｋｇ?ｈａ＂１?ａ＂１?〇??长期对照处理下，各试验点土壤全氮含量也有不同程度的増加，增加幅度为〇＿１２－??Ｏ＾ｇｋｇ－１，相应的土壤全氮平均增长量为１７？６６ｋｇｈａＷ其中广东点的增加幅度最??大，其次为江西南昌和江苏苏州。江苏苏州、江西南昌和广东广州试验点绿肥和秸秆??还田处理下土壤全氮含量的年平
西南昌?￡?１４０?１?江西南昌??Ｓ．?｜?ａ??ｆｇ｜?１２００?＇?＾?减?Ｉ１２０．?（；；？－?ｂ??＿ｆｌ?〇?ｂ?ｍｓＬｓａ?＿?？专?ｔ??蓉泛ｔ?Ｈ?蓉?５?ｒ?ｐ％ｉ??刼?Ｉ?誦－?？?ｍａ?Ｈｉ?刼?Ｉ?ｌｏｏ－?＾?ｍ?？ｉ??寒ｉ?ｄ?ｐ＇??３?８００?－?ｄ?．．?ｊ?．?■?ｉ?ｌ?８０１?ｉ?■：?ｒ＾ｊ?ｓ??ｉ?—，?ｉ?；?ｍ?ｌ?■■?■??ＣＫ?ＧＭ?ＧＭ＋ＬＳ?ＧＭ＋ＷＳ?ＣＫ?ＧＭ?ＧＭ＋ＬＳ?ＧＭ＋ＷＳ??图２－４江苏和江西试验点绿肥和秸秆还田下土壤微生物量碳（ＭＢＣ）、氮（ＭＢＮ）含量??Ｆｉｇ．?２－４?Ｔｈｅ?ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓ?ｏｆ?ｓｏｉｌ?ｍｉｃｒｏｂｉａｌ?ｂｉｏｍａｓｓ?ｃａｒｂｏｎ?（ＭＢＣ）?ａｎｄ?ｎｉｔｒｏｇｅｎ?（ＭＢＮ）?ｕｎｄｅｒ?ｇｒｅｅｎ??ｍａｎｕｒｅ?ａｎｄ?ｓｔｒａｗ?ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ?ａｔ?Ｊｉａｎｇｓｕ?ａｎｄ?Ｊｉａｎｇｘｉ??２．２．４绿肥和秸秆还田对土壤可溶性有机碳氮含量的影响??图２－５所示为不同地区绿肥和秸軒还田下土壤可溶性有机碳、氮含量变化。整体??上，不同地区土壤可溶性有机碳、氮含量均以江西南昌较高，各处理平均含量分别为??５４．７?ｍｇ?ｋｇ．１和１０．５?ｍｇ?ｋｇ．１，而江苏苏州为２６．１?ｍｇ?ｋｇ．１和２．４?ｍｇ?ｋｇ．１。绿月巴和秸秆还??田下土壤可溶性有机碳含量均有不同程度的提高。在江苏苏州，与对照处理相比，ＳＳ??和ＧＭ处理均显著提高了土壤可溶性有机碳含量，分别增加３５．７％和１４％。在江西南??昌，与ＣＫ处理相比，ＧＭ＋ＷＳ处理显著增加了土壤可溶性有机碳
【参考文献】：
期刊论文
[1]紫云英还田对早稻直播稻田温室气体排放的影响[J]. 聂江文,王幼娟,吴邦魁,刘章勇,朱波. 农业环境科学学报. 2018(10)
[2]南方冬季种养结合模式对双季稻田CH4和CO2排放的影响[J]. 周玲红,魏甲彬,成小琳,唐启源,肖志祥,徐华勤,唐剑武,傅志强. 生态与农村环境学报. 2018(05)
[3]施肥与灌溉对甘肃省苜蓿碳足迹的影响[J]. 刘松,王效琴,胡继平,李强,崔利利,段雪琴,郭亮. 中国农业科学. 2018(03)
[4]肥料减施条件下水稻土壤有机碳组分对紫云英-稻草协同利用的响应[J]. 周兴,廖育林,鲁艳红,谢坚,杨曾平,聂军,曹卫东. 水土保持学报. 2017(03)
[5]太湖地区不同秸秆还田方式对作物产量与经济效益的影响[J]. 孙小祥,常志州,靳红梅,沈明星,陆长婴,王海候. 江苏农业学报. 2017(01)
[6]种植翻压紫云英配施化肥对稻田土壤活性有机碳氮的影响[J]. 刘春增,常单娜,李本银,曹卫东,吕玉虎,潘兹亮. 土壤学报. 2017(03)
[7]When will China achieve its carbon emission peak?[J]. Tianli Zheng,Jiangling Zhu,Shaopeng Wang,Jingyun Fang. National Science Review. 2016(01)
[8]太湖地区不同轮作模式对稻田温室气体（CH4和N2O）排放的影响[J]. 胡安永,孙星,刘勤. 应用生态学报. 2016(01)
[9]绿肥还田对双季稻根际土壤产甲烷古菌群落结构的影响[J]. 赵晓萌,刘婧娜,易丽霞,朱波,代红翠,胡跃高,曾昭海. 作物学报. 2015(05)
[10]紫云英与化肥配施对安徽沿江双季稻区土壤生物学特性的影响[J]. 万水霞,朱宏斌,唐杉,郭熙盛,王允青. 植物营养与肥料学报. 2015(02)
本文编号：3387447
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