日光温室生菜地温室气体排放对有机肥的响应及其机理研究

发布时间：2018-03-21 09:16

本文选题：日光温室　切入点：生菜地　出处：《聊城大学》2017年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：在聊城大学土壤生态环境教学科研基地日光温室,研究了牛粪(C)、鸡粪(H)、羊粪(S)、牛粪+秸秆(CSt)、鸡粪+秸秆(HSt)、羊粪+秸秆(SSt)、牛粪+鸡粪+秸秆(CHSt)、牛粪+羊粪+秸秆(CSSt)、羊粪+鸡粪+秸秆(SHSt)、牛粪+鸡粪+羊粪+秸秆(CHSSt)堆肥的温室气体排放规律及生菜地施用有机肥对土壤理化特性、土壤酶活性及土壤温室气体排放的影响,分析了土壤理化特性与土壤酶活性的相关性,探讨了土壤理化特性及土壤酶活性对土壤温室气体排放的影响。主要结果如下:(1)各堆肥处理温室气体排放规律及全球增温潜势。各堆肥处理的CH_4和CO_2排放通量随时间推进呈先升后降变化,且在堆肥后第2~3周达到最大值;C、H、CSt、HSt、CHSt处理的N_2O排放通量最大值出现在第5、6、7周,S、SSt、CSSt、SHSt、CHSSt出现在第1、2周。CO_2排放总量表现为CHStHStSHStCHSStSStCSStCStHSC,添加秸秆的堆肥处理其CO_2排放总量明显高于H、S、C处理。CH_4排放总量表现为HCCHStHStCHSStCStSHStSCSStSSt,N_2O排放总量表现为CHStSHStHStSCHSStCSStSStCStHC。全球增温潜势(GWP)按照CHStHStSHStCHSStCSStSStSCStHC减小,各处理CO_2和N_2O排放量占GWP的比例达82%以上,因此堆肥过程中CO_2和N_2O的排放是导致GWP增加的主要原因。(2)施肥对土壤理化特性的影响。施用有机肥增加了土壤有机质及氮、磷、钾含量,且同一种施肥处理的有效磷和速效钾增幅远大于全磷和全钾。CSt提高土壤pH和全氮效果明显,分别较CK增加8.12%、6.07%;CHSSt提高土壤电导率效果明显,而SHSt显著减小土壤电导率,CSt处理土壤电导率较CK减小8.63%;S、CHSSt、HSt、CHSt、CSSt、H、CSt、SHSt增加土壤硝态氮含量,分别较CK增加221.78%、205.84%、137.53%、106.39%、69.23%、64.23%、5.00%、3.99%。(3)施肥对土壤酶活性的影响。施用有机肥增加了土壤蛋白酶、淀粉酶、蔗糖酶、亚硝酸还原酶活性。其中蛋白酶按照CSStCStCHStSSStCHSSt=HCHStSHStCK减小,淀粉酶按照CStCHSStCCHStHStSCSStSStH=CKSHSt减小,蔗糖酶按照CStCHSStCSStHStCSStCHStCKHSHStS减小,亚硝酸还原酶按照CHSStCSStSStCHStSCHStHcstshstck减小。cst处理土壤蛋白酶、淀粉酶、蔗糖酶、亚硝酸还原酶活性均高于对照。而有机施肥降低了土壤脲酶和硝酸还原酶活性,其中脲酶按照sstckhchstchsstcsstshstcstchsts减小,硝酸还原酶按照chsstshstckshccsstcstsstchsthst减小。土壤理化特性与酶活性的相关分析表明:速效钾与土壤蛋白酶和亚硝酸还原酶活性呈显著正相关,有机质和有效磷显著促进土壤蛋白酶活性;全磷显著提高土壤淀粉酶活性;电导率提高土壤蔗糖酶和硝酸还原酶活性;全氮、全钾明显提高土壤脲酶活性。全钾抑制淀粉酶、蔗糖酶、亚硝酸还原酶、硝酸还原酶活性,硝态氮抑制脲酶活性。(4)施肥处理温室气体排放规律及全球增温潜势。施肥前期,各施肥处理的n2o和ch4排放通量均高于ck,其中以chsst处理的n2o排放通量最高,s、cst、chst、h、c处理的ch4排放通量显著高于ck;co2排放通量按照chstsshstsstchsstckcsthstcsstch减小。施肥中期,各施肥处理均减少n2o排放通量(shst除外);ch4排放通量按照shstchsstcksstccssthschsthstcst减小;co2排放通量按照sstsshstckchsstcchstcsthsthcsst减小。施肥后期,n2o排放通量按照hhstchsstckschstcsstshstsstcstc减小;各施肥处理ch4排放通量均低于ck;co2排放通量按照hstcsthshstckcsstschsstchstcsst减小。施肥过程n2o累积排放量均为正值,且按照chssthschstshsthstcsstckcstsstc减小;co2累积排放量按照hstchstshstssstcstckchsstchcsst减小;ch4累积排放量按照ckhchsstcchstcstcsstshsthstssst减小;全球增温潜势(gwp)按照hstchstshstssstcstckchsstchcsst减小,co2排放是导致施肥gwp增加的主要原因。(5)土壤温室气体排放的机理分析。土壤有机质、全氮、硝态氮及亚硝酸还原酶、脲酶明显促进土壤n2o排放。土壤有机质、全氮促进土壤ch4排放,ph、硝态氮抑制土壤ch4排放。土壤有机质和蔗糖酶促进土壤co2排放,蛋白酶抑制土壤co2排放。(6)堆肥及施肥模式优化。在比较各堆肥、施肥处理对土壤理化特性、土壤酶活性及土壤温室气体排放影响的基础上,综合考虑单一畜禽粪便堆肥氮素损失严重等弊端,结合广大农村现实堆肥物料组合,以及秸秆焚烧造成的大气污染,建议采用CSt堆肥和施肥模式。
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【学位授予单位】：聊城大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：S626;S636.2

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