中國大田作物茬高—茬重模型的建立及東北、華北和西北地區(qū)秸稈能源利用可獲得性

【摘要】：大田作物秸稈是可再生的有機資源,且來源豐富、數(shù)量巨大,我國每年大田作物秸稈產(chǎn)生量約7.5億噸,約占全世界的25%左右。秸稈資源的開發(fā)利用能促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)中的物質(zhì)高效循環(huán)和能量高效轉(zhuǎn)化,成為循環(huán)農(nóng)業(yè)中不可或缺的重要資源。秸稈資源有效還田能有效增加土壤有機質(zhì)含量,改良土壤結(jié)構(gòu),降低化肥施用量,培肥地力,同時也降低農(nóng)民生產(chǎn)成本,改善農(nóng)田生態(tài),消除焚燒秸稈造成的大氣污染,對實現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有十分重要的意義。本研究中運用統(tǒng)計學(xué)和系統(tǒng)工程學(xué)等理論方法,對我國不同地區(qū)的大田作物的不同品種的秸稈資源利用現(xiàn)狀、移出量的關(guān)聯(lián)度分析及茬高-茬重關(guān)系模型的建立和驗證等進(jìn)行了深入的分析研究,為促進(jìn)我國大田作物秸稈高效利用提供理論依據(jù)。其主要研究結(jié)論如下： (1)我國不同地區(qū)的主栽作物類型是各不相同,這與各個地區(qū)的氣候條件、耕作制度、作物的生長特性等密切相關(guān)。作物的株高與地上部生物量的比值和地區(qū)、作物品種均無直接相關(guān)性,并在地區(qū)空間分布上不存在差異。作物收獲時留茬高度相同,秸稈移出量占秸稈總量的比值在不同類型作物品種差異不顯著(p0.01)。 (2)從作物類型來看,本研究中涉及9種作物(玉米、水稻、小麥、大豆、高梁、棉花、向日葵、油菜和燕麥)所建立的茬高-茬重關(guān)系模型的茬高比與茬重比結(jié)果顯著相關(guān)(P0.01)。對于同一種作物的不同品種間的茬高比與茬重比的結(jié)果顯著相關(guān)(P0.01)。線性關(guān)系模型的建模決定系數(shù)(R2)均高于0.98。驗證這9種大田作物秸稈的線性模型,驗證線性模型的決定系數(shù)(R2)高于0.98。 (3)2010～2011年,華北地區(qū)年均田間秸稈量折合標(biāo)煤量為46.3百萬噸,包括42.3百萬噸的田間秸稈量和3.9百萬噸的加工副產(chǎn)物量。7-9月收獲的田間作物秸稈量均值為40.9百萬噸。 東北地區(qū)年均田間秸稈量為105.7百萬噸,其包括92.8百萬噸的田間作物秸稈量和12.9百萬噸的加工副產(chǎn)物量。此秸稈總量折合標(biāo)煤量相當(dāng)于57.0百萬噸,7～9月收獲的田間作物秸稈產(chǎn)量均值為25.5百萬噸。 西北地區(qū)年均的秸稈總量59.8百萬噸由91.9%的田間秸稈(55.0百萬噸)與8.1%的加工副產(chǎn)物(4.8百萬噸)組成。9月、6月和10月是最主要的收獲月份,收獲的秸稈總量為19.2百萬噸。2009-2011年西北地區(qū)的大田作物秸稈總標(biāo)煤量為33.4百萬噸,包括30.7百萬噸的田間秸稈和2.7百萬噸的加工副產(chǎn)物量。 (4)2010～2011年,我國的大田作物秸稈總量為7.50億噸,其中有0.78億噸的秸稈留茬還田,而秸稈可移出量為5.58億噸。根據(jù)線性模型計算,理論還田量只需1.92億噸(25.65%)就能滿足土壤需求。因此,結(jié)果表明我們?nèi)钥蓮拇筇镏幸瞥鼋斩捹Y源量即為1.19億噸。 (5)通過對我國6個地區(qū)31個省市、自治區(qū)的大田作物秸稈移出量進(jìn)行灰色關(guān)聯(lián)度分析,影響因素指標(biāo)排序前三位的分別是作物產(chǎn)量、有效灌溉面積和成災(zāi)面積。 【關(guān)鍵詞】：茬高-茬重關(guān)系模型 田間秸稈量 秸稈還田 可持續(xù)獲得量 灰色關(guān)聯(lián)度
【學(xué)位授予單位】：中國農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：S38
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-6
• 目錄6-8
• 圖表目錄8-11
• 第一章 緒論11-19
• 1.1 研究背景11-12
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-16
• 1.3 立項依據(jù)16
• 1.4 研究內(nèi)容和技術(shù)路線16-19
• 第二章 大田作物秸稈株高、留茬現(xiàn)狀和茬高-茬重關(guān)系模型19-49
• 2.1 材料與方法19-24
• 2.2 結(jié)果與分析24-47
• 2.2.1 大田作物秸稈株高空間差異24-28
• 2.2.2 大田作物秸稈留茬現(xiàn)狀分析28-29
• 2.2.3 不同作物秸稈茬重-茬高關(guān)系模型的建立29-41
• 2.2.4 不同作物秸稈茬重-茬高關(guān)系模型的驗證41-47
• 2.3 小結(jié)47-49
• 第三章 東北地區(qū)大田作物秸稈資源量及其分布49-56
• 3.1 材料與方法49-50
• 3.2 結(jié)果與分析50-55
• 3.2.1 大田作物秸稈單產(chǎn)量及秸稈分布密度50
• 3.2.2 大田作物秸稈量及其分布50-52
• 3.2.3 大田作物田間秸稈的季節(jié)分布變化52-55
• 3.2.4 大田作物田間秸稈的標(biāo)煤量分布55
• 3.3 小結(jié)55-56
• 第四章 華北地區(qū)大田作物秸稈資源量及其分布56-63
• 4.1 材料與方法56
• 4.2 結(jié)果與分析56-62
• 4.2.1 大田作物秸稈單產(chǎn)量及秸稈分布密度56-57
• 4.2.2 大田作物秸稈量及其分布57-61
• 4.2.3 大田作物田間秸稈的季節(jié)分布變化61
• 4.2.4 大田作物田間秸稈的標(biāo)煤量分布61-62
• 4.3 小結(jié)62-63
• 第五章 西北地區(qū)大田作物秸稈資源量及其分布63-71
• 5.1 材料與方法63
• 5.2 結(jié)果與分析63-70
• 5.2.1 大田作物秸稈資源量64
• 5.2.2 大田作物秸稈資源量的空間分布64-65
• 5.2.3 大田作物秸稈資源量的季節(jié)分布變化65-67
• 5.2.4 大田作物田間秸稈的標(biāo)煤量分布67-70
• 5.3 小結(jié)70-71
• 第六章 大田作物秸稈的實際還田量、可移出量及其影響因素的灰色分析71-85
• 6.1 大田作物秸稈實際還田與收獲現(xiàn)狀71
• 6.2 大田作物秸稈移出量影響因素體系建立71-72
• 6.3 材料與方法72-74
• 6.4 結(jié)果與分析74-84
• 6.4.1 耕作制度與復(fù)種指數(shù)的關(guān)系74-75
• 6.4.2 復(fù)種指數(shù)與單位耕地面積上留茬量的關(guān)系75-77
• 6.4.3 大田作物秸稈的實際還田量77-78
• 6.4.4 大田作物秸稈可移出量和不同利用途徑秸稈量78-81
• 6.4.5 大田作物秸稈可移出量影響因素的灰色分析81-84
• 6.5 小結(jié)84-85
• 第七章 結(jié)論與展望85-89
• 7.1 結(jié)論85-87
• 7.2 創(chuàng)新點87
• 7.3 問題與展望87-89
• 參考文獻(xiàn)89-95
• 致謝95-97
• 作者簡介97

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