秸稈焚燒對土壤有機質(zhì)及團聚體組成的影響研究

【摘要】：近年來,由秸稈焚燒現(xiàn)象造成的環(huán)境問題已成為國內(nèi)外普遍關(guān)注的熱點問題,秸稈焚燒時所排放的氣體不僅對大氣環(huán)境造成污染,焚燒時產(chǎn)生的高溫對耕作土壤的生態(tài)環(huán)境也造成一定的影響。但是,就目前而言,國內(nèi)外關(guān)于秸稈焚燒對耕作土壤生態(tài)環(huán)境的影響研究尚十分缺乏。本研究以玉米秸稈焚燒后所覆蓋的土壤為主要研究對象,針對東北玉米田間“平鋪式”和“成鋪式”兩種秸稈焚燒形式,采用田間焚燒實驗與實驗室熱輻射焚燒模擬試驗相結(jié)合的技術(shù)路線,對焚燒時的秸稈燃燒特征,焚燒后的土壤物理性質(zhì)、有機質(zhì)含量和組成以及團聚體組成進行了研究,研究結(jié)果如下:(1)在秸稈焚燒過程中成鋪式焚燒對地表的熱輻射溫度高于平鋪式焚燒;土壤物理性質(zhì)上,兩種秸稈焚燒方式均使表土含水量降低、硬度增高,且土壤顏色有明顯變化。(2)兩種秸稈焚燒方式僅對0-2cm深度范圍的土壤有機碳含量具有顯著影響,且均使得表土有機碳含量顯著降低,且成鋪式焚燒更為顯著;隨溫度的增加土壤有機碳含量呈逐漸降低趨勢,在200℃~360℃溫度區(qū)間,其下降幅度最大,與未加熱相比,有機碳損失率由200℃時的8.6%迅速增加至360℃時的83.34%。(3)兩種秸稈焚燒方式均可提高表土的腐殖質(zhì)提取率;隨加熱溫度的升高腐殖質(zhì)提取量和提取率均呈先升高后降低的趨勢,且最大腐殖質(zhì)提取量及最大腐殖質(zhì)提取率分別出現(xiàn)在200℃和240℃;在成鋪式焚燒處理下,腐殖質(zhì)提取率已基本達到最大值。腐殖質(zhì)組成方面,不同的秸稈焚燒方式對土壤腐殖質(zhì)組成的影響有不同程度的差異,但在各組成含量上均表現(xiàn)為成鋪式焚燒顯著低于平鋪式焚燒;成鋪式焚燒使HA/FA顯著升高,且當溫度在240℃時達到最高值;熱作用對結(jié)合態(tài)腐殖質(zhì)的影響顯著小于游離態(tài)腐殖質(zhì)。兩種秸稈焚燒方式均使土壤腐殖化程度升高,土壤腐殖質(zhì)活性部分含量降低,土壤腐殖質(zhì)有趨于老化的趨勢,且成鋪式焚燒處理下土壤中游離態(tài)胡敏酸類型發(fā)生了改變;當加熱溫度在300℃時土壤腐殖化程度最高,且在加熱溫度在240℃~300℃之間時土壤游離態(tài)胡敏酸類型易發(fā)生改變。(4)田間條件下,兩種秸稈焚燒方式均使得0-2cm表層土壤溶解性有機碳含量升高;隨加熱溫度的升高,土壤溶解性有機碳含量呈先升高后降低的趨勢,且加熱溫度在200℃時土壤溶解性有機碳含量最高,比未加熱土壤提高了1.6倍。(5)兩種秸稈焚燒方式僅對0-2cm表層土壤團聚體組成具有影響,且成鋪式焚燒對其的影響更為顯著。秸稈焚燒使得土壤微團粒結(jié)構(gòu)有向小粒級聚集的趨勢。秸稈焚燒后土壤分散系數(shù)也有明顯的升高,其中成鋪式焚燒提高了33.82%~58.23%,而平鋪式焚燒提高了13.50%~23.01%,有機無機復合體組成中,僅成鋪式焚燒對其影響顯著,表現(xiàn)為粘粒和細砂粒含量降低、粉粒含量升高。兩種焚燒處理下,各粒級復合體中碳貯存量均低于未焚燒,且在粘粒和細砂粒復合體中其有機碳含量降低,而粉粒復合體中其含量升高,土壤微團聚結(jié)構(gòu)受到了破壞,降低了土壤的微結(jié)構(gòu)水穩(wěn)定性。 【關(guān)鍵詞】：秸稈焚燒 熱輻射 有機質(zhì) 團聚體 有機無機復合體
【學位授予單位】：吉林農(nóng)業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：X712;S153.6
【目錄】：

• 摘要3-5
• Abstract5-8
• 第一章 前言8-19
• 1.1 選題背景及目的意義8-10
• 1.2 國內(nèi)外研究進展10-17
• 1.3 研究內(nèi)容17-18
• 1.4 技術(shù)路線18
• 1.5 擬解決的關(guān)鍵問題18
• 1.6 創(chuàng)新點18-19
• 第二章 材料和方法19-21
• 2.1 田間秸稈焚燒試驗19
• 2.2 土壤熱輻射焚燒試驗19-20
• 2.3 測定方法及數(shù)據(jù)處理20-21
• 第三章 結(jié)果與討論21-40
• 3.1 兩種秸稈焚燒方式的燃燒特征及其對土壤物理性質(zhì)影響21-22
• 3.2 秸稈田間焚燒及熱輻射對土壤有機碳含量的影響22-24
• 3.3 秸稈田間焚燒及熱輻射對土壤腐殖質(zhì)組成的影響24-29
• 3.4 秸稈田間焚燒及熱輻射對胡敏酸光學特性及類型的影響29-31
• 3.5 秸稈田間焚燒及熱輻射對土壤溶解性有機碳含量的影響31-33
• 3.6 秸稈田間焚燒對土壤微團聚體組成及分散系數(shù)的影響33-35
• 3.7 秸稈田間焚燒對土壤有機無機復合體組成及有機碳分布的影響35-40
• 第四章 結(jié)論及研究展望40-42
• 4.1 結(jié)論40-41
• 4.2 研究展望41-42
• 參考文獻42-50
• 作者簡介50-51
• 致謝51

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