秸稈還田量對稻麥輪作農(nóng)田土壤碳庫、微生物及產(chǎn)量的影響

【摘要】：農(nóng)作物秸稈是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中最主要的副產(chǎn)品,也是一種具有多種用途、開發(fā)前景廣闊的可再生性物質(zhì)資源。我國是一個農(nóng)業(yè)大國,每年約產(chǎn)秸稈8億t,秸稈量約占世界秸稈的30%。隨著保護(hù)性耕作的發(fā)展,秸稈還田作為一種有效的利用途徑,不但可以解決傳統(tǒng)秸稈焚燒帶來的環(huán)境污染問題,而且對提高土壤肥力,以及農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有重要作用。本研究于2011年6月-2013年6月在江蘇省揚(yáng)州市槐泗鎮(zhèn)肖胡村試驗田,通過開展田間小區(qū)試驗,研究短期條件下,不同秸稈還田量對稻麥兩熟制農(nóng)田土壤碳庫、微生物、酶活性及周年稻麥產(chǎn)量的影響,旨在探索適合當(dāng)?shù)厣a(chǎn)的適宜秸稈還田量,為提高土壤肥力和完善當(dāng)?shù)亟斩掃€田技術(shù)提供理論基礎(chǔ)和實(shí)踐依據(jù)。試驗主要研究結(jié)果如下：1.適宜的秸稈還田量對提高土壤養(yǎng)分和增加作物產(chǎn)量具有顯著效果無論在稻季還是在麥季,秸稈還田均能顯著增加土壤全氮、速效磷和速效鉀的含量并且能提高水稻和小麥的產(chǎn)量,表現(xiàn)為：稻麥秸稈均還田僅一季秸稈還田秸稈不還田。在稻季,以連續(xù)4500 kg·hm-2麥秸還田量和6750 kg·hm-2稻秸還田量的處理組合對土壤全氮和速效鉀含量影響最顯著；在麥季,以連續(xù)3000 kg·hm-2麥秸還田量和4500kg·hm-2稻秸還田量組合處理對土壤全氮和速效鉀含量影響最顯著。產(chǎn)量方面,稻麥兩季產(chǎn)量均以連續(xù)3000 kg·hm-2麥秸還田量和4500 kg·hm-2稻秸還田量組合處理效果增產(chǎn)顯著,并且周年糧食產(chǎn)量比秸稈不還田處理高出20.7%。由此可見,適宜的秸稈還田量能提高土壤養(yǎng)分并且增加作物產(chǎn)量。2.適宜的秸稈還田量對提高酶活性和微生物生物量碳氮含量有明顯效果不同秸稈還田量處理均能提高土壤蔗糖酶、過氧化氫酶和脲酶的活性,在稻季土壤中,以連續(xù)3000 kg·hm-2麥秸還田量和4500 kg·hm-2稻秸還田量組合處理對土壤蔗糖酶和過氧化氫酶影響最顯著；在麥季土壤中,以連續(xù)4500 kg·hm-2麥秸還田量和6750kg·hm-2稻秸還田量的處理組合對土壤蔗糖酶和過氧化氫酶影響最顯著；對于脲酶,在稻季和麥季均以稻麥秸稈全量還田處理效果最顯著。秸稈還田在不同的土壤深度均能增加土壤微生物生物量碳氮的含量,總體表現(xiàn)為：稻麥季秸稈均還田僅一季秸稈還田秸稈均不還田,其中,半量以上的秸稈還田效果較明顯。由此可見,適宜的秸稈還田能夠提高土壤微生物的數(shù)量和活性,有效的改善土壤環(huán)境。3.適宜的秸稈還田量能提高士壤有機(jī)碳含量無論是在稻季還是麥季,秸稈還田各處理在三個土壤深度(0～7,7～14和14～21cm)均能增加土壤總有機(jī)碳和活性有機(jī)碳組分的含量,具體表現(xiàn)為：稻麥季秸稈均還田僅一季秸稈還田秸稈均不還田。隨著土壤深度的加深,土壤總有機(jī)碳和活性有機(jī)碳組分的含量均逐漸降低,說明秸稈還田能影響土壤有機(jī)碳的垂直分布。秸稈還田各處理對不同土壤深度土壤有機(jī)碳的影響存在一定的差異性,但具有相同的規(guī)律性：連續(xù)中高量的秸稈還田連續(xù)低量的秸稈還田。對于稻季,在0～21cm土壤深度,均以連續(xù)4500 kg·hm-2麥秸還田量和6750 kg·hm-2稻秸還田量的組合處理的土壤總有機(jī)碳、易氧化有機(jī)碳和水溶性有機(jī)碳的含量顯著高于秸稈不還田處理；對于麥季,在0～21cm土層,以連續(xù)3000 kg·hm-2麥秸還田量和4500 kg·hm-2稻秸還田量組合處理對土壤總有機(jī)碳和易氧化有機(jī)碳含量影響最顯著。總體來說,該范圍內(nèi)的秸稈還田量均能增加土壤總有機(jī)碳和活性有機(jī)碳的含量,并且中高量的秸稈還田處理具有明顯優(yōu)勢。由此可見,適宜的秸稈還田量對提高土壤有機(jī)碳儲量具有一定的作用。 【關(guān)鍵詞】：秸稈還田量 作物產(chǎn)量 土壤微生物 土壤酶活性 土壤碳庫
【學(xué)位授予單位】：南京農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：S141.4
【目錄】：

• 摘要6-8
• ABSTRACT8-11
• 第一章 引言11-21
• 1.1 研究背景與課題來源11-12
• 1.1.1 研究背景11-12
• 1.1.2 課題來源12
• 1.2 國內(nèi)外研究進(jìn)展12-18
• 1.2.1 秸稈還田技術(shù)的發(fā)展12-13
• 1.2.2 秸稈還田對土壤養(yǎng)分和作物生長的影響13-15
• 1.2.3 秸稈還田對土壤微生物和酶活性的影響15-17
• 1.2.4 秸稈還田對土壤碳庫的影響17-18
• 1.3 研究目的及意義18
• 1.4 研究內(nèi)容18-19
• 1.5 技術(shù)路線19-21
• 第二章 秸稈還田量對土壤養(yǎng)分和作物產(chǎn)量的影響21-31
• 2.1 材料與方法22-24
• 2.1.1 試驗地概況22
• 2.1.2 試驗設(shè)計22-23
• 2.1.3 試驗開展與田間管理23
• 2.1.4 樣品采集與測定23
• 2.1.5 數(shù)據(jù)分析23-24
• 2.2 結(jié)果與分析24-28
• 2.2.1 秸稈還田量對土壤養(yǎng)分的影響24-25
• 2.2.2 秸稈還田量對作物產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響25-28
• 2.3 討論與小結(jié)28-31
• 2.3.1 討論28-29
• 2.3.2 小結(jié)29-31
• 第三章 秸稈還田量對土壤微生物和酶活性的影響31-41
• 3.1 材料與方法32-33
• 3.1.1 試驗地概況32
• 3.1.2 試驗設(shè)計32
• 3.1.3 試驗開展與田間管理32
• 3.1.4 樣品采集與測定32-33
• 3.1.5 數(shù)據(jù)分析33
• 3.2 結(jié)果與分析33-36
• 3.2.1 秸稈還田量對土壤微生物的影響33-35
• 3.2.2 秸稈還田量對土壤酶活性活性的影響35-36
• 3.3 討論與小結(jié)36-41
• 3.3.1 討論36-37
• 3.3.2 小結(jié)37-41
• 第四章 秸稈還田量對土壤碳庫的影響41-55
• 4.1 材料與方法42-43
• 4.1.1 試驗地概況42
• 4.1.2 試驗設(shè)計42
• 4.1.3 試驗開展與田間管理42
• 4.1.4 樣品采集與測定42-43
• 4.1.5 數(shù)據(jù)分析方法43
• 4.2 結(jié)果與分析43-48
• 4.2.1 秸稈還田量對稻季土壤碳庫的影響43-46
• 4.2.2 秸稈還田量對麥季土壤碳庫的影響46-48
• 4.3 土壤碳庫、養(yǎng)分、微生物活性以及周年糧食產(chǎn)量之間的相關(guān)性分析48-51
• 4.4 討論與小結(jié)51-55
• 4.4.1 討論51-52
• 4.4.2 小結(jié)52-55
• 第五章 全文討論與結(jié)論55-61
• 5.1 討論55-57
• 5.1.1 秸稈還田量對土壤養(yǎng)分和作物產(chǎn)量的影響55-56
• 5.1.2 秸稈還田量對土壤酶活性和微生物生物量碳氮的影響56
• 5.1.3 秸稈還田對土壤碳庫的影響56-57
• 5.2 結(jié)論57-58
• 5.3 創(chuàng)新點(diǎn)58
• 5.4 不足之處和展望58-61
• 參考文獻(xiàn)61-69
• 碩士期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文69-71
• 致謝71

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