【摘要】：綠肥在我國有悠久的種植歷史,種植綠肥不僅可以培肥地力,同時可為后茬作物提供養(yǎng)分,保墑蓄水,增加產(chǎn)量,為我國農(nóng)業(yè)資源可持續(xù)性發(fā)展奠定基礎。北京市水資源短缺,小麥等高耗水作物大面積減調(diào),使冬季和早春土地大面積裸露,加劇了北京地區(qū)休閑農(nóng)田生態(tài)功能的惡化。種植綠肥需水量小,同時還可以增加土壤覆蓋度,解決土壤裸露問題,提高耕地質量,因此,本試驗通過研究北京市種植綠肥對土壤肥力及溫室氣體排放的影響,為篩選可替代小麥的綠肥作物提供參考。本試驗的研究結果如下:1.以小麥為對照,將紅三葉、草木樨、黑麥草、紫云英、毛葉苕子、油菜、白三葉7種綠肥作物種子分別進行標準發(fā)芽試驗和4℃低溫發(fā)芽試驗,測定種子發(fā)芽勢、發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)和平均發(fā)芽時間,并計算其相對值,利用模糊隸屬函數(shù)法進行耐低溫能力的綜合評價。結果表明草木樨、紫云英、毛葉苕子、白三葉為強耐低溫作物,紅三葉、黑麥草、油菜歸為弱耐低溫作物。2.依據(jù)耐低溫篩選的結果,本試驗將草木樨、紫云英、毛葉苕子和油菜于2018年早春在北京市順義區(qū)進行播種,植株生長期共取樣5次(5月5日、5月11日、5月25日、6月1日、6月15日),測定生長期生物量及養(yǎng)分累積量,播種后80天(6月15日)整株翻壓。其中,植株鮮重和干重隨著生育期的延長逐漸增加,翻壓時油菜和毛葉苕子的鮮重干重顯著高于其他幾種綠肥作物(p0.05)。在本試驗中,6月8日左右為綠肥翻壓的最適時期,因此可以提前對綠肥作物進行翻壓。毛葉苕子植株的全氮累積量最多,為1996.68 mg,顯著高于其他幾種綠肥作物(p0.05)。毛葉苕子植株的全碳累積量最多,為140.94 mg,顯著高于其他幾種綠肥作物(p0.05)。不同綠肥作物的C/N含量不同,毛葉苕子的C/N最低,為14.95,相關研究表明高C/N含量的作物腐解速度較慢,因此推測,毛葉苕子腐解速度較快。3.于綠肥翻后1、2、4、10周(14天、20天、36天、76天)采集土樣。對0-20 cm、20-40cm和40-60 cm土層的土壤含水量分析,結果顯示,0-20 cm土層的土壤含水量增加,油菜與小麥秸稈腐解后土壤含水量最高,顯著高于其他幾種作物;對20-40 cm和40-60 cm土層土壤含水量影響不顯著(p0.05)。對0-20 cm土層土壤pH值、全氮、全碳及有機碳四項指標進行分析,結果顯示,毛葉苕子pH最低,與油菜和草木樨差異不顯著(p0.05)。翻壓76天后,油菜的土壤全氮含量最高,為2.77 g/kg,與毛葉苕子差異不顯著(p0.05);土壤全碳含量測定結果顯示:油菜的土壤全碳含量最高,顯著高于其它幾種綠肥作物(p0.05);不同作物的土壤有機碳含量變化不顯著,翻壓76天后,小麥和油菜的土壤有機碳含量略有下降,分別下降0.09 g/kg和0.18g/kg,而毛葉苕子、草木樨和紫云英的土壤有機碳含量分別提升0.53 g/kg、0.73 g/kg和0.84 g/kg。4.于綠肥翻后1、2、4、10周(14天、20天、36天、76天)采集溫室氣體。測定溫室氣體N_2O、CH_4及CO_2的排放累積量,擬合成全球增溫潛勢(Global Wanning Potential,GWP)進行分析,翻壓76天后,小麥、油菜、紫云英、草木樨和毛葉苕子的GWP值分別為9351 mg·m~(-2)、13310mg·m~(-2)、6184 mg·m~(-2)、42481 mg·m~(-2)、29428 mg·m~(-2),可以看出,草木樨的全球增溫潛勢最高,紫云英、毛葉苕子和油菜的全球增溫潛勢相對較低。經(jīng)過對耐低溫能力、植株生物量及養(yǎng)分累積量、翻壓后對土壤肥力及溫室氣體排放的影響的綜合比較分析,可以得出,種植毛葉苕子具有最好的培肥地力能力、增溫效果較低,因此在本研究中,毛葉苕子是適用于北京地區(qū)最適宜播種的綠肥作物,可以為北京地區(qū)大力發(fā)展綠肥,建立高產(chǎn)、高效、優(yōu)質的現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)生態(tài)體系及農(nóng)田可持續(xù)發(fā)展提供技術支撐。
【學位授予單位】：北京農(nóng)學院
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：S55;S158;S181
【圖文】：

在 6 月 15 日翻壓時，油菜、毛葉苕子干重分別為 43.76 g 和 47.82 g，顯著高于小麥（p＜0.05）；紫云英干重為 2.33 g，顯著低于小麥。從兩圖中可以看出， 6 月 8 日左右綠肥翻壓的最適時期。此時，植株干重鮮重已經(jīng)達到最大值，且夏玉米的播種時間為 6 月中旬，因此，可以提前對綠肥進行翻壓，不僅可以充分利用綠肥對養(yǎng)分的富集作用，同時還可以緩解綠肥分解與后茬作物生長爭奪養(yǎng)分。

在 6 月 15 日翻壓時，油菜、毛葉苕子干重分別為 43.76 g 和 47.82 g，顯著高于小麥（p＜0.05）；紫云英干重為 2.33 g，顯著低于小麥。從兩圖中可以看出， 6 月 8 日左右綠肥翻壓的最適時期。此時，植株干重鮮重已經(jīng)達到最大值，且夏玉米的播種時間為 6 月中旬，因此，可以提前對綠肥進行翻壓，不僅可以充分利用綠肥對養(yǎng)分的富集作用，同時還可以緩解綠肥分解與后茬作物生長爭奪養(yǎng)分。

可以看出，小麥植株 C/N 最高，為 31.27，顯著高于四種綠肥作/N 較低，分別為 14.95 和 16.11。相關研究表明高 C/N 含量的作物腐，綠肥作物的腐解速度快于小麥秸稈的腐解速度。

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本文編號：2803474