【摘要】：秸稈還田和免耕作為有效的保護(hù)性耕作技術(shù),正在越來(lái)越受到世界各國(guó)廣泛的關(guān)注。它們一方面能夠充分利用秸稈資源,避免秸稈焚燒造成污染,另一方面減低成本,提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率。在水旱輪作農(nóng)田下開(kāi)展秸稈還田和免耕技術(shù)研究,有助于我國(guó)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。本文在湖北省武穴市和荊州市水旱輪作(水稻-油菜)的長(zhǎng)期定位試驗(yàn)基礎(chǔ)上,通過(guò)連續(xù)兩年分析土壤物理性質(zhì)(容重、總孔隙度、毛管孔隙度和通氣孔隙度)和化學(xué)性質(zhì)(p H值、有機(jī)質(zhì)、全氮、堿解氮、速效磷、速效鉀),研究秸稈還田和免耕下農(nóng)田土壤結(jié)構(gòu)和養(yǎng)分的動(dòng)態(tài)變化特征;運(yùn)用干篩-濕篩法分離不同粒徑土壤水穩(wěn)性團(tuán)聚體,探討秸稈還田和免耕對(duì)農(nóng)田土壤水穩(wěn)性團(tuán)聚體穩(wěn)定性的影響;通過(guò)提取分析土壤團(tuán)聚體腐殖酸組分(腐殖酸,胡敏酸和富里酸),研究秸稈還田后表層土壤團(tuán)聚體腐殖酸組分含碳量的變化以及腐殖酸和胡敏酸分子結(jié)構(gòu)的變化。結(jié)果表明:(1)在武穴市和荊州市,秸稈還田均能夠降低表層(0~20 cm)土壤容重(分別降低7.91%和1.34%),增加表層土壤總孔隙度,通氣孔隙度和毛管孔隙度,并增強(qiáng)土壤保持水分的能力。在武穴市,免耕處理會(huì)增大容重(增加3.74%),降低表層土壤各孔隙度;秸稈還田結(jié)合免耕也會(huì)降低表層土壤容重(降低3.07%),增加各孔隙度。旱作條件(油菜收獲后)下表層土壤容重高于水作條件(水稻收獲后),而旱作條件下表層土壤總孔隙度、毛管孔隙度和通氣孔隙度要低于水作條件。不同水旱輪作時(shí)期,秸稈還田和免耕對(duì)表層土壤孔性的影響效果存在差異。(2)秸稈還田和免耕處理均會(huì)影響土壤各級(jí)團(tuán)聚體的分布狀況。不同粒徑水穩(wěn)性團(tuán)聚體含量的分布呈現(xiàn)為:0.25 mm團(tuán)聚體含量最高,在50%左右;其次為5 mm和0.25~0.5 mm,分別占20%和15%;而2~5、1~2以及0.5~1.0 mm粒徑團(tuán)聚體百分含量差異不大,約為5%。同時(shí)秸稈還田和免耕均會(huì)增加農(nóng)田表層(0~20 cm)土壤0.25mm團(tuán)聚體百分含量、平均重量直徑(MWD)和平均幾何直徑(GMD),但是會(huì)降低土壤分形維數(shù)(PSD)。其中PSD與0.25 mm團(tuán)聚體百分含量呈現(xiàn)極顯著負(fù)相關(guān)性(相關(guān)系數(shù)R分別為,武穴處理:-0.997;荊州處理:-0.993),但是MWD、GMD與0.25 mm團(tuán)聚體百分含量存在顯著正相關(guān)性。這表明秸稈還田和免耕都會(huì)增強(qiáng)土壤大團(tuán)聚體的含量,對(duì)于改善土壤結(jié)構(gòu)具有積極影響。(3)在武穴市,秸稈還田處理能夠提高表層(0~20 cm)土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、堿解氮和速效鉀含量(分別提高8.92%、6.75%、8.10%和69.79%),免耕也能夠提高表層(0~20 cm)土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、堿解氮、速效鉀含量(分別提高9.84%、5.47%、4.66%和13.51%),秸稈還田結(jié)合免耕提升效果最佳(分別提高11.00%、10.24%、8.11%和75.73%)。在荊州市,秸稈還田處理能夠提高表層(0~20 cm)土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、堿解氮、速效磷和速效鉀含量(分別提高13.80%、6.66%、10.71%、15.09%和29.68%)。總體上,秸稈還田處理后表層土壤中有機(jī)質(zhì)和各養(yǎng)分提升幅度要高于免耕處理。但是秸稈還田和免耕處理對(duì)于20~40 cm土層土壤有機(jī)質(zhì)和養(yǎng)分影響不明顯。0~20 cm土層土壤中有機(jī)質(zhì)和各養(yǎng)分含量均顯著高于20~40 cm土層。0~20 cm土層土壤中p H值均顯著低于20~40 cm土層,而且免耕和秸稈還田處理對(duì)于土壤p H值影響較小。不同地區(qū)不同水旱輪作時(shí)期,秸稈還田和免耕對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)和養(yǎng)分的影響效果存在一定差異。(4)秸稈還田對(duì)于提高土壤碳庫(kù)管理指數(shù)具有積極影響,但是水旱輪作的不同條件下,秸稈還田對(duì)于土壤碳庫(kù)管理指數(shù)的影響存在差異。在油菜旱作條件下,相對(duì)于對(duì)照,秸稈還田處理有助于上下兩層(0~20、20~40cm)土壤總有機(jī)碳(SOC)、活性有機(jī)碳(ROC)和碳庫(kù)管理指數(shù)的提高。但是在水稻水作條件下,秸稈還田顯著增加上下兩層土壤總有機(jī)碳,卻顯著降低上下土層土壤活性有機(jī)碳和碳庫(kù)管理指數(shù)。(5)在對(duì)照處理中,隨著土壤粒徑減小,總有機(jī)碳和各腐殖酸組分腐殖酸(HE)、胡敏酸(HA)和富里酸(FA)有機(jī)碳含量呈下降趨勢(shì)。秸稈還田對(duì)于不同粒徑團(tuán)聚體的影響效果存在差異。其中秸稈還田更加有利于表層(0~20 cm)土壤及大團(tuán)聚體(0.25 mm)總有機(jī)碳和胡敏酸含碳量以及胡富比的提高。(6)紅外分析表明,在對(duì)照處理下,0.053 mm粒級(jí)中的HE和HA,3400/1620值較小,芳香性/脂族性比值較大,結(jié)構(gòu)較復(fù)雜,而5 mm粒級(jí)的3400/1620值較大,芳香性/脂族性比值較小,結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單。與對(duì)照處理相比,秸稈還田處理后會(huì)導(dǎo)致土壤團(tuán)聚體中HE和HA3400/1620值減小,芳香性增強(qiáng),脂族性下降,結(jié)構(gòu)復(fù)雜。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：華中農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：S141.4

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2324932