【摘要】：全球氣候變暖已成為不變的事實(shí),氣候變暖會(huì)引起土壤含水量、土壤溫度、土壤養(yǎng)分貯存狀態(tài)等變化,進(jìn)而對(duì)農(nóng)作物的生長(zhǎng)、產(chǎn)量及品質(zhì)產(chǎn)生一定的影響。生物炭添加能有效改善土壤理化性質(zhì)、緩解溫室氣體排放。因此探究在全球氣候變暖的背景下,生物炭添加對(duì)小麥生長(zhǎng)及土壤理化性質(zhì)的影響具有重要意義。本研究以開(kāi)頂式氣室(open top chamber,OTC)為增溫裝置,以增溫(CK、T1、T2和T3)和施加生物炭(BC0和BC2)為控制因素,設(shè)置8個(gè)處理。蜀麥905為供試作物,在小麥三葉期、分蘗期、拔節(jié)期、揚(yáng)花期和成熟期(P1、P2、P3、P4和P5)采集植株樣品與土壤樣品,從土壤-植物系統(tǒng)出發(fā),探究增溫與生物炭對(duì)土壤理化性質(zhì)及小麥生長(zhǎng)的影響,以期為氣候變暖背景下的農(nóng)田管理提供理論依據(jù)。取得主要結(jié)果如下:1.增溫處理使T1、T2、T3的平均溫度比CK提高了0.44、0.55、0.73oC,但降低了小麥生育期土壤含水量,其中P1、P3、P4、P5各處理的土壤含水量降低較多,為4.8%-16.9%,在相同溫度下,生物炭添加使土壤含水量提高了2.2%-13.2%。2.增溫處理下,小麥五個(gè)時(shí)期各處理的土壤pH值比對(duì)照降低了0.01-0.28,其中以T3-BC0降低幅度最大;生物炭添加對(duì)土壤pH值無(wú)顯著影響。增溫使小麥各生育時(shí)期土壤速效氮含量比對(duì)照減少了1.05-7.78mg/kg,卻使土壤磷含量增加了6.1%-161.8%;土壤有機(jī)質(zhì)與速效鉀含量表現(xiàn)出隨溫度增加呈先上升后下降的趨勢(shì)。添加生物炭降低了土壤速效氮含量,提高了土壤有機(jī)質(zhì)、速效磷、速效鉀的含量,其中土壤有機(jī)質(zhì)的含量增加了1.74-2.40倍。3.除P5外,增溫降低了小麥P1、P2、P3、P4各處理土壤脲酶、蔗糖酶、磷酸酶活性,降幅分別為2.9%-60.1%、3.0%-64.0%、2.74%-42.13%。添加生物炭處理下,小麥各生育時(shí)期各處理的土壤脲酶、蔗糖酶、磷酸酶活性均受到了一定程度的抑制。通過(guò)土壤養(yǎng)分與土壤酶活性相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn),土壤含水量與脲酶、蔗糖酶活性呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系,灰色關(guān)聯(lián)度分析結(jié)果顯示pH是影響土壤酶活性的主要因子,土壤含水量次之。4.單獨(dú)增溫處理、增溫與生物炭的共同作用處理下,P2時(shí)T3處理小麥物候比對(duì)照提前了1天;P3時(shí),T2-BC0、T2-BC2、T3提前了1天;P4、P5時(shí),增溫處理下各處理的小麥物候提前1-4天。5.增溫、生物炭添加提高了各生育時(shí)期小麥株高,其中生物炭處理下小麥株高分別比對(duì)照增加了6.8%、17.4%、6.7%、18.4%和13.6%。增溫、生物炭處理增加了P1、P2、P3、P4的小麥生物量,但對(duì)P5小麥生物量、產(chǎn)量無(wú)顯著影響。增溫與生物炭處理下P1、P2、P3、P4中T1、T2處理小麥生物量增加,T3處理的生物量降低,P5時(shí)小麥生物量、產(chǎn)量均有減少。6.增溫使小麥植株的N、P、K含量隨溫度的增加呈先上升后下降的趨勢(shì)。生物炭添加提高了小麥植株的N、K含量,降低了P含量。在增溫與生物炭的共同作用下,在不同的生育時(shí)期和器官小麥植株的N、P、K含量表現(xiàn)出不同的規(guī)律。通過(guò)對(duì)小麥生物量與土壤養(yǎng)分指標(biāo)進(jìn)行通徑分析得出,土壤速效磷含量對(duì)小麥生物量以及植株內(nèi)養(yǎng)分含量的直接影響系數(shù)最大,土壤含水量次之。說(shuō)明增溫和生物炭作用下小麥物候提前,導(dǎo)致其產(chǎn)量和生物量有降低趨勢(shì),但能促進(jìn)植株部分養(yǎng)分(P、K)的吸收。
【圖文】：

圖 3-1 OTC 內(nèi)氣溫變化情況Fig.3-1The changes of air temperature in OTCs表 3-1 氣候變化的統(tǒng)計(jì)分析Table 3-1 The statistical analysis of climate change處理Treatment最低溫（℃）Minimumtemperature最高溫（℃）Maximumtemperature平均溫（℃）Mean temperature變異系數(shù)（%）VariablecoefficientCK 5.38 26.02 12.69 37.6T1 5.49 26.63 13.12 38.5T2 5.50 26.68 13.24 38.4T3 5.55 27.59 13.42 39.13.2 增溫與生物炭對(duì)土壤理化性質(zhì)的影響3.2.1 增溫與生物炭對(duì)土壤含水量的影響增溫處理下，三葉期、拔節(jié)期、揚(yáng)花期以及成熟期中的土壤含水量（soil water

在增溫與生物炭的共同作用下，三葉期、拔節(jié)期各處理的土壤含量分別比對(duì)照降低了1.82%-5.32%、2.76%-6.45%，其中僅拔節(jié)期 T3-BC2 與對(duì)照差異顯著（P<0.05）；分蘗期、揚(yáng)花期各處理的土壤含水量增幅分別為 2.9%-12%，1.6%-4.0%，，其中 T1-BC2與 CK-BC0 差異顯著（P<0.05）；成熟期 T3-BC2 土壤含水量明顯比對(duì)照降低了 14.4%（P<0.05）。溫度處于 T3 時(shí)，五個(gè)時(shí)期中的 T3-BC2 的含水量明顯高于 T3-BC0（P<0.05），表明當(dāng)溫度過(guò)高時(shí)，土壤含水量較低情況下，生物炭的添加有利于保持土壤的含水量。此外，雙因素方差分析發(fā)現(xiàn)，單獨(dú)增溫或者單獨(dú)生物炭添加對(duì)土壤含水量有顯著性影響（P<0.05），而在兩者的共同作用下，對(duì)土壤含水量無(wú)明顯影響（P>0.05），這可能是因?yàn)樵鰷貙?dǎo)致土壤含水量，而生物炭添加能有效維持土壤水分，兩者共同作用下各處理的土壤含水量無(wú)明顯變化。
【學(xué)位授予單位】：四川農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：S153;S512.1

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