【摘要】：本研究于2017-2018年在山東農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)實(shí)驗(yàn)站進(jìn)行。試驗(yàn)基于15年長期保護(hù)性耕作試驗(yàn)田,利用氣相色譜儀、團(tuán)聚體分析儀和相關(guān)實(shí)驗(yàn)分析技術(shù),系統(tǒng)探討了秸稈還田(S)與不還田(0)條件下,免耕NT、旋耕(耕深15 cm)RT、深松(耕深40 cm)SS,免耕+深松輪耕(NT+SS)、旋耕+深松輪耕(RT+SS)5種耕作措施對冬小麥-夏玉米兩熟農(nóng)田土壤的團(tuán)聚體穩(wěn)定性、團(tuán)聚體碳組分、團(tuán)聚體碳礦化、植株碳儲量及作物產(chǎn)量的影響。主要研究結(jié)果如下:1.土壤物理性狀及團(tuán)聚體碳隨著土層深度的增加,土壤容重、大團(tuán)聚體數(shù)量、團(tuán)聚體碳含量降低,團(tuán)聚體粒級的減小也會降低團(tuán)聚體碳含量。從土壤物理性狀來看,秸稈還田降低了耕層(0-20 cm)土壤容重,增加土壤表層溫濕度。連續(xù)多年單一耕作表現(xiàn)為:免耕增加表土層(0-10 cm)大團(tuán)聚體(2 mm)含量,但團(tuán)聚體破壞率(PAD)最高,深松增加2~0.25 mm粒級團(tuán)聚體含量,但團(tuán)聚體力穩(wěn)定性最低;而輪耕模式中,旋耕+深松輪耕的大團(tuán)聚體含量和團(tuán)聚體水穩(wěn)性均優(yōu)于連年旋耕,免耕+深松輪耕在10 cm以下土層團(tuán)聚體力穩(wěn)定性最高。從團(tuán)聚體碳組分來看,團(tuán)聚體SOC小麥季為免耕、免耕+深松輪耕優(yōu)于旋耕+深松輪耕,玉米季則為旋耕+深松輪耕表現(xiàn)更好;免耕+深松輪耕、旋耕+深松輪耕與深松均增加耕層大團(tuán)聚體(2 mm)土壤ROC含量。2.土壤團(tuán)聚體碳礦化在室內(nèi)控制培養(yǎng)條件的前提下進(jìn)行土壤團(tuán)聚體礦化培養(yǎng),各處理CH_4和CO_2排放速率呈先升高后降低趨勢,在第3 d達(dá)到第一個峰值,第10 d到第20 d內(nèi)出現(xiàn)第二個排放峰值;累積釋放量和累積礦化率則呈先快速增大再逐漸減小并穩(wěn)定的趨勢。相比于不添加秸稈,添加秸稈對碳的激發(fā)效應(yīng)顯著,CH_4和CO_2排放量大,其中的各耕作措施表現(xiàn)為:全土中秸稈添加時免耕+深松輪耕的CH_4排放量顯著低于其他耕作措施,無秸稈時旋耕+深松輪耕最低;2~0.25 mm粒級團(tuán)聚體中,添加秸稈的旋耕+深松輪耕在各處理中CH_4排放量最低,添加秸稈的免耕+深松輪耕的CO_2排放量顯著低于旋耕+深松輪耕,而SOC礦化率最低;0.25 mm粒級團(tuán)聚體中,添加秸稈的免耕+深松輪耕的CO_2排放量和SOC礦化率顯著低于免耕。從團(tuán)聚體碳的變化情況來看,培養(yǎng)結(jié)束時輪耕的大團(tuán)聚體ROC留存量更大,添加秸稈能顯著降低輪耕的大團(tuán)聚體SOC損失率并減少免耕+深松輪耕的團(tuán)聚體礦化貢獻(xiàn)率。3.秸稈與輪耕對作物生產(chǎn)力的影響秸稈還田能提高植株的地上部生物量,減緩免耕在生育后期的早衰,有利于提高免耕+深松輪耕模式的植株葉面積、各器官含碳率和玉米穗的碳儲量,增加穗粒數(shù)和周年產(chǎn)量。旋耕+深松的輪耕模式能減緩連續(xù)旋耕的葉片早衰,促進(jìn)作物生長,配合秸稈還田能增加小麥各器官含碳率和植株碳儲量,提高周年產(chǎn)量。綜上所述,輪耕能減少免耕、旋耕的表土層碳富集,緩解免耕大團(tuán)聚體(2 mm)過多和深松團(tuán)聚體力穩(wěn)定性低的狀況,免耕+深松輪耕、旋耕+深松輪耕與深松顯著提高了土壤團(tuán)聚體SOC含量,添加秸稈能降低輪耕的大團(tuán)聚體SOC損失率和免耕+深松輪耕的團(tuán)聚體礦化貢獻(xiàn)率,使土壤碳得到留存。作物生產(chǎn)力方面,秸稈還田配合輪耕減少了免耕和旋耕的葉片早衰,提高了周年產(chǎn)量。因此秸稈還田與深松為主的輪耕模式在保護(hù)性耕作中的應(yīng)用有著重要的實(shí)踐價值。
【學(xué)位授予單位】：山東農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：S512.11;S513;S152

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2608875