【摘要】：農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)對全球氣候變化有著重要影響,將碳固定在土壤中是減少碳排放,緩解溫室效應(yīng),提升土壤肥力的一項(xiàng)重要措施。間混套作等復(fù)合種植模式可增加單位面積內(nèi)作物生物量,具有固碳潛力。同時,增施農(nóng)業(yè)廢棄物制成的有機(jī)肥是提升土壤有機(jī)質(zhì)含量,減少環(huán)境污染的一項(xiàng)重要措施。本研究以田間試驗(yàn)為研究平臺,設(shè)置玉米/大豆套作(M/S)、玉米單作(MM)、大豆單作(SS)3種栽培模式,不施肥(CK)、施用化學(xué)氮磷鉀肥(NPK)、1/3化學(xué)磷肥用有機(jī)肥替代(NP2/3K+OM1/3)、1/2化學(xué)磷肥用有機(jī)肥替代(NP1/2K+OM1/2)4種培肥方式,探究不同栽培模式與培肥方式下作物地上部生物量和不同點(diǎn)位與深度土壤有機(jī)碳組分變化規(guī)律,以期為農(nóng)業(yè)生態(tài)可持續(xù)發(fā)展提供理論依據(jù)。研究主要結(jié)果如下:(1)同種栽培模式下,施肥顯著提高了作物地上部生物量和籽粒產(chǎn)量;所有培肥方式下玉米-大豆套作系統(tǒng)的土地當(dāng)量比(LER)均大于1,說明套作模式較單作模式處于明顯優(yōu)勢。套作模式下,玉米秸稈產(chǎn)量以NP2/3K+OM1/3處理最高,而玉米籽粒產(chǎn)量以NPK處理最高,其次是NP2/3K+OM1/3和NP1/2K+OM1/2處理;大豆秸稈產(chǎn)量表現(xiàn)為3種施肥處理(NPK、NP2/3K+OM1/3、NP1/2K+OM1/2)顯著高于CK,大豆籽粒產(chǎn)量表現(xiàn)為NPK、NP2/3K+OM1/3處理下顯著高于CK。(2)耕層(0-20cm)土壤因受到施肥、耕作等人工管理的強(qiáng)烈影響,各處理土壤總有機(jī)碳(TOC)含量變異較大,其中套作模式在各培肥方式下耕層土壤TOC均顯著高于單作模式,而亞耕層(20-40cm)土壤TOC含量受栽培模式及培肥方式影響較小。(3)在所有培肥方式下,套作模式耕層土壤易氧化有機(jī)碳(EOC)均顯著高于單作模式。單作模式下,玉米和大豆耕層土壤EOC含量均以NP1/2K+OM1/2處理最高,分別較CK處理提升了18.9%和8.8%。套作模式下,玉米帶耕層土壤EOC含量在NP2/3K+OM1/3處理下顯著高于NPK和CK處理,分別提高了10.7%和23.2%;大豆帶耕層土壤EOC含量在NP1/2K+OM1/2和NPK2種培肥方式下顯著高于CK,分別提升了5.5%和10.6%。(4)耕層土壤微生物量碳(MBC)含量高于亞耕層土壤,施肥處理高于不施肥處理,套作模式耕作層土壤MBC含量高于單作模式。單作模式下,玉米和大豆耕層土壤MBC含量均以NP1/2K+OM1/2處理最高,分別較NP2/3K+OM1/3、NPK、CK 3個處理提高了10.6%和13.9%、8.7%和5.8%、39.3%和20%。套作體系模式下,玉米帶耕層土壤MBC含量以NP1/2K+OM1/2模式處理最高,較NP2/3K+OM1/3、NPK和CK分別提高了16.3%、10.3%和14.2%。(5)施肥顯著提高了耕作層土壤DOC含量,且隨有機(jī)肥施入量的增加,土壤DOC持續(xù)升高。由于土壤DOC受到雨水淋溶影響較大,所以亞耕層DOC變化與耕層具有一致性。綜上,少量化肥用有機(jī)肥來替代既可保證作物不減產(chǎn),又可提升土壤有機(jī)碳各組分含量,維持較高的土地生產(chǎn)力,同時實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)廢棄物的循環(huán)利用。
【圖文】：

技術(shù)路線圖

玉米-大豆套作（M/S）土壤樣品于玉米成熟期采取玉米行上、玉米行行間 3 個樣點(diǎn)的土樣作為玉米帶土壤，于大豆成熟期采取大豆行上、大豆行行間 3 個樣點(diǎn)的土樣作為大豆帶土壤。所有樣點(diǎn)土樣均分為 0~20cm、20~4層深度進(jìn)行采集，剔除其中的根和石粒，取一部分鮮土存放于 0~4℃保存，放置于通風(fēng)陰涼處自然風(fēng)干待磨碎、過篩、裝袋備用。具體采樣位置見圖 玉米單作 大豆單作 玉米-大豆套作
【學(xué)位授予單位】：四川農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：S513;S565.1;S153.6

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本文編號：2663842