【摘要】：通過4年八季冬小麥-夏玉米輪作體系下田間試驗(yàn)研究了雨養(yǎng)和灌溉條件下不同覆蓋措施對表層土壤有機(jī)碳(SOC)、全氮(TN)、土壤微生物量碳氮(SMBC、SMBN)以及0-200 cm土壤剖面硝態(tài)氮累積量和水分分布的影響,并利用DNDC模型模擬長期不同覆蓋條件下土壤有機(jī)碳儲量和作物產(chǎn)量的動態(tài)變化,為該地區(qū)選擇合適的覆蓋栽培措施提供理論和實(shí)踐依據(jù)。試驗(yàn)共設(shè)置秸稈覆蓋(SM)、半膜覆蓋(HFM)、全膜覆蓋(FM),不覆蓋(NM)等4種覆蓋處理。研究結(jié)果表明:1)旱作雨養(yǎng)條件下,NM處理SOC呈下降的趨勢,且最后一季作物收獲后SOC含量顯著低于前兩季作物收獲后SOC含量(P0.05);TN基本保持穩(wěn)定。SM處理SOC和TN呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢,但最后一季作物收獲后SOC含量顯著高于前兩季作物(P0.05)。HFM和FM處理SOC、TN含量整體呈現(xiàn)波動下降趨勢。八季作物收獲后NM處理SOC和TN平均值分別為8.91 g.kg~(-1)和0.99 g.kg~(-1),SM處理分別為9.03 g.kg~(-1)和1.03 g.kg~(-1),HFM處理分別為8.04 g.kg~(-1)和0.96 g.kg~(-1),FM處理分別為8.13 g.kg~(-1)和0.96 g.kg~(-1)。雨養(yǎng)條件下各處理SMBC、SMBN呈波動變化,NM處理SMBC含量均值最高(274.04 g.kg~(-1)),SM處理SMBN含量均值最高(24.46 g.kg~(-1))。2)旱作灌溉條件下,各處理SOC除最后一季顯著下降外,基本保持穩(wěn)定;HFM和FM處理TN整體呈下降趨勢。八季作物收獲后NM處理SOC和TN平均值分別為8.60 g.kg~(-1)和0.95 g.kg~(-1);SM處理最高,分別為9.50 g.kg~(-1)和1.10 g.kg~(-1);HFM處理分別為8.96 g.kg~(-1)和1.00 g.kg~(-1);FM處理分別為9.17 g.kg~(-1)和0.99 g.kg~(-1)。NM處理SMBC和SMBN含量的均值最高,分別為293.33 g.kg~(-1)和20.11 g.kg~(-1)。旱作灌溉條件下與雨養(yǎng)條件下覆蓋處理的結(jié)果類似,均提高了土壤0-20 cm硝態(tài)氮和水分含量,降低了深層土壤硝態(tài)氮含量;HFM和FM處理隨著試驗(yàn)時間的進(jìn)行,土壤TN、SMBC和SMBN含量逐漸降低。灌溉條件下,各處理土壤有機(jī)碳和全氮含量高于旱作雨養(yǎng)。3)DNDC模型模擬雨養(yǎng)條件下不同覆蓋土壤有機(jī)碳儲量和小麥玉米產(chǎn)量的結(jié)果與實(shí)測值較吻合,模擬值與實(shí)測值顯著相關(guān),模擬值和實(shí)測值的NRMSE基本在可接受范圍,表明DNDC模型對土壤有機(jī)碳儲量和作物產(chǎn)量模擬效果較好,其中對土壤有機(jī)碳儲量模擬精度較高。通過模擬30年雨養(yǎng)旱作小麥-玉米輪作下長期覆蓋的結(jié)果發(fā)現(xiàn),隨著時間的推移,SM處理土壤有機(jī)碳儲量逐漸上升然后保持穩(wěn)定;FM處理土壤有機(jī)碳先快速上升然后緩慢下降,整體低于SM處理;HFM和NM處理土壤有機(jī)碳儲量逐漸下降,但HFM處理略高于NM處理。模擬產(chǎn)量結(jié)果發(fā)現(xiàn),小麥產(chǎn)量呈較大波動上升趨勢;前期FM處理小麥產(chǎn)量高于其他處理,隨著時間推移,SM處理小麥產(chǎn)量逐漸提高并高于其他處理;玉米產(chǎn)量波動較小且逐漸上升,前期各處理差異不大,后期SM處理要明顯高于其他處理,NM處理最低。長期來看,SM處理可以提高土壤有機(jī)碳儲量以及小麥和玉米產(chǎn)量,是本區(qū)域小麥-玉米輪作下最為值得推薦和具可持續(xù)性的覆蓋栽培方式。
【學(xué)位授予單位】：西北農(nóng)林科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：S153.6;S512.1;S513
【圖文】：

技術(shù)路線圖

圖 3-1 雨養(yǎng)條件下不同覆蓋處理土壤硝態(tài)氮剖面分布Figure 3-1 Distribution of Nitrate-Nitrogen in Soil Profiles on rainfed dryland underdifferent mulching treatments3.3.3.2 剖面土壤硝態(tài)氮累積量變化4 年不同處理八季作物收獲后土壤 0-200 cm 硝態(tài)氮累積量見表 3-3。第一季作物收獲后各處理土壤 0-20 cm 硝態(tài)氮累積量表現(xiàn)為 HFM>FM>SM>NM，并且各處理間差異顯著（P<0.05）；20-100 cm 土層硝態(tài)氮累積量表現(xiàn)為 HFM>SM>FM>NM，且 HFM 處理顯著高于其他處理（P<0.05）；0-100 cm 土層硝態(tài)氮累積量表現(xiàn)為 HFM>FM>SM>NM。第二季作物收獲后各處理土壤 0-20 cm 土層硝態(tài)氮累積量表現(xiàn)為 HFM>FM>SM>NM，并且 HFM 與 FM 處理高于 SM 和 NM 處理（P<0.05）；20-100 cm 土層硝態(tài)氮累積量表現(xiàn)為 NM>FM>SM>HFM，NM 處理顯著高于 SM 和 HFM 處理（P<0.05）；100-200 cm土層硝態(tài)氮累積量表現(xiàn)為 HFM>NM>FM>SM，且 HFM 和 NM 處理顯著高于 SM 處理（P<0.05），在 0-200 cm 土層中硝態(tài)氮累積量表現(xiàn)為 HFM=FM>NM>SM。第三季作物收獲后各處理土壤 0-20cm 土層硝態(tài)氮累積量表現(xiàn)為 HFM>FM>SM>NM，但各處理沒有差異性；20-100 cm 土層硝態(tài)氮累積量表現(xiàn)為 NM>FM>HFM>SM，NM 處理顯著高于

圖 4-1 灌溉條件下不同覆蓋措施土壤硝態(tài)氮剖面分布Figure 4-1 Distribution of Nitrate-Nitrogen in Soil Profiles on Irrigation Condition under differentmulching treatments4.3.3.2 剖面土壤硝態(tài)氮累積量分布灌溉條件下不同處理八季作物收獲后 0-200 cm 土壤硝態(tài)氮累積量見表 4-3。第一季作物收獲后各處理土壤 0-20 cm 和 20-100 cm 土層硝態(tài)氮累積量無顯著性差異。第二季27

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2784793