本文關(guān)鍵詞：生物炭對旱作農(nóng)田碳收支及土壤有機碳變化的影響研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：秸稈作為物質(zhì)、能量和養(yǎng)分的載體,其炭化還田后對旱作農(nóng)田土壤碳源/匯特征的影響如何,是否會在提高農(nóng)田土壤碳庫容量的同時,增加碳固定、減少碳排放,目前研究較少。綜合分析秸稈生物炭對農(nóng)田碳排放、土壤碳組分動態(tài)及植物生物量碳固定的影響規(guī)律和機制,可為通過合理施用生物炭調(diào)控旱作農(nóng)田有機碳收支和推動秸稈資源化高效利用提供科學(xué)依據(jù)。本研究以黃土旱塬旱作春玉米農(nóng)田為對象,基于C0N0(不施生物炭、不施氮)、C0N1(不施生物炭、施氮225 kg N·hm-2)、C0N1M(不施炭、施氮225 kg N·hm-2、覆膜)、C1N1(施生物炭10 t·hm-2、施氮225 kg N·hm-2)、C2N1(施生物炭20t·hm-2、施氮225 kg N·hm-2)、C2N1M(施生物炭20 t·hm-2、施氮225 kg N·hm-2)、C3N1(施生物炭30 t·hm-2、施氮225 kg N·hm-2、覆膜)、C5N1(施生物炭50 t·hm-2、施氮225kg N·hm-2)8個處理輸入的不同生物炭田間定位試驗,分析揭示生物炭對農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)碳收支和土壤有機碳轉(zhuǎn)化影響的調(diào)控效應(yīng)及相關(guān)機制。主要研究結(jié)果如下:1、試驗不同處理春玉米農(nóng)田表現(xiàn)為CH4凈吸收和CO2凈排放,且兩個生長季CO2排放通量均呈現(xiàn)一定的峰值變化規(guī)律。生物炭、施氮處理會不同程度地減少生長季春玉米CO2排放通量和累積排放總量,對CH4排放通量和累積排放總量的影響因生物炭添加量和試驗周期性而異。2、土壤溫度與含水量是影響旱作春玉米農(nóng)田CO2、CH4排放的重要因子。生物炭不同程度增加了農(nóng)田0 cm、10 cm平均土壤溫度和土壤水分含量;但未顯著影響土壤溫度、含水量與農(nóng)田CO2、CH4排放通量的相關(guān)關(guān)系。試驗農(nóng)田CO2排放通量與0 cm和10cm土壤溫度均呈極顯著的正相關(guān)關(guān)系(P0.05),與土壤平均含水量呈一定負(fù)相關(guān)關(guān)系;農(nóng)田CH4通量與0 cm和10 cm土壤溫度呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系(P0.05),與土壤含水量呈顯著的正相關(guān)關(guān)系(P0.01);且農(nóng)田CO2、CH4排放通量與10 cm土壤溫度的相關(guān)性高于0 cm地表溫度。3、試驗不同時期,農(nóng)田土壤有機碳含量均表現(xiàn)為:0-20 cm土層20-40 cm土層40-60 cm土層,差異顯著(P0.05)。生物炭增加旱作農(nóng)田0-20 cm土層土壤有機碳含量,且以施生物炭50 t·hm-2(225 kg N·hm-2)處理增加最為顯著(P0.05);地膜覆蓋能顯著降低添加生物炭處理0-20 cm土層土壤有機碳含量。4、生物炭、氮肥顯著增加春玉米植株不同器官和植株總生物量,但不同生物炭處理間差異不顯著;覆膜顯著增加不同處理春玉米各器官和植株總生物量。氮肥、生物炭和覆膜均未顯著影響各生育期春玉米各器官有機碳含量,但顯著增加不同生育期春玉米植株各器官碳固定量。與C0N0相比,2014、2015年C0N1、C1N1、C2N1、C3N1、C5N1處理各器官的固碳量均顯著增加(P0.05)。與C1N1相比,C2N1、C3N1、C5N1處理各器官的固碳量增加顯著,但C2N1、C3N1、C5N1處理地上部固碳量及總固碳差異不顯著。無論添加生物炭與否,覆膜均能顯著增加春玉米植株總固碳和單位面積固碳量。試驗C2N1M處理總植株固碳量及單位面積農(nóng)田固碳量最高,且與其它各處理差異均達(dá)到顯著水平(P0.05)。以上結(jié)果初步表明,在黃土高原旱作農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng),添加生物炭在一定程度上會降低施氮旱作農(nóng)田春玉米生長季CO2排放通量和排放總量,提高土壤有機碳含量、增加春玉米植株生物量和碳固定量,顯著影響農(nóng)田碳收支和土壤有機碳的轉(zhuǎn)化,增強旱作農(nóng)田固碳減排的效應(yīng)。
【關(guān)鍵詞】：生物炭 CH_4通量 CO_2通量 土壤有機碳 玉米碳固定
【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】：2016
【分類號】：S153.6;S181
【目錄】：

• 摘要6-8
• ABSTRACT8-12
• 第一章 文獻(xiàn)綜述12-22
• 1.1 研究背景12
• 1.2 生物質(zhì)炭化的固碳減排效應(yīng)12-14
• 1.3 不同來源生物炭特性14-15
• 1.4 生物炭對土壤有機碳的影響15-16
• 1.5 生物炭對農(nóng)田CO_2、CH_4排放的影響16-18
• 1.5.1 影響農(nóng)田CO_2、CH_4排放的因子16-18
• 1.5.2 生物炭對農(nóng)田CO_2、CH_4排放的影響18
• 1.6 生物炭對農(nóng)田作物生物量碳固定的影響18-20
• 1.7 研究目的20
• 1.8 研究內(nèi)容20-21
• 1.9 本研究技術(shù)路線21-22
• 第二章 材料與方法22-25
• 2.1 實驗區(qū)概況22
• 2.2 試驗設(shè)計22-23
• 2.3 樣品采集與測定23-24
• 2.3.1 氣體樣品采集與測定23-24
• 2.3.2 土壤溫度和含水量的測定24
• 2.3.3 土壤有機碳、植株有機碳的測定24
• 2.4 數(shù)據(jù)分析24-25
• 第三章 生物炭與氮肥對旱作農(nóng)田CO_2、CH_4排放的影響25-32
• 3.1 生物炭與氮肥對旱作農(nóng)田CO_2排放的影響25-27
• 3.1.1 CO_2排放通量25-26
• 3.1.2 生長季CO_2排放總量26-27
• 3.2 生物炭與氮肥對旱作農(nóng)田CH_4的影響27-29
• 3.2.1 CH_4通量27-28
• 3.2.2 生長季CH_4吸收總量28-29
• 3.3 討論29-30
• 3.4 小結(jié)30-32
• 第四章 環(huán)境因子對添加生物炭旱作農(nóng)田CO_2、CH_4排放的影響32-41
• 4.1 溫度對不同生物炭處理旱作農(nóng)田CO_2、CH_4排放的影響33-36
• 4.2 土壤含水量對不同生物炭處理旱作農(nóng)田CO_2、CH_4排放的影響36-38
• 4.3 討論38-39
• 4.4 小結(jié)39-41
• 第五章 生物炭與覆膜對農(nóng)田土壤有機碳及春玉米植株碳的影響41-53
• 5.1 生物炭對旱作農(nóng)田土壤有機碳含量和分布的影響42-45
• 5.2 生物炭對旱作農(nóng)田春玉米生物量的影響45-48
• 5.3 生物炭與覆膜對旱作農(nóng)田春玉米植株碳含量影響48-50
• 5.4 生物炭對旱作春玉米植株及農(nóng)田固碳量的影響50-51
• 5.5 討論51-52
• 5.6 小結(jié)52-53
• 第六章 主要結(jié)論53-56
• 6.1 主要結(jié)論53-55
• 6.2 有待進(jìn)一步研究的問題55-56
• 參考文獻(xiàn)56-63
• 致謝63-64
• 作者簡介64

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本文編號：292476