長期碳氮投入是華北平原保證糧食安全的主要措施之一,但也深刻地影響著該地區(qū)碳氮的生物地球化學(xué)循環(huán)。如何保證糧食產(chǎn)量、實現(xiàn)環(huán)境友好和提升土壤質(zhì)量一直是該區(qū)重要的科學(xué)問題。本研究以四種不同的氮肥管理措施(對照不施氮、基于Nmin測試法的優(yōu)化施氮、基于氮素平衡計算法的施氮和農(nóng)民傳統(tǒng)施氮)和兩種不同的秸稈管理措施(秸稈還田與秸稈不還田)的長期定位試驗為基礎(chǔ),通過田間原位觀測,系統(tǒng)的研究了連續(xù)7年不同碳氮投入對作物產(chǎn)量、氮素利用、硝酸鹽淋洗及N20排放的影響；通過室內(nèi)培養(yǎng)試驗,分析了長期不同碳氮投入對土壤有機碳氮庫、土壤團聚體及有機碳組分、土壤N20基礎(chǔ)排放能力及硝化-反硝化潛勢的影響；并結(jié)合其他農(nóng)業(yè)措施的碳排放,綜合計算了長期不同碳氮投入對作物生產(chǎn)體系的全球凈溫室效應(yīng)(Net-GWP)及溫室氣體排放強度(GHGI)的影響。 對長期作物產(chǎn)量及氮素利用的研究表明,與農(nóng)民傳統(tǒng)施肥方式(Ncon和C+Ncon)(11.3和11.6tha-1yr-1)相比,基于Nmin測試法的優(yōu)化氮肥管理方式(Nopt和C+Nopt)能夠減少52-57%的氮肥投入量,且未顯著降低籽粒產(chǎn)量(10.8和11.3t ha-1y...

【文章頁數(shù)】：148 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 文獻綜述
    1.1 引言
    1.2 土壤碳氮循環(huán)及其環(huán)境影響
    1.3 碳氮投入對作物產(chǎn)量及氮素利用的影響
    1.4 土壤硝酸鹽淋洗研究進展
        1.4.1 土壤硝酸鹽淋洗的監(jiān)測方法
        1.4.2 土壤硝酸鹽淋洗的影響因素
    1.5 土壤N₂O排放過程研究進展
    1.6 農(nóng)田凈全球增溫潛勢(Net-GWP)研究進展
    1.7 土壤有機碳分組研究進展
    1.8 問題的提出
第二章 研究思路與研究內(nèi)容
    2.1 研究背景與研究思路
    2.2 研究內(nèi)容
第三章 作物產(chǎn)量及其氮素利用
    3.1 引言
    3.2 材料與方法
        3.2.1 試驗地概況
        3.2.2 試驗設(shè)計
        3.2.3 土壤基礎(chǔ)理化性質(zhì)測定
        3.2.4 田間管理
        3.2.5 產(chǎn)量及秸稈生物量測定
        3.2.6 計算方法
        3.2.7 統(tǒng)計方法
    3.3 結(jié)果與分析
        3.3.1 籽粒產(chǎn)量與秸稈生物量
        3.3.2 籽粒和秸稈CN比
        3.3.3 產(chǎn)量穩(wěn)定性
    3.4 討論
        3.4.1 降低氮肥使用的潛力
        3.4.2 N_min測試法和平衡計算法的改變
        3.4.3 產(chǎn)量穩(wěn)定性
        3.4.4 秸稈CN比
    3.5 小結(jié)
第四章 氮素平衡及硝酸鹽淋洗
    4.1 引言
    4.2 材料與方法
        4.2.1 試驗地概況
        4.2.2 試驗設(shè)計
        4.2.3 田間管理
        4.2.4 土壤測定
        4.2.5 硝酸鹽淋洗測定
        4.2.6 計算方法
        4.2.7 統(tǒng)計分析
    4.3 結(jié)果與分析
        4.3.1 土壤硝酸鹽累積
        4.3.2 土壤0-1 m氮素平衡
        4.3.3 硝酸鹽淋洗量
    4.4 討論
        4.4.1 氮平衡及表觀氮損失
        4.4.2 不同碳氮投入與硝酸鹽淋洗量
        4.4.3 土壤剖面硝酸鹽累積量與硝酸鹽淋洗量
        4.4.4 降雨與硝酸鹽淋洗
    4.5 小結(jié)
第五章 氧化亞氮排放及凈溫室效應(yīng)
    5.1 引言
    5.2 材料與方法
        5.2.1 試驗地概況
        5.2.2 試驗設(shè)計
        5.2.3 田間管理
        5.2.4 土壤測定
        5.2.5 土壤N₂O排放通量測定及計算
        5.2.6 計算方法
        5.2.7 統(tǒng)計分析
    5.3 結(jié)果與分析
        5.3.1 土壤N₂P排放
        5.3.2 年際土壤0-20cm的SOC變化
        5.3.3 Net-GWP及GHGI
    5.4 討論
        5.4.1 施肥和秸稈還田措施對SOC固定和N₂O排放的影響
        5.4.2 施肥和秸稈還田措施對Net-GWP和GHGI的影響
    5.5 小結(jié)
第六章 土壤碳氮庫及有機碳組分
    6.1 引言
    6.2 材料與方法
        6.2.1 采樣地概況
        6.2.2 土壤采樣
        6.2.3 土壤團聚體分組
        6.2.4 土壤有機碳分組
        6.2.5 土壤及其組分的測定
        6.2.6 統(tǒng)計分析
    6.3 結(jié)果與分析
        6.3.1 土壤0-60 cm碳氮庫
        6.3.2 土壤0-20 cm總有機碳和總氮
        6.3.3 土壤團聚體分布
        6.3.4 團聚體碳的含量及分布
        6.3.5 土壤有機碳組分
    6.4 討論
        6.4.1 土壤碳氮庫
        6.4.2 團聚體分布及團聚體有關(guān)的碳
        6.4.3 土壤有機碳組分
    6.5 小結(jié)
第七章 土壤N₂O基礎(chǔ)排放能力
    7.1 引言
    7.2 材料與方法
        7.2.1 采樣地概況
        7.2.2 土壤采樣
        7.2.3 土壤基礎(chǔ)N₂O排放能力測定
        7.2.4 土壤測定
        7.2.5 統(tǒng)計分析
    7.3 結(jié)果與分析
        7.3.1 土壤基礎(chǔ)N₂O排放能力
        7.3.2 Robot培養(yǎng)試驗前后土壤NH₄-N及NO₃-N含量
        7.3.3 土壤硝化潛勢與反硝化潛勢
    7.4 討論
        7.4.1 土壤N₂O基礎(chǔ)排放
        7.4.2 硝化潛勢
        7.4.3 反硝化潛勢
    7.5 小結(jié)
第八章 綜合討論、結(jié)論及展望
    8.1 綜合討論
    8.2 主要結(jié)論
    8.3 本研究特色
    8.4 展望
參考文獻
致謝
個人簡歷



本文編號：3960488