【摘要】：土壤有機碳庫在維持土壤質(zhì)量以及緩解全球氣候變化中扮演著重要的角色。農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)土壤有機碳庫及碳循環(huán)過程受農(nóng)業(yè)管理措施的強烈影響。新疆是我國最大的干旱區(qū),綠洲農(nóng)業(yè)是新疆經(jīng)濟發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)。然而新疆綠洲農(nóng)田土壤有機碳含量普遍偏低,嚴(yán)重制約干旱區(qū)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。本文從土壤有機碳庫的角度入手,以干旱區(qū)綠洲棉田為對象,開展不同農(nóng)業(yè)管理措施對農(nóng)田土壤有機碳庫及碳循環(huán)調(diào)節(jié)效應(yīng)的研究:農(nóng)業(yè)管理措施包括秸稈管理和施肥方式,秸稈管理包括秸稈還田(S)、秸稈不還田(NS);施肥方式包括不施肥(CK)、單施氮磷鉀化肥(NPK)、單施有機肥(OM)和氮磷鉀化肥與有機肥混施(NPK+OM)。研究取得了以下結(jié)論:1.研究了不同農(nóng)業(yè)管理措施對土壤有機碳庫動態(tài)變化的影響。結(jié)果表明,施肥和秸稈還田均顯著增加了土壤有機碳庫,提高了有機碳(SOC)、易氧化有機碳(LBC)、微生物生物量碳(MBC)、水溶性有機碳(WSOC)、熱水溶性有機碳(HWSOC)的含量及碳庫管理指數(shù)(CMI)。秸稈還田較秸稈不還田土壤有機碳庫提高了20.6%;處理NPK、OM、NPK+OM分別較CK提高了7.8%、29.5%、37.7%。不同施肥處理下SOC、LBC、MBC、WSOC、HWSOC均表現(xiàn)為NPK+OMOMNPKCK。對CMI與SOC及其組分間的相關(guān)性分析表明,CMI與SOC、LBC、MBC、WSOC、HWSOC、SOC庫均呈極顯著相關(guān)關(guān)系,是評價綠洲棉田管理措施對土壤質(zhì)量影響的重要指標(biāo)。2.研究了不同農(nóng)業(yè)管理措施對土壤呼吸速率動態(tài)變化的影響。結(jié)果表明,土壤呼吸速率表現(xiàn)出明顯的季節(jié)變化特征,峰值出現(xiàn)在7月中旬,最小值出現(xiàn)在1-2月。秸稈還田下土壤呼吸速率高于秸稈不還田處理,施肥處理間土壤呼吸速率為NPK+OMOMNPKCK,秸稈和施肥綜合作用下,S-NPK+OM處理土壤呼吸速率最大。對土壤呼吸與土壤溫度和含水量進行相關(guān)分析發(fā)現(xiàn),土壤呼吸速率與土壤溫度(R2=0.5765,P0.0001)呈極顯著正相關(guān)關(guān)系,但與土壤含水量(P=0.1058)沒有顯著相關(guān)。3.研究了不同農(nóng)業(yè)管理措施對作物群體光合速率、干物質(zhì)積累及產(chǎn)量的影響。結(jié)果表明,棉花生育期間群體光合速率的變化趨勢呈單峰曲線,在盛鈴前期達到峰值。秸稈還田對棉花群體光合速率沒有顯著影響,但施肥顯著提高群體光合速率。不同施肥處理下群體光合速率大小順序為:NPK+OMNPKOMCK。NPK+OM處理群體光合速率較CK、OM、NPK分別提高了55.70-58.98%、30.96-32.44%、13.05-14.93%。不同農(nóng)業(yè)管理措施下棉花干物質(zhì)積累和產(chǎn)量與群體光合速率變化結(jié)果一致。其中,NPK+OM處理籽棉產(chǎn)量分別較CK、OM和NPK處理提高了19.05-24.95%、7.57-10.25%和3.01-3.73%。4.研究了不同農(nóng)業(yè)管理措施對農(nóng)田土壤固碳潛力的影響及與碳循環(huán)過程的關(guān)系。結(jié)果表明,秸稈還田和施肥均顯著提高了土壤C輸入和C排放,但只有秸稈還田下單施有機肥或有機無機肥混施處理下土壤表現(xiàn)為C匯,其他各處理均為C源。目前新疆農(nóng)業(yè)管理措施(秸稈還田兼施化肥)下,土壤固碳潛力為-1.1 t C ha-1,因此每年需要額外的向土壤中施入1.1 t C ha-1,抵消C損失和維持農(nóng)田土壤C平衡。在干旱區(qū)通過實施秸稈還田結(jié)合有機無機肥混施,提高土壤C固定能力,是一個實現(xiàn)糧食安全和緩解氣候變化的有效策略。
【圖文】：

秸稈管理和施肥措施對綠洲農(nóng)田土壤碳庫及碳循環(huán)影響的研究表 2-1 試驗位點土壤理化性狀初始值Table 2-1 Initial (2009) soil properties of the experimental site土壤性狀soil properties土層深度 soil depth （cm）0-20 20-40 40-60Soil organic C （g kg-1） 9.86 8.82 7.42Total N （g kg-1） 1.25 1.08 0.94Total P （g kg-1） 2.04 1.91 1.78Available N （mg kg-1） 84.0 72.8 66.4Available P （mg kg-1） 91.5 84.3 72.1Available K （mg kg-1） 315 288 253

秸稈管理和施肥措施對綠洲農(nóng)田土壤碳庫及碳循環(huán)影響的研究2.3 秸稈管理和施肥方式對土壤有機碳庫的影響秸稈管理對 SOC 庫沒有顯著影響，但施肥方式顯著影響了 SOC 庫（圖 2-2）。與CK處理相比，施肥處理顯著提高0-40 cm土層SOC庫。NPK+OM處理（50.64-72.49 t ha-1）SOC 庫最大，CK 處理（42.09-58.87 t ha-1）SOC 庫最小。與 NPK 處理相比，，NPK+OM和 OM 處理分別提高了 9.33-36.76%和 1.20-21.71%。
【學(xué)位授予單位】：石河子大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：S153.6

【參考文獻】

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1 張鵬鵬;劉彥杰;濮曉珍;張國娟;王進;張旺鋒;;秸稈管理和施肥方式對綠洲棉田土壤有機碳庫的影響[J];應(yīng)用生態(tài)學(xué)報;2016年11期

2 曾繁星;魏n\;顧萬榮;李晶;楊振芳;王泳超;楊可攀;馬春梅;祁曉龍;;沼肥與化肥配施對東北不同株型玉米葉片光合特性及產(chǎn)量的影響[J];西北農(nóng)業(yè)學(xué)報;2016年01期

3 周健民;;淺談我國土壤質(zhì)量變化與耕地資源可持續(xù)利用[J];中國科學(xué)院院刊;2015年04期

4 李碩;李有兵;王淑娟;師江瀾;田霄鴻;;關(guān)中平原作物秸稈不同還田方式對土壤有機碳和碳庫管理指數(shù)的影響[J];應(yīng)用生態(tài)學(xué)報;2015年04期

5 張前兵;楊玲;張旺鋒;羅宏海;張亞黎;王進;;農(nóng)藝措施對干旱區(qū)棉田土壤有機碳及微生物量碳含量的影響[J];中國農(nóng)業(yè)科學(xué);2014年22期

6 馬文瑛;趙傳燕;彭守璋;高云飛;袁亞鵬;李文娟;;黑河天澇池五種植被類型土壤呼吸速率動態(tài)特征及其影響因子[J];生態(tài)學(xué)報;2015年17期

7 DU Zhang-liu;WU Wen-liang;ZHANG Qing-zhong;GUO Yan-bin;MENG Fan-qiao;;Long-Term Manure Amendments Enhance Soil Aggregation and Carbon Saturation of Stable Pools in North China Plain[J];Journal of Integrative Agriculture;2014年10期

8 王虎;王旭東;田宵鴻;;秸稈還田對土壤有機碳不同活性組分儲量及分配的影響[J];應(yīng)用生態(tài)學(xué)報;2014年12期

9 賀云龍;齊玉春;董云社;彭琴;孫良杰;賈軍強;郭樹芳;閆鐘清;;干濕交替下草地生態(tài)系統(tǒng)土壤呼吸變化的微生物響應(yīng)機制研究進展[J];應(yīng)用生態(tài)學(xué)報;2014年11期

10 QianBing ZHANG;Ling YANG;ZhenZhu XU;YaLi ZHANG;HongHai LUO;Jin WANG;WangFeng ZHANG;;Effects of cotton field management practices on soil CO2 emission and C balance in an arid region of Northwest China[J];Journal of Arid Land;2014年04期

本文編號：2658021