生物質(zhì)炭還田模式對(duì)中低產(chǎn)稻田產(chǎn)量和甲烷排放的影響
發(fā)布時(shí)間：2021-01-21 07:35
秸稈炭化還田技術(shù)是稻田生態(tài)系統(tǒng)極具潛力的固碳、增產(chǎn)、減排技術(shù)。目前我國(guó)秸稈炭化還田方式主要有兩種:一次性高劑量生物質(zhì)炭還田和連年持續(xù)低劑量生物質(zhì)炭還田。然而,有關(guān)這兩種生物質(zhì)炭還田方式對(duì)稻田生態(tài)系統(tǒng)的增產(chǎn)、固碳、減排效果尚缺乏比較性研究。本文選擇浙江省典型的中低產(chǎn)單季稻田為試驗(yàn)對(duì)象,以水稻秸稈生物質(zhì)炭為試材,開(kāi)展為期2年的大田試驗(yàn),對(duì)比研究連年持續(xù)低劑量(2.8t ha-1 yr-1)生物質(zhì)炭還田和一次性高劑量生物質(zhì)炭(22.5t ha-1)還田兩種模式對(duì)稻田土壤養(yǎng)分、水稻產(chǎn)量和稻田甲烷排放的影響,并初步探討其潛在的影響機(jī)理。該研究對(duì)我國(guó)中低產(chǎn)稻田推廣、應(yīng)用秸稈生物質(zhì)炭化還田技術(shù)具有重要現(xiàn)實(shí)意義,主要結(jié)果如下:（1）兩種生物質(zhì)炭還田模式均有助于提升稻田土壤養(yǎng)分含量。一次性高劑量生物質(zhì)炭還田對(duì)土壤養(yǎng)分含量的提高幅度大于連年持續(xù)低劑量生物質(zhì)炭還田。與連年持續(xù)低劑量生物質(zhì)炭還田相比,一次性高劑量生物質(zhì)炭還田可顯著提高稻田土壤pH、CEC、TC、TN、有效態(tài)P、K含量（p<0.05）,也能在一定程度上增加土壤有效態(tài)Ca、M...
【文章來(lái)源】：浙江大學(xué)浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】：81 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【部分圖文】：
圖２－１試驗(yàn)田建設(shè)管理??Ｆｉｇ．?２－１?Ｆｉｅｌｄ?ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ??１４??
Ｆｉｇ．?２－３?Ｅｆｆｅｃｔｓ?ｏｆ?ｂｉｏｃｈａｒ?ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ?ｍｏｄｅｓ?ｏｎ?ＣＥＣ?ｏｆ?ｐａｄｄｙ?ｓｏｉｌ??２．２．３生物質(zhì)炭還田模式對(duì)土壤ＴＣ、ＴＮ的影響??不同生物質(zhì)炭炭化還田對(duì)土壤ＴＣ、ＴＮ的影響見(jiàn)圖２－４和２－５。在２０１５年和??２０１６年四個(gè)時(shí)期，一次性高劑量生物質(zhì)炭還田均能顯著提高土壤ＴＣ，且對(duì)土壤??ＴＣ的提高增幅基本沒(méi)變（圖２－４），與ＣＫ相比，第１年成熟期提高了?４４．８１％，??第２年提高了?４２．２％。而連年持續(xù)低劑量生物質(zhì)炭還田盡管由于還田量小，對(duì)土??壤ＴＣ沒(méi)有明顯提高，但是隨還田次數(shù)增加，土壤ＴＣ出現(xiàn)累積，其中第２年的??增幅累積達(dá)到７％。生物質(zhì)炭的碳結(jié)構(gòu)以穩(wěn)定的芳環(huán)存在，施入土壤后不易發(fā)生??礦化降解，可在較長(zhǎng)的時(shí)間尺寸內(nèi)穩(wěn)定存在于稻田土壤中（Ｗｕｅｔａｌ．，２０１６），這??也是生物質(zhì)炭擴(kuò)充土壤碳庫(kù)的基本途徑。??大量文獻(xiàn)報(bào)道已經(jīng)報(bào)道過(guò)生物質(zhì)炭輸入對(duì)土壤有機(jī)碳形成負(fù)激發(fā)效應(yīng)??（Ｌｉａｎｇ?ｅｔ?ａｌ．，２０１０；花莉等，２０１２；?Ｚｈｅｎｇ?ｅｔ?ａｌ．，２０１８；?Ｌｕ?ｅｔ?ａｌ．，２０１４；Ｚｈｏｕ?ｅｔ?ａｌ．，??２０１７）。其機(jī)理可能為：１、生物質(zhì)炭與粘土礦物結(jié)合
Ｆｉｇ?２－４?Ｅｆｆｅｃｔｓ?ｏｆ?ｂｉｏｃｈａｒ?ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ?ｍｏｄｅｓ?ｏｎ?ＴＣ?ｏｆ?ｐａｄｄｙ?ｓｏｉｌ??與ＣＫ相比，一次性高劑量生物質(zhì)炭還田在兩年的成熟期均能顯著提高土壤??ＴＮ含量（圖２－５），其中第一年提高了?２３．７％，第二年提高了?１１．９％。生物質(zhì)炭??輸入對(duì)土壤ＴＮ的提高主要有兩方面的因素，一是生物質(zhì)炭自身攜帶的氮素輸入??土壤，提高土壤ＴＮ，有研究表明生物質(zhì)炭中的Ｎ在還田一段時(shí)間后仍大部分??（８８％）存在生物質(zhì)炭自身體內(nèi)，只有極少部分會(huì)釋放到土壤（１１％）或轉(zhuǎn)移到??植物體內(nèi)（ｌ％）（Ｔａｎｅｔａｌ．，２０１７）；二是因?yàn)樯镔|(zhì)炭有豐富的管狀結(jié)構(gòu)和較大??的比表面積，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)肥料中氮元素有效截留，減少氮素的淋溶損失（Ｂｕ?ｅｔ?ａｌ．，??２０１７）。第二年隨著生物質(zhì)炭吸附位點(diǎn)的飽和及生物質(zhì)炭在土壤中的縱向遷移導(dǎo)??致表層土壤ＴＮ含量降低。??１９??
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]我國(guó)農(nóng)作物秸稈綜合利用現(xiàn)狀及焚燒碳排放估算[J]. 石祖梁,賈濤,王亞靜,王久臣,孫仁華,王飛,李想,畢于運(yùn). 中國(guó)農(nóng)業(yè)資源與區(qū)劃. 2017(09)
[2]生物質(zhì)炭對(duì)植物表型及其相關(guān)基因表達(dá)影響的研究進(jìn)展[J]. 劉銘龍,劉曉雨,潘根興. 植物營(yíng)養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào). 2017(03)
[3]Effects of straw and biochar addition on soil nitrogen, carbon, and super rice yield in cold waterlogged paddy soils of North China[J]. Cui Yue-feng,MENg Jun,Wa Ng Qing-xiang,Zha Ng Wei-ming,Ch ENg Xiao-yi,Ch EN Wen-fu. Journal of Integrative Agriculture. 2017(05)
[4]生物炭改性土的甲烷吸附試驗(yàn)研究[J]. 江超,趙仲輝,劉秉岳. 巖土工程學(xué)報(bào). 2017(S1)
[5]我國(guó)農(nóng)作物秸稈綜合利用發(fā)展模式及政策建議[J]. 石祖梁,劉璐璐,王飛,李想,常志州. 中國(guó)農(nóng)業(yè)科技導(dǎo)報(bào). 2016(06)
[6]生物炭與氮肥對(duì)稻田甲烷產(chǎn)生與氧化菌數(shù)量和潛在活性的影響[J]. 許欣,陳晨,熊正琴. 土壤學(xué)報(bào). 2016(06)
[7]不同生物質(zhì)炭對(duì)稻田土壤CH4排放的影響研究進(jìn)展[J]. 劉杰云,邱虎森,沈健林,湯宏,王聰. 生態(tài)與農(nóng)村環(huán)境學(xué)報(bào). 2016(04)
[8]不同施肥處理方式對(duì)稻田甲烷排放的影響[J]. 李廣灝,汪子貂,邱征,馬志帥,楊威. 安徽農(nóng)學(xué)通報(bào). 2016(01)
[9]稻田甲烷排放與減排的研究進(jìn)展[J]. 葛會(huì)敏,陳璐,于一帆,陳云,劉立軍. 中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào). 2015(03)
[10]Allelopathy of decomposed maize straw products on three soilborn diseases of wheat and the analysis by GC-MS[J]. QI Yong-zhi,ZHEN Wen-chao,LI Hai-yan. Journal of Integrative Agriculture. 2015(01)
博士論文
[1]生物炭影響土壤磷素、鉀素有效性的微生態(tài)機(jī)制[D]. 劉賽男.沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué) 2016
[2]生物質(zhì)炭對(duì)水稻生長(zhǎng)與稻田甲烷排放效應(yīng)的影響及其機(jī)理研究[D]. 董達(dá).浙江大學(xué) 2015
[3]氮素和氧氣對(duì)水稻土中甲烷氧化的調(diào)控機(jī)理[D]. 胡盎.中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué) 2015
[4]我國(guó)南方低產(chǎn)水稻土養(yǎng)分特征與質(zhì)量評(píng)價(jià)[D]. 劉占軍.中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué) 2014
[5]“四化同步”背景下的我國(guó)糧食安全研究[D]. 閆琰.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院 2014
[6]水稻秸稈生物質(zhì)炭在稻田土壤中的穩(wěn)定性及其機(jī)理研究[D]. 楊敏.浙江大學(xué) 2013
[7]秸稈資源評(píng)價(jià)與利用研究[D]. 畢于運(yùn).中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院 2010
碩士論文
[1]大氣二氧化碳濃度和氣溫升高下生物質(zhì)炭輸入對(duì)稻田土壤甲烷排放的影響研究[D]. 韓興國(guó).浙江大學(xué) 2016
[2]我國(guó)糧食主產(chǎn)區(qū)稻田土壤肥力及基礎(chǔ)地力的時(shí)空演變特征[D]. 李建軍.貴州大學(xué) 2015
[3]生物質(zhì)炭對(duì)潛育性稻田水稻營(yíng)養(yǎng)的影響[D]. 鐘帥.西南大學(xué) 2013
本文編號(hào)：2990752
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【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【部分圖文】：
圖２－１試驗(yàn)田建設(shè)管理??Ｆｉｇ．?２－１?Ｆｉｅｌｄ?ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ??１４??
Ｆｉｇ．?２－３?Ｅｆｆｅｃｔｓ?ｏｆ?ｂｉｏｃｈａｒ?ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ?ｍｏｄｅｓ?ｏｎ?ＣＥＣ?ｏｆ?ｐａｄｄｙ?ｓｏｉｌ??２．２．３生物質(zhì)炭還田模式對(duì)土壤ＴＣ、ＴＮ的影響??不同生物質(zhì)炭炭化還田對(duì)土壤ＴＣ、ＴＮ的影響見(jiàn)圖２－４和２－５。在２０１５年和??２０１６年四個(gè)時(shí)期，一次性高劑量生物質(zhì)炭還田均能顯著提高土壤ＴＣ，且對(duì)土壤??ＴＣ的提高增幅基本沒(méi)變（圖２－４），與ＣＫ相比，第１年成熟期提高了?４４．８１％，??第２年提高了?４２．２％。而連年持續(xù)低劑量生物質(zhì)炭還田盡管由于還田量小，對(duì)土??壤ＴＣ沒(méi)有明顯提高，但是隨還田次數(shù)增加，土壤ＴＣ出現(xiàn)累積，其中第２年的??增幅累積達(dá)到７％。生物質(zhì)炭的碳結(jié)構(gòu)以穩(wěn)定的芳環(huán)存在，施入土壤后不易發(fā)生??礦化降解，可在較長(zhǎng)的時(shí)間尺寸內(nèi)穩(wěn)定存在于稻田土壤中（Ｗｕｅｔａｌ．，２０１６），這??也是生物質(zhì)炭擴(kuò)充土壤碳庫(kù)的基本途徑。??大量文獻(xiàn)報(bào)道已經(jīng)報(bào)道過(guò)生物質(zhì)炭輸入對(duì)土壤有機(jī)碳形成負(fù)激發(fā)效應(yīng)??（Ｌｉａｎｇ?ｅｔ?ａｌ．，２０１０；花莉等，２０１２；?Ｚｈｅｎｇ?ｅｔ?ａｌ．，２０１８；?Ｌｕ?ｅｔ?ａｌ．，２０１４；Ｚｈｏｕ?ｅｔ?ａｌ．，??２０１７）。其機(jī)理可能為：１、生物質(zhì)炭與粘土礦物結(jié)合
Ｆｉｇ?２－４?Ｅｆｆｅｃｔｓ?ｏｆ?ｂｉｏｃｈａｒ?ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ?ｍｏｄｅｓ?ｏｎ?ＴＣ?ｏｆ?ｐａｄｄｙ?ｓｏｉｌ??與ＣＫ相比，一次性高劑量生物質(zhì)炭還田在兩年的成熟期均能顯著提高土壤??ＴＮ含量（圖２－５），其中第一年提高了?２３．７％，第二年提高了?１１．９％。生物質(zhì)炭??輸入對(duì)土壤ＴＮ的提高主要有兩方面的因素，一是生物質(zhì)炭自身攜帶的氮素輸入??土壤，提高土壤ＴＮ，有研究表明生物質(zhì)炭中的Ｎ在還田一段時(shí)間后仍大部分??（８８％）存在生物質(zhì)炭自身體內(nèi)，只有極少部分會(huì)釋放到土壤（１１％）或轉(zhuǎn)移到??植物體內(nèi)（ｌ％）（Ｔａｎｅｔａｌ．，２０１７）；二是因?yàn)樯镔|(zhì)炭有豐富的管狀結(jié)構(gòu)和較大??的比表面積，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)肥料中氮元素有效截留，減少氮素的淋溶損失（Ｂｕ?ｅｔ?ａｌ．，??２０１７）。第二年隨著生物質(zhì)炭吸附位點(diǎn)的飽和及生物質(zhì)炭在土壤中的縱向遷移導(dǎo)??致表層土壤ＴＮ含量降低。??１９??
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]我國(guó)農(nóng)作物秸稈綜合利用現(xiàn)狀及焚燒碳排放估算[J]. 石祖梁,賈濤,王亞靜,王久臣,孫仁華,王飛,李想,畢于運(yùn). 中國(guó)農(nóng)業(yè)資源與區(qū)劃. 2017(09)
[2]生物質(zhì)炭對(duì)植物表型及其相關(guān)基因表達(dá)影響的研究進(jìn)展[J]. 劉銘龍,劉曉雨,潘根興. 植物營(yíng)養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào). 2017(03)
[3]Effects of straw and biochar addition on soil nitrogen, carbon, and super rice yield in cold waterlogged paddy soils of North China[J]. Cui Yue-feng,MENg Jun,Wa Ng Qing-xiang,Zha Ng Wei-ming,Ch ENg Xiao-yi,Ch EN Wen-fu. Journal of Integrative Agriculture. 2017(05)
[4]生物炭改性土的甲烷吸附試驗(yàn)研究[J]. 江超,趙仲輝,劉秉岳. 巖土工程學(xué)報(bào). 2017(S1)
[5]我國(guó)農(nóng)作物秸稈綜合利用發(fā)展模式及政策建議[J]. 石祖梁,劉璐璐,王飛,李想,常志州. 中國(guó)農(nóng)業(yè)科技導(dǎo)報(bào). 2016(06)
[6]生物炭與氮肥對(duì)稻田甲烷產(chǎn)生與氧化菌數(shù)量和潛在活性的影響[J]. 許欣,陳晨,熊正琴. 土壤學(xué)報(bào). 2016(06)
[7]不同生物質(zhì)炭對(duì)稻田土壤CH4排放的影響研究進(jìn)展[J]. 劉杰云,邱虎森,沈健林,湯宏,王聰. 生態(tài)與農(nóng)村環(huán)境學(xué)報(bào). 2016(04)
[8]不同施肥處理方式對(duì)稻田甲烷排放的影響[J]. 李廣灝,汪子貂,邱征,馬志帥,楊威. 安徽農(nóng)學(xué)通報(bào). 2016(01)
[9]稻田甲烷排放與減排的研究進(jìn)展[J]. 葛會(huì)敏,陳璐,于一帆,陳云,劉立軍. 中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào). 2015(03)
[10]Allelopathy of decomposed maize straw products on three soilborn diseases of wheat and the analysis by GC-MS[J]. QI Yong-zhi,ZHEN Wen-chao,LI Hai-yan. Journal of Integrative Agriculture. 2015(01)
博士論文
[1]生物炭影響土壤磷素、鉀素有效性的微生態(tài)機(jī)制[D]. 劉賽男.沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué) 2016
[2]生物質(zhì)炭對(duì)水稻生長(zhǎng)與稻田甲烷排放效應(yīng)的影響及其機(jī)理研究[D]. 董達(dá).浙江大學(xué) 2015
[3]氮素和氧氣對(duì)水稻土中甲烷氧化的調(diào)控機(jī)理[D]. 胡盎.中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué) 2015
[4]我國(guó)南方低產(chǎn)水稻土養(yǎng)分特征與質(zhì)量評(píng)價(jià)[D]. 劉占軍.中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué) 2014
[5]“四化同步”背景下的我國(guó)糧食安全研究[D]. 閆琰.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院 2014
[6]水稻秸稈生物質(zhì)炭在稻田土壤中的穩(wěn)定性及其機(jī)理研究[D]. 楊敏.浙江大學(xué) 2013
[7]秸稈資源評(píng)價(jià)與利用研究[D]. 畢于運(yùn).中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院 2010
碩士論文
[1]大氣二氧化碳濃度和氣溫升高下生物質(zhì)炭輸入對(duì)稻田土壤甲烷排放的影響研究[D]. 韓興國(guó).浙江大學(xué) 2016
[2]我國(guó)糧食主產(chǎn)區(qū)稻田土壤肥力及基礎(chǔ)地力的時(shí)空演變特征[D]. 李建軍.貴州大學(xué) 2015
[3]生物質(zhì)炭對(duì)潛育性稻田水稻營(yíng)養(yǎng)的影響[D]. 鐘帥.西南大學(xué) 2013
本文編號(hào)：2990752
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