發(fā)布時間：2020-07-13 05:13

【摘要】：針對黃淮海地區(qū)長期采用單一旋耕土壤耕作制度存在的弊端,本文連續(xù)6年在洛陽和新鄉(xiāng)定位實施夏玉米季免耕冬小麥季隔年交替的6種輪耕模式:連年旋耕+秸稈還田(CRS,CK)、連年深松+秸稈還田(CSS)、連年深耕+秸稈還田(CDS)、深耕/旋耕+秸稈還田(DS/RS)、深耕/旋耕/旋耕+秸稈還田(DS/RS/RS)和連年深耕+秸稈不還田(CDNS),研究各輪耕模式和秸稈還田對冬小麥-夏玉米農(nóng)田土壤容重、土壤三相比R值、土壤速效養(yǎng)分含量、土壤有機(jī)碳儲量、全氮儲量、土壤酶活性、土壤呼吸速率、植株養(yǎng)分分配、作物經(jīng)濟(jì)效益及農(nóng)田碳足跡的影響。主要結(jié)果如下:1、輪耕模式和秸稈還田可降低了土壤容重和土壤三相比R值。輪耕模式主要降低了0-20 cm土層土壤容重,而秸稈還田對土壤容重的影響差異不顯著。與對照CRS相比,CSS、CDS、DS/RS、DS/RS/RS模式0-20 cm土層容重在冬小麥成熟期分別降低7.8%、9.8%、6.9%、5.5%,在夏玉米成熟期分別降低8.0%、10.3%、7.5%、6.2%,其中DS/RS、DS/RS/RS與CDS差異不顯著。輪耕模式、秸稈還田主要降低了0-40 cm土層三相比R值,CSS、CDS、DS/RS、DS/RS/RS模式0-40 cm土層的R值較對照CRS在冬小麥成熟期分別降低14.0%、9.0%、12.9%、10.7%,夏玉米成熟期分別降低18.3%、10.1%、15.3%、13.7%;CDS的R值較CDNS在冬小麥成熟期顯著降低10.8%,夏玉米成熟期顯著降低4.6%。2、輪耕模式和秸稈還田提高了0-40 cm土層的土壤養(yǎng)分含量,且均衡了耕層間土壤養(yǎng)分的分布,其中DS/RS/RS模式增加效果最明顯。CSS、CDS、DS/RS、DS/RS/RS模式0-40 cm土層的養(yǎng)分含量在冬小麥成熟期分別增加10.3%、9.3%、11.8%、15.3%,夏玉米成熟期分別增加10.9%、10.0%、12.3%、17.4%;CDS模式0-40 cm土層的養(yǎng)分含量較CDNS在冬小麥成熟期顯著增加15.8%,夏玉米成熟期顯著增加15.4%。3、與試驗前相比,秸稈還田條件下的各耕作模式0-40 cm土層有機(jī)碳儲量、全氮儲量呈現(xiàn)整體增加趨勢,其中DS/RS/RS模式最明顯,而CDNS模式呈減少趨勢。秸稈還田條件下的5種耕作模式0-40 cm土層的有機(jī)碳儲量、全氮儲量均以DS/RS/RS模式最高,與DS/RS差異不顯著,顯著高于CRS、CSS;CDS模式的有機(jī)碳儲量、全氮儲量平均值較CDNS在冬小麥成熟期增加14.0%,夏玉米成熟期增加16.3%。4、輪耕模式和秸稈還田主要增加了10-40 cm土層的酶活性,隨耕層增加遞減,且土層間差異顯著。與對照CRS相比,CSS、CDS、DS/RS、DS/RS/RS模式10-40 cm土層的酶活性在冬小麥成熟期分別增加14.7%、25.6%、26.8%、21.1%,夏玉米成熟期分別增加14.2%、25.2%、25.6%、19.4%;CDS模式10-40 cm土層的酶活性較CDNS在冬小麥成熟期顯著增加24.3%,夏玉米成熟期顯著增加20.8%。5、輪耕模式和秸稈還田顯著提高了土壤總呼吸速率和土壤異氧呼吸速率,增加了冬小麥季和夏玉米季的CO_2排放總量。秸稈還田條件下,不同耕作模式的土壤呼吸速率和CO_2排放總量均表現(xiàn)為CDSCSSDS/RSDS/RS/RSCRS,CSS、CDS、DS/RS和DS/RS/RS的周年土壤總呼吸速率較CRS模式分別顯著提高20.4%、15.3%、10.4%、5.7%,其中DS/RS的周年CO_2排放總量較DS/RS/RS增加4.6%;在連年深耕模式下,CDS模式的周年土壤總呼吸速率較CDNS顯著增加12.1%。土壤呼吸速率與5 cm土層溫度呈指數(shù)擬合關(guān)系,其中CDNS的Q_(10)最大,其次是CDS,再次是DS/RS和DS/RS/RS。6、輪耕模式和秸稈還田顯著增加了植株的養(yǎng)分吸收量。與CRS相比,CSS、CDS、DS/RS、DS/RS/RS模式植株吸氮量顯著增加30.6%、16.6%、30.1%、32.4%,吸磷量顯著增加24.1%、17.7%、33.0%、34.1%,吸鉀量顯著增加27.4%、17.0%、30.2%、37.5%。各輪耕模式的氮磷養(yǎng)分主要分布在籽粒上,分別占植株氮、磷吸收量的75.8%、82.1%,而鉀主要分布在秸稈中,占總量的79.0%;在連年旋耕模式,CDS模式的植株的養(yǎng)分吸收量極顯著高于CDNS。7、輪耕模式和秸稈還田顯著提高了冬小麥-夏玉米的周年產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益。秸稈還田條件下,5種耕作模式6年的周年產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益均以DS/RS/RS較高,其周年產(chǎn)量平均值較對照CRS分別增產(chǎn)19.9%,DS/RS、CSS、CDS的周年產(chǎn)量平均值較對照CRS分別增產(chǎn)19.9%、15.7%、12.9%;DS/RS/RS的經(jīng)濟(jì)效益平均值較CDS顯著增收11.8%,較CRS顯著增收34.2%;連年深耕模式下,CDS的周年產(chǎn)量平均值較CDNS顯著增產(chǎn)7.7%,其經(jīng)濟(jì)效益顯著增收28.0%。8、輪耕模式和秸稈還田對農(nóng)田碳足跡有顯著的影響,洛陽試驗點和新鄉(xiāng)試驗點6年的農(nóng)田碳足跡整體呈下降趨勢,其中農(nóng)事活動產(chǎn)生的碳投入是影響農(nóng)田碳足跡的主要因素,農(nóng)事活動組成中產(chǎn)生的碳投入從高到低依次化肥、灌溉、柴油、種子、農(nóng)藥、人力,其中化肥投入比例約占64.5%,其次是灌溉(27.7%)。CSS、CDS、DS/RS、DS/RS/RS模式的農(nóng)事活動產(chǎn)生的碳投入較CRS增加了17.2 kg CO_2-eqhm~(-2)·yr~(-1)、16.8 kg CO_2-eqhm~(-2)·yr~(-1)、8.4 kg CO_2-eqhm~(-2)·yr~(-1)、5.6 kg CO_2-eqhm~(-2)·yr~(-1)。與對照CRS相比,CSS、CDS、DS/RS、DS/RS/RS的碳足跡顯著降低11.5%、10.2%、14.0%、8.3%。在連年深耕模式下,CDS模式的碳足跡較CDNS降低4.5%。
【學(xué)位授予單位】：河南農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：S512.11;S513;S156
【圖文】：

圖1 2009-2015年試驗進(jìn)行期間月平均氣溫和月降水量Fig.1. Monthly precipitation and monthly mean temperature at the study period from 2009 to 2015.圖2 2009-2015年在冬小麥季的土壤耕作處理Fig.2 The soil tillage treatments during 2009-2015 in winter wheat season

11圖2 2009-2015年在冬小麥季的土壤耕作處理Fig.2 The soil tillage treatments during 2009-2015 in winter wheat season圖3 不同耕作方式下0-30 cm土層秸稈分布Fig.3 Straw distribution at 0-30 cm soil layer under different soil tillage

圖2 2009-2015年在冬小麥季的土壤耕作處理Fig.2 The soil tillage treatments during 2009-2015 in winter wheat season圖3 不同耕作方式下0-30 cm土層秸稈分布Fig.3 Straw distribution at 0-30 cm soil layer under different soil tillage

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2753010