針對(duì)我國(guó)農(nóng)業(yè)廢棄物類多、數(shù)量大、利用低、污染重的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題,以循環(huán)農(nóng)業(yè)理念為指導(dǎo),選擇代表農(nóng)田內(nèi)循環(huán)的秸稈、代表農(nóng)牧循環(huán)的豬糞、代表農(nóng)沼循環(huán)的沼渣、代表農(nóng)菌循環(huán)的菌渣、代表農(nóng)工循環(huán)的酒渣5種有機(jī)物料進(jìn)行等碳量還田,通過(guò)麥玉兩熟農(nóng)田定位試驗(yàn),重點(diǎn)對(duì)土壤有機(jī)碳及其組分變化、團(tuán)聚體固碳機(jī)制、土壤溫室氣體排放進(jìn)行監(jiān)測(cè)與分析,研究不同物料還田對(duì)農(nóng)田系統(tǒng)的碳平衡的影響及其機(jī)制。試驗(yàn)開(kāi)始于2010年6月,本論文主要分析2012-2013年的數(shù)據(jù)。取得的主要進(jìn)展主要有： (1)五種物料還田均能不同程度促進(jìn)麥玉兩熟集約化農(nóng)田土壤總有機(jī)碳積累,增強(qiáng)系統(tǒng)固碳潛力。與單施無(wú)機(jī)肥相比,5種物料還田3年后的土壤有機(jī)碳(TOC)含量平均提高44%,周年系統(tǒng)固碳量分別增加4.22～6.30t C ha-1。與不施肥(NF)和撂荒地(FL)相比,物料還田的TOC含量分別高出63%和32%,系統(tǒng)固碳量平均增加8.78t C ha-1和6.82t C ha-1。綜合表明,循環(huán)農(nóng)作模式對(duì)土壤TOC積累正貢獻(xiàn)最大,非循環(huán)農(nóng)作模式(無(wú)機(jī)肥)與原始農(nóng)作模式(不施肥)對(duì)TOC積累呈現(xiàn)負(fù)貢獻(xiàn),撂荒模式TOC相對(duì)穩(wěn)定。 (2)五種物料中,豬糞、沼渣和菌渣更有利于土壤有機(jī)碳的積累和系統(tǒng)固碳潛力的提高。豬糞、沼渣、菌渣和酒渣的TOC含量分別比秸稈處理高29%、27%、27%和16%,表明經(jīng)過(guò)其他系統(tǒng)“循環(huán)”利用的有機(jī)物還田比秸稈直接還田更有利于有機(jī)碳在土壤中積累。豬糞、沼渣和菌渣還田3年后分別比秸稈直接還田多積累1.26tCha-1,0.76tCha-1,0.26tCha-1。 (3)有機(jī)物料還田促進(jìn)土壤團(tuán)聚體的形成,有利于對(duì)土壤有機(jī)碳的保護(hù),其中豬糞、沼渣和菌渣大幅提高有機(jī)碳的穩(wěn)定性。有機(jī)物料還田的微團(tuán)聚體結(jié)合態(tài)TOC以及大團(tuán)聚體包裹的微團(tuán)聚體結(jié)合態(tài)TOC含量分別比撂荒、非循環(huán)農(nóng)作模式及原始農(nóng)作模式高54%,115%,128%。菌渣、豬糞、沼渣和酒渣還田的土壤微團(tuán)聚體結(jié)合態(tài)TOC以及大團(tuán)聚體包裹的微團(tuán)聚體結(jié)合態(tài)TOC含量分別比秸稈高49%、23%、22%和7%,說(shuō)明經(jīng)過(guò)農(nóng)田系統(tǒng)外循環(huán)回來(lái)的物料還田有利于TOC穩(wěn)定性的提高。 (4)有機(jī)物料還田雖促進(jìn)了土壤溫室氣體排放,但同時(shí)也提高了系統(tǒng)碳輸入,最終表現(xiàn)出系統(tǒng)固碳能力增強(qiáng),是溫室氣體的“匯”。五種物料還田的土壤溫室氣體排放增溫潛勢(shì)平均比無(wú)機(jī)肥高出58%,但同時(shí)也提高了系統(tǒng)生產(chǎn)力、增加系統(tǒng)固碳,彌補(bǔ)所促進(jìn)的溫室氣體排放量,從而使整個(gè)系統(tǒng)的表現(xiàn)為碳匯,系統(tǒng)凈碳平衡高出264%。 研究結(jié)果表明,農(nóng)田有機(jī)廢棄物經(jīng)過(guò)農(nóng)牧循環(huán)、農(nóng)沼循環(huán)、農(nóng)菌循環(huán)之后回田,具有更強(qiáng)的固碳優(yōu)勢(shì),又能提高系統(tǒng)生產(chǎn)力,說(shuō)明發(fā)展循環(huán)農(nóng)業(yè),促進(jìn)農(nóng)業(yè)節(jié)能減排具有重要意義。
【學(xué)位單位】：中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位年份】：2014
【中圖分類】：S153.6;S181

【參考文獻(xiàn)】

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