小麥-大豆輪作體系是重要的作物種植系統(tǒng),世界小麥與大豆產(chǎn)量到2050年分別需提高40%和80%才能滿足需求,持續(xù)穩(wěn)定地提高該系統(tǒng)的生產(chǎn)力對糧食安全至關重要。人為溫室氣體排放增加是氣候變暖的主要驅(qū)動因子,而農(nóng)業(yè)源溫室氣體占人為溫室氣體排放的比例高達19%²9%,農(nóng)田溫室氣體減排意義顯著。施肥是作物豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的主要農(nóng)業(yè)措施之一,同時施肥又會顯著影響土壤溫室氣體排放。因此,研究施肥對作物產(chǎn)量可持續(xù)性與溫室氣體排放的影響,對保障糧食安全和減緩氣候變化意義突出。關于施肥對作物產(chǎn)量與溫室氣體排放的影響,盡管前人已有研究,但較少涉及小麥-大豆輪作體系,且現(xiàn)有研究多針對施肥的當季,對其后效的研究較少,對于凈溫室效應也缺少相關研究。本研究借助安徽蕭縣與蒙城縣兩個30多年的長期施肥試驗,探討有機肥、氮磷鉀化肥以及氮磷鉀配施不同有機物料對小麥-大豆輪作體系產(chǎn)量可持續(xù)性與溫室氣體排放的影響,擬為我國黃淮海區(qū)域小麥-大豆輪作體系豐產(chǎn)低碳排放的生產(chǎn)技術創(chuàng)新提供理論依據(jù)。本研究獲得的主要結果如下:（1）氮磷鉀配施糞肥可獲得最高的產(chǎn)量與可持續(xù)性。氮磷鉀配施有機物料的產(chǎn)量及其可持續(xù)性優(yōu)于單施氮磷鉀,... 

【文章來源】：中國農(nóng)業(yè)科學院北京市

【文章頁數(shù)】：114 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

試驗期間蕭縣小麥-大豆輪作體系的日平均氣溫與日總降水量Fig.2-1Dailymeanairtemperatureandtotalprecipitationinthesoybean-wheatcroppingsystemduringexperimental

圖 2-2 試驗期間蒙城縣小麥-大豆輪作體系的日平均氣溫與日總降水量Fig. 2-2 Daily mean air temperature and total precipitation in the soybean-wheat cropping system during experimentalperiod in Mengcheng County2.1.2 試驗設計2.1.2.1 蕭縣試驗設計試驗采用隨機區(qū)組設計，設置 7 個處理，3 次重復，小區(qū)面積 14.0 m × 7.9 m。試驗處理分別為：單施糞肥（M），氮磷鉀平衡施肥（NPK），氮磷鉀加糞肥（NPKM），氮磷肥加秸稈（NPS），氮磷鉀加餅肥（NPKC），氮磷鉀加糞肥加餅肥（NPKMC），以及不施肥對照（CK）。小麥播種前，所有的氮磷鉀化肥與有機肥均做基肥一次性施入，結合旋耕均勻施入耕層土壤（0-20 cm），大豆季不再施肥。各施肥處理的氮投入總量相等，均為 240 kg ha-1，磷、鉀素不統(tǒng)一定量。試驗中 M 與 NPKM、NPKMC 處理中采用的糞肥為牛糞，NPS 處理的秸稈為上一年的小麥秸稈，NPKC 和 NPKMC 處理中的餅肥為菜籽餅，氮、磷、鉀化肥分別為尿素、過磷酸鈣與硫酸鉀。其中 NPKM、NPS 與 NPKC 處理的化肥氮與有機物料投入氮各占 50%左右，NPKMC 處理中牛糞投入的氮占 50%左右，化肥與餅肥投入的氮各占 25%左右。不同年份施用的有機物料盡量保證來源一致，每 3~5 年測定其養(yǎng)分含量，并據(jù)此確定每種肥料的具體施用量。以本研究田間監(jiān)測與取樣的年份（2013—2015 年）為例，牛-1

圖 2-3 施肥對小麥與大豆產(chǎn)量可持續(xù)性的影響（蕭縣）Fig. 2-3 Effects of fertilization on yield sustainability of wheat and soybean (Xiao County)(a)小麥產(chǎn)量變異系數(shù) CV of wheat yield; (b)大豆產(chǎn)量變異系數(shù) CV of soybean yield; (c)小麥可持續(xù)性產(chǎn)量指數(shù) SYof wheat yield; (d)大豆可持續(xù)性產(chǎn)量指數(shù) SYI of soybean yield2.2.4.2 蒙城縣小麥、大豆產(chǎn)量可持續(xù)性圖 2-4 結果顯示，長期不施肥下小麥產(chǎn)量的 CV 最高、SYI 最低，長期施肥使 CV 降低、S提高，且不同施肥處理間的 CV、SYI 均存在差異。各施肥處理下小麥產(chǎn)量的 CV 均在 10%~20之間，SYI 在 0.5~0.7 之間，與 NPK 處理相比，NPK 加秸稈或糞肥的處理下 CV 較低、SYI 較高另外 NPK 加糞肥的處理下 CV 低于 NPK 加秸稈、SYI 高于 NPK 加秸稈，NPKCM 處理的 CV 低（14.1%）、SYI 最高（0.67）。長期不施肥下大豆產(chǎn)量的 CV 最高、SYI 最低，長期施肥使 CV 降低、SYI 提高，且不同肥處理間的CV、SYI均存在差異。各施肥處理下大豆產(chǎn)量的CV均在10%~30%之間，SYI在0.5~0之間，與 NPK 處理相比，NPK 加秸稈或糞肥的處理下 CV 較低、SYI 較高，另外 NPK 加糞肥處理下 CV 低于 NPK 加秸稈、SYI 高于 NPK 加秸稈，NPKCM 處理的 CV 最低（12.2%）、S最高（0.72）。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]長期不同施肥模式下南方水稻土有機碳的平衡特征[J]. 李艷,陳義,唐旭,吳春艷,計小江,唐良梁.  浙江農(nóng)業(yè)學報. 2018(12)
[2]長期施肥下黑土不同團聚體氮組分的植物有效性差異[J]. 楊洪波,申艷,徐明崗,史天昊,段英華.  植物營養(yǎng)與肥料學報. 2018(06)
[3]施肥對中國農(nóng)田土壤微生物群落結構與酶活性影響的整合分析[J]. 肖瓊,王齊齊,鄔磊,蔡岸冬,王傳杰,張文菊,徐明崗.  植物營養(yǎng)與肥料學報. 2018(06)
[4]化肥減量配施有機肥對早稻田溫室氣體排放的影響[J]. 楊丹,葉祝弘,肖珣,閆穎,劉鳴達,謝桂先.  農(nóng)業(yè)環(huán)境科學學報. 2018(11)
[5]有機物料等氮量施用對紫色土氮形態(tài)及溫室氣體排放的影響[J]. 黃容,高明,黎嘉成,徐國鑫,王富華,李嬌,陳仕奇.  中國農(nóng)業(yè)科學. 2018(21)
[6]秸稈和生物炭添加對關中地區(qū)玉米-小麥輪作農(nóng)田溫室氣體排放的影響[J]. 陳靜,張建國,趙英,張阿鳳,成功,馮浩.  水土保持研究. 2018(05)
[7]晚稻施氮量對冬種紫云英生長季溫室氣體排放與土壤碳庫的影響[J]. 馬艷芹,黃國勤.  江蘇農(nóng)業(yè)科學. 2018(11)
[8]等氮量下不同分施次數(shù)對燥紅壤N2O排放的影響[J]. 方雅各,解鈺,王麗華,楊霖,趙伶茹,賴倩倩,田偉,孟磊.  土壤. 2018(02)
[9]氮肥品種和含水量對水稻土N2O排放速率及排放過程的影響[J]. 席瑞澤,付慶靈,楊永強,尤錦偉,朱俊,胡紅青,葉磊.  農(nóng)業(yè)環(huán)境科學學報. 2017(12)
[10]不同施肥處理對東北黑土溫室氣體排放的短期影響[J]. 李平,郎漫,李淼,魏瑋,李凱凱.  環(huán)境科學. 2018(05)

博士論文
[1]黃淮不同年代小麥品種氮素利用和麥田溫室氣體排放的差異[D]. 陳歡.中國農(nóng)業(yè)大學 2018
[2]長期施肥對紅壤旱地玉米生產(chǎn)力和土壤肥力的影響及其機制研究[D]. 李昌新.南京農(nóng)業(yè)大學 2009
[3]長期施肥下我國典型農(nóng)田作物產(chǎn)量演變特征和機制[D]. 李忠芳.中國農(nóng)業(yè)科學院 2009
[4]長期施肥下我國典型農(nóng)田土壤鉀素演變特征及機理[D]. 張會民.西北農(nóng)林科技大學 2007

碩士論文
[1]不同施氮水平下隴中黃土高原春小麥田溫室氣體排放特征[D]. 李葉杉.甘肅農(nóng)業(yè)大學 2018
[2]施用氮肥對石灰性土壤碳釋放及其來源研究[D]. 于偉家.西北農(nóng)林科技大學 2018
[3]東北黑土區(qū)春玉米控釋肥施用的生態(tài)環(huán)境效應研究[D]. 宋梓璇.中國農(nóng)業(yè)科學院 2018
[4]長期定位施肥對紅壤旱地玉米產(chǎn)量和土壤肥力的影響[D]. 孫惠娟.江西農(nóng)業(yè)大學 2013
[5]長期施肥條件下黑土肥力變化特征研究[D]. 周寶庫.中國農(nóng)業(yè)科學院 2011
[6]長期定位施肥對不同品質(zhì)類型小麥籽粒產(chǎn)量與品質(zhì)的效應研究[D]. 俞建飛.南京農(nóng)業(yè)大學 2004



本文編號：3094088