發(fā)布時(shí)間：2017-12-20 17:59

  本文關(guān)鍵詞：華北平原小麥玉米周年低碳生產(chǎn)技術(shù)綜合效應(yīng)評(píng)價(jià)　出處：《中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)》2017年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：探索華北平原小麥玉米輪作體系低碳生產(chǎn)技術(shù)體系,降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對(duì)生態(tài)環(huán)境的負(fù)效應(yīng),是我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)轉(zhuǎn)型的迫切需要。本文利用3年田間試驗(yàn),對(duì)比評(píng)價(jià)了在秸稈全量還田條件下不同周年耕作方式(免耕、旋耕、翻耕和深松)、氮肥統(tǒng)籌管理(傳統(tǒng)農(nóng)戶、高產(chǎn)高效和氮肥優(yōu)化)和灌溉(4水、2水)協(xié)同優(yōu)化技術(shù)的周年糧食增產(chǎn)和水肥增效效應(yīng),并通過(guò)全生命周期方法評(píng)價(jià)了不同技術(shù)體系的溫室氣體減排效應(yīng)。主要結(jié)果如下:1.綜合管理技術(shù)可以取得19.38×10~3 kg ha~(-1)的周年糧食產(chǎn)量,較農(nóng)民傳統(tǒng)方式增產(chǎn)3027 kg ha~(-1)。其中由耕作措施的優(yōu)化帶來(lái)的增產(chǎn)效果為1262 kg ha~(-1),優(yōu)化灌溉的增產(chǎn)效果為344 kgha~(-1),優(yōu)化氮肥管理的增產(chǎn)增產(chǎn)效果為5211 kg ha~(-1)。這是由于合理的耕作措施提高了小麥和玉米0-20cm土層的根重密度和根長(zhǎng)密度,使小麥次生根的微觀結(jié)構(gòu)得到了改善,較好的根系發(fā)育促進(jìn)了地上部葉面積系數(shù)的增加,增強(qiáng)了小麥的光合強(qiáng)度,使小麥的灌漿速率得到了顯著的提高。其次,優(yōu)化的灌溉和氮肥管理在保障小麥玉米水肥需求的同時(shí),加速了小麥生育后期植株內(nèi)干物質(zhì)的再分配,如氮肥精準(zhǔn)管理模式下小麥花后25d時(shí),灌漿速率仍然維持在2.37 mg grain-1 d-1的較高水平,較對(duì)照增加16.2%。2.優(yōu)化技術(shù)體系可以在降低氮肥投入30%的情況下,大幅度提高氮肥利用效率52.57%,并維持土壤較高的生產(chǎn)力和較低的養(yǎng)分損失。本研究3年試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明,優(yōu)化灌溉和氮肥管理可將周年氮肥生產(chǎn)效率從28.32 kg kg-1提高到38.76 kg kg-1,采用綜合管理措施后0～20cm和20～40cm土層土壤硝態(tài)氮含量分別提高了 12.15%和23.70%,該部分土壤氮素可以為下季作物吸收利用,為氮素化肥的周年統(tǒng)籌打下基礎(chǔ)。優(yōu)化措施降低了耕層之外養(yǎng)分淋洗43.25%。其次,優(yōu)化灌溉和氮肥管理有利于調(diào)控作物的營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)和生殖生長(zhǎng),構(gòu)建高效的"源-庫(kù)"關(guān)系。3.優(yōu)化的小麥玉米耕作方式組合能夠更好的發(fā)揮土壤"水庫(kù)"的調(diào)節(jié)作用,提高降水利用效率的同時(shí)降低灌溉水用量。華北平原小麥-玉米生產(chǎn)技術(shù)體系周年水分凈虧缺口高達(dá)110～230mm。通過(guò)小麥季免耕、玉米季翻耕搭配可以充分發(fā)揮土壤"水庫(kù)"的調(diào)節(jié)作用,使0-150cm 土層土壤多蓄水64.32～95.70mm,在減少小麥季2-3次灌溉的同時(shí),使灌溉水生產(chǎn)效率達(dá)到10.18kgm-3,較對(duì)照處理提高了2.15倍。4.通過(guò)全生命周期評(píng)價(jià)方法發(fā)現(xiàn),華北平原小麥玉米輪作體系采用綜合管理技術(shù)(秸稈還田、氮肥精準(zhǔn)管理、耕作方式優(yōu)化、灌溉優(yōu)化)可以降低溫室氣體排放1925 kg CO_2eq ha~(-1) y~(-1)。其中因減少農(nóng)田耕作、降低灌溉耗電和減少周年氮肥投放量而降低的上游生產(chǎn)資料排放可達(dá)434 kg CO_2 eq ha~(-1) y~(-1);耕作方式優(yōu)化會(huì)降低溫室氣體排放314 kg CO_2 eq ha~(-1) y~(-1);灌溉優(yōu)化可以降低165 kg CO_2 eq ha~(-1) y~(-1)的溫室氣體排放;氮肥優(yōu)化管理可以降低576 kg CO_2 eq ha~(-1) y~(-1)溫室氣體的排放。綜上所述,本研究經(jīng)過(guò)3年田間試驗(yàn),明確了華北平原氣候條件下周年氮肥、耕作與灌溉協(xié)同優(yōu)化對(duì)土壤水氮素運(yùn)移和作物吸收利用的機(jī)理。在此基礎(chǔ)上,評(píng)價(jià)了區(qū)域周年高產(chǎn)、水分養(yǎng)分高效和溫室氣體減排的技術(shù)途徑,使區(qū)域內(nèi)自然資源稟賦與作物生產(chǎn)達(dá)到了新的平衡。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：S512.1;S513

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 MENG Qingfeng;YUE Shanchao;HOU Peng;CUI Zhenling;CHEN Xinping;;中國(guó)玉米小麥產(chǎn)量與氮肥利用效率同步提高的研究進(jìn)展（英文）[J];Pedosphere;2016年02期

2 徐鈺;劉兆輝;朱國(guó)梁;李欣;譚德水;石t，

本文編號(hào)：1312875