本文關(guān)鍵詞：生物炭對春玉米土壤性質(zhì)及溫室氣體排放的影響

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【摘要】：近年來,氣候變化問題已成為全球關(guān)注的焦點,而農(nóng)田土壤是溫室氣體重要的排放源。生物炭在改良農(nóng)田土壤、減排農(nóng)田溫室氣體上的作用也逐漸被國內(nèi)外研究人士認可。本文將秸稈生物炭施加于土壤當中,并通過設置生物炭的不同用量,包括無肥對照C0(0kg/hm2)、常規(guī)肥處理 CK(0kg/hm2)和添加生物炭的 C1(3000kg/hm2)、C2(3000kg/hm2)、C3(5000kg/hm2)、C4(7000kg/hm2)處理,研究其對玉米田土壤性質(zhì)、土壤C02、N20的排放通量和累積排放量、玉米的農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量的影響,這將對農(nóng)用固碳減排及東北地區(qū)糧食增產(chǎn)具有重大意義。試驗于2016年在沈陽農(nóng)業(yè)大學實驗基地進行,研究結(jié)果表明:(1)施用生物炭對耕層土壤的肥力和養(yǎng)分有顯著提高的作用,與播前土壤養(yǎng)分含量相比,收獲后添加生物炭的耕層土壤有機質(zhì)、堿解氮、速效磷和速效鉀含量均有所提高,其中只有堿解氮含量與播種前無顯著差異。而有機質(zhì)和速效磷含量均表現(xiàn)為隨著生物炭量的增加而增加。(2)不同生物炭添加量的土壤C02的排放通量呈現(xiàn)先增加后減少的趨勢。除C1外,各處理土壤CO2的排放通量均與土壤5cm處溫度呈顯著的正相關(guān)關(guān)系。在整個玉米生育期內(nèi),各處理的土壤C02累積排放量表現(xiàn)為:拔節(jié)-開花開花-乳熟出苗-拔節(jié)蠟熟-完熟乳熟-蠟熟播種-出苗。(3)不同處理土壤C02的累積排放量的大小關(guān)系為C4CKC3C2C1C0,與CK相比較,C4處理的土壤C02的累積排放量增加了 1.5%,而C2和C3處理分別減少了 9.9%和8.0%。說明在土壤中添加一定量的生物炭會在一定程度上抑制土壤呼吸的強度,從而抑制土壤中C02的排放,但若生物炭施用量過多,則會對排放起到促進作用。(4)在2016年玉米的全生育期內(nèi),土壤N20的排放通量主要是受氮肥施入的影響,在基肥和追肥后其顯著增加并有明顯的排放峰值出現(xiàn)。添加生物炭可以顯著影響土壤N20的累積排放量,且隨著生物炭量的增加,土壤N20的累積排放量逐漸減少。與CK相比,C2、C3、C4處理在玉米生育期內(nèi)的土壤N20累積排放量分別減少了 24.7%、35.2%、37.0%。說明添加生物炭對土壤N20排放有一定的抑制作用,且隨著生物炭添加量的增加,土壤N20的排放量逐漸減少。(5)從玉米的農(nóng)藝性狀來看,添加生物炭總體上能促進玉米的生長,可以顯著增加玉米的莖粗、葉面積,還可以延緩植株的枯萎,降低葉面積的衰退速度,增加植株的生長時間。而對于玉米的株高,在生長前期,添加生物炭的處理對玉米株高生長表現(xiàn)出一定的抑制作用,但到了生長后期這種抑制作用逐漸消失。(6)對于玉米的產(chǎn)量,生物炭的添加對苗期和拔節(jié)期的玉米地上部分的干物質(zhì)質(zhì)量積累并沒有促進作用,但隨著生育期的推進,其對玉米植株干物質(zhì)的形成和積累表現(xiàn)出一定的促進作用,且隨著生物炭量的增加,促進作用增強。在與CK養(yǎng)分等量的前提下,施加生物炭會使玉米的穗重和百粒重顯著增加,而在施肥量不足的情況下,添加生物炭會使玉米的產(chǎn)量構(gòu)成要素與CK相比沒有顯著差異。在減少養(yǎng)分30%的情況下,添加生物炭能夠使玉米產(chǎn)量達到與CK同等水平;而在肥料養(yǎng)分充足的條件下,添加生物炭能夠使玉米增產(chǎn)顯著。與CK相比,C2、C3、C4處理的經(jīng)濟產(chǎn)量和生物產(chǎn)量分別增加了 9.8%和8.7%、10.7%和9.3%、11.7%和13.7%。C1處理的經(jīng)濟產(chǎn)量較CK處理有所減少,為0.5%,而生物產(chǎn)量卻略有增加,為0.1%,其經(jīng)濟產(chǎn)量和生物產(chǎn)量與CK之間均無顯著差異。綜上所述,在土壤中添加生物炭對增加土壤養(yǎng)分含量和抑制農(nóng)田溫室氣體排放有一定的作用,同時對玉米的生長發(fā)育有促進作用,且可以顯著提高產(chǎn)量。與農(nóng)民常規(guī)施肥相比,在土壤中添加生物炭還可以提高肥料農(nóng)學利用率和肥料偏生產(chǎn)力。因此,本試驗表明,生物炭對旱地農(nóng)田的固碳減排、改善旱地玉米田的土壤性質(zhì)、玉米的穩(wěn)產(chǎn)增產(chǎn)及農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展有著重要意義。
【學位授予單位】：沈陽農(nóng)業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：S513

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本文編號：1275835