本文關鍵詞：“上膜下秸”措施對河套灌區(qū)鹽漬土壤有機碳和CO_2排放的影響

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【摘要】：內(nèi)蒙古河套灌區(qū)鹽漬化耕地占耕地總面積68.65%,開發(fā)潛力較大。本課題組前期研究發(fā)現(xiàn),在地表下40cm處埋設作物秸稈隔層結合地表地膜覆蓋(簡稱 上膜下秸‖),具有明顯的耕層控抑鹽和增產(chǎn)效果,目前該技術措施在當?shù)氐玫搅藦V泛認可。上膜下秸措施必然帶來土壤生物學性質的變化,這可能影響到鹽漬化土壤有機碳和CO2排放,但目前有關這方面的研究沒有涉及。國內(nèi)外有關土壤有機碳、土壤呼吸變化特征的研究主要針對非鹽漬土,而針對鹽漬土的研究還很薄弱。因此,研究不同耕作措施下鹽漬化土壤有機碳、土壤呼吸變化及影響因素具有重要的科學意義。因此,本研究依托內(nèi)蒙古河套灌區(qū)建立的田間微區(qū)定位試驗平臺,設置四種耕作方式處理:翻耕(CK)、翻耕結合地膜覆蓋(PM)、秸稈深埋(SL)和上膜下秸(PM+SL),通過對不同耕作方式下鹽漬化土壤有機碳(Soil Organic Carbon,SOC)、土壤微生物量碳(Microbial Biomass Carbon,MBC)、可溶性有機碳(Dissolved organic Carbon,DOC)、土壤呼吸的動態(tài)變化以及生態(tài)環(huán)境因子(土壤鹽分、pH、土壤溫度、水分、有機質、養(yǎng)分)等的同步動態(tài)監(jiān)測,明確秸稈深埋結合地膜覆蓋條件下鹽漬化土壤SOC、MBC、DOC及土壤呼吸變化特征及關鍵影響因素,為該區(qū)域制定科學有效的土壤改良與碳調(diào)控管理措施提供依據(jù)。主要研究結果如下:(1)“上膜下秸”措施顯著影響不同層次土壤有機碳分布。秸稈層埋設3年后PM+SL和SL處理在20-40cm的SOC含量顯著高于CK和PM處理,但是PM+SL處理0-20cm的SOC含量明顯降低,CK和SL在該層次變化不顯著,秸稈隔層埋設4年后結果與其一致,并且4年后PM+SL和SL處理0-40cm的SOC儲量分別增加5.84%和10.78%(P0.05),PM處理減少6.79%(P0.05),CK處理變化不顯著,主要原因是秸稈隔層的埋設。盡管4年后PM+SL處理的SOC儲量少于SL,但在秸稈和地膜的共同作用下其MBC和DOC含量仍然為各處理最高值。經(jīng)過分析發(fā)現(xiàn),SOC和MBC之間以及SOC和DOC之間的均成顯著正相關關系(P0.01),土壤溫度和作物生育期間脫鹽量與SOC,MBC和DOC也均呈顯著正相關(P0.01),但土壤水分則與相關碳指標呈負相關關系(P0.01)。綜合來看,上膜下秸對鹽堿地SOC的分布和積累具有顯著影響作用。(2)“上膜下秸”措施顯著影響土壤呼吸速率。2年內(nèi)4種耕作方式的土壤呼吸速率在的食葵全生育期內(nèi)均呈降低趨勢,PM+SL處理在每年的整個生育期內(nèi)土壤呼吸速率最高,PM次之,SL處理呼吸速率僅在蕾期較CK略高,其余時期與CK基本持平,在盛花期、成熟期10:00和15:00兩個關鍵時間點各處理間土壤呼吸值同樣表現(xiàn)為:PM+SLPMSLCK;各耕作方式0-40cm土壤溫度變化趨勢保持一致,僅在收獲期出現(xiàn)差異;PM+SL處理0-40cm土壤含水量在所有處理中均為最低值,但其在控鹽和有機質上明顯優(yōu)于其它處理;土壤呼吸速率與0-40cm土壤溫度呈極顯著的正相關關系(P0.01),土壤呼吸速率與0-40cm土壤水分、鹽分、有機質含量相關性不顯著。擬合方程顯示在該鹽漬化區(qū)域土壤呼吸受土壤溫度、水分、鹽分的交互作用共同影響。因此,在該區(qū)域通過PM+SL等相應措施起到保溫抑鹽效果的同時,可增強根系生長以及微生物的代謝活動。(3)“上膜下秸”措施農(nóng)田固碳效果顯著。在作物產(chǎn)量和凈初級生產(chǎn)力方面,PM+SL處理均顯著高于其他處理,在CO2排放方面PM+SL和PM由于地膜覆蓋的原因顯著高于其他兩個處理,因而凈生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)力PM+SL低于SL,但是作為碳 匯‖處理的PM+SL對于該區(qū)域的作物增產(chǎn)意義重大,在提升作物產(chǎn)量的同時,可以起到農(nóng)田碳 匯‖效應,因而綜合效益最高。因此,PM+SL可作為河套灌區(qū)鹽堿地作物增產(chǎn)、控鹽固碳的首選耕作措施。
【關鍵詞】：秸稈深埋 地膜覆蓋 有機碳 土壤呼吸 鹽漬土
【學位授予單位】：中國農(nóng)業(yè)科學院
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：S156.41
【目錄】：

• 摘要5-7
• 英文摘要7-12
• 英文縮略表12-13
• 第一章 緒論13-19
• 1.1 研究背景與意義13-14
• 1.2 國內(nèi)外研究進展14-17
• 1.2.1 耕作培肥措施對SOC的影響14-15
• 1.2.2 耕作培肥措施對土壤MBC和DOC的影響15-16
• 1.2.3 耕作培肥措施對土壤呼吸的影響16-17
• 1.3 研究目標與內(nèi)容17-18
• 1.4 技術路線18-19
• 第二章 材料與方法19-22
• 2.1 試驗點基本情況19
• 2.2 試驗設計19-20
• 2.3 測定項目與方法20-21
• 2.3.1 土壤總有機碳、微生物量碳、可溶性有機碳的測定方法20
• 2.3.2 土壤呼吸速率的測定方法20-21
• 2.3.3 土壤理化性質的測定方法21
• 2.3.4 農(nóng)田碳平衡估算方法21
• 2.4 數(shù)據(jù)處理及分析21-22
• 第三章“上膜下秸”措施對鹽漬土壤有機碳的影響22-32
• 3.1“上膜下秸”對鹽漬土壤有機碳（SOC）的影響22-25
• 3.1.1 SOC年際變化22-23
• 3.1.2 SOC剖面分布特征23-25
• 3.2“上膜下秸”對鹽漬土壤微生物量碳（MBC）剖面分布的影響25-27
• 3.3“上膜下秸”對鹽漬土壤可溶性有機碳（DOC）剖面分布的影響27-29
• 3.4 土壤有機碳與鹽漬土壤溫度、水分、鹽分的相互關系29-31
• 3.5 本章小結31-32
• 第四章“上膜下秸”措施對鹽漬土壤呼吸的影響32-38
• 4.1“上膜下秸”對鹽漬土壤呼吸變化特征的影響32-34
• 4.1.1 生育期變化特征32-33
• 4.1.2 關鍵時間點變化特征33-34
• 4.2 土壤呼吸速率與鹽漬土壤水分、溫度、鹽分和有機碳的相互關系34-37
• 4.3 本章小結37-38
• 第五章“上膜下秸”措施對農(nóng)田固碳能力的影響38-41
• 5.1 生物光合固碳分析38-39
• 5.2 土壤固碳分析39
• 5.3 “上膜下秸”措施固碳效益綜合評價39-40
• 5.4 本章小結40-41
• 第六章 討論與結論41-45
• 6.1 討論41-43
• 6.2 結論43-44
• 6.3 展望44-45
• 參考文獻45-51
• 致謝51-52
• 作者簡介52

【參考文獻】

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本文編號：756437