秸秆还田现状调查及生物炭复合肥应用探讨

【摘要】：长期以来,秸秆还田是我国农业生物质废弃物循环利用的重要措施,但近年来秸秆田间焚烧日益严重。为了解秸秆还田在农业生产中的应用效果,以河南省产粮大市——商丘市为研究对象,采用问卷调查方式采集秸秆还田实施情况及问题的相关信息,获知农民对秸秆生物质炭还田的意愿,探求当前秸秆还田存在的实际问题。近年来,秸秆生物质炭化处理成为秸秆资源化利用的新途径。秸秆经过低温限氧热裂解后产生的生物质炭以稳定态碳为主要成分,具有较大的比表面积和丰富的官能团,施用于农田可改善土壤结构、提高土壤地力,特别在农业固碳减排方面具有明显的效果。本试验以生物质炭为载体,选取棉花秸秆(CBF)、玉米秸秆(MSF)、小麦秸秆(WSF)、稻壳(RHF)、花生壳(PHF)和生活废弃物(HWF)等炭化制成的生物质炭,按照一定比例与化学肥料混合制成6种生物质炭复合肥料,通过大田试验研究生物质炭复合肥对小麦产量、氮肥偏生产力及温室气体排放的影响,以期为农业生产中减少肥料用量、提高作物氮肥利用率,以及降低农田温室气体排放等措施提供科学依据。主要取得以下研究结果：1、调查结果显示,在秸秆还田的农户中,以农业为主要收入来源的农户玉米和小麦的平均打药次数分别为3.5次和3.1次,均显著高于以非农业为主要收入来源的农户(分别为3.0次和2.7次)。这反映出秸秆还田可能因病虫害加重影响产量,因而农业收入农户通过增加打药次数来尽量减少减产的风险应对措施。2、由于种植规模较大(0.5 hm2及以上)的农户主要靠农作物生产获得收入,从而对秸秆病虫害效应及其对产量的影响更为关注,反映秸秆还田减产和加重病虫害的户数显著多于种植规模小于0.5 hm2的农户,在90%置信水平存在显著差异。3、施用生物质炭复合肥均显著提高了小麦的产量。与对照相比,增产幅度达20%～35.4%,氮肥偏生产力也显著提高17.9%一34.4%,其中花生壳、棉花秸秆和玉米秸秆炭基肥处理下的小麦产量和氮肥偏生产力显著高于生活废弃物和小麦秸秆炭基肥料。4、施用生物质炭复合肥显著降低了麦田N2O的排放。与对照相比,减排幅度达56.0%～65.4%,但不同炭基复合肥间没有显著的差异。生物质炭复合肥对麦田CH4及CO2的排放无显著影响。麦田100年尺度的全球增温潜势(GWP)和温室气体排放强度(GHGI)在施用生物质炭复合肥条件下分别降低57.5%～66.9%和68.0%～77.5%。5、施用生物质炭复合肥对麦田土壤理化性质无显著性影响：虽然显著提高了小麦秸秆的全氮含量,但显著降低了小麦籽粒的蛋白质含量;对不同生育期麦田土壤铵态氮、硝态氮含量及叶片SPAD值均无显著性影响。 【关键词】：秸秆还田 问卷调查 生物质炭复合肥 小麦 产量 温室气体
【学位授予单位】：南京农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：S141.4;S143.6
【目录】：

• 摘要7-9
• ABSTRACT9-11
• 第一章 文献综述11-21
• 1.1 研究背景11-13
• 1.1.1 我国农业废弃物现状11-12
• 1.1.2 我国生活废弃物现状12
• 1.1.3 我国氮肥利用现状12-13
• 1.1.4 我国粮食安全及小麦需求现状13
• 1.2 国内外研究进展13-18
• 1.2.1 秸秆还田13-14
• 1.2.2 生物质炭及其应用14-17
• 1.2.3 生物质炭复合肥的研究进展17-18
• 1.3 本研究的目的及意义18-19
• 1.4 研究内容和技术路线19-21
• 1.4.1 研究内容19-20
• 1.4.2 技术路线20-21
• 第二章 秸秆还田现状调查—以河南商丘地区为例21-29
• 2.1 引言21
• 2.2 材料与方法21-23
• 2.2.1 调查区选择21-22
• 2.2.2 问卷设计22-23
• 2.2.3 结果整理与计算23
• 2.3 结果与分析23-25
• 2.3.1 调查对象的基本情况23
• 2.3.2 农民对秸秆还田及其对农业生产影响的认知23-24
• 2.3.3 秸秆处理意愿和生物质炭认知24-25
• 2.4 结论与讨论25-28
• 2.4.1 秸秆还田存在的问题25-27
• 2.4.2 我国实行秸秆生物质炭还田的可行性27-28
• 2.5 小结28-29
• 第三章 秸秆等农业废弃物资源化利用：生物质炭复合肥试验—以小麦为例29-47
• 3.1 引言29-30
• 3.2 材料与方法30-33
• 3.2.1 供试生物质炭复合肥30
• 3.2.2 田间试验设计30-31
• 3.2.3 分析测定项目及方法31-32
• 3.2.4 计算和统计分析32-33
• 3.3 结果与分析33-44
• 3.3.1 生物质炭复合肥处理对麦田养分含量的影响33-35
• 3.3.2 生物质炭复合肥处理对小麦植株养分含量的影响35-39
• 3.3.3 生物质炭复合肥对小麦产量和氮肥偏生产力的影响39-41
• 3.3.4 生物质炭复合肥处理对麦田温室气体排放的影响41-44
• 3.4 讨论44-46
• 3.5 小结46-47
• 第四章 全文结论与展望47-49
• 4.1 全文结论47
• 4.2 研究创新点47
• 4.3 存在的问题47
• 4.4 研究展望47-49
• 参考文献49-59
• 附录59-61
• 致谢61-63
• 作者简介63-65
• 攻读学位期间发表论文65

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