还田秸秆腐解特征及其对稻田土壤碳库的影响研究

【摘要】： 在成都平原和川中丘陵两种不同母质水稻土上，通过模拟试验和田间试验研究水稻、小麦和油菜秸秆腐解特征及秸秆还田对一年两熟制稻田土壤养分和不同形态碳素影响，结果表明： 运用尼龙网袋法研究表明：油菜秸和麦秸前期腐解快，前三个月达到50％左右，后期腐解较慢；稻草前期腐解慢，后期腐解较快；经一年时间，稻草与油菜秸、麦秸腐解率趋于一致。相同腐解时间内，油菜秸、麦秸和稻草累计腐解量和腐解速率川中丘陵小于成都平原。两试验地油菜秸、麦秸和稻草腐殖化系数为0.22～0.32。应用Jenny模型对土壤有机碳平衡趋势进行预测表明：如果10年内土壤有机碳由目前12.86g／kg提高到20 g／kg，需单独施稻草15.61t，单独施用麦秸14.64t。 油菜、秸麦秸和稻草含丰富的养分，三种秸秆含氮0.77％～1.24％，含磷0.09％～0.23％，含钾素1.14％～2.25％，秸秆还田可归还氮、磷和钾养分。通过田间定位试验研究表明：和传统对照相比，秸秆还田提高土壤全氮、碱解氮、全钾和速效钾；成都平原秸秆还田后土壤速效钾比对照提高73％左右。两试验点秸秆还田对土壤磷素影响没有明显规律性。秸秆还田不同耕作方式下，土壤碱解氮和有效磷含量翻耕大于免耕；翻耕扰动土壤，加速钾离子运移，全钾和速效钾翻耕小于免耕，但差异不显著。秸秆本身氮、磷含量较少，同时还田后释放出的氮、磷大部分被作物籽粒移出，而秸秆残茬钾素含量丰富，所以秸秆还田对土壤钾素具有举足轻重的作用。 土壤有机碳是衡量肥力水平的一个重要指标。经过三年秸秆还田试验研究表明，秸秆还田可以提高有机碳含量，有机碳含量全还全翻＞全还全免＞对照。成都平原试验点全还全免、全还全翻处理分别比对照增加2.64％、18.66％；川中丘陵试验点分别提高8.01％和20.37％。秸秆还田后，土壤有机碳年增率全还全免为0.017％～0.034％；秸秆还田翻耕使未分解植物残体进入土壤，与原有机碳不能清楚区分，故全还全翻年增率较大，达到0.087％～0.118％。 秸秆还田后，土壤有机碳氧化稳定系数Kos值下降，和对照相比，成都平原试验点全还全翻、全还全免比对照降低30.22％、34.72％；川中丘陵试验点分别降低40.57％、53.14％。有机碳氧化稳定系数下降，加快了有机碳转化速率，提高了土壤养分的供应强度。秸秆还田对活性碳、矿化碳、微生物碳、碳素有效率和碳库管理指数影响表现为：全还全翻＞全还全免＞对照。秸秆还田后活性碳、矿化碳和微生物碳分别提 高42.30～50.56％、13.22～164.35％和15.67～159.45％。土壤碳库管理指数值成都平原试验点全还全免、全还全翻处理分别比对照高9.25％、38.51％，川中丘陵试验点提高48.20％、54.42％。秸秆还田翻耕、免耕与对照相比，特别是秸秆还田翻耕不仅能提高有机碳数量，同时改善了有机碳质量。相关性分析表明，运用活性碳库变化土壤肥力评价是可行的，且运用碳库管理指数可以更好地反映土壤养分及碳素的动态变化。 【关键词】：秸秆腐解特征 秸秆还田 土壤养分 碳素形态 碳库管理指数
【学位授予单位】：四川农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：S141.4
【目录】：

• 摘要6-8
• 英文摘要8-10
• 1 前言10-25
• 1.1 立题背景和意义10-11
• 1.2 研究综述11-23
• 1.2.1 秸秆还田利用现状及发展趋势11-13
• 1.2.2 秸秆腐解特征及其影响因素13-18
• 1.2.3 有机质分解、转化和积累数学模型研究18-20
• 1.2.4 秸秆还田对土壤养分影响20-21
• 1.2.5 农田土壤不同形态碳素及碳库管理研究研究进展21-23
• 1.3 研究目标、研究内容与技术路线23-25
• 1.3.1 研究目标23
• 1.3.2 研究内容23-24
• 1.3.3 技术路线24-25
• 2 材料与方法25-27
• 2.1 试验区概况25
• 2.2 试验设计25-27
• 2.2.1 秸秆腐解试验25-26
• 2.2.2 秸秆还田定位试验26-27
• 2.2.3 样品制备与测定27
• 2.3.4 数据统计27
• 3 结果与分析27-41
• 3.1 秸秆的养分状况及腐解特征27-33
• 3.1.1 秸秆的养分状况27-28
• 3.1.2 还田秸秆的腐解特征28-31
• 3.1.3 土壤有机碳平衡预测31-33
• 3.2 秸秆还田对土壤养分影响研究33-35
• 3.2.1 秸秆还田对土壤氮素影响33-34
• 3.2.2 秸秆还田对土壤磷素影响34
• 3.2.3 秸秆还田对土壤钾素影响34-35
• 3.3 秸秆还田对土壤不同碳素形态影响研究35-40
• 3.3.1 秸秆还田对土壤有机碳影响35-36
• 3.3.2 秸秆还田对土壤有机碳氧化稳定性影响36-37
• 3.3.3 秆还田对土壤活性碳影响37-38
• 3.3.4 秆还田对土壤矿化碳影响38
• 3.3.5 秆还田对土壤微生物碳影响38-39
• 3.3.6 秸秆还田对碳素有效率影响39
• 3.3.7 秸秆还田对土壤碳库管理指数影响39-40
• 3.4 土壤不同碳素形态与养分因子的相关性分析40-41
• 4 结论与讨论41-45
• 4.1 油菜、小麦和水稻秸腐解特征41-42
• 4.2 秸秆还田对土壤养分影响42-44
• 4.3 秸秆还田对土壤碳素影响44-45
• 5 有待于进一步研究的问题45-46
• 参考文献46-51
• 致谢51-52
• 作者简历52
• 硕士期间参加的主要科研项目52
• 硕士期间发表的论文52

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不同放牧压草原休牧后土壤养分和植物群落变化的研究    刘忠宽

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保护性耕作对土壤理化性状及作物产量与品质的影响    王亚雷

耕地土壤养分空间变异与地力评价研究    张铁婵

豫中烟区土壤养分空间变异及其管理分区    张明

采煤塌陷区土壤养分循环及对生态环境的影响研究    苏敏

高产农田生态系统不同秸秆还田模式和施肥水平对作物生长的影响研究    赵彩霞

吉林省雨养农业区玉米秸秆还田机械化耕作技术研究    李万良

不同耕作方式和稻草还田量对晚稻生长发育与土壤肥力的影响    卜毓坚

秸秆还田条件下稻麦生产密肥调控技术研究    吴延华