不同秸秆还田量下小麦—玉米周年农田N2O排放动态研究

摘要

本试验于2014-2016年在山东省泰安市岱岳区大汶口镇土门村进行，以冬小麦、夏玉米为研究对象，设置裂区试验，主区为作物处理（农田和裸地分别用T和E表示），副区为5个不同的小麦玉米秸秆还田量处理，分别为（0）：小麦玉米秸秆均不还田处理；（1）：小麦秸秆还田量1875 kg.hm-2+玉米秸秆还田量2000 kg.hm-2；（2）：小麦秸秆还田量3750 kg.hm-2+玉米秸秆还田量4000 kg.hm-2；（3）：小麦秸秆还田量5625 kg.hm-2+玉米秸秆还田量6000 kg.hm-2；（4）：小麦秸秆还田量7500 kg.hm-2+玉米秸秆还田量8000 kg.hm-2，探讨不同小麦玉米周年秸秆还田量对农田土壤物理、化学性质的影响以及与 N2O排放之间的量化关系。通过两年的大田试验结果表明，秸秆还田通过影响土壤含水量、温度、有机碳含量等物理和化学性质来影响N2O排放，具体结果如下：
　　1秸秆还田量对土壤N2O排放的影响
　　秸秆还田显著促进土壤 N2O排放，增加秸秆还田量，N2O排放通量明显的增加，但增加的幅度逐渐减小。与秸秆不还田相比，还田3875 kg.hm-2、7750 kg.hm-2、11625 kg.hm-2、15500 kg.hm-2的农田土壤N2O排放分别增加19.16％、32.65%、43.79%、52.88%。玉米季N2O排放通量显著高于小麦季，平均通量和总量是小麦季的2.99倍和1.27倍。
　　2气象因素对土壤N2O排放的影响
　　气象因素对N2O排放的影响随降雨量和温度的变化表现出明显的变化，温度升高、降雨量增大，N2O排放增大。
　　3作物生长对土壤N2O排放的影响
　　作物生长吸收对 N2O排放的影响因子为负值，即作物生长抑制 N2O排放。2014-2015年各处理影响因子的变化范围是-0.13~-0.23，2015-2016年变化范围是-0.21~-0.27。小麦季和玉米季灌溉和施肥后，作物生长促进 N2O排放。进一步分析表明，0-60 cm土层NO3--N含量的变化是影响N2O排放的主要因素。
　　4不同秸秆还田量下N2O排放主因素分析
　　气候条件和秸秆还田量对N2O排放的影响表现为促进作用，作物生长对N2O排放表现为抑制作用。低还田量（≤7750 kg.hm-2）时，气象因素对土壤N2O排放的促进作用较大，高还田量（≥11625 kg.hm-2）时，秸秆还田量对土壤N2O排放的促进作用较大。
　　5秸秆还田量对土壤理化性质的影响
　　秸秆还田对农田土壤温度（0-10 cm）的影响表现为，在作物生长前期尤其是小麦越冬期能够增加土壤温度，后期则表现为降低土壤温度。周年内与秸秆不还田相比，秸秆还田3875 kg.hm-2、7750 kg.hm-2、11625 kg.hm-2、15500 kg.hm-2的土壤温度分别增加3.48%、5.89%、7.86%、9.25%。秸秆还田在表层具有富集作用，可以影响0-60 cm土层土壤物理和化学性质的改变。0-20 cm、20-40 cm、40-60 cm土层土壤含水量的增加量分别为4.76%、3.83%、6.63%。秸秆还田量每增加3875 kg.hm-2，土壤有机碳含量分别增加1.49%、7.48%、2.88%、5.41%；土壤全氮含量分别增加2.54%、6.32%、5.35%、4.82%；土壤NH4+-N含量分别增加6.38%、3.77%、2.21%、1.23%；土壤NO3--N含量分别增加4.35%、2.13%、1.86%、0.57%。
　　6土壤理化性质对N2O排放的影响
　　N2O排放与土壤温度（0-10 cm）之间表现为极显著正相关（P<0.01）。农田土壤中， N2O排放与20-60 cm土层含水量呈现极显著正相关；裸地土壤中，N2O排放与0-60 cm土层NH4+-N含量和NO3--N含量呈现极显著正相关。

目录

声明

符 号 说 明

1 前言

1.1 研究目的和意义

1.2 国内外研究现状

2 材料与方法

2.1 试验地概况

2.2 试验设计与材料

2.3试验测定项目及方法

2.4 数据统计

3 结果与分析

3.1 土壤N2O排放

3.2 气象因素对N2O排放的影响

3.3 作物生长对N2O排放的影响

3.4 秸秆还田量对N2O排放的影响

3.5 土壤N2O排放影响因素比较分析

3.6 秸秆还田量对土壤理化性质的影响

3.7 作物生长对土壤理化性质的影响

3.8 作物生长对土壤理化性质的影响因素比较分析

3.9 土壤理化性质与N2O排放的相关性分析

4 讨论

4.1 不同秸秆还田量下土壤温度和含水量变化特征

4.2 不同秸秆还田量下土壤化学性质变化特征

4.3 不同秸秆还田量下土壤N2O排放特征

4.4 土壤理化性质对N2O排放的影响

4.5 土壤N2O排放影响因素比较分析

5 结论

5.1 秸秆还田量对N2O排放的影响

5.2 气象因素对N2O排放的影响

5.3 作物生长对N2O排放的影响

5.4 土壤理化性质对N2O排放的影响

参考文献

致谢

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