生草覆盖下有机无机配施对苹果园温室气体排放的影响

摘要

农业活动对温室气体的排放贡献很大，特别是CO2、CH4和N2O，主要通过捕获地球发出的长波辐射来影响气候变化。本研究旨在监测果园有机无机配施条件下这3种重要温室气体(GHGs)的排放量。 本试验以陕西省渭北区白水县西北农林科技大学苹果试验站为试验地点，研究了生草覆盖与有机肥、化肥配合施用对苹果园温室气体排放的影响。试验设置生草覆盖(R)和无覆盖清耕(C)两种主处理,副处理为:不施肥(CK),用化肥(NPK)、有机肥(M),MNPK化肥结合有机肥(MNPK)。采用静态箱采气法和气相色谱仪收集测定CH4、N2O和CO2的排放通量。 通过研究油菜覆盖结合有机无机肥的施用，研究了生草覆盖对苹果园温室气体(GHGs)排放的影响。本研究结果发现，油菜覆盖栽培系统的温室气体排放量(GHGs)明显高于清耕处理。 1.各处理CO2排放量季节变化一致，CO2排放通量与土壤含水量、温度呈极显著正相关。生草覆盖处理下的平均CO2排放量高于免耕9%。 对生草覆盖试验CO2通量的监测结果表明：CO2平均排放通量从最高到最低的顺序为M＞MNPK＞NPK＞CK,M处理最高，为452.583mg.m-2.h-1。对清耕试验CO2通量的监测结果表明：CO2平均排放通量从最高到最低的顺序为M＞NPK＞MNPK＞CK。M处理最高，为370.276mg·m-2·h-1。 2.苹果园土壤不仅是CH4的排放源，而且是吸收CH4的汇。各处理间CH4排放通量均较小，CH4不是苹果土壤中主要的温室气体排放源。M和NPK处理是CH4的排放源，而其他处理表现出对CH4的吸收 生草覆盖试验的CH4平均排放量高于免耕处理的14%。对生草覆盖试验CH4通量的监测结果表明：CH4平均排放通量从最高到最低的顺序为M＞NPK＞MNPK＞CK,M处理CH4通量最高，为0.130mg·m-2·h-1.。对清耕试验CH4通量的监测结果表明：CH4平均排放通量从最高到最低的顺序为：NPK＞M＞MNPK＞CK。NPK处理CH4通量最高，为0.096mg.m-2.h-1。MNPK处理能较好地降低土壤中CH4的排放。 3.各处理N2O排放的季节性变化是一致的。 对生草覆盖试验N2O通量的监测结果表明：N2O平均排放通量从最高到最低的顺序为NPK＞M＞MNPK＞CK,NPK处理的N2O通量最高，为0.353mg·m-2·h-1.。生草覆盖试验的平均N2O排放量高于清耕处理10.6%。对清耕试验N2O通量的监测结果表明：N2O平均排放通量从最高到最低的顺序为NPK＞M＞MNPK＞CK。NPK处理的N2O通量最高，为0.270mg·m-2·h-1。 结果表明，MNPK处理能有效降低苹果园N2O的排放，N2O排放通量与土壤硝态氮和铵态氮含量呈负相关。也就是说，当土壤氮源确定时，N2O、硝态氮和铵态氮的汇流方向不同。 研究结果表明，化肥与有机肥混合施用是减少温室气体排放的最佳途径，对提高苹果产量也具有重要意义。此外，有机无机配施有助于降低生产成本，并提高土壤肥力和质量。然而，温室气体的排放通量受季节、温度、土壤性质和降雨量等环境因素的影响。

目录

声明

Chapter Ⅰ Introduction

1.1 Greenhouse gases

1.2 Greenhouse gases effect

1.2.1 Greenhouse gas emission from agriculture land

1.3 Fertilizers

1.3.1Mineral fertilizer

1.3.2Organic fertilizer

1.3.3 Biofertilizers

1.4 Advantages of manure and chemical fertilizer

1.4.1 Advantages of manure

1.4.2 Advantages of chemical fertilizers

1.5Disadvantages of manure and chemical fertilizer

1.5.1 Disadvantages of manure

1.5.2Disadvantages of chemical fertilizer

1.6 Research objectives

Chapter Ⅱ Materials and methods

2.1 Experimental site

2.2 Experimental layout

2.2.1 Site trees cover crops selection

2.2.1The chamber technique

2.2.2Cover cropping by Brassica rape L

2.2.3Clean tillage(weed control)

2.3Soil and air sampling

2.3.1Soil sample collection

2.3.2 Air sample

2.4 Soil analysis

2.4.1Determination of soil organic carbon

2.4.2 Air flux collection

2.4.3Data analysis

2.4.3Determination of total nitrogen in soil

2.5 Research framework

Chapter Ⅲ Effects of cover crop combined with manure and chemical fertilizer on SOC, NO3--N and NH4+-N content in apple orchard

3.1Variation in SOC content

3.2Variation in NO3--N content

3.3Variation in NH4+-N content

3.4Discussion and conclusion

3.5 Summary

Chapter Ⅳ Effects of cover crop combined with manure and chemical fertilizer on GHG emissions in apple orchard

4.1CO2 emissions in apple orchard

4.2 CH4 fluxes in apple orchard

4.3N2O emissions in apple orchard

4.4Effects of cover crop combined with manure and chemical fertilizer on cumulative GHGs emission in apple orchard

4.5Global warming potential of cover crop combined with manure and chemical fertilizer in apple orchard

4.6Discussion and conclusion

Chapter Ⅴ Summary and recommendation

5.1 Summary

5.2 Recommendation

参考文献

LIST OF ACRONYMS

致谢

BIOGRAPHICAL SKETCH