麦秸不同还田方式对稻麦轮作农田土壤养分、温室气体排放和作物产量的影响
温室气体引起的全球气候变暖问题受到国内外科研工作者的广泛关注,农业管理措施对农田温室气体排放具有十分重要的影响.我国是农业大国,作物秸秆非常丰富,秸秆还田作为一种合理有效解决秸秆的途径,对增加土壤养分、提高土壤肥力、提升作物产能等都有较好的效果,并且能够在一定程度上缓解焚烧秸秆造成的环境问题.然而,随着作物产量增加,秸秆量的不断增大,当前的秸秆还田方式已经不能满足生产的需要,因此,探索能够实现秸秆全量、生态、安全的秸秆还田方式显得尤为重要.本研究于2014年6月-2015年6月在江苏省南京市江宁区淳化镇青龙社区试验基地,通过开展田间小区试验,研究稻麦轮作条件下,不同的麦秸还田方式对农田土壤养分、温室气体排放和作物产量的综合影响,旨在探索一种能够保障稻麦轮作区作物产量的基础上,进一步增加土壤肥力并且降低温室气体排放的适宜的秸秆还田方式,为指导和完善秸秆还田技术提供理论基础和实践依据.试验主要研究结果如下:1.麦秸还田能增加土壤养分,并且麦秸沟埋还田效果明显相较于对照麦秸不还田处理,麦秸还田能增加稻季土壤全氮的含量,并且麦秸沟埋还田处理比对照显著增加了 14.3%.麦秸还田也能增加稻季土壤速效磷和速效钾的含量,其中麦秸翻耕还田处理下土壤速效磷和速效钾含量均显著高于对照.麦秸还田处理还增加了后季麦田土壤有机质含量,并且麦秸沟埋还田和旋耕还田处理下土壤有机质含量较高,差异能够达到显著水平,分别比对照增加了 14.9%和8.5%.麦秸还田对后季麦田土壤全氮的含量有影响,但没有形成显著性差异.麦秸还田增加了麦田土壤速效磷和速效钾的含量,且麦秸沟埋还田处理下土壤速效磷含量最高,比对照显著增加了 11.8%.麦季土壤速效钾含量在麦秸旋耕和翻耕还田处理下分别比对照显著增加了 8.7%和9.4%.麦秸不同还田方式对小麦和水稻的产量及其构成因素有一定影响,但差异未达到显著水平.并且水稻和小麦的实际产量在麦秸沟埋还田处理下均较高,分别比对照高出2.1%和20.0%.2.同常规麦秸旋耕和翻耕还田相比,麦秸沟埋还田能减少甲烷和氧化亚氮排放与对照麦秸不还田处理相比,麦秸还田显著增加了稻季CH4排放,并且麦秸旋耕还田处理下最大.除麦秸旋耕还田外,麦秸翻耕还田和沟埋还田处理下N2O排放显著较高.麦秸还田显著增加了稻季综合增温潜势,但不同的麦秸还田方式增加的幅度有差异,麦秸旋耕还田处理下综合增温潜势最大,比对照高出97.4%,而麦秸沟埋还田比麦秸旋耕还田降低了 8.6%.另外,稻季CH4排放对稻季综合增温潜势贡献平均占78.1%.与对照相比,麦秸旋耕和翻耕还田处理显著增加了麦季CH4排放,但麦秸沟埋还田处理比对照显著降低159.7%.麦季N2O排放在麦秸还田处理下均显著高于对照.相较于对照,麦秸还田处理能显著增加麦季综合增温潜势,且麦秸翻耕还田处理下综合增温潜势显著高于麦秸沟埋还田处理.与麦秸旋耕和翻耕还田相比,麦秸沟埋还田分别降低了 17.O%和27.8%的麦季综合增温潜势.3.同常规麦秸旋耕和翻耕还田相比,麦秸沟埋还田能降低温室气体排放强度与对照麦秸不还田处理相比,麦秸还田增加了周年稻麦产量,并且以麦秸沟埋还田处理下周年稻麦产量最高,比对照提高了 7.8%.麦秸还田显著增加了周年CH4排放量,且麦秸旋耕还田处理下周年CH4排放最大,比麦秸沟埋还田显著高出20.9%.麦秸翻耕还田处理下周年N2O排放量显著高于其他各处理.与对照相比,麦秸还田显著增加了稻麦周年综合增温潜势和温室气体排放强度,但三种麦秸还田处理之间差异不显著.与麦秸旋耕和翻耕还田相比,麦秸沟埋还田处理能分别减少16.7%和12.1%的温室气体排放强度.
- 作者：
- 陶宝瑞
- 学位授予单位：
- 南京农业大学
- 专业名称：
- 作物栽培学与耕作学
- 授予学位：
- 硕士
- 学位年度：
- 2016年
- 导师姓名：
- 朱利群
- 中图分类号：
- S141.4
- 关键词：
- 稻麦轮作；麦秸还田方式；土壤养分；作物产量；温室气体
- Rice wheat rotation system； Wheat strawreturn methods； Soil nutrient； Crop yield； Greenhouse gas