少耕秸秆覆盖对小麦间作玉米农田碳排放的协同作用

【摘要】：农业活动是生态系统碳排放过程的重要环节,农田温室气体减排在缓解全球气候变暖方面存在着巨大潜力。为探索更加高效的碳减排种植模式,本试验以小麦间作玉米为研究对象,通过田间试验,探讨了少耕秸秆覆盖与地膜再利用集成到同一间作模式下的农田碳排放及其决定因子的相关关系,综合评价不同模式的可持续性,以期为绿洲灌区碳减排措施的制定提供理论与实践依据。本试验的主要结果如下:1.免耕秸秆覆盖小麦间作玉米一膜覆两年(NTSI)可显著降低作物全生育期土壤CO2的排放总量。NTSI全生育期土壤CO2的总排放量为3948.4 kg?hm-2,较传统小麦间作玉米模式、传统单作玉米和一膜覆两年分别降低了16.6%、35.4%和28.0%。2.免耕秸秆覆盖小麦间作玉米一膜覆两年(NTSI)降低碳排放的主要原因是降低了土壤温度、增大了土壤含水量、降低了小麦收获前玉米的干物质积累速度。间作处理NTSI的平均土壤温度为19.0℃,较传统间作模式、传统单作玉米和一膜覆两年分别降低了5.3%、8.2%和4.5%;间作处理NTSI的土壤含水量在18%以上的天数达到了159d,较传统小麦间作玉米模式、传统单作玉米和一膜覆两年分别增加了31d、95d、80d,为作物高产奠定了良好的土壤水分环境;间作处理NTSI的小麦、玉米干物质积累量分别较传统间作提高了3.2%、7.1%,表明间作处理NTSI具有显著提高作物干物质积累量的优势。3.与传统小麦间作玉米和单作玉米相比,免耕秸秆覆盖小麦间作玉米一膜覆两年(NTSI)具有提高产量、水分利用效率和碳排放效率的优势,其可持续性最高,达到了0.99,较传统小麦间作玉米模式、传统单作玉米和一膜覆两年处理分别提高了16.5%、25.3%和22.2%,为本试验最为适宜的高能效、低碳排的种植模式。 【关键词】：少耕 秸秆覆盖 小麦间作玉米 农田碳排放
【学位授予单位】：甘肃农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：S512.1;S513
【目录】：

• 摘要2-3
• Summary3-7
• 前言7-8
• 第一章 农田CO_2排放机理与减排技术研究进展述评8-15
• 1.1 农田土壤CO_2的排放特征研究进展8-9
• 1.1.1 农田土壤中CO_2的产生过程8
• 1.1.2 农田土壤CO_2的排放机制8-9
• 1.1.3 农田CO_2排放通量常用的测定方法9
• 1.2 农田土壤CO_2排放的调控机制研究进展9-15
• 1.2.1 农田土壤CO_2排放与农艺管理措施间的相关关系9-12
• 1.2.2 农田土壤CO_2排放的影响因子12-15
• 第二章 试验设计与方法15-23
• 2.1 技术路线15-16
• 2.2 主要研究内容16
• 2.2.1 不同小麦、玉米单作和间作处理农田土壤CO_2的排放特征16
• 2.2.2 农田土壤CO_2排放关键决定因子的特征解析16
• 2.2.3 不同农作系统的综合效应评价16
• 2.3 试验区概况16-17
• 2.4 试验设计17-19
• 2.4.1 试验材料17
• 2.4.2 处理设计17-18
• 2.4.3 田间结构18
• 2.4.4 施肥制度18-19
• 2.4.5 灌溉制度19
• 2.5 测定指标与分析方法19-22
• 2.5.1 土壤呼吸及其相关影响因子指标测定19-20
• 2.5.2 农田碳排放总量及其相关指标测定20-22
• 2.6 数据统计分析22-23
• 第三章 少耕覆盖小麦间作玉米的农田土壤CO_2排放特征23-29
• 3.1 少耕秸秆覆盖单作和间作农田土壤CO_2排放通量的季节动态23-25
• 3.1.1 种植模式对土壤CO_2排放季节动态的影响23
• 3.1.2 覆盖方式对土壤CO_2排放季节动态的效应23-24
• 3.1.3 不同处理不同排放强度的持续天数24-25
• 3.2 少耕覆盖小麦、玉米单作与间作处理农田CO_2排放通量的日变化特征25-26
• 3.3 不同耕作与覆盖条件下单作和间作处理农田CO_2平均排放通量的差异26-27
• 3.4 少耕秸秆还田与不同种植模式下农田CO_2总排放量的差异27-29
• 第四章 少耕覆盖及间作对农田土壤CO_2排放关键因子的影响29-40
• 4.1 不同耕作与覆盖条件下单作和间作土壤温度的变化特征29-32
• 4.1.1 少耕秸秆覆盖单作和间作全生育期内 0-25cm土壤温度的时间动态29-30
• 4.1.2 不同耕作与覆盖条件下单作和间作全生育期内 0-25cm土层温度的空间动态30-31
• 4.1.3 少耕秸秆还田单作与间作全生育期内 0-25cm土层的平均温度31-32
• 4.2 少耕覆盖条件下不同种植模式全生育期 0-120cm土层的含水量动态32-36
• 4.2.1 不同耕作与覆盖条件下单作和间作全生育期 0-120cm土层的含水量32-34
• 4.2.2 少耕秸秆覆盖单作和间作处理全生育期 0-120cm土层含水量的空间动态34-35
• 4.2.3 不同耕作与覆盖条件下单作和间作处理全生育期内的平均土壤含水量35-36
• 4.3 少耕秸秆还田条件下小麦、玉米和间作处理干物质积累量的变化特征36-38
• 4.3.1 不同耕作与覆盖条件下单作和间作处理全生育期的干物质积累动态36-37
• 4.3.2 少耕秸秆覆盖不同小麦、玉米和间作处理全生育期平均干物质积累量的差异37-38
• 4.4 农田土壤CO_2总排放通量与其关键影响因子的相关性38-40
• 第五章 少耕秸秆覆盖单作与间作小麦、玉米的综合效益40-47
• 5.1 少耕秸秆还田条件下不同单作和间作处理的产量表现40-41
• 5.2 不同耕作与覆盖条件下单作和间作处理的耗水量41-42
• 5.3 少耕覆盖条件下小麦、玉米单作与间作处理的水分利用效率42-43
• 5.4 不同耕作与覆盖单作与间作处理的单位水碳排放量43
• 5.5 少耕秸秆覆盖小麦、玉米单作与间作处理的作物碳排放效率43-44
• 5.6 少耕秸秆还田条件下单作与间作处理作物生长期内的农田碳收支特征44-46
• 5.7 少耕秸秆还田条件下不同单作与间作处理的综合效应评价46-47
• 第六章 讨论与结论47-51
• 6.1 讨论47-49
• 6.1.1 少耕秸秆还田对单作和间作处理的农田碳排放的影响47
• 6.1.2 不同覆盖及间作对农田CO_2排放关键因子的影响47-48
• 6.1.3 不同覆盖及间作的综合效应48-49
• 6.2 结论49-51
• 参考文献51-57
• 致谢57-58
• 导师简介58-59
• 作者简介59-60

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

秸秆覆盖量对农田土壤水分和温度动态的影响    王兆伟;郝卫平;龚道枝;梅旭荣;王春堂;

中国亚热带红壤丘陵区不同土地利用方式下土壤CO_2排放规律初探    周志田,成升魁,刘允芬,李家永

温度升高对湿地系统温室气体排放的影响    王洋;刘景双;窦晶鑫;赵光影;

土地利用方式的改变对土壤呼吸及土壤微生物生物量的影响    王国兵;郝岩松;王兵;阮宏华;

华北山地不同植被类型土壤呼吸特征研究    冯朝阳;吕世海;高吉喜;刘尚华;林栋;

中国亚热带森林土壤呼吸的基本特点    辛勤;刘源月;刘云斌;

修剪频率对混播草坪土壤呼吸特征的影响    高伟平;周禾;熊雪;

华北低丘山地侧柏人工林土壤呼吸变化特征及其与撂荒地的差异    王平;张劲松;李玉灵;孟平;高峻;吕海燕;

不同生长年限苜蓿栽培草地CO_2通量的初步研究    庞莹莹;邓波;张英俊;马学敏;杨世超;刘蒙;

不同施氮水平对玉米生长季土壤呼吸的影响    吕佩毓;柴强;李广;

草坪生态系统中碳汇与碳源的研究进展    高伟平;熊雪;周禾;

草地生态系统土壤呼吸及其影响因素研究进展    周萍;刘国彬;薛萐;

川西亚高山人工云杉林土壤碳库及其对气候变暖的响应    刘庆;赵春章;林波;程新颖;尹华军;陈劲松;周非飞;姜发艳;潘新丽;尹春英;

Temporal and micro-scale spatial variations of soil at the respiration in a mature desert shrub land Ordos Plateau,a semiarid area of northern China    金钊;

川西亚高山人工云杉林土壤碳库及其对气候变暖的响应    刘庆;赵春章;林波;程新颖;尹华军;陈劲松;周非飞;姜发艳;潘新丽;尹春英;

添加~(14)C标记的有机物质对喀斯特典型土壤有机碳积累与转化的影响    胡乐宁;苏以荣;何寻阳;李扬;王嫒华;吴金水;

Sensitivity analysis and calibration of a soil carbon model(SoilGen2)in two contrasting loess forest soils    Y.Y.Yu;P.A.Finke;H.B.Wu;Z.T.Guo;

农田生态系统碳循环研究进展    庞莹莹;邓波;

食土蚯蚓对土壤有机质和酚类有机污染物降解转化研究    单军

不同经营措施下果园土壤有机碳库特性及固碳潜力研究    王义祥

杉木连栽地轮栽柳杉和闽楠后养分及铝分布与迁移动态    陈爱玲

模拟氮沉降对华西雨屏区苦竹人工林生态系统碳循环过程和特征的影响    涂利华

城市不同植被类型土壤呼吸与微生物量碳研究    张鸽香

土壤碳氮及生物特性对管理和环境的响应    王益

渭北旱原不同量秸秆覆盖对农田环境及春玉米生理生态的影响    蔡太义

黄土高原半干旱区两典型森林群落土壤呼吸动态特征研究    时伟宇

黄土高原水蚀风蚀交错带土壤水碳循环对植被盖度的响应研究    付微

土壤微生物群落结构及动态随水稻品种和生育期的变化及其农田温室气体释放意义    Qaiser Hussain

黄土旱塬区不同覆盖措施对冬小麦农田土壤呼吸及作物水分利用效率的影响    官情

保护性施肥对洱海北部农田氮素流失及作物产量的影响    刘培财

不同材料覆盖对黄土高原旱地春玉米生长及土壤环境的影响    王敏

秸秆覆盖对红壤夏玉米水氮利用和抗旱能力的影响    姜春霞

稻麦两熟制秸秆沟埋还田作用特点研究    刘春晓

秸秆覆盖对冰脆李幼林土壤有机碳及速效养分含量的影响    高晟

不同保墒措施下山地红枣有机无机肥配施效应的研究    栾晓波

秸秆覆盖还田对渭北旱塬土壤理化性质及春玉米生长的影响    李涵

秋覆盖对土壤环境及春玉米生长发育的影响    张惠

秸秆不同空间覆盖对旱地西瓜生长及土壤环境的影响    孙红霞

温带森林土壤排放CO_2、CH_4、N_2O时空特征    董云社，彭公炳，李俊

秸秆覆盖条件下玉米需水量及作物系数的试验研究    陈凤,蔡焕杰,王健

旱作麦田秸秆覆盖的生态综合效应研究    巩杰,黄高宝,陈利顶,傅伯杰

秸秆覆盖条件下冬小麦棵间蒸发规律研究    于稀水;廖允成;袁泉;温晓霞;

玉米旱作栽培条件下不同秸秆覆盖量对土壤酶活性的影响    李倩;张睿;贾志宽;

半干旱区秸秆覆盖量对土壤水分保蓄及作物水分利用效率的影响    王昕;贾志宽;韩清芳;杨保平;聂俊峰;

夏玉米麦秸全覆盖下土壤水热动态的田间试验和数值模拟    沈荣开,任理,张瑜芳

条带覆盖下土壤水热动态的田间试验与模型建立    任理,张瑜芳,沈荣开

秸秆还田对农田生态系统及作物生长的影响    江永红,宇振荣,马永良

麦秆覆盖对夏玉米的生长及水分利用的影响    孟毅,蔡焕杰,王健,张西平

玉米史话    张岳华;

玉米在新疆的种植与推广    戴良佐

开展规范种植,提高玉米商品竞争力    王璞,王启现,鲁来清,申丽霞,张红芳

南方玉米储藏实践与探讨    陈明,唐江生,何昌益

低温寡照对玉米后期生长的影响及对策    张金萍;李军虎;

《玉米科学》2008年第16卷总目录    

改善黑龙江省玉米商品质量 提高市场竞争力的建议和设想    刘显辉;

吉林省耐密型玉米发展概况与前景    马兴林;颜军;王立春;边少锋;

河北省玉米生产面临的形势 问题与对策研究    张文英;

关于黑龙江省玉米生产合理布局的建议    孙茉莉;罗英辉;李桂琦;焦利娟;

甘肃省河西灌区小麦/玉米带田施N量及其环境效应    杨生茂;芦满济;邱进怀;

论中国发展玉米生产的科技导向    佟屏亚;

入世后山东省玉米生产发展战略    刘开昌;王庆成;

玉米生产、市场与技术发展情况的思考    黄辉;

河西绿洲灌区小麦/玉米带田施氮量及其环境效应    杨生茂;郭天文;

景观玉米的塑造思路、方法与育种原理    秦太辰;

浅谈玉米抗旱性的研究进展    武明宇;郝楠;

小麦套玉米秋浇覆膜节水新技术试验研究    刘志忠;刘雅君;

间作绿肥作物对玉米产量和土壤肥力的影响    张久东;包兴国;曹卫东;车宗贤;胡志桥;卢秉林;杨文玉;李全福;

玉米基因工程与抗虫玉米育种    戴景瑞;王守才;谢友菊;王国英;杨会;张荣;

利空为玉米期市热情泼凉水    东华期货研发部 陶金峰

玉米仍是东北来钱产业    闻有成

把玉米产业当做“王牌”来打    张子臣　赵志强

玉米仍是东北的经济发展优势    任凭

专用玉米优势区域发展规划    

利好释放——国内玉米市场涨势暂时告一段落    梅立红

玉米南北均看好 空间多少需思量    苏振军

上涨行情依然值得期待    陶金峰

玉米仍处弱势之中    王运涛

玉米市场蕴藏套利机会    曹彦辉

玉米辣椒间作高效栽培模式研究    丁飞

贵州省玉米生产技术措施应用与分析    朱怡

吉林省玉米生产演替规律及发展趋势    朴秀吉

松辽平原玉米带高产土壤磷素形态及吸附特征研究    毛竹

氮磷配施对龙单24号玉米产量和品质影响的研究    王守国

吉林玉米带黑土酸度性质研究    夏卿

品种、配置和灌溉措施对小麦—玉米产量和水分利用效率影响的研究    张蕊蕊

施氮对四川山丘区玉米产量及土壤硝态氮变化的影响    唐义琴

吉林省玉米带土壤钾素耗竭与修复研究    孙雅琴

洛单6号玉米新品种的选育研究    韩卫红