基于农田秸秆循环利用的“稻—麦”轮作复合生态系统能值分析

【摘要】： 本文以成都平原目前存在的几种典型农田秸秆循环利用模式为研究对象,以农田生态系统为核心,通过实地走访调查和大田试验获取相关数据,运用能值理论与分析方法,对不同生产模式下“稻-麦”轮作生产系统(包括传统耕作管理模式下的“稻-麦”轮作生产系统,基于秸秆直接还田模式下的“稻-麦”轮作生产系统,基于菌渣还田量100%、150%和200%下“秸秆-食用菌-菌渣-粮”复合生态系统)以及不同种植方式下小麦、水稻生产亚系统进行能值比较分析,得出以下结论： (1)“稻-麦”轮作生产系统能值分析 ①五种不同生产模式下“稻-麦”轮作生产系统的投入能值分别为4.99×1015sej,2.04×1015sej,4.40×1015sej,6.76×1015sej,8.93×1015sej,产出能值依次是1.45×1012sej,1.38×1012sej,5.46×1013sej,8.09×1013sej,1.07×1014sej。 ②五种不同生产模式下“稻-麦”轮作生产系统的无偿环境能值占系统总投入能值比例都很小,购买能值占系统总投入能值的比例都比较大；工业辅助能值占总能值和总辅助能值的比例都比较高,有机能值占所占比例相对较小。 ③五种不同生产模式下“稻-麦”轮作生产系统的太阳能值转换率传统耕作管理模式秸秆直接还田模式“秸秆-食用菌-菌渣-粮”复合生态系统(100%FR)“秸秆-食用菌-菌渣-粮”复合生态系统(150%FR)“秸秆-食用菌-菌渣-粮”复合生态系统(200%FR)；净能值产出率“秸秆-食用菌-菌渣-粮”复合生态系统(150%FR)“秸秆-食用菌-菌渣-粮”复合生态系统(100%FR)“秸秆-食用菌-菌渣-粮”复合生态系统(200%FR)秸秆直接还田模式传统耕作管理模式；环境压力传统耕作管理模式秸秆直接还田模式“秸秆-食用菌-菌渣-粮”复合生态系统(200%FR)“秸秆-食用菌-菌渣-粮”复合生态系统(150%FR)“秸秆-食用菌-菌渣-粮”复合生态系统(100%FR)。 (2)小麦、水稻亚系统能值分析 ①不同处理方式下,小麦生产系统能值投入传统生产CFS200%FR150%FR100%FR；水稻生产系统能值投入传统生产CFS200%FR150%FR100%FR；水稻生产的五种耕作方式中,购买能值占总能值投入传统生产CFS200%FR150%FR100%FR。 其中购买能值内部,小麦生产工业辅助能能值投入传统生产CFS100%FR150%FR200%FR；有机能值投入200%FR150%FR100%FRCFS传统生产；能值产出CFS传统生产200%FR150%FR100%FR。 水稻生产工业辅助能能值投入传统生产200%FRCFS150%FR100%FR；有机能值投入200%FR150%FR100%FRCFS传统生产；能值产出传统生产150%FRCFS100%FR200%FR。 ②小麦不同生产方式下,净能值产出率150%FR100%FR200%FRCFS传统生产；能值投入密度传统生产CFS200%FR150%FR100%FR；环境压力传统生产CFS200%FR150%FR100%FR。 水稻不同生产方式下,净能值产出率150%FR100%FR200%FRCFS传统生产；能值投入密度传统生产200%FRCFS150%FR100%FR；环境压力传统生产CFS200%FR150%FR100%FR。 根据以上结论,对成都平原农田秸秆循环利用模式提出优化建议,即在当地推广“秸秆-食用菌-菌渣-粮”复合生态系统模式,利用作物秸秆生产食用菌,将产生的菌渣还入大田进行作物生产。在实际生产过程中,小麦生产还田量在每公顷15200kg左右,配施16kg钾肥,230kg磷肥,水稻生产还田量在每公顷14600kg左右,配施85kg钾肥,145kg磷肥,从而达到循环高效利用能源,提高作物产量,培肥土壤,减少环境压力的经济、生态、社会三效益的有机结合。 【关键词】：秸秆循环 “稻-麦”轮作 生态系统 能值分析
【学位授予单位】：四川农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：S511;S512.1
【目录】：

• 摘要5-7
• Abstract7-11
• 1 前言11-12
• 2 文献综述12-18
• 2.1 农田秸秆还田循环利用方式12
• 2.2 农业生态系统能值分析12-17
• 2.2.1 能值理论研究领域13
• 2.2.2 能值理论的应用实例13-17
• 2.3 文献小结17-18
• 3 能值分析基本概念与研究方法18-22
• 3.1 能值分析的基本概念18
• 3.1.1 能值的概念18
• 3.1.2 能值转换率18
• 3.1.3 能值分析的基本概念18
• 3.2 能值分析与能量分析的区别18-19
• 3.3 能值分析的方法和步骤19-20
• 3.4 能值指标体系20-22
• 4 材料与方法22-26
• 4.1 研究区概况22
• 4.2 研究目标22
• 4.3 研究内容与技术路线22-24
• 4.3.1 研究内容22-24
• 4.3.2 技术路线24
• 4.4 研究方法24-26
• 4.4.1 数据获取方法24-25
• 4.4.2 产量测定及数据分析方法25-26
• 5 结果与分析26-50
• 5.1 "稻-麦"轮作生产系统能值分析26-37
• 5.1.1 传统耕作管理模式下的"稻-麦"轮作生产系统能值分析26-28
• 5.1.2 秸秆直接还田模式下的"稻-麦"轮作生产系统能值分析28-30
• 5.1.3 "秸秆-食用菌-菌渣-粮"复合生态系统能值分析30-37
• 5.2 "稻-麦"轮作生产系统能值比较分析37-40
• 5.2.1 不同生产模式下"稻-麦"轮作生产系统能值投入产出分析38-39
• 5.2.2 不同生产模式下"稻-麦"轮作生产系统能值投入结构比较39
• 5.2.3 不同生产模式下"稻-麦"轮作生产系统能值投入指标比较39-40
• 5.3 小麦、水稻亚系统能值比较分析40-48
• 5.3.1 小麦亚系统不同种植方式能值比较分析40-44
• 5.3.2 水稻亚系统能值比较分析44-48
• 5.4 小结48-50
• 5.4.1 "稻-麦"轮作生产系统能值比较分析48-49
• 5.4.2 小麦、水稻亚系统能值比较分析49-50
• 6 农田秸秆还田循环利用模式的优化建议50-52
• 参考文献52-55
• 致谢55

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