基于轮作过程的农田碳源/汇效应研究
基于轮作过程的农田碳源/汇效应研究-以陕西关中灌区为例
作 者: 李昌珍导 师: 杨改河
学 校: 西北农林科技大学
专 业: 作物栽培学与耕作学
关键词: 轮作方式 土壤CO2排放 有机碳 作物碳吸收 碳源/汇
分类号: S344.1
类 型: 硕士论文
年 份: 2013年
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内容摘要
试验开始于2010年9月，为长期定位试验，所有处理都是在免耕条件下进行，采用再裂区试验设计，研究了冬小麦-夏玉米、冬小麦-夏大豆、冬油菜-夏玉米、冬小麦-夏闲轮作条件下秸秆还田和施肥处理对关中灌区农田土壤CO2排放、土壤温度、土壤水分、土壤有机碳含量以及作物产量的影响，分析比较不同轮作处理农田碳源汇，筛选出适合关中灌区低排增汇的轮作方式。研究结果表明：4种轮作方式土壤CO2排放速率比较，冬小麦-夏玉米轮作排放速率最大，其次是冬小麦-夏大豆和冬小麦-夏闲轮作处理，冬油菜-夏玉米轮作最低。冬小麦-夏大豆轮作平均土壤温度最高，其次是冬小麦-夏玉米、冬小麦-夏闲轮作，冬油菜-夏玉米轮作土壤温度最低。冬油菜-夏玉米轮作0～100cm平均土壤含水率最高，其次是冬小麦-夏闲、冬小麦-夏玉米轮作，冬小麦-夏大豆轮作含水率最低。不同轮作处理平均土壤有机碳增加量表现为冬小麦-夏大豆轮作>冬小麦-夏玉米轮作>冬小麦-夏闲轮作>冬油菜-夏玉米轮作，增加量分别为1.02、1.01、0.92、0.78g·kg-1。4种轮作方式作物碳吸收比较，冬小麦-夏玉米轮作下作物碳吸收量最高，为141098.29kg C·hm-2，其次是冬油菜-夏玉米轮作，作物碳吸收总量为122472.45kgC·hm-2，冬小麦-夏大豆和冬小麦-夏闲轮作碳吸收量最低，分别为99688.52、77647.89kgC·hm-2。冬小麦-夏玉米轮作碳吸收量最高，其次是冬小麦-夏大豆、冬油菜-夏玉米轮作，冬小麦-夏闲轮作碳吸收量最低。农田生产过程碳排放量表现为冬小麦-夏玉米轮作>冬小麦-夏大豆轮作>冬小麦-夏闲轮作>冬油菜-夏玉米轮作。农田碳变化均表现为碳排放总量大于碳吸收总量，碳变化最大的是冬小麦-夏玉米轮作，其次是冬小麦-夏大豆、冬小麦-夏闲轮作，冬油菜-夏玉米轮作碳变化量最小。
全文目录
摘要 6-7
ABSTRACT 7-12
第一章 文献综述 12-20
1.1 研究背景 12
1.2 国内外研究进展 12-17
1.2.1 碳源汇的定义 12-13
1.2.2 土壤呼吸及其影响因素 13-14
1.2.3 土壤有机碳研究进展 14-16
1.2.4 作物生育期碳固定 16-17
1.3 研究的目的和意义 17-18
1.4 研究内容 18-20
1.4.1 不同轮作处理土壤 CO_2排放比较及影响因子分析 18
1.4.2 不同轮作处理土壤有机碳变化 18-19
1.4.3 不同轮作处理对作物碳吸收的影响 19
1.4.4 不同轮作处理农田碳源汇比较分析 19-20
第二章 材料与方法 20-26
2.1 试验区概况 20-21
2.2 试验设计 21-22
2.2.1 轮作处理 21
2.2.2 秸秆还田处理 21
2.2.3 施肥处理 21-22
2.2.4 秸秆还田和施肥处理组合 22
2.3 测定项目与方法 22-25
2.3.1 土壤 CO_2排放速率测定 22-23
2.3.2 土壤温湿度测定 23
2.3.3 土壤有机碳的测定 23
2.3.4 作物产量及构成因子测定 23
2.3.5 农田碳源汇计算 23-25
2.4 数据处理与分析 25-26
第三章 不同轮作方式下秸秆还田和施肥处理对土壤 CO_2排放和水热状况的影响 26-92
3.1 材料与方法 26
3.2 结果与分析 26-88
3.2.1 冬小麦-夏玉米轮作条件下秸秆还田和施肥处理对土壤 CO_2排放和水热状况的影响 26-42
3.2.2 冬小麦-夏大豆轮作条件下秸秆还田和施肥处理对土壤 CO_2排放和水热状况的影响 42-57
3.2.3 冬油菜-夏玉米轮作条件下秸秆还田和施肥处理对土壤 CO_2排放和水热状况的影响 57-73
3.2.4 冬小麦-夏闲轮作条件下秸秆还田和施肥处理对土壤 CO_2排放和水热状况的影响 73-88
3.2.5 不同轮作处理下土壤 CO_2排放速率多重比较 88
3.3 结论 88-92
3.3.1 冬小麦-夏玉米轮作条件下秸秆还田和施肥处理对土壤 CO_2排放和水热状况的影响 88-89
3.3.2 冬小麦-夏大豆轮作条件下秸秆还田和施肥处理对土壤 CO_2排放和水热状况的影响 89
3.3.3 冬油菜-夏玉米轮作条件下秸秆还田和施肥处理对土壤 CO_2排放和水热状况的影响 89-90
3.3.4 冬小麦-夏闲轮作条件下秸秆还田和施肥处理对土壤 CO_2排放和水热状况的影响 90-91
3.3.5 不同轮作方式土壤 CO_2排放比较 91-92
第四章 不同轮作处理下土壤有机碳含量的变化 92-99
4.1 材料与方法 92
4.2 结果与分析 92-97
4.2.1 冬小麦-夏玉米轮作土壤有机碳含量的变化 92-93
4.2.2 冬小麦-夏大豆轮作土壤有机碳含量的变化 93-95
4.2.3 冬油菜-夏玉米轮作土壤有机碳含量的变化 95-96
4.2.4 冬小麦-夏闲轮作土壤有机碳含量的变化 96-97
4.3 结论 97-99
第五章 不同轮作处理下作物碳吸收的变化 99-111
5.1 材料与方法 99
5.2 结果与分析 99-109
5.2.1 冬小麦-夏玉米轮作下作物碳吸收的变化 99-102
5.2.2 冬小麦-夏大豆轮作下作物碳吸收的变化 102-105
5.2.3 冬油菜-夏玉米轮作下作物碳吸收的变化 105-107
5.2.4 冬小麦-夏闲轮作下作物碳吸收的变化 107-109
5.3 结论 109-111
第六章 不同轮作处理下农田碳源汇变化 111-122
6.1 材料与方法 111
6.2 结果与分析 111-121
6.2.1 冬小麦-夏玉米轮作农田碳源汇变化 111-113
6.2.2 冬小麦-夏大豆轮作农田碳源汇变化 113-116
6.2.3 冬油菜-夏玉米轮作农田碳源汇变化 116-118
6.2.4 冬小麦-夏闲轮作农田碳源汇变化 118-121
6.3 结论 121-122
第七章 结论与讨论 122-125
7.1 讨论 122-124
7.1.1 不同轮作方式对土壤 CO_2排放的影响 122-123
7.1.2 不同轮作方式对土壤有机碳含量的影响 123
7.1.3 不同轮作方式对作物碳吸收的影响 123
7.1.4 不同轮作方式对农田碳源汇的影响 123-124
7.2 结论 124-125
7.2.1 不同轮作方式对土壤 CO_2排放的影响 124
7.2.2 不同轮作方式对土壤有机碳含量的影响 124
7.2.3 不同轮作方式对作物碳吸收的影响 124
7.2.4 不同轮作方式对农田碳源汇的影响 124-125
参考文献 125-133
致谢 133-134
作者简介 134
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