稻麦秸秆还田对分蘖期稻田土壤碳氮及甲烷排放的影响

【摘要】：秸秆还田使土壤碳氮含量发生变化,并对稻田甲烷排放产生较大影响。其对土壤碳氮的影响不仅表现在对土壤总有机碳及全氮的影响,主要表现在对土壤活性碳库、植物体可以直接利用的氮源的影响,并且对土壤微生物活性及土壤酶活性起到一定的作用。本研究在丹阳市宝林农场已有3年定位试验基础的水稻-小麦轮作定位田块进行了田间小区试验,研究了不同秸秆还田处理(水稻秸秆+小麦秸秆全量还田(WR);小麦秸秆全量还田(W);水稻秸秆全量还田(R)：不还田(CK))下稻麦轮作稻田生态系统中水稻移栽至晒田期间甲烷排放动态变化,并对返青分蘖至晒田期间稻田土壤水溶性有机碳、微生物量碳氮、铵硝态氮、脲酶活性及纤维素酶活性进行室内测定分析,明确了秸秆还田对土壤碳氮及甲烷排放的影响,并探讨了二者之间的关系。主要结论如下：1、秸秆还田对土壤碳的影响麦秸还田显著提高了土壤水溶性有机碳和微生物量碳含量,稻秸还田与对照无显著差异。返青分蘖至晒田期间四个处理的土壤水溶性有机碳与微生物量碳含量动态变化有所不同,水溶性有机碳表现为随着水稻的生长呈逐渐上升的趋势,且在晒田后略有下降；微生物量碳则表现为返青分蘖初期含量较高,之后逐渐降低,在晒田后其含量又有所回升。2、秸秆还田对土壤氮的影响四个处理土壤铵态氮含量均在施入蘖肥后不久达到最大值,随后逐渐减低,至晒田后(即移栽后32天)降至较低水平。对处理间进行比较,除移栽后14天外,晒田前基本表现为稻秸还田的两个处理铵态氮含量大于其它两处理的,但其差异未达到显著水平。四个处理间的硝态氮含量在返青分蘖至晒田期间除移栽后29天外均无显著差异,在动态变化上表现为前期均较低,在移栽后32天迅速升至较高水平。微生物量氮含量随着蘖肥的施入逐渐增大,至移栽后14天达到最大,其后逐渐降低,至晒田后又有所回升。水稻移栽前的麦秸还田在一定程度上提高了移栽至晒田期间稻田土壤微生物量氮含量,并于移栽后7、14、29、32天达到显著或极显著水平。3、秸秆还田对土壤酶活的影响纤维素酶活性的动态变化在四个处理中表现较为一致,均表现为分蘖始期较高,施入蘖肥后降至较低水平,之后又逐渐增大,至移栽后16天趋于平缓,在移栽后32天又降至较低水平。处理间则基本表现为WRRWCK,但差异不显著。脲酶活性则无明显的动态变化规律,处理间基本表现为WR与R大于W与CK,析因分析结果显示,W与R仅在个别时期表现为显著提高了脲酶活性,并在移栽后12天表现出显著的交互效应。4、秸秆还田对稻田甲烷排放的影响麦秸还田显著增加了移栽至晒田期间稻田甲烷排放量,稻秸还田降低了稻田甲烷排放量,但未达到显著水平。甲烷排放速率表现为稻麦秸秆都还田处理与麦秸还田处理在移栽后15天内达到高峰,随后逐渐降低,至晒田后达到较低水平,其余两处理在整个过程中其排放速率都较低。5、土壤碳氮与甲烷排放的关系就土壤碳氮及酶活性与稻田甲烷排放的相关性分析结果表明,土壤水溶性有机碳、微生物量碳氮与季节性甲烷排放总量和甲烷平均排放速率均达到极显著地正相关关系,纤维素酶活性与甲烷排放总量达显著地正相关关系,其余各指标间均未达到显著相关。 【关键词】：秸秆还田 水溶性有机碳 微生物量碳氮 铵硝态氮 酶活 甲烷排放
【学位授予单位】：南京农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：S141.4
【目录】：

• 摘要6-8
• ABSTRACT8-10
• 第一章 文献综述10-26
• 1 秸秆还田对土壤碳的影响10-13
• 1.1 土壤碳的组成10-11
• 1.2 对土壤总有机碳的影响11-12
• 1.3 对土壤活性有机碳的影响12
• 1.4 对土壤微生物量碳的影响12-13
• 2 秸秆还田对土壤氮的影响13-15
• 2.1 土壤氮的组成13
• 2.2 对土壤全氮的影响13-14
• 2.3 对土壤铵硝态氮的影响14-15
• 2.4 对土壤微生物氮的影响15
• 2.5 对土壤相关酶活的影响15
• 3 稻田系统甲烷排放15-20
• 3.1 甲烷的产生、氧化与传输15-17
• 3.2 稻田甲烷排放的规律17-18
• 3.3 秸秆还田与稻田甲烷排放18-19
• 3.4 土壤碳氮与甲烷排放19-20
• 4 研究目的与意义20-21
• 5 技术路线21-22
• 参考文献22-26
• 第二章 秸秆还田对稻田土壤碳氮指标的影响26-40
• 1 材料与方法26-29
• 1.1 试验设计26-27
• 1.2 样品采集27
• 1.3 测定指标及方法27-28
• 1.4 统计分析方法28-29
• 2 结果与分析29-35
• 2.1 秸秆还田对稻田土壤碳指标的影响29-32
• 2.2 秸秆还田对稻田土壤氮指标的影响32-35
• 3 讨论与小结35-38
• 参考文献38-40
• 第三章 秸秆还田对稻田甲烷排放的影响40-50
• 1 材料与方法40-41
• 1.1 试验设计40
• 1.2 测定指标及方法40-41
• 1.3 统计分析方法41
• 2 结果与分析41-46
• 2.1 秸秆还田下稻田甲烷排放41-43
• 2.2 土壤碳氮与稻田甲烷阶段性排放总量的关系43-44
• 2.3 土壤碳氮与甲烷排放速率的关系44-46
• 3 讨论与小结46-48
• 参考文献48-50
• 第四章 讨论与结论50-56
• 1 讨论50-53
• 1.1 秸秆还田对土壤碳氮指标的影响50-52
• 1.2 秸秆还田后稻田甲烷排放的差异性分析52
• 1.3 甲烷排放与土壤碳氮的相关性分析52-53
• 2 结论53-54
• 3 本论文的创新点54
• 4 存在问题及研究展望54-55
• 参考文献55-56
• 致谢56-58
• 附：硕士期间己发表的相关论文58

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