發(fā)布時間：2018-04-27 03:44

  本文選題：禾/豆間作 + 氮肥后移�。� 參考：《甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)》2017年博士論文

【摘要】：禾/豆間作具有高產(chǎn)、高效、減排、可持續(xù)等多種優(yōu)點,氮肥管理技術(shù)是諸多優(yōu)點能否發(fā)揮的決定因素。單作生產(chǎn)中,氮肥后移作為優(yōu)化作物氮素供需關(guān)系的措施而廣泛應(yīng)用,但將氮肥后移技術(shù)集成于禾/豆間作模式,能否強化兩種作物的種間互補關(guān)系,實現(xiàn)節(jié)氮、減排和穩(wěn)產(chǎn),缺乏理論和實踐依據(jù)。2014-2016年,在河西綠洲灌區(qū),設(shè)置不施氮(N0),基肥和追肥比例不同的三種施氮模式:氮肥后移(N1)、均勻配施(N_2)和傳統(tǒng)施氮(N3),研究不同施氮制度對玉米、豌豆單作和間作模式溫室氣體排放特征、種間關(guān)系和氮素利用特征的影響,以期揭示施氮制度調(diào)控禾/豆間作氮素利用特征和溫室氣體排放的基本機理,為進(jìn)一步優(yōu)化禾/豆間作氮肥管理技術(shù)提供理論依據(jù)。主要結(jié)論如下:(1)氮肥后移和間作顯著降低了玉米、豌豆生育期內(nèi)溫室氣體排放量,兩者集成應(yīng)用減排溫室氣體的效果優(yōu)于單項措施的加和作用。整個作物季節(jié),間作系統(tǒng)土壤碳排放量較單作玉米平均降低20.5%,氮肥后移碳排放比傳統(tǒng)施氮減少26.4%,且氮肥后移集成玉米/豌豆間作對土壤碳排放的協(xié)同減排量達(dá)8.9%。土壤N_2O-N排放量玉米間作豌豆比單作玉米降低26.9%,氮肥后移較傳統(tǒng)施氮降低29.1%,氮肥后移與玉米/豌豆間作相集成對土壤N_2O-N排放量的協(xié)同減排量為7.2%。玉米間作豌豆系統(tǒng)的增溫潛勢(GWP)較單作玉米降低20.6%,氮肥后移GWP較傳統(tǒng)施氮降低26.6%,且氮肥后移集成玉米/豌豆間作對GWP的協(xié)同減排量為8.8%。(2)氮肥后移和間作降低了豌豆、玉米田土壤N_2O排放速率對無機氮變化的敏感性,削弱了N_2O排放對土壤WFPS的響應(yīng)程度,抑制了兩作物農(nóng)田土壤呼吸對溫度的敏感性,使溫室氣體排放得到有效控制。豌豆、玉米田CO_2排放與土壤含氮量的相關(guān)性主要表現(xiàn)在豆收前,該階段較高的土壤含氮量是導(dǎo)致CO_2排放增大的直接原因;兩作物農(nóng)田N_2O排放速率與土壤無機氮含量間存在顯著的指數(shù)增長關(guān)系,間作和氮肥后移下土壤N_2O排放速率對無機氮含量變化的敏感性明顯降低。豌豆田土壤呼吸與WFPS的相關(guān)性表現(xiàn)在整個作物季節(jié),而玉米田主要表現(xiàn)在豆收后;兩作物農(nóng)田N_2O排放與WFPS的關(guān)系符合二次回歸曲線,間作和氮肥后移下土壤N_2O排放速率對0-30 cm WFPS的響應(yīng)程度明顯減小。豌豆、玉米田土壤呼吸速率和土壤溫度符合指數(shù)回歸方程,間作和氮肥后移下土壤呼吸對溫度的敏感性明顯降低;兩作物農(nóng)田N_2O排放與土壤溫度呈負(fù)相關(guān)關(guān)系,低溫可增強土壤N_2O排放,高溫則會使其受到抑制。(3)氮肥后移對玉米間作豌豆氮素累積速率的促進(jìn),顯著增大了組分作物土壤呼吸速率但減小了N_2O排放速率。氮肥后移使玉米氮素最大累積速率出現(xiàn)的天數(shù)有所延遲,但其最大累積速率比傳統(tǒng)施氮提高13.4%,且其高累積速率持續(xù)的天數(shù)比傳統(tǒng)施氮延長4.4 d。豌豆氮素累積速率與土壤呼吸速率在前期呈線性增長關(guān)系,在后期則表現(xiàn)為開口向上的拋物線關(guān)系;玉米土壤呼吸速率對作物氮素累積速率的響應(yīng)比較一致,隨累積速率的增大而增大,且在低累積速率時所受影響更大。豌豆氮素累積速率與N_2O排放量呈顯著負(fù)相關(guān),增大豌豆氮素累積可有效抑制N_2O排放;玉米氮素累積速率與N_2O排放量呈顯著正相關(guān),這與豌豆收獲前傳統(tǒng)施氮引起玉米高氮素累積與高N_2O排放發(fā)生同步有關(guān),而該現(xiàn)象則掩蓋了玉米氮素累積與N_2O排放的真實關(guān)系。(4)間作系統(tǒng)中,豌豆相對于玉米競爭力增強使豌豆帶CO_2排放增大,N_2O排放減少,使玉米帶CO_2排放降低,N_2O排放增多。共生階段,豌豆相對于玉米的競爭比率大于1,表明豌豆競爭強于玉米。氮肥后移增大了共生期種間競爭力,與傳統(tǒng)施氮相比,氮肥后移平均競爭力增大了6.9%。種間競爭力增強顯著促進(jìn)了豌豆干物質(zhì)和氮素累積速率,從而增大了土壤呼吸速率但降低了N_2O排放速率;玉米干物質(zhì)和氮素累積速率與種間競爭力呈開口向下的拋物線關(guān)系,種間競爭力增強會抑制玉米干物質(zhì)和氮素累積,從而抑制土壤呼吸速率,但使N_2O排放速率增強。(5)氮肥后移集成玉米間作豌豆顯著提高了產(chǎn)量和氮肥利用率,降低了溫室氣體排放強度,且兩者集成表現(xiàn)出明顯的協(xié)同效應(yīng)。籽粒產(chǎn)量上,玉米間作豌豆比單作加權(quán)平均提高31.0%,氮肥后移比傳統(tǒng)施氮提高26.6%,兩者結(jié)合的協(xié)同增產(chǎn)量為10.1%,其中,間作效應(yīng)是系統(tǒng)產(chǎn)量提高的主要原因。氮肥利用率上,間作系統(tǒng)比單作加權(quán)平均提高12.8%,氮肥后移比傳統(tǒng)施氮提高89.1%,兩者的協(xié)同提高幅度為24.5%,氮肥的后移效應(yīng)對提高系統(tǒng)氮肥利用率起到了主導(dǎo)作用,而間作效應(yīng)的貢獻(xiàn)相對較小。盡管間作增大了兩種組分作物的溫室氣體排放強度,但在系統(tǒng)水平上,玉米間作豌豆的溫室氣體排放強度(GHGi)要明顯低于單作玉米,在不同施氮制度下較單作玉米降低26.8%,采用氮肥后移使玉米間作豌豆的GHGi比傳統(tǒng)施氮降低34.4%,兩者集成的協(xié)同作用使系統(tǒng)GHGi降低6.5%。
[Abstract]:In 2014 - 2016 , N _ 2O - N ratio of N _ 2O - N and N _ 2O - N decreased by 20 . 5 % , and that of N _ 2O - N was significantly lower than that of traditional N _ 2O - N . The correlation between N _ 2O emission rate and N _ 2O emission rate of N _ 2O _ 2 decreased significantly . The correlation between N _ 2O emission rate and N _ 2O emission rate in maize field showed a significant negative correlation with the increase of N _ 2O emission rate . ( 4 ) In intercropping system , the increase of CO _ 2 emission and the decrease of N _ 2O emission of pea were increased with the increase of N _ 2O emission .

【學(xué)位授予單位】：甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：S513;S643.3

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本文編號：1809057