双季稻田不同种植模式对温室气体排放和土壤团聚体影响的研究
作者单位：湖南农业大学
学位级别：硕士
导师姓名：龙攀;汤文光
授予年度：2020年
主 题：多熟制种植模式 温室气体 土壤团聚体 土壤有机碳 团聚体有机碳
摘 要：多熟制种植模式在我国南方稻区,对于提高土地利用率,增加粮食产量,保障粮食安全具有重要的意义,本研究以南方双季稻为基础,通过冬闲季种植马铃薯、油菜、萝卜、紫云英、黑麦草,形成:早稻-晚稻-马铃薯(稻稻薯)、早稻-晚稻-油菜(稻稻油)、早稻-晚稻-萝卜(稻稻卜)、早稻-晚稻-紫云英(稻稻肥)、早稻-晚稻-黑麦草(稻稻草)5种不同多熟制种植模式,并以早稻-晚稻-空闲(稻稻闲)为对照,研究分析不同稻田种植模式对温室气体的排放、土壤团聚体以及土壤有机碳库的影响,为南方稻区多熟制种植的可持续发展提供理论基础。本研究主要结果如下:1.不同种植模式CO、CH、NO温室气体周年累计排放量、综合增温潜势均呈显著差异,CO周年累计排放量大小顺序为:稻稻草稻稻薯稻稻卜稻稻肥稻稻油稻稻闲,与对照稻稻闲相比,各处理分别增加了44.15%、37.79%、13.31%、6.71%、3.27%,各处理中,稻稻草排放量最高,达到了34527.05(kg/hm),稻稻油最少,为24735.06(kg/hm)。CH温室气体周年累计排放量大小表现为:稻稻薯稻稻卜稻稻肥稻稻草稻稻油稻稻闲,与对照稻稻闲相比,各处理分别增加了99.78%、62.44%、45.15%、36.03%、1.93%,各处理中,稻稻薯排放量最高,达到了1050.78(kg/hm),稻稻油最少,为536.1(kg/hm)。NO温室气体周年累计排放量大小顺序表现为:稻稻薯稻稻卜稻稻油稻稻草稻稻肥稻稻闲,与对照稻稻闲相比,各处理分别增加了60.67%、33.11%、15.42%、9.38%、0.96%,各处理中,稻稻薯排放量最高,达到了701.31(kg/hm),稻稻油最少,为440.7(kg/hm)。综合各不同种植模式增温潜势来看,各处理增温潜势表现为:稻稻薯稻稻卜稻稻草稻稻油稻稻肥稻稻闲,与对照稻稻闲相比,各处理分别增加了56.59%、33.79%、15.93%、13.42%、6.21%,相比对照稻稻闲而言,各处理对周年温室气体排放增温潜势均有明显的增长。2.在土壤团聚体中,总体上为0.25-2mm2mm0.053mm0.25～0.053mm。随着土层深度的增加,各处理团聚体平均质量半径(MWD)与平均几何半径(GMD)呈下降趋势;处理间MWD与GMD的变化趋势大体一致。从MWD和GMD平均含量来分析,从平均质量半径(MWD)来看,在冬作季,以稻稻薯最高,为***,与对照相比提高了26.71%;稻稻肥最低,为***,比对照降低了10.49%。早稻时期,以稻稻草最高,为***,与对照相比提高了19.92%;稻稻卜最低,为***,比对照降低了6.49%。晚稻时期,以稻稻卜最高,为***,与对照相比提高了19.69%;稻稻肥最低,为1.95 ***,比对照降低了1.54%。从平均几何半径(GMD)来看,在冬作季,以稻稻卜最高,为***,与对照相比提高了9.43%;稻稻油最低,为2.1 ***,比对照降低了16.19%。早稻时期,以稻稻草最高,为***,与对照相比提高了9.28%;稻稻卜最低,为***,比对照降低了8.38%。晚稻时期,以稻稻薯最高,为1.82 ***,与对照相比提高了13.04%,稻稻油最低,为***,比对照降低了0.63%。总体来看,各处理中稻稻薯稻稻草稻稻卜明显在一定程度上促进了团聚体平均质量半径(MWD)与平均几何半径(GMD)含量。3.总体上,随着土层的加深,土壤全有机碳含量呈下降的趋势。从土壤全有机碳(SOC)含量来看,冬作季以稻稻卜最高,为***,与对照相比提高了11.31%;稻稻肥SOC含量最低,为***,比对照降低了12.96%。早稻时期,以稻稻油最高,为***,与对照相比提高了0.61%;稻稻肥SOC含量最低,为***,比对照降低了15.44%。晚稻时期,稻稻卜SOC含量最高达到了36.89 ***,相比对照提高了25.73%,稻稻油SOC含量最低,为***,比对照降低了0.41%。4.综合比较,随着土层的加深,土壤活性有机碳含量呈下降的趋势。从土壤活性有机碳含量来看,冬作季以稻稻油最高,为1.3 ***,与对照相比提高了17.24%;稻稻卜最低,为1.05 ***,比对照降低了10.48%。早稻时期,以稻稻草最高,为1.2 ***,与对照相比提高了4.35%,稻稻肥最低,为0.95 ***,比对照降低了21.05%。晚稻时期,稻稻薯最高达到了1.35 ***,相比对照提高了4.65%,稻稻卜最低,为1.01 ***,比对照降低了27.72%。
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