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《施氮和輪作對(duì)黃土高原旱塬區(qū)土壤溫室氣體排放的影響》由會(huì)員上傳分享,免費(fèi)在線(xiàn)閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。
1、密級(jí):公開(kāi)博士學(xué)位論文施氮和輪作對(duì)黃土高原旱塬區(qū)土壤溫室氣體排放的影響作者姓名:姜繼韶指導(dǎo)教師:郭勝利研究員中國(guó)科學(xué)院教育部水土保持與生態(tài)環(huán)境研究中心學(xué)位類(lèi)別:農(nóng)學(xué)博士學(xué)科專(zhuān)業(yè):土壤學(xué)研究所:中國(guó)科學(xué)院教育部水土保持與生態(tài)環(huán)境研究中心2015年5月EffectsofNitrogenFertilizationandRotationonGreenhouseGasesEmissionsonArid-highlandoftheLoessPlateauByJishaoJiangADissertationSubmitted
2、toTheUniversityofChineseAcademyofSciencesInpartialfulfillmentoftherequirementForthedegreeofDoctorofAgronomyResearchCenterofSoilandWaterConservationandEcologicalEnvironment,ChineseAcademyofSciencesandMinistryofEducationMay,2015獨(dú)創(chuàng)性聲明我們聲明:博士研究生姜繼韶所呈交的本學(xué)位論文是研究生本
3、人在導(dǎo)師郭勝利研究員指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及所取得的成果。盡我所知,除文中已標(biāo)明引用的內(nèi)容外,本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)過(guò)的研究成果。對(duì)本文的研究做出貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體,均已在文中以明確方式標(biāo)注或表示謝意。我們完全意識(shí)到本聲明的法律結(jié)果有簽名人承擔(dān)。研究生簽名:2015年月日導(dǎo)師簽名:2015年月日使用授權(quán)的說(shuō)明本博士學(xué)位論文作者及導(dǎo)師完全了解本學(xué)位論文屬于我們的現(xiàn)崗職務(wù)工作的結(jié)果。本人授權(quán)中國(guó)科學(xué)院教育部水土保持與生態(tài)環(huán)境研究中心:可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索;可以采用
4、影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編學(xué)位論文;有權(quán)保留并向國(guó)家有關(guān)部門(mén)或機(jī)構(gòu)呈送論文的復(fù)印件和電子版;允許論文被查閱和借閱;論文的電子文檔的紙質(zhì)內(nèi)容一致。論文作者簽名:導(dǎo)師簽名:日期:年月日日期:年月日施氮和輪作對(duì)黃土高原旱塬區(qū)土壤溫室氣體排放的影響學(xué)生姓名:姜繼韶導(dǎo)師姓名:郭勝利專(zhuān)業(yè):土壤學(xué)研究方向:農(nóng)田溫室氣體排放摘要農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)是溫室氣體(N2O、CH4和CO2)重要的排放源,其排放量分別占全球N2O、CH4和CO2總排放的60%、50%和10%。全球干旱和半干旱地區(qū)農(nóng)田面積占全球農(nóng)田總面積的80%,貢獻(xiàn)
5、了全球糧食總產(chǎn)量的60%。我國(guó)旱地約占國(guó)土總面積的70%,干旱半干旱耕地占總耕地面積的43%,主要分布在西北地區(qū)。我國(guó)西北黃土高原為典型的雨養(yǎng)農(nóng)業(yè)區(qū),面積60萬(wàn)km2,其中農(nóng)田面積14.58萬(wàn)km2,70%屬于雨養(yǎng)農(nóng)業(yè)。施氮和輪作是本地區(qū)重要的農(nóng)田管理措施。自20世紀(jì)80年代以來(lái),化肥的投入成為本地區(qū)改善土壤肥力和作物產(chǎn)量的重要措施。但是施氮和輪作對(duì)土壤溫室氣體排放的影響尚不完全清楚。本研究共分為2個(gè)田間試驗(yàn):春玉米連作試驗(yàn)和禾本科-豆科輪作試驗(yàn)。在春玉米試驗(yàn)中共設(shè)置5個(gè)不同的氮肥處理:對(duì)照處理(不施用氮肥處理
6、,N0);傳統(tǒng)施氮處理(Con);優(yōu)化施氮處理(Opt);優(yōu)化施氮添加硝化抑制劑處理(Opt+DCD);優(yōu)化施氮使用緩控肥處理(Opt+SR)。在輪作系統(tǒng)中,選取小麥-小麥-糜子-豌豆輪作系統(tǒng)作為研究對(duì)象,研究不同作物輪作次序?qū)ν寥篮粑蜏囟让舾行缘挠绊?。主要獲得以下結(jié)論:(1)施氮顯著提高了春玉米生長(zhǎng)季土壤的累積呼吸量(P<0.05),但是四個(gè)施氮處理之間土壤呼吸無(wú)顯著差異。與對(duì)照相比,施氮處理累積呼吸量2013年提高了35%,2014年提高了54%,但施氮顯著降低了土壤呼吸溫度敏感性(Q10)(P<0.05
7、),施氮處理的Q10較對(duì)照2013年降低了27%,2014年降低了17%。施氮顯著提高了春玉米地上部生物量和根系生物量(P<0.05)。施氮處理根系生物量較對(duì)照處理2013年提高了0.32倍,2014年提高了1.23倍。施氮對(duì)土壤溫度和水分無(wú)顯著影響,根系生物量是施氮條件下導(dǎo)致土壤呼吸差異的重要生物因素。(2)三個(gè)優(yōu)化施氮處理顯著減少了N2O的年累積排放量,農(nóng)田溫室效應(yīng)(Globalwarmingpotential,GWP),以及總溫室氣體排放強(qiáng)度(Greenhousegasintensity,GHGI)。與傳
8、統(tǒng)的N–12O年累積排放量(1.9kgN2O-Nha)相比,Opt+DCD處理N2O累積排放量下降的最多(48%),其次為Opt+SR處理(38%),下降最少的為Opt處理(28%)。施氮和大于40mm降雨事件是N2O排放的主要控制因素。其中施氮后10天內(nèi)的排放量占全年排放量的26%,并與施氮后10天內(nèi)的硝態(tài)氮平均含量呈顯著的線(xiàn)性正相關(guān)關(guān)系。2013年,由降雨誘導(dǎo)的N2O排放量占全年的