农艺措施对菜田土壤碳汇形成的影响

【摘要】： 农业是重要温室气体排放源,我国农业的面积比较大,农田生态系统碳库的微小变化都将对大气CO_2浓度带来很大的影响。目前农业碳平衡问题日益成为生态科学研究的热点和前沿问题,农业管理措施决定了现阶段农业生态系统是碳源还是碳汇。有大量文献表明,土壤有机碳损失的原因是低水平的农业生产,频繁翻耕,肥料施用不当,清除、焚烧作物残余物。因此,改善农艺措施,是减少有机质的分解,降低菜田土壤CO_2排放行之有效的方法。本试验研究不同间作处理、耕作与休耕、施用不同处理有机肥的管理措施,探讨其对土壤-植物系统碳库的影响,目的是寻找合理的农艺措施既能提高单位面积产量,又能降低土壤向大气中排放的碳量。主要的研究内容及结果如下: ①对土壤理化性状的影响 间作处理可以提高土壤的有机质、碱解氮、速效钾的含量;耕作处理降低土壤容重,增加土壤的空隙度,但造成了土壤养分的流失,休耕处理能提高土壤速效养分及土壤有机质含量;施用添加微生物发酵剂的腐熟有机肥(H)比自然堆置腐熟(M)和自然晒干(L)的有机肥更能提高土壤的速效养分。 ②对土壤有机碳的影响 与玉米单作(V-CK)相比,玉米和矮生菜豆间作(V-T1)、玉米和蔓生菜豆间作(V-T2)处理的生物量均提高,耕层土壤的有机碳含量增加了20.38%、27.74%;与甘蓝单作(L-CK)相比,甘蓝、水萝卜1:2间作(L-T1)、甘蓝、水萝卜2:2间作(L-T2)的耕层土壤有机碳增加的比率分别是:24%、9%;菜豆-休闲-小白菜处理(TR1)的耕层土壤的有机碳含量极显著高于菜豆-休闲处理(CK),提高了25.43%;H、M处理土壤有机碳含量显著性提高,提高比率为14.06%、5.28%。 ③对土壤酶活性的影响 间作处理和休耕处理0~20cm土层的土壤过氧化氢酶、脲酶、磷酸酶、蔗糖酶活性均有所提高;H处理的过氧化氢酶、磷酸酶、脲酶、蔗糖酶活性在0~10、10~20cm土层均小于L处理;而M处理过氧化氢酶在两个土层中均大于L处理;磷酸酶和脲酶活性均小于L处理。 ④对植物固碳和土壤碳库的影响 植物固碳的影响。总体来讲,间作、休耕、施用腐熟有机肥均能促进植物生长,提高单位面积生物量,使得植物固碳量提高。V-T1、V-T2处理的作物固碳量较V-CK处理极显著增加,增加的幅度为26.19%、29.56%;有机肥实验中单位小区植物总固碳量是H处理的含量最大,达到了3166.92g,极显著高于L和M处理。 土壤有机碳储量和累积量影响。试验后V-T1处理的土壤有机碳储量和有机碳累积量均极显著高于V-CK处理,增幅为12.14%;而V-T2处理的有机碳储量小于V-CK处理,差异不显著。与L-CK处理相比,L-T1、L-T2处理的有机碳储量分别增加了29.19%、14.69%;土壤有机碳累积量分别提高了62.10%、30.84%。CK、TR1、TR2处理有机碳储量分别较试验前提高了23.22%、72.85%、-4.44%。H和M处理的土壤有机碳储量极显著大于L处理,增加的幅度分别是18.01%、20.23%。

【关键词】：CO_2减排 间作 休耕 有机肥 土壤酶 碳循环
【学位授予单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：S344
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