施用生物质炭及炭基肥对温室气体排放、玉米生长及土壤性质的影响

【摘要】目前,全球气候变化和粮食安全问题已成为全球关注的焦点,世界各国携手应对气候变化,共同推进绿色、低碳发展已成为当今世界的主流。农田生态系统作为温室气体的重要排放源,越来越受到各国政府和专家学者的重视。利用农作物秸秆和垃圾以及林业废料炭化制成的生物质炭在农业上的应用已得到国际的认可,可以作为提高土壤质量、保证粮食产量以及应对气候变化的一项重要技术。本研究以山东棕壤为研究对象,在田间设置0、20、40t·hm-2生物质炭(分别用C0、C20、C40表示)和炭基肥处理(CBF),研究生物质炭及炭基肥的施用对土壤理化性质、玉米产量以及温室气体排放的影响,试图为生物质炭的固炭减排效应、提高农田土壤肥力和秸秆资源的合理利用提供科学依据。研究结果如下：(1)施用生物质炭和炭基肥对土壤温室气体排放、增温潜势(GWP)和减排的效应强度(GHGI)的影响：与CO相比,C20、C40和CBF处理下土壤N20的排放总量在2011和2012年分别降低了42.88%、28.48%、27.23%和17.97%、20.28%、7.07%,而CO2和CH4排放量连续两年均无显著性差异。与CO相比,C20、C40处理下GWP(CH4+N2O)连续两年显著降低,分别降低了42.81%、27.53%和17.51%、19.42%,而CBF处理只在第一年显著低于常规处理,降低了27.18%。与C0相比,C20、C40、CBF处理下GHGI(CH4+N2O)连续两年显著降低,2011和2012年分别降低了45.46%、29.67%、36.96%和21.39%、24.02%、11.82%。综合连续两年试验结果,生物质炭对CH4和CO2的排放没有影响,而对于降低土壤N2O排放、GWP(CH4+N2O)、GHGI(CH4+N2O)具有持续效应,且高用量下生物质炭(40t.hm-2)的持续效应连续两年间具有稳定性。(2)施用生物质炭和炭基肥对玉米植株性状和产量的影响：与C0相比,2011年C20、C40处理的增产效果不显著,而CBF处理的籽粒产量增加显著,增幅达10.12%；2012年C40、CBF处理下玉米籽粒产量显著高于对照处理,C20、C40、CBF处理的籽粒产量较CO分别提高了5.55%、6.14%、7.50%。综合两年间产量结果可知,施用生物质炭及炭基肥对稳定和提高玉米产量具有持续效应。2012年施用生物质炭处理下玉米的增产效果高于2011年,而施用炭基肥处理下的产量和氮肥利用连续两年显著高于对照,其对作物增产和提高氮肥利用效率的效果优于生物质炭。(3)施用生物质炭和炭基肥对土壤理化性质的的影响：2011年,与CO相比,C20、C40处理下,土壤有机碳和全氮分别显著增加了34.79%、44.93%和4.88%、12.20%,；C20处理的土壤容积含水量提高了10.26%-44.15%,C40处理下土壤容积含水量提高了27.72～89.30%,CBF处理的土壤容积含水量提高了0.58%～10%。2012年,不同处理土壤的容重、pH、有机碳(SOC)、全氮的变化趋势基本与第一年保持一致,与对照相比,在C20、C40处理下,土壤有机碳和全氮分别显著增加了27.09%、38.85%和9.20%、13.79%；2012年,与C0相比,C20处理的土壤含水量在大口期显著增加,增加36%,在其他生育时期内增幅在7%～20%之间；C40处理的土壤含水量除了乳熟期外,其余生育期的土壤含水量均显著性增加,增幅在10%～44%之间,而CBF处理与CO没有显著性差异。综合连续两年的数据来看,生物质炭在提高土壤有机碳、全氮、pH,降低土壤容重和提高土壤保水性的效应具有稳定持续性,而炭基肥处理下与对照相比无显著性差异。
【作者】李晓；
【导师】潘根兴；
【作者基本信息】南京农业大学，土壤学，2013，硕士
【关键词】生物质炭；炭基肥；温室气体；玉米产量；土壤性质；

【参考文献】
[1]林胜利.两种电子秤数据处理方法[J].冶金自动化,1985,03:53-54.
[2]罗慧婷1,孔保华1,李沛军1,2,李木子1.细菌一氧化氮合酶及其在食品科学中的应用[J].食品科学.
[3]段春维,沈立军.挖掘教材创情境自主学习寓学法——第八册“简单的数据整理”教学片断设计与评析[J].辽宁教育,2002,Z1:118-119.
[4]易扬.Cu-Ce-Ti催化剂上氨气选择性催化还原NO_x的研究[D].北京化工大学,化学工程与技术,2013,硕士.
[5]王雷.民国初年前清遗老群体心态剖析[D].广西师范大学,中国近现代史,2003,硕士.
[6]叶松,吴本寿.中兴通讯TD-SCDMARNC产品介绍[J].电信网技术.2004(07)
[7]李诗妮.中国移动贵州公司EAP项目的实施及其影响研究[D].北京邮电大学,工商管理（专业学位）,2012,硕士.
[8]李海霞.内蒙古能源消费、碳排放与经济增长关系的实证研究[D].内蒙古财经大学,统计学,2012,硕士.
[9]吴亚楠.松花江流域旱涝极值估测理论与方法[D].吉林大学,水文学及水资源,2013,硕士.
[10]戴绪愚.极值调节器在自磨机上的应用[J].冶金自动化,1981,05:61-63.
[11]谢军.扩大民族地区农村就业对策研究[D].中南民族大学,中国少数民族经济,2013,硕士.
[12]李宇晟.发光杆菌双元毒素PirAB的细胞毒性研究[D].湖南师范大学,微生物学,2014,硕士.
[13]李聪,梁昌勇,杨善林.电子商务协同过滤稀疏性研究:一个分类视角[J].管理工程学报,2011,01:94-101.
[14]顼志兵.A型行为冠心病患者血浆儿茶酚胺、5-羟色胺测定的临床研究[D].山西医科大学,心血管内科学,2002,硕士.
[15]胡瑞.背俞穴穴位注射治疗气血两虚型慢性荨麻疹的临床对比观察[D].黑龙江中医药大学,针灸推拿学（专业学位）,2014,硕士.
[16]陈家汉.提花丝绸图案的翻译处理及软件实现[J].自动化学报,1984,01:50-53.
[17]李龙澍,程慧霞,卢冰原.基于凸Rough集的数据约简和规则发现研究[J].东南大学学报(自然科学版),2002,02:201-205.
[18]曾成.运动估计中的光流算法研究[D].哈尔滨工业大学,电气工程,2013,硕士.
[19]郑昊天.船舶司法出售之法律问题研究[D].大连海事大学,海商法,2014,硕士.
[20]缪静瑜,朱晓莹,封嘉怡.浅谈上市公司利用无形资产进行报表粉饰[J].现代物业(中旬刊),2014,05:38-39.
[21]李静.基于语料库的英语专业学生口试错误研究[D].山西师范大学,外国语言学及应用语言学,2013,硕士.
[22]郑仲润.华南湿热地区纤维沥青碎石封层适应性研究[D].长安大学,道路与铁道工程,2013,硕士.
[23]莫纹憬.论我国工伤保险中工伤的认定[D].华东政法大学,民商法学,2012,硕士.
[24]王乃婧.论1956-1966年中国民主同盟的政治参与[D].华中师范大学,中共党史,2014,硕士.
[25]赵鑫潞.改编曲《进行曲》的音乐结构与演奏实践[D].河北师范大学,艺术,2014,硕士.
[26]张景廉,刘全新,梁秀文,王斌婷.有关自然伽马能谱测井在储层预测中的应用讨论[J].石油地球物理勘探,2000,03:395-400+402.
[27]曾祥君,许瑶,陈博,张平,袁超.中性点不接地配电网电容电流实时测量新方法[J].电力系统自动化,2009,02:78-81+91.
[28]杜轶茜.苔丝形象的分析与悲剧命运的解读[D].华中师范大学,比较文学与世界文学,2003,硕士.
[29]雷闪闪.语文课堂合作教学研究[D].湖南师范大学,课程与教学论,2014,硕士.
[30]张淼.电力机车辅助变流器控制策略研究[D].北京交通大学,电气工程（专业学位）,2013,硕士.
[31]常立博.GPU中图像处理流水线的设计与实现[D].西安邮电大学,计算机系统结构,2013,硕士.
[32]杨有亮,张莉.商业智能提升企业信息化应用水平[J].科技广场,2005,02:94-96.
[33]陈超.呼和浩特市公共外交发展存在的问题及对策研究[D].内蒙古师范大学,行政管理（专业学位）,2012,硕士.
[34]李强.冶金系统微机控制加热(均热)炉会议在京召开[J].冶金自动化,1985,04:63.
[35]王羽.无致病力青枯病病菌对番茄青枯病的控病研究[D].西南农业大学,植物病理学,2004,硕士.
[36]耿敏.A Case Study on Deverbalization in Xisu Mti Interpreting Training[D].西安外国语大学,MTI翻译,2014,硕士.
[37]吕叻加.思想政治教育视阈下大学生创业心理素质的培育研究[D].西安科技大学,思想政治教育,2014,硕士.
[38]张利勇.周至任家城黄土边坡稳定性评价及监测预警研究[D].长安大学,地质工程（专业学位）,2014,硕士.
[39]王海洋,杜国祯,任金吉.种群密度与施肥对垂穗披碱草刈割后补偿作用的影响[J].植物生态学报,2003,04:477-483.
[40]范献国.基于单播的多链路参数层析技术研究[D].湖南大学,软件工程,2011,硕士.
[41]李蓓,万嘉若,吴敏金.可变参数的逐级离散相关法[J].自动化学报,1990,01:57-61.
[42]廖峰.中小企业自主创新的人才支撑体系研究[D].广西师范大学,企业管理,2013,硕士.
[43]李环晖.未成年人附条件不起诉制度研究[D].华侨大学,法律,2013,硕士.
[44]陈高超.地铁为导向的长沙城市空间结构优化对策研究[D].湖南大学,建筑学,2011,硕士.
[45]宋秀红.基于PSP的个体项目过程管理技术工具研究[D].大连海事大学,计算机应用技术,2004,硕士.
[46]高兴军,付鑫生,于兴河,段鸿彦,刘洪亮.六臂地层倾角处理中的球面映像技术分析[J].石油地球物理勘探,2002,02:129-133+200.
[47]姬帅.网络化运动控制系统的关键技术研究[D].山东大学,机械电子工程,2014,博士.
[48]耶虹菲.构成设计在陶艺创作中的应用性分析研究[D].西安建筑科技大学,设计艺术学,2013,硕士.
[49]梁勇.对危险驾驶罪的探析[D].西南政法大学,刑法学（专业学位）,2012,硕士.
[50]洪凯.农田水利管理效率的空间差异研究[D].杭州电子科技大学,技术经济及管理,2014,硕士.