不同改良剂和灌溉方式对盐碱地改良效果与温室气体排放影响研究

不同改良剂和灌溉方式对盐碱地改良效果与温室气体排放影响研究

论文摘要

河套灌区作为我国北方重要的商品粮生产基地,受气候条件、灌排不畅、地下水位高等影响,导致土壤盐渍化程度严重,土壤生产力较低,盐分胁迫严重制约了当地农业生产和生态的可持续发展。近年来,盐碱地综合治理项目的实施,契合国家的生态治理方针政策,助力农业的高质量绿色发展,同时采用多重改良措施可能对农田生态环境产生较大的影响。为了揭示不同改良措施及灌溉方式对盐碱地农田水盐运移、作物生长及温室气体排放影响,从而寻求适宜的盐碱地改良技术,本研究以中度盐渍化土壤为研究对象,通过大田小区试验,分析研究不同改良剂(生物炭、石膏、秸秆、有机肥)与灌溉方式(地下水滴灌、黄河水畦灌)共同作用对盐渍化土壤理化性质和农田温室气体排放规律的影响,综合评价既能改善盐渍化农田水土环境、发挥固碳减排效益,又能实现经济社会生态效益的改良措施,为河套灌区盐渍化农田综合治理和资源化利用提供理论依据。主要结论如下:(1)不同灌溉方式下土壤改良剂均不同程度提高耕层土壤含水率,滴灌增幅效果较黄河水畦灌明显;不同灌溉方式下生物炭、秸秆深埋均可提高耕层土壤温度,与空白相比,滴灌处理下生物炭、秸秆深埋土壤温度分别提高了 0.89%~16.31%、0.45%~18.06%,黄河水畦灌处理下生物炭、秸秆深埋土壤温度分别提高了 0.83%~17.86%、1.66%~19.65%。(2)滴灌条件下秸秆深埋、石膏+有机肥、石膏有效降低土壤pH值,黄河水畦灌对土壤pH影响较小;不同改良措施条件下,改良第二年降盐效果明显,其中滴灌条件下施用生物炭、秸秆深埋和石膏降盐幅度显著;黄河水畦灌较滴灌条件下积盐程度高。生物炭与石膏显著增加土壤养分含量。(3)不同改良措施对葵花生长状况均有促进作用,且滴灌与改良剂共同作用效果更显著,改良第二年增产明显,增幅在20%左右。(4)施加生物炭和石膏显著降低温室气体排放通量、排放强度(GHGI),其中滴灌条件下排放强度降低16.77%~34.93%。(5)改良第一年经济效益提高不明显,改良第二年各处理均提高经济效益,且滴灌处理较优;同时秸秆、石膏、生物炭作为废弃物,对于资源再利用及生态环境改善具有可持续效益等。综合考虑改良剂与灌溉方式共同作用对中度盐渍化土壤理化性质、作物生长特性以及固碳减排效果的影响,在滴灌条件下施用生物炭(22.5t/hm2)和石膏(37.5t/hm2)的改良效果更佳。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 1 引言
  •   1.1 研究背景与意义
  •   1.2 国内外研究进展
  •     1.2.1 盐碱地的形成与特点
  •     1.2.2 不同土壤改良措施对盐碱地影响的研究进展
  •   1.3 研究目标和内容
  •     1.3.1 研究目标
  •     1.3.2 研究内容
  •   1.4 技术路线
  • 2 试验设计与方法
  •   2.1 试验区概况
  •   2.2 试验设计
  •     2.2.1 供试土壤基本状况
  •     2.2.2 试验材料
  •     2.2.3 试验设计
  •   2.3 试验测定项目与方法
  •   2.4 数据分析
  • 3 不同改良措施对盐渍化土壤水热的影响
  •   3.1 土壤含水率的变化
  •     3.1.1 滴灌条件下土壤剖面含水率变化特征
  •     3.1.2 黄灌条件下土壤剖面含水率变化特征
  •     3.1.3 耕层土壤含水率与滴灌处理温室气体排放通量相关性
  •   3.2 耕层土壤温度的变化
  •     3.2.1 耕层土壤温度季节性变化特征
  •     3.2.2 耕层土壤温度日变化特征
  •     3.2.3 耕层土壤温度与滴灌处理温室气体相关性分析
  •   3.3 小结
  • 4 不同改良措施对盐渍化土壤盐碱变化的影响
  •   4.1 土壤pH的变化
  •     4.1.1 滴灌条件下土壤剖面pH变化特征
  •     4.1.2 黄灌条件下土壤剖面pH变化特征
  •   4.2 土壤EC的变化
  •     4.2.1 滴灌条件下土壤剖面EC变化特征
  •     4.2.2 黄灌条件下土壤剖面EC变化特征
  •   4.3 耕层土壤盐碱指标与温室气体排放相关性分析
  •   4.4 土壤养分的变化
  •   4.5 小结
  • 5 不同改良措施对盐渍化农田植株生长指标影响和效益评价
  •   5.1 不同土壤改良措施对葵花株高的影响
  •   5.2 不同土壤改良措施对葵花茎粗的影响
  •   5.3 不同土壤改良措施对葵花干物质的影响
  •   5.4 不同土壤改良措施对葵花产量的影响
  •   5.5 经济效益评价
  •     5.5.1 成本分析
  •     5.5.2 经济收益分析
  •   5.6 社会生态效益
  •   5.7 小结
  • 6 不同土壤改良措施对盐渍化农田土壤温室气体影响
  • 2排放规律的影响'>  6.1 不同土壤改良措施对土壤CO2排放规律的影响
  • 2排放规律的影响'>    6.1.1 滴灌条件下不同改良措施对土壤CO2排放规律的影响
  • 2排放规律的影响'>    6.1.2 黄灌条件下不同改良措施对土壤CO2排放规律的影响
  • 4排放规律的影响'>  6.2 不同土壤改良措施对土壤CH4排放规律的影响
  • 4排放规律的影响'>    6.2.1 滴灌条件下不同改良措施对土壤CH4排放规律的影响
  • 4排放规律的影响'>    6.2.2 黄灌条件下不同改良措施对土壤CH4排放规律的影响
  • 2O排放规律的影响'>  6.3 不同土壤改良措施对土壤N2O排放规律的影响
  • 2O排放规律的影响'>    6.3.1 滴灌条件下不同改良措施对土壤N2O排放规律的影响
  • 2O排放规律的影响'>    6.3.2 黄灌条件下不同改良措施对土壤N2O排放规律的影响
  •   6.4 不同土壤改良措施对温室气体累积排放量、综合增温潜势及排放强度的影响
  •   6.5 讨论与小结
  •     6.5.1 讨论
  •     6.5.2 小结
  • 7 结论与展望
  •   7.1 结论
  •   7.2 不足与展望
  • 致谢
  • 参考文献
  • 作者简介
  • 文章来源

    类型: 硕士论文

    作者: 张瑶

    导师: 屈忠义

    关键词: 盐渍化农田,改良剂,灌溉方式,土壤理化性质,固碳减排

    来源: 内蒙古农业大学

    年度: 2019

    分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑,农业科技

    专业: 自然地理学和测绘学,环境科学与资源利用,农业基础科学,农业基础科学,农艺学

    单位: 内蒙古农业大学

    分类号: S156.4;S181

    DOI: 10.27229/d.cnki.gnmnu.2019.000327

    总页数: 87

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