论文题目：耕作与氮肥对复种农田夏季土壤水氮含量与N<sub>2</sub>O排放的影响
摘要：温室气体是引起全球气候变化的一种重要因素,而氧化亚氮（N2O）是一种增温潜势大、生命周期长的温室气体,其主要来自于农田土壤。以深松耕和免耕为主的保护性耕作被认为是一种改善土壤理化性质,减少土壤氮素损失的农业管理措施,在我国北方得到大范围推广,但目前保护性耕作对温室气体排放的作用还存在争议,有的研究表明保护性耕作可以降低温室气体排放,而有的研究结果恰好相反;此外,氮肥是N2O的直接来源,且中国农田存在普遍的氮肥使用过量的现象。基于此,本研究进行了为期两年的定位试验,设置了三种耕作:深松耕（CPT）、免耕（ZT）、翻耕（PT）;两个氮肥水平:N1(180 kg N·hm-2)、N2(240 kg N·hm-2);两种作物:大豆（S）、玉米（C）,使用静态箱法对农田N2O排放进行测定,并对土壤理化性质及作物产量进行了测定,旨在找到最佳的农田处理方式,为实现减少N2O排放、作物稳产高产、改善农田土壤环境的目标提供科学依据和技术支撑,实现农业健康可持续发展。主要研究结果如下:（1）保护性耕作可以改善玉米、大豆农田土壤环境。保护性耕作CPT与ZT较PT分别提高了1.14%-16.86%、0.29%-20.44%的土壤含水量;0.001%-23.53%、0.04%-42.30%的脲酶活性;22.16%-202.50%、18.35%-103.98%的0-20cm土壤硝态氮含量,且抑制了硝态氮的流失。（2）在西北旱地,保护性耕作与氮肥对土壤N2O排放影响显著。就整体而言,在排放高峰期,土壤N2O排放通量表现为ZT＞PT＞CPT;N2＞N1;玉米＞大豆,但ZT-N1与PT-N1处理下土壤N2O排放通量表现为大豆＞玉米。保护性耕作与氮肥对N2O累积排放量与N2O排放强度都有显著影响,在大豆农田和玉米农田中,同一氮肥处理下,深松耕可以显著降低3.83%-26.29%（N1）、8.18%-57.36%（N2）的N2O累积排放量,降低18.75%-32.01%（N1）、18.75%-38.16%（N2）的N2O排放强度;此外,免耕在大豆农田中降低了11.11%-16.00%N2O排放强度。同一耕作处理下,与N2相比,减氮处理显著降低了19.05%-73.77%、5.45%-63.79%的土壤N2O累积排放量与N2O排放强度。此外,本研究发现种植大豆相对于种植玉米而言也显著降低了12.36%-62.85%的土壤N2O累积排放量。（3）在大豆农田与玉米农田内,在N1处理下,与翻耕相比,深松耕处理降低了17.84%、6.10%的玉米和大豆的产量,而免耕处理则提高了15.68%、21.69%的产量;在N2处理下,深松耕则提高了26.68%、1.24%的玉米和大豆的产量,免耕提高了3.52%-4.00%的作物产量。此外,在深松耕农田中,减氮降低了9.30%、21.93%的大豆和玉米的产量;在免耕、翻耕农田中,减氮则提高了11.20%、11.71%的玉米产量,10.78%、1.16%的大豆产量。综上所述,深松耕可以显著降低土壤N2O排放通量、土壤N2O累积排放量、土壤N2O排放强度,并改善了农田土壤理化性质,有利于促进农业健康可持续发展;免耕处理提高了产量、改善了农田土壤环境,降低了大豆农田中土壤N2O排放强度,在大豆农田中兼顾了生态效益与大豆产量。减氮处理显著降低了土壤N2O排放,并在免耕、翻耕农田中提高了作物产量,免耕与减氮配合使用可以更好的兼顾生态效益与生产效益。最后,相对于玉米农田,大豆农田的土壤N2O排放较低,大豆农田有更好的减排潜力。
关键词：保护性耕作;氮肥;玉米大豆;N2O排放;土壤水氮含量;产量
学科专业：作物栽培学与耕作学
摘要
ABSTRACT
第一章 文献综述
1.1 研究的目的与意义
1.2 国内外研究进展
1.2.1 保护性耕作在我国的发展现状
1.2.2 保护性耕作对农田N_2O排放的影响研究进展
1.2.3 保护性耕作对农田理化性质影响的研究进展
1.2.4 土壤理化性质对N_2O排放的影响研究进展
1.2.5 氮肥对N_2O排放影响的研究进展
1.3 研究内容
1.3.1 耕作与氮肥对复种农田夏季土壤水氮含量的影响
1.3.2 耕作与氮肥对复种农田夏季土壤N_2O排放通量的影响
1.3.3 耕作与氮肥对复种农田夏季土壤N_2O排放强度的影响
1.3.4 耕作与氮肥对夏玉米、夏大豆产量及产量构成因素的影响
1.4 研究路线
第二章 材料与方法
2.1 试验地概况
2.2 试验设计
2.3 试验项目与测定方法
2.3.1 土壤样品的采集
2.3.2 气体的采集
2.3.3 植株样品的采集
2.4 测定项目与方法
2.4.1 土壤理化性质及酶活性
2.4.2 作物产量测定
2.4.3 温室气体相关指标的计算
2.5 数据分析与处理
第三章 耕作与氮肥对复种农田夏季土壤水氮含量的影响
3.1 耕作与氮肥对复种农田夏季 0-20cm土壤含水量的影响
3.2 耕作与氮肥对复种农田夏季土壤氮素含量的影响
3.2.1 耕作与氮肥对复种农田夏季成熟期 0-200cm土壤硝态氮含量的影响
3.2.2 耕作与氮肥对复种农田夏季成熟期 0-200cm土壤铵态氮含量的影响
3.2.3 耕作与氮肥对复种农田夏季成熟期 0-100cm土壤全氮含量的影响
3.3 耕作与氮肥对复种农田夏季生育季 0-20cm土壤氮素含量的影响
3.3.1 耕作与氮肥对复种农田夏季生育季 0-20cm土壤硝态氮含量的影响
3.3.2 耕作与氮肥对复种农田夏季生育季 0-20cm土壤铵态氮含量的影响
3.4 耕作与氮肥对复种农田夏季土壤脲酶活性的影响
3.5 耕作与氮肥对复种农田夏季土壤地温的影响
3.6 土壤理化性质与N_2O排放通量的相关性分析
第四章 耕作与氮肥对复种农田夏季土壤N_2O排放的影响
4.1 耕作与氮肥对复种农田夏季土壤N_2O排放通量的影响
4.2 耕作与氮肥对复种农田夏季土壤N_2O累积排放量的影响
4.3 耕作与氮肥对复种农田夏季土壤N_2O排放强度的影响
第五章 耕作与氮肥对产量及产量构成因素的影响
5.1 耕作与氮肥对夏玉米、夏大豆产量及产量构成因素的影响
5.1.1 耕作与氮肥对夏玉米产量及产量构成因素的影响
5.1.2 耕作与氮肥对夏大豆产量及产量构成因素的影响
5.2 耕作与氮肥对夏玉米、夏大豆植株特性及收获指数的影响
5.2.1 耕作与氮肥对夏玉米植株特性及收获指数的影响
5.2.2 耕作与氮肥对夏大豆植株特性及收获指数的影响
第六章 讨论与结论
6.1 讨论
6.1.1 耕作与氮肥对复种农田夏季土壤水氮含量的影响
6.1.2 耕作与氮肥对复种农田夏季土壤N_2O排放的影响
6.1.3 耕作与氮肥对夏玉米、夏大豆产量的影响
6.2 结论
6.3 展望
参考文献
致谢
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