一、农田水分与土壤氮素矿化的试验研究(论文文献综述)
黄少辉[1](2021)在《小麦-玉米轮作体系生态集约化管理下碳氮循环特征研究》文中研究说明华北小麦-玉米轮作高度集约化种植体系氮肥用量高,肥料利用率低,环境污染风险高等现状限制了其可持续发展,急需优化氮素管理,发展生态集约化管理。生态集约化管理是在集约化农区通过采用优化的养分管理和其他管理措施,实现产量持续增长同时减少环境风险的综合管理模式。本研究建立了以养分专家系统为基础,结合选用新品种、优化种植密度等农艺措施的生态集约化(EI,Ecological Intensification)管理模式,通过十一年定位试验,与农民习惯(FP,Farmers’Practices)对比,研究了EI处理下的作物产量、氮素吸收与利用,土壤碳氮固存,土壤氮素供应,以及碳氮环境效应,并利用DNDC模型模拟产量和活性氮损失,提出了小麦-玉米轮作体系优化管理方案。论文取得如下进展:1.EI处理减少氮肥用量的同时能够维持小麦和玉米产量,提高氮肥利用率。与FP处理相比,EI处理在保证小麦和玉米产量的同时,氮肥用量减少22.4%,氮素表观回收率和累积回收率分别提高9.7和8.3个百分点,氮素农学效率和偏生产力分别提高32.3%和30.1%,氮素当季利用率和残留利用率分别提高6.6和2.7个百分点,表观损失率降低9.3个百分点,年损失量降低87 kg/ha。2.EI处理显着提高小麦-玉米体系土壤固碳速率和固碳效率。2018年玉米收获后所有处理0-20 cm土壤有机质含量均比2009年显着提高,2018年EI处理碳库储量显着高于FP,且EI处理固碳速率和固碳效率(分别为1.04 t/ha/year和18.6%)显着高于FP处理(分别为0.68 t/ha/year和0.4%)。EI处理和FP处理0-20 cm土壤碳库储量差异不显着,土壤氮素矿化潜力随培养温度升高而升高,两处理间差异也不显着。3.EI处理优化了小麦和玉米种植体系的氮素供应,降低环境风险。综合分析不同来源氮素,建立总氮供应量指标,并通过量化总氮供应量、相对产量、氮输入与输出关系,确定小麦和玉米适宜的总氮供应量分别为330-482 kg/ha和291-361 kg/ha,在此范围内,可保障作物高产、高氮素利用率和低环境氮素损失。EI处理总氮供应量趋近适宜水平,而FP处理总氮供应量较EI处理高21.7%-30.2%,环境风险较高。4.EI处理降低小麦、玉米生产碳氮足迹。与FP处理相比,EI处理小麦和玉米土壤氧化亚氮(N2O)排放分别降低1.5%和13.4%,氨挥发损失分别降低14.9%和19.3%,氮足迹分别降低20.5%和27.2%,碳足迹分别降低9.7%和22.1%,年净收益增加14.5%,是一种协调环境和经济效益的可持续管理模式。5.应用DNDC模型模拟小麦、玉米产量、氮素吸收和氮素环境排放,并提出了优化管理方案。DNDC模型在模拟小麦-玉米体系作物产量、氮素吸收、N2O排放和氨挥发损失方面表现良好。敏感性分析结果表明,产量和活性氮损失对播种日期和施氮量最敏感,在氮肥用量为180 kg/ha时玉米和小麦均获得较高产量,继续增加施氮量产量不再增加。在本试验基础上将小麦播期调为10月10日左右,耕作深度调至5 cm,可继续增加作物产量2.9%,降低活性氮损失10.5%。综上所述,生态集约化管理通过合理优化养分管理和其他管理措施,在保障作物产量同时,减少了氮肥施用量,提高了氮素利用率,增加了土壤碳氮固存,降低了碳氮环境损失,增加了净收益,是一种协调农学、经济和环境效应的可持续管理模式。
张子豪[2](2021)在《旱地垄沟覆膜体系土壤氮素转化过程特征与氮肥调控》文中研究表明半干旱和干旱地区占黄土高原总土地面积的60%以上,旱作农业对于保障我国粮食安全至关重要。覆膜栽培作为抗旱保墒的耕作措施,目前已经得到大力推广,成为干旱半干旱区粮食增产的重要手段。但随着作物产量的提高和经济效益的扩大,覆膜栽培体系中氮肥大量施用,导致氮肥利用率降低,土壤中硝酸盐大量累积,增加淋失风险造成土壤硝酸盐深层累积与地下水污染。因此研究覆膜栽培体系适宜的氮肥管理措施,对于该体系可持续发展具有重要的意义。本研究从土壤氮素初级转化速率角度出发,定量研究玉米不同生育期以及不同降雨情况下土壤氮素转化过程,理解土壤氮素转化过程与氮去向,尤其氮损失之间的互作关系,并在此基础上探讨氮肥调控的有效措施,为提高覆膜体系氮素利用率,减少氮素损失,维持旱作雨养农业可持续发展提供科学依据。研究结果表明:(1)通过在苗期、拔节期、孕穗期和灌浆期采集表层土样,对其进行室内15N同位素成对标记培养,以及在成熟期进行15N同位素野外原位培养,发现土壤氮素初级矿化速率和自养硝化速率决定了土壤无机氮形态。初级矿化速率、自养硝化速率、净硝化速率在玉米生育期内不同月份之间,均呈现先增高后减小的趋势,土壤水分是其动态变化的关键因素。垄沟覆膜处理比平作不覆膜处理的净硝化速率低,硝态氮固持速率以及DNRA并未有显着性差异,说明相对于平作不覆膜处理,垄沟覆膜处理下的土壤硝态氮产生速率较小。但垄沟覆膜处理土壤硝态氮含量与玉米不同生育期的吸氮量均显着高于不覆膜处理,说明垄沟覆膜体系可能减少了氮素损失,使更多的氮素保留在土壤中,这是垄沟覆膜体系具有的独特的保氮-供氮作用。(2)采集玉米拔节期土壤,设置不同模拟降水事件,以不降水处理为对照,进行室内15N同位素成对标记培养发现随着土壤含水量增加,垄沟覆膜较平作不覆膜土壤的氮素转化速率(初级矿化过程、自养硝化过程)变化程度更平缓。大暴雨事件(100%WHC)中,平作不覆膜处理土壤氮素的初级矿化速率显着增加,更易产生硝态氮,而在极端降雨条件下,可能提高土壤中硝态氮淋溶的风险,且垄沟覆膜处理土壤在降水事件中,硝态氮固持速率更高。这说明垄沟覆膜体系较平作不覆膜体系具有更好的保氮功效,不易受到极端降雨事件的影响。(3)基于不同玉米生育期和不同降水事件下的土壤氮素初级转化特征,结合2015年不同施肥量和施肥方式的产量以及种植前后的土壤硝态氮变化量,以及2016-2020年5年玉米产量分析,建议不仅5月份施肥,6、7、8月按照N/M比例追肥;施肥种类为缓控释肥,施肥方式是垄上施肥,具体施肥量根据种植前土壤硝态氮本底值进行确定。
段晨骁[3](2021)在《有机无机肥配施对关中地区土壤肥力及冬小麦产量的影响》文中研究表明陕西省关中地区是我国北方重要的冬小麦粮食生产区,该地区为提高作物产量,化肥施用严重过量,造成了土壤质量下降和生态环境严重污染,不利于农业可持续发展。研究表明,有机无机肥配施可以提高土壤肥力,增加土壤水分和作物产量,提高水分利用效率,但是在关中地区雨养条件下有机无机肥配施的合理比例有待进一步研究。本研究采取等氮的原则,利用新型有机肥与无机肥按照一定比例相混合,分别设置6个施肥处理:对照处理(CK,不施肥);全无机肥处理(M0);25%有机肥配施75%无机肥(M25);50%有机肥配施50%无机肥(M50);75%有机肥配施25%无机肥(M75)和全有机肥处理(M100)。将两年的田间定位试验和室内培养试验相结合,研究不同有机无机肥配施比例对土壤氮素矿化、土壤理化性质、冬小麦产量及水分利用效率的影响,为该地区提供一种最优的有机无机肥施用比例,为科学合理的田间管理提供理论指导。主要结论如下:(1)在室内好气培养试验中,各施肥处理显着增加土壤矿质氮含量和累积矿化氮量。在培养期间,不同施肥处理土壤铵态氮含量先迅速增加再迅速减少,最后基本保持不变,土壤硝态氮和矿质氮含量随培养时间的增加呈现先迅速增大后逐渐稳定的趋势。培养结束后,不同施肥处理累积矿化氮量差异显着,大小表现为M0>M25>M50>M75>M100>CK。有机无机肥配施处理的土壤累积矿化氮量和氮矿化率较CK处理增加了58.1-325.2%。将各处理土壤累积矿化氮量进行一级动力学方程拟合,结果表明拟合效果良好。(2)有机无机肥配施能够改善土壤结构和提高土壤养分。有机无机配施处理能够改善土壤物理性质,降低0-40 cm土层土壤容重,增加土壤孔隙度、饱和含水量和饱和导水率。两年平均容重较CK处理降低3.3-7.8%,平均孔隙度较CK处理增加3.9-8.1%,并随着时间年限的增加,改良效果更为显着。与CK和M0处理相比,各有机无机肥配施处理能显着增加不同土层中>0.25 mm土壤团聚体含量,提高土壤团聚体平均重量直径(MWD)和几何平均直径(GMD),提高团聚体稳定性。在两年内,各有机无机肥配施处理土壤有机质和全氮含量较CK处理显着提高,高量有机肥替代化肥处理效果更好,并随着培养年限的增加逐渐增大。(3)有机无机肥配施能够增加冬小麦生育期土壤剖面含水量和蓄水量,提高冬小麦产量和水分利用效率。在生育前期(苗期和越冬期),有机无机肥配施可以显着提高表层土壤含水量,增加土壤蓄水量。有机无机肥配施能够显着增加冬小麦产量及有效穗数、千粒重等构成要素,提高水分利用效率。在2018-2020年M75处理冬小麦产量最高,分别较CK处理提高了110.8-136.3%,较M0处理提高18.7-23.1%。综上所述,在不同有机无机肥配施处理中,M75处理(75%有机肥配施25%无机肥)在陕西省关中地区有利于培肥土壤,改善土壤理化性质,提高土壤水分、冬小麦产量和水分利用效率,是该地区最佳的有机无机肥配施比例。本研究分析了不同有机无机肥配施比例对陕西省关中地区土壤的改良效果,阐明了冬小麦产量提升机制,为该地区建立科学合理的施肥策略和田间管理措施提供理论指导。
孔德杰[4](2020)在《秸秆还田和施肥对麦豆轮作土壤碳氮及微生物群落的影响》文中研究表明秸秆还田和优化施肥措施是减少化肥施用、提升土壤质量、增强土壤碳汇功能的有效途径,对于提高土壤氮素高效利用和保持农业绿色循环高质量发展具有重要意义。秸秆还田和施肥对长期麦豆轮作土壤中碳氮元素组分变化规律以及对土壤细菌、真菌微生物群落多样性季节性变化的影响,目前已成为亟待解决的科学问题。本研究以西北农林科技大学北校区科研试验基地农作制度长期定位试验为依托,试验处理设置为:秸秆还田(NS:秸秆不还田、HS:秸秆半量还田、TS:秸秆全还田处理)和施肥处理(NF:不施肥、0.8TF:优化施肥、TF:传统施肥)的两因素三水平随机区组试验。采用高通量测序和冗余分析(RDA)等技术方法,研究了秸秆还田和施肥对小麦、大豆不同生育时期的麦豆轮作系统土壤中氮素、碳素不同组分和土壤细菌、真菌群落结构多样性等指标的季节性动态变化规律的影响。为筛选节本高效、地力提升的秸秆还田模式提供理论依据和技术支撑。取得了如下结论:1、秸秆还田和施肥促进了长期麦豆轮作种植模式下土壤氮素含量的增加秸秆还田和施肥促进了麦豆轮作种植模式下土壤中的全氮、铵态氮、硝态氮含量提升,土壤硝态氮含量在秋季、冬季含量较高,而春季3~5月份小麦生长旺盛期含量较低。优化施肥增加了土壤微生物氮含量,常规施肥抑制了土壤微生物氮含量。在秸秆腐解初期全量还田处理土壤中铵态氮含量低于半还田处理。土壤中硝态氮含量、微生物氮含量及硝态氮占总氮的比例、微生物氮占土壤总氮的比值都随着秸秆还田量的增加而增加,不同秸秆还田处理间土壤微生物氮含量有显着性差异,并且表层土壤微生物量氮大于下层土壤微生物量。9个处理组合中,0.8TF+TS处理的全氮、微生物量氮平均含量最高,分别为1.06 g/kg、36.59 mg/kg,TF+TS处理铵态氮、硝态氮平均含量最高,分别为2.37、15.93mg/kg。2、秸秆还田和施肥提升了麦豆轮作种植模式下土壤碳素含量秸秆还田和施肥增加了麦豆轮作种植模式下土壤中的有机碳、溶解性全碳、溶解性有机碳、无机碳和微生物碳含量。土壤无机碳占溶解性总碳的比值随着施肥量的增加呈先降低后增加的趋势。微生物碳、溶解性有机碳含量占土壤有机碳比值随着秸秆还田量的增加而增加,土壤溶解性总碳占土壤有机碳比值、溶解性无机碳含量占土壤有机碳比值随着还田量的增加而随着减少,土壤微生物量碳占土壤有机碳含量随着还田量的增加有先增加后减少的趋势。土壤中的碳氮比随着施肥量的增加随着减少,土壤中微生物碳氮比随着施肥量的增加而增加。与施肥处理变化趋势相反,增施秸秆导致土壤碳氮比增加,微生物碳氮比减少。9个处理组合中,TF+TS处理的土壤有机碳、溶解性有机碳、微生物碳平均含量最高分别为12.14 g/kg、95.70mg/kg,345.53mg/kg,溶解性全碳平均含量0.8TF+TS处理最高为198.90 mg/kg,溶解性无机碳平均含量0.8TF+NS处理最高为119.73 mg/kg。3、秸秆还田和施肥措施改变了长期麦豆轮作土壤微生物群落结构多样性土壤中细菌、真菌菌群多样性chao1指数、ACE指数、Shannon指数随着施肥量增加有减少的趋势。Simpson指数随着秸秆还田量的增加而减少。不同处理门水平上菌群数量年内动态变化表现为冬季数量最高,在小麦收获后大豆播种前最低。不同处理下土壤细菌中的变形菌门、酸杆菌门、芽单胞菌门、放线菌门是土壤中的优势菌种,平均相对丰度分别为28.06%、24.05%、13.90%、10.68%。子囊菌门是土壤真菌中的优势菌门,优化施肥降低了子囊菌门、担子菌门、接合菌门的平均相对丰度,增加了壶菌门相对丰度;常规施肥增加了子囊菌门、接合菌门、壶菌门的相对丰度,降低了担子菌门的相对丰度。秸秆还田处理降低了子囊菌门、接合菌门的相对丰度,增加了担子菌门相对丰度。4、土壤微生物多样性对土壤氮素、碳素变化的响应RDA分析显示:土壤细菌、真菌的Simpson指数、shannon指数、ACE指数、Chao1指数之间具有很好的相关性,并且与无机碳含量呈正相关关系,与土壤水分含量、全氮含量、铵态氮含量、硝态氮含量、土壤p H值、可溶性总有机碳含量及土壤有机碳呈负相关关系。变形菌门是土壤细菌相对丰度最高的菌群,与土壤p H值极显着负相关,芽单胞菌门与土壤环境中微生物碳、氮含量呈正相关。土壤真菌中子囊菌门相对丰度最高,担子菌门与土壤有机碳含量呈正相关关系。分析显示:碳氮元素化学计量比、是否种植作物是影响土壤中土壤细菌、真菌门水平上的菌群结构差异的主要因素。综上所述:长期秸秆还田配合施肥处理对麦豆轮作下土壤碳氮含量与农田肥力提升有明显的促进作用。0.8TF+TS组合处理全氮、微生物氮、溶解性碳含量最高,虽然产量比TF+TS组合处理减产了0.55%,化肥施用量却减少了20%,是一种节本增效的秸秆还田模式。本研究发现土壤细菌群落结构季节性变化影响不大,真菌受温度影响较大,该变化是由土壤p H值、碳氮各组分之间的比值以及地上作物长势等诸多因素相互影响造成的。秸秆还田和施肥对长期麦豆轮作种植模式下土壤碳氮含量和土壤细菌、真菌群落多样性及在门水平上相对丰度的季节动态变化及两者之间的响应关系是本研究的创新点。
路天慧[5](2020)在《干湿交替条件下农田土壤氮矿化模拟研究》文中进行了进一步梳理随着暴雨和干旱等极端天气事件的增加,生态系统水分循环过程和强度发生显着变化,导致多数陆地生态系统,特别是农业生态系统中出现密集而频繁的干湿交替现象。土壤表层剧烈的干湿交替会在短时间内对土壤物理化学性质产生重要影响,从而改变土壤氮素矿化过程和有效性,对植物生长产生影响。本研究围绕土壤干湿交替对氮素净矿化和有效性的影响及其与土壤质地等性质的关系开展研究,以全国26个不同地点农田土壤样品为对象,通过设置恒定水分处理以及不同强度的干湿交替处理进行室内培养试验,以确定恒定水分与干湿交替条件下土壤氮矿化量与速率变化规律,明确土壤理化性质对土壤氮素矿化的影响,并利用氮素矿化一阶动力学模型,分析氮矿化速率与土壤水分的定量关系,确定参数与土壤理化性质的关系。取得的主要结论如下:(1)在恒定水分条件下,采样地点、培养周期与水分处理显着影响土壤氮素矿化以及矿化速率(P<0.05),并且培养周期与水分处理之间具有显着的交互作用(P<0.05)。在培养周期内,土壤累积净氮矿化量和土壤净氮矿化速率与土壤水分含量呈显着正相关关系。土壤累积净氮矿化量随时间的延长而呈现指数增加,符合一阶动力学模型拟合,并且水分含量越高增长越快。土壤水分含量与一阶动力学模型参数k值(氮矿化速率常数)显着正相关。粘粒含量与一阶动力学模型参数N0(氮矿化势)显着负相关,砂粒含量与N0显着正相关,土壤有机碳含量、全氮含量、pH和C/N与k呈显着正相关关系,初始铵态氮、硝态氮和矿质氮含量与k呈显着负相关关系。二元一次复合模型可以拟合土壤累积净氮矿化量对培养周期和土壤水分含量的响应关系。土壤净矿化量与净硝化量和净氨化量显着正相关。土壤净氨化量随初始铵态氮和矿质氮含量的增加而降低。净硝化量随初始硝态氮和矿质氮含量的增加而降低,随土壤有机质、全氮含量和C/N增加而增加。净矿化量随初始铵态氮、硝态氮和矿质氮含量的增加而降低,随土壤有机质、全氮含量和C/N增加而增加。(2)在干湿交替处理条件下,干湿交替次数与强度的增加显着增加土壤氮矿化以及矿化速率(P<0.01),并且对净硝化速率和矿化速率具有显着交互影响(P<0.05)。土壤累积净氮矿化量随时间的延长而呈现指数增加,符合一阶动力学模型拟合,并且100-20%FC干湿交替处理氮矿化高于60-0%FC处理。土壤有机碳和全氮含量与一阶动力学模型参数N0呈显着正相关关系。土壤净矿化量与净硝化量成显着正相关,而与净氨化量关系不显着。土壤净氨化量随土壤粘粒含量和C/N的增加而增加,随土壤pH值、砂粒和初始铵态氮、硝态氮和矿质氮含量的增加而降低。净硝化量随粘粒含量的增加而降低,随pH、土壤砂粒、有机质、全氮、初始硝态氮和矿质氮含量增加而增加。净矿化量随粘粒含量的增加而降低,随土壤有机质、全氮、初始硝态氮和矿质氮含量增加而增加。(3)培养时间显着影响土壤氮素矿化对干湿交替的响应(P<0.05)。相比于恒定水分处理,干湿交替处理在时空尺度上增加土壤累积净氮矿化量和净氮矿化速率。在100-20%FC干湿交替处理条件下,NH4+差异随着土壤pH值的增加而降低,NO3-差异随pH、土壤有机质和全氮含量增加而增加,总矿质氮差异随土壤全氮含量增加而增加;而60-0%FC干湿交替处理条件下,NH4+差异随粘粒含量的增加而增加,随土壤pH值、砂粒和初始硝态氮含量的增加而降低。NO3-差异随土壤pH值、砂粒、初始硝态氮和矿质氮含量的增加而增加,随粘粒含量的增加而降低。总矿质氮差异随土壤pH值、砂粒、初始硝态氮和矿质氮含量的增加而增加,随粘粒含量的增加而降低。100-20%FC干湿交替处理土壤氮素矿化差异对土壤性质依赖性小于60-0%FC处理。
闫佳雯[6](2020)在《冻融循环条件下生物炭施入对农田黑土土壤氮素矿化及淋溶损失的影响》文中提出作为世界上四大黑土区之一—中国东北部黑土区,不仅是我国非常重要的粮食生产基地,也是重要的粮食输出地区。黑土的土质肥沃,适宜玉米、大豆等多种种植作物的生长,是极其珍贵的自然资源之一。另外,因其占据独特的地理条件及受气候条件变化特征的影响,东北黑土区域内常发生冻结-融化的循环过程,冻融作用对于黑土区生态系统的影响必然会造成氮素相关形态的迁移与转化,从而影响到了土壤内氮素的矿化作用及淋溶损失的现象。因此,针对中国东北部松嫩平原经历频繁冻融交替现象,本文对取自松嫩平原上东北农业大学试验基地的土壤样品设置了室内冻融循环试验,探究在冻融循环条件下,不同生物炭施入量(炭土比分别为0、2%、4%和6%)及不同的初始土壤含水率(10%、15%、20%和25%)共同作用下,土壤样品中不同形态氮素含量、团聚体组分变化、土壤含水量、淋溶液中各形态氮素损失量的变化特征,用以分析研究冻融循环对农田黑土区土壤氮素循环的影响。研究结果如下:(1)冻融循环作用影响土体内部结构和水分分布状况,破坏了团聚体的稳定性,进而影响氮素循环过程。生物炭的施入则提高了土壤对于水分的固持能力,并提高了团聚体抵抗冻融作用带来的破坏效应。(2)冻融循环作用对黑土土壤中铵态氮含量影响显着(p<0.05),铵态氮含量在冻融循环过程中呈现先增加后减少的趋势,且在第三次冻融循环时达到含量的最大值。铵态氮含量随着土壤初始含水量的增加而增加,随着生物炭施入量的增加而减少。(3)冻融循环作用对黑土土壤中硝态氮含量影响显着(p<0.05),硝态氮含量在冻融循环过程中呈现先增加后减少的趋势,且在第三次冻融循环时达到含量的最大值。硝态氮含量随着土壤初始含水量的增加而增加,并且随着生物炭施入量的增加也呈现增加的趋势。(4)冻融循环促进了氮素淋溶过程的发生,加剧氮素淋溶流失量的产生,且随着冻融循环过程的发生,淋溶损失累积量呈现现增大后减少并趋于稳定的趋势。生物炭的施入有效的增加了土壤固持氮素的能力,使得淋溶损失量随着生物炭含量的增加而有所减少,在炭土比为6%时呈现出相反的趋势。上述研究表明,冻融循环对黑土氮素循环过程有显着影响,生物炭施入则进一步影响了氮素的循环过程。本文探讨了在冻融循环条件下,不同生物炭含量施入后农田土壤氮素矿化特征及淋溶损失的变化特征。研究结果为东北地区农田黑土氮肥的有效利用及生物炭的施加提供理论参考,也为土壤生态系统的氮素循环及环境生态效应提供实践支撑。
黄方园[7](2020)在《覆盖模式对不同旱作区农田土壤主要性状和玉米生长的影响》文中提出旱作农业生产在保障全球粮食安全中扮演着不可或缺的角色。然而,降水的稀缺和较大的时空变异性严重威胁旱作农业生产的可持续性。农田覆盖技术,特别是塑料薄膜覆盖已被广泛用于旱地作物生产,但不同旱作区的光温水热资源差异较大,农田覆盖技术的增产效果也将受到地域间气候因素的影响。因此,依据区域特点进行适当的农田覆盖管理措施有利于提高资源利用率和农田生产力,促进旱作地区农业的可持续发展。本研究连续多年在中国黄土高原半干旱区(宁夏彭阳)和半湿润区(陕西杨凌)设置不同覆盖处理:(1)垄膜沟播种植(R)、(2)平作塑料薄膜全覆盖(P)、(3)平作降解膜全覆盖(B)、(4)平作秸秆全覆盖(S)和(5)传统平作种植(CK),研究了不同农田覆盖模式对土壤水分(SM)、土壤温度(ST)、土壤碳氮养分、土壤微生物群落结构和作物生产力的影响,取得的主要研究结果如下:(1)不同农田覆盖模式对土壤水温状况的影响不同覆盖模式显着影响了玉米农田土壤温度,随着生育进程的推进各覆盖处理间的差异逐渐减小。在半干旱区,三个覆膜处理均表现出明显的增温效果,大小表现为P>B>R。在半湿润区,P和R处理整个生育期0-25 cm平均土壤温度较CK平均提高3.1?C和0.6?C。两个试验区的S处理在整个生育期均具有明显的降温效应,并在半干旱区对土壤的降温效果更为明显。不同覆盖模式在休闲期均具有一定的保墒效果,但受不同区域和降水年型的影响,两个试验区均以P覆盖的休闲期储水效果最好。此外,两个试验区的覆膜处理均能有效提高生育前期的土壤含水量,随着生育期的推进,由于生物量和作物蒸腾作用的增加,覆膜处理促进了生育中期作物对深层土壤水分的利用,而在生育后期表层土壤含水量又有所回升,生育期农田耗水量呈现“前低—中高—后低”的规律。S处理在整个生育期较CK一直保持较高的土壤含水量。此外,在半干旱区以P处理下的农田耗水量(ET)最高,其平均ET分别比R、B、S和CK高44.5 mm、44.1 mm、65.5 mm和59.9 mm,在半湿润区各处理的ET大小顺序为P>S>R>CK。(2)连续覆盖对土壤碳氮养分的影响连续覆盖对不同覆盖模式下的土壤全氮和土壤有机碳含量的影响不同。与试验前相比,两个试验区表层(0-20 cm)土壤全氮均呈逐渐下降趋势,且均以塑料薄膜覆盖(R和P)和降解膜覆盖(B)处理表层土壤全氮含量下降速率最大,其次S处理和CK。然而,半干旱区R、P和S覆盖下的表层土壤有机碳含量较试验前略有上升,B和CK处理的土壤有机碳则分别降低了0.03和0.04 g kg-1,但均与试验前差异不显着。在半湿润区,除S处理外,其他处理两个土层(0-20 cm和20-40 cm)土壤有机碳均有所下降。土壤可溶性碳氮(DOC和DON)在表层(0-20 cm)土壤中的含量最高,随着土层加深而逐渐降低。两个试验区表层土壤的DOC含量均以S处理最高,覆膜处理则较CK降低了表层土壤的可溶性碳氮含量。各处理间的可溶性碳氮含量在20-40 cm和40-60 cm土层基本无明显差异。硝态氮在0-100 cm土壤剖面中的垂直分布情况受不同降雨年份的影响,玉米生育后期降雨少,各处理硝态氮剖面峰值及差异集中在上层土壤(0-40 cm);玉米生育后期降雨较多会导致收获期硝态氮的淋溶,使深层(60-100 cm)土壤硝态氮的含量较高。两个试验区的覆膜(R、P和B)处理促进了作物对氮素的吸收,降低了土壤硝态氮在深层土壤的积累,S处理的硝态氮分布与CK间无明显差异。各处理土壤铵态氮的含量较硝态氮低,分布规律与硝态氮类似。(3)连续覆盖对土壤微生物群落结构的影响连续覆盖导致两个试验区的土壤理化性质发生了改变,并进一步导致土壤微生物群落结构的变化,与其他覆盖处理相比,半干旱区的P处理和半湿润区的R处理均同时提高了土壤真菌和细菌的多样性和丰富度。土壤理化性质的改变与土壤微生物群落结构的变化密切相关,其可以解释半干旱区(彭阳)80%以上的土壤微生物群落结构的改变和半湿润区(杨凌)超过90%的土壤微生物群落的变异;其中在半干旱区细菌群落变化主要受SM的影响,真菌群落变化主要取决于土壤养分(硝态氮NO3-N、土壤全氮TN)和ST;而SM和ST是影响半湿润区不同覆盖模式下的土壤微生物群落结构变化最主要的因素。(4)不同覆盖模式对玉米生长发育的影响覆膜(R、P和B)处理明显缩短了玉米的生育期,显着提高了玉米的株高、茎粗和叶面积指数,进而显着提高了生物量及穗干重占总干物质量的比重,在半干旱区表现为P>R>B,而在半湿润区的R和P处理收获期生物量较CK平均提高了19.2%和20.7%。S处理在两个区域均延缓了玉米的生育进程,但其对玉米生长发育的影响在不同降雨年份表现不同,在平水年,其株高、茎粗、叶面积指数和干物质积累量较CK均有所降低,而在干旱年则有不同程度的提高。不同覆盖模式对干物质转运与分配的影响在不同试验区域表现不同。在半旱区,与对照相比,各覆膜(R、P和B)处理显着提高了吐丝后干物质积累量对籽粒的贡献率(2017年除外),S处理下干物质转运与分配的变化受降雨年份的影响。在半湿润区,不同试验年份R和P处理吐丝后同化物输入籽粒量分别较CK平均提高了20.9%和21.1%,S处理仅在2016年显着提高了吐丝后同化物输入籽粒量,但各覆盖处理对吐丝后同化物转运量对籽粒的贡献率没有显着影响。(5)不同覆盖模式对玉米产量、水分利用效率(WUE)和经济效益的影响三个覆膜处理通过增加穗粒数和百粒重,显着提高了玉米的籽粒产量,在半干旱区,R、P和B处理较CK平均增产2971 kg ha-1、6831 kg ha-1和1600 kg ha-1,其中R和P处理的净收益也有不同程度的提高,而B处理由于覆盖材料成本过高,净收益有所降低;此外,半干旱区以P处理下的WUE最高,其次是R、B、S和CK处理。在半湿润区,R和P处理的增产幅度为5.7%~24.8%和8.5%~20.4%,经济效益较CK平均增加1156元ha-1和857元ha-1;而R处理的WUE分别较P、S和CK处理平均提高7.4%、18.0%和15.2%。S处理的产量和WUE受降雨年型的显着影响,平水年由于百粒重的降低而使玉米籽粒产量下降,并降低了WUE,干旱年的产量和WUE则有不同程度的提高,而其在半干旱区和半湿润区的经济效益较CK分别降低了524元ha-1和977元ha-1。总体而言,P覆盖下的玉米籽粒产量和经济效益在半干旱区的表现明显优于半湿润区,而半湿润区以R覆盖获得WUE和经济效益最大,S处理对半干旱区玉米产量和WUE的影响较大。不同区域农田覆盖条件下玉米生产力的变化与土壤理化性质和土壤微生物的变化密切相关。在半干旱区,播前土壤储水量(SWSS)、ST、蒸散量(ET)、TN和土壤有机碳(SOC)与籽粒产量、WUE和经济效益均显着相关;半湿润区的产量、WUE和经济效益主要受ET和TN的影响,表明协调土壤水温与土壤养分有助于改善半干旱区的作物产量,但在半湿润区SWSS和ST却不是限制作物产量提高的主要因素。此外,土壤细菌多样性与两个区域的作物籽粒产量显着正相关,而真菌群落主要影响WUE。综上所述,农田覆盖模式对土壤主要性状和玉米生产力的影响受不同旱作区气候条件的显着影响,在不同区域依据主要限制因子筛选适宜的覆盖模式,是维持旱地农田生产力的有效途径之一。塑料薄膜全覆盖(P)在半干旱区可以持续提高玉米产量,而其在半湿润区对作物产量的提高程度较小,因此更适合冷凉的半干旱区。降解膜全覆盖(B)在半干旱区的增产效果不可持续,且弱于塑料薄膜全覆盖。垄膜沟播种植(R)在半湿润区能够持续提高玉米生产力和经济效益,而其在半干旱区增加了玉米产量的年际变化。虽然秸秆覆盖(S)的增产效果不如塑料薄膜覆盖处理,但其在干旱年的表现优于不覆盖处理。考虑到秸秆的土壤培肥效应和塑料薄膜全覆盖对土壤养分的消耗,薄膜覆盖与秸秆的结合可以在提高作物生产力的同时平衡地力。
王怡琳[8](2020)在《黄土高原苹果园硝酸盐淋溶累积特征及损失调控模拟》文中研究表明黄土高原以其独特的地理及气候条件成为中国苹果优质产区之一,然而由于长期大量施用氮肥不仅造成果园氮肥利用率低、肥料资源浪费严重和品质及经济效益降低,同时还造成了土壤剖面硝酸盐的大量累积,对区域地下水安全构成威胁。本研究围绕农业减肥增效与区域环境污染控制的国家重大需求,以黄土高原主要存在的乔木苹果园与由乔木老果园改造的矮化密植苹果园为研究对象,探讨其土壤氮素淋溶累积特征、主要影响因素及其调控措施,以期为黄土高原苹果园优化施肥管理提供理论基础,为果业绿色发展与区域环境保护提供决策支持。主要研究结果如下:(1)黄土高原乔木苹果园87.2%的肥料氮以硝酸盐形式累积在0-2 m土壤剖面中,10%存在于2 m以下土层中,是黄土高原乔木苹果园肥料氮素损失的主要途径。随树龄的增长,土壤硝酸盐在土层中的浓度与累积量不断增加,浓度峰值逐步下移。15年树龄的果园在100-120 cm的硝酸盐浓度是5年的4-17倍。洛川5年果园0-6 m土壤硝酸盐累积量从5年的769 kg ha-1增长到25年的6286 kg ha-1。长武25年塬和坡地上果园0-6 m土壤硝酸盐累积量分别为13885和2748 kg ha-1。施肥量是影响土壤硝酸盐累积的最主要因素。同时土壤硝酸盐累积也与土壤水分和土壤性质密切相关,而土壤水分受降雨、地形等因素共同支配。(2)由乔木老果园改造的矮化密植新果园土壤剖面0-2 m土层硝酸盐累积背景值高达2000 kg ha-1。两季苹果种植后,黄土高原矮化密植苹果园N800、N400、HY50与CK处理(0-2 m)土壤硝酸盐的累积量分别为:5700、3188、893与841 kg ha-1;而在2-3 m的土壤硝酸盐增加量分别为310、175、258与124 kg ha-1。其中,降雨、土壤水分,施肥均对土壤淋失矿化过程产生影响,从而造成土壤硝酸盐的累积。在0-100 cm土层中N800在30 cm深度的淋失量最大,是其他深度的4.3倍。N800与HY50处理苹果园生长三个阶段柱内矿化总量分别为88与38 mg,显着高于不施肥处理。两季后CK处理2-3 m土层的硝酸盐累积增量达124 kg ha-1,0-2 m土层内仍有841 kg ha-1的硝酸盐残留,这说明对于老果园改造的矮化密植新果园,其0-2 m土壤剖面累积的硝酸盐不容忽视,即使不施肥情况下也可能存在长期持续淋溶,因此有必要对此进行调控。(3)黄土高原苹果园乔木与矮化苹果园土壤硝酸盐的累积现况表明,未来区域地下水安全可能受到威胁。鉴于此,分别在老果园改造前与新建的矮化苹果园进行了土壤氮素累积调控情景模拟。对于老果园改造前土壤硝酸盐的累积现状,2年苜蓿种植可有效降低0-2 m土硝酸盐累积,从而减小老果园对新果园的影响。对于新建矮化苹果园,提出了目标产量决定施肥量的措施,如在目标产量80 t ha-1情况下,矮化苹果园推荐的施氮量为150-180 kg ha-1。
杨文柱[9](2019)在《喷滴灌施肥灌溉马铃薯氮素吸收与农田氮平衡研究》文中研究表明水资源短缺和氮肥施用的农田生态系统氮(N)素利用和氮素盈余的环境影响问题已受到全球范围普遍关注。当前,喷滴灌施肥灌溉生产提高产量优势研究成果较多,然而,针对喷滴灌施肥灌溉与传统沟灌比较,氮素利用、氮素盈余、氮循环和氮平衡问题系统研究需要进一步加强。本研究以内蒙古阴山南麓马铃薯(Favorite)田为研究对象,通过连续三年野外原位观测试验,应用随机区组设计,设置喷灌施肥灌溉处理、滴灌施肥灌溉处理、以传统沟灌处理为参照,每种灌溉生产方式设施肥和不施肥处理,共6个处理。利用通气法、静态暗箱-气相色谱法和数值模拟法,定量化确定喷滴灌施肥灌溉与传统沟灌比较的马铃薯田土壤水氮时空变化、马铃薯氮素利用、土壤NH3、N2O排放过程、特征、强度及驱动机制的影响规律,揭示喷滴灌施肥灌溉马铃薯田氮平衡机制,建立氮素管理指标体系,为客观评判喷滴灌施肥灌溉生产方式氮素管理水平和环境效应提供科学依据,探寻有利于实现农业生产效益和和环境效应双赢的生产体系原理构建提供数据支撑。主要结果如下:(1)马铃薯田野外原位观测结果表明,和传统沟灌比较,喷滴灌施肥灌溉条件利用马铃薯生长。喷滴灌施肥灌溉和传统沟灌施用等量氮肥273.0 kg N·ha-1,滴灌施肥灌溉马铃薯产量最高,在45.23-48.08 t·ha-1之间;喷灌施肥灌溉马铃薯产量次之,为39.59-42.39 t·ha-1;传统沟灌产量最低,为29.84-35.36 t·ha-1。滴灌处理分别比喷灌和沟灌处理产量增加13.4%-17.6%和36.0%-51.6%;喷灌处理比传统沟灌生产方式增加19.9%-32.7%。(2)阐明了喷滴灌施肥灌溉马铃薯田土壤水分时空分布规律。喷滴灌施肥灌溉生产方式不会发生深层水分渗漏。喷滴灌施肥灌溉土壤水分剖面垂直分布为0-30cm水分活跃层,水分分布均匀,平均含水量分别为19.7%、18.9%。喷灌30-40cm土体和滴灌20-30 cm水分骤变层,喷灌40-60 cm土体和滴灌30-40 cm水分缓慢降低,喷灌60-120 cm土体,滴灌40-120 cm土体水分相对稳定层。沟灌方式0-80 cm土体水分随深度加深而升高,湿润层达80 cm,平均含水量23.7%。土壤水分水平方向呈现规律:滴灌在离滴头水平方向0-10 cm水分含量高,喷灌在喷头正下方10-20 cm土体水分含量最高,沟灌方式距垄中心40 cm水分含量最高。(3)揭示了喷滴灌施肥灌溉马铃薯田土壤N时空变化特征,确定了不同灌溉生产方式土体NO3--N截留量。不同灌溉生产方式不同土层NO3--N浓度存在显着差异(p<0.01)。滴灌施肥灌溉土壤NO3--N含量在马铃薯根区10-30 cm土体出现累积,最高值出现在水平离滴头10 cm、深度10-20 cm土体,平均为27.58 mg·kg-1;喷灌施肥灌溉生产方式NO3--N浓度在马铃薯根区附近20-40 cm土体出现累积,最大值出现在水平距喷头20 cm、深度20-30 cm土体,平均为34.52 mg·kg-1;传统沟灌方式土壤0-30 cm土体NO3--N含量较低,马铃薯根区以外,30-80 cm土体却有较明显增加,最大值出现在40-80 cm土体,平均为73.66 mg·kg-1。0-120cm滴灌土壤氮截留量平均为54.6 kg·ha-1,喷灌土壤氮截留量平均为72.27 kg·ha-1,传统沟灌是滴灌施肥灌溉土壤的4.72倍,是喷灌的3.57倍。传统沟灌生产0-120cm土体氮截留逐年增加,而喷滴灌施肥灌溉土壤氮截留量逐渐降低。(4)揭示了喷滴灌施肥灌溉马铃薯各器官氮积累和氮素分配规律,分析了马铃薯对氮需求关键时期。三种不同灌溉生产方式马铃薯根、茎、叶N素累积量从出苗后逐渐增加,块茎膨大期最大,滴灌施肥灌溉马铃薯叶氮素累积量最高,平均为881.6 mg·株-1,传统沟灌马铃薯叶的氮素累积量最低,平均为504.3 mg·株-1,成熟期降低。薯块N素累积量从苗期到成熟期呈升高趋势。三种灌溉方式中,氮素分配比例在苗期和块茎形成期,叶的氮素分配比例最高;和传统沟灌比较,滴灌施肥灌溉马铃薯叶的氮素分配比例最高,平均达42.6%,传统沟灌马铃薯叶N素分配比例最低,平均达29.9%;块茎膨大期与成熟期,薯块氮素分配比例最高。块茎形成期至块茎膨大期属于马铃薯N供给重要时期。(5)明确了喷滴灌施肥灌溉马铃薯田土壤N2O排放变化特征和影响因子。土壤水分含量、土壤温度与土壤N2O排放呈显着正相关。与传统沟灌比较,喷滴灌施肥灌溉生产方式能显着降低N2O排放,具有明显减排效果。不同灌溉生产方式马铃薯田土壤N2O排放通量存在明显季节变化,均在7、8月份出现排放高峰。滴灌施肥灌溉土壤N2O平均累积排放量为137.29 mg m-2,喷灌土壤为164.63 mg m-2,沟灌土壤为323.72 mg m-2。与传统沟灌比较,滴灌施肥灌溉增温潜势降低50.0%-65.5%;喷灌施肥灌溉降低40.7%-59.7%。(6)确定了喷滴灌施肥灌溉马铃薯田土壤NH3排放过程和强度的驱动机制。与传统沟灌处理比较,滴喷灌施肥灌溉生产方式能显着降低NH3排放。NH3排放通量与土壤温度(r=0.81,p<0.01,n=36)、土壤水分含量(r=0.80,p<0.01,n=36)、NH4+-N(r=0.76,p<0.01,n=36)和NO3-N含量(r=0.74,p<0.01,n=36)均呈极显着正相关。逐步回归分析表明,NH3排放通量可由土壤NH4+-N和土壤NO3--N确定的逐步回归方程决定(r2=0.85,n=36,p=0.001)。不同灌溉生产方式马铃薯田土壤NH3排放追肥期显着高于基肥期,峰值出现在追肥后2-7天,7、8月NH3排放量最高。传统沟灌生产方式NH3累积排放量最高,平均为118.68 kg·ha-1;喷灌施肥灌溉累积排放量最低,平均为69.58 kg·ha-1;滴灌施肥灌溉土壤NH3累积排放量比传统沟灌NH3排放平均减少33.03%;喷灌施肥灌溉土壤NH3累积排放量与传统沟灌相比平均减少39.83%。(7)阐明了喷滴灌施肥灌溉马铃薯N肥利用特征,明确了喷滴灌施肥灌溉马铃薯田具有高效氮素管理水平。喷滴灌施肥灌溉高氮肥利用率减少氮素进入环境的损失。喷滴灌施肥灌溉可显着增加N肥利用率、农学效率和偏生产力。滴灌施肥灌溉马铃薯N肥利用率最高,为68.13%-83.84%;喷灌施肥灌溉次之,为65.20%-76.22%;滴灌施肥灌溉氮肥利用率是传统沟灌2.50-2.62倍,喷灌是传统沟灌的2.30-2.50倍。滴灌施肥灌溉马铃薯平均吸氮量417.63 kg·ha-1,喷灌马铃薯359.70 kg·ha-1,传统沟灌162.00 kg·ha-1。(8)揭示了喷滴灌施肥灌溉马铃薯田氮输入、输出、盈余及平衡规律。喷滴灌施肥灌溉生产方式显着降低马铃薯田氮素盈余量,与传统沟灌相比,降低45.6%-61.8%。喷滴灌施肥灌溉明显减少N素淋失、NH3排放、N2O排放损失,减轻环境代价。针对传统沟灌,施氮量是马铃薯田氮素主要输入项,马铃薯收获N和土壤N截留是主要输出项。针对喷滴灌施肥灌溉,施N量和土壤矿化N是主要输入项,马铃薯N吸收是主要输出项。氮素气体损失主要途径是NH3排放损失。
符鲜[10](2019)在《盐渍化间作农田氮素转化运移与土壤微生物互馈机理研究》文中认为内蒙古河套灌区在农业生产过程中存在氮肥施用量逐年增加的现象,但肥料利用率较低,造成了巨大资源浪费和环境压力。氮肥的施用不仅影响土壤理化性质,还影响微生物环境。土壤微生物不仅参与土壤中物质和能量的循环转化,而且驱动着氮素的转化运移。寻求适宜的氮肥施用量可为制定合理的氮肥管理措施、减少氮素损失、保证农田微生物环境良好发展及减轻农业面源污染提供理论依据。因此,本研究针对如何优化氮肥施用量及微生物如何在氮素转化过程中发挥作用等问题,开展了不同施氮量下间作小麦玉米氮素转化运移及土壤微生物学特征参数的田间试验研究;以试验研究为基础揭示了产量及水肥利用率机理、土壤肥力响应机理、作物-土壤中氮素转化运移机理、土壤微生物数量、微生物生物量和土壤酶活性反馈机理及微生物驱动氮素转化机理;在机理揭示的基础上运用系统动力学Vensim模型模拟了不同施氮量下间作农田氮素的转化运移,建立了土壤微生物与氮素转化的互馈模型;最终提出了基于氮素转化运移及土壤微生物学特征参数的施氮量阈值。主要研究结论如下:(1)间作小麦玉米的产量和水分利用效率随着施氮量的增加呈先增加后降低的趋势,在施氮量分别为180 kg·hm-2和270 kg·hm-2时达到最高,且增加幅度最大分别为37.76%、27.08%和33.90%、28.55%。氮肥利用效率各指标均随着施氮量的增加而降低,在施氮量分别为90kg·hm-2和135kg·hm-2时达到最大,在施氮量分别为180 kg·hm-2和270 kg·hm-2时的下降幅度最小。(2)间作小麦玉米土壤含水率、电导率均随着施氮量的增加先减小后增大,土壤中有机质、碱解氮和速效磷含量均随着施氮量的增加先增加后减少,在施氮量分别为180kg·hm-2和270kg·hm-2时土壤水盐含量最低,养分含量最高。(3)随着施氮量的增加,间作小麦玉米收获后的吸氮量呈上升趋势;收获后土壤中残留硝态氮、铵态氮含量及硝态氮淋溶损失量呈增加趋势,氮素表观损失量及氮盈余量呈逐渐增加的趋势,均在施氮量分别为270 kg·hm-2和405 kg·hm-2时达到峰值。参数率定与检验后的Vensim模型预测结果显示小麦玉米施氮量阈值分别为175.00 kg·hm-2、231.00 kg·hm-2。(4)在一定的施氮量范围内(小麦0~180kg·hm-2、玉米0~270 kg·hm-2),土壤微生物数量、生物量和酶活性随着施氮量的增加而增加,当施氮量超过这一范围时,土壤微生物数量、生物量和酶活性随之降低。适宜的施氮量(小麦180 kg·hm-2、玉米270 kg·hm-2)为微生物的生长、繁殖和代谢提供了充足的营养和能源,有利于土壤微生物数量和生物量的增加,刺激了上壤酶活性的增强。(5)微生物数量和生物量越小、微生物酶活性越低对氮素转化的负效应越小,说明适宜的微生物数量、生物量和酶活性能显着加快氮素的转化。由小麦带、玉米带建立的微生物与氮素转化互馈预测经验公式确定施氮量阈值分别为185.87 kg·hm-2、261.67 kg·hm-2。(6)小麦玉米基于氮素转化运移和微生物学特征参数的施氮阈值分别为175.00~185.87 kg·hm-2和231.00~261.67 kg·hm-2。与当地习惯施氮量相比,分别减少 17.39~22.23%(小麦)和 29.28~37.57%(玉米)。
二、农田水分与土壤氮素矿化的试验研究(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、农田水分与土壤氮素矿化的试验研究(论文提纲范文)
(1)小麦-玉米轮作体系生态集约化管理下碳氮循环特征研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
主要符号对照表 |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 国内外研究进展 |
1.2.1 氮素管理与氮素吸收利用 |
1.2.2 氮素管理与碳氮固存 |
1.2.3 氮素管理与土壤矿化供氮 |
1.2.4 氮素管理与碳氮环境损失 |
1.2.5 土壤-作物模型在氮素管理中的应用 |
1.3 研究契机与总体思路 |
1.3.1 研究契机 |
1.3.2 总体思路 |
第二章 不同管理模式下小麦-玉米体系产量、氮素吸收和利用 |
2.1 前言 |
2.2 材料与方法 |
2.2.1 试验点概况与试验设计 |
2.2.2 样品采集与分析方法 |
2.2.3 数据统计和分析 |
2.3 结果与分析 |
2.3.1 小麦-玉米体系施肥量和籽粒产量 |
2.3.2 小麦-玉米体系地上部氮素吸收 |
2.3.3 小麦-玉米体系氮素利用率 |
2.4 讨论 |
2.5 小结 |
第三章 不同管理模式下小麦-玉米体系土壤碳氮固存 |
3.1 前言 |
3.2 材料与方法 |
3.2.1 试验点概况与试验设计 |
3.2.2 样品采集与分析方法 |
3.2.3 数据统计和分析 |
3.3 结果与分析 |
3.3.1 小麦-玉米体系碳氮含量与储量 |
3.3.2 小麦-玉米体系固碳速率与固碳效率 |
3.3.3 不同处理土壤氮素矿化潜力 |
3.4 讨论 |
3.5 小结 |
第四章 不同管理模式下小麦-玉米体系氮素供应 |
4.1 前言 |
4.2 材料与方法 |
4.2.1 试验点概况与试验设计 |
4.2.2 样品采集与分析方法 |
4.2.3 数据统计和分析 |
4.3 结果与分析 |
4.3.1 小麦-玉米体系环境氮素供应 |
4.3.2 小麦-玉米体系土壤无机氮残留量 |
4.3.3 小麦-玉米体系总氮供应量 |
4.3.4 小麦-玉米体系总氮供应、相对产量、氮输入、氮输出间响应关系 |
4.3.5 小麦-玉米体系适宜总氮供应范围 |
4.3.6 小麦-玉米体系不同管理模式下总氮供应量 |
4.4 讨论 |
4.5 小结 |
第五章 不同管理模式下小麦-玉米体系碳氮环境效应 |
5.1 前言 |
5.2 材料和方法 |
5.2.1 试验点概况与试验设计 |
5.2.2 样品采集与分析方法 |
5.2.3 数据统计和分析 |
5.3 结果与分析 |
5.3.1 小麦-玉米体系二氧化碳、甲烷与氧化亚氮排放通量 |
5.3.2 小麦-玉米体系二氧化碳、甲烷与氧化亚氮累积排放量 |
5.3.3 小麦-玉米体系氨挥发通量及累积排放量 |
5.3.4 小麦-玉米体系活性氮排放与氮足迹 |
5.3.5 小麦-玉米体系温室气体排放与碳足迹 |
5.3.6 小麦-玉米体系环境成本与净收益 |
5.4 讨论 |
5.5 小结 |
第六章 小麦-玉米体系活性氮损失的DNDC模型模拟 |
6.1 前言 |
6.2 材料与方法 |
6.2.1 试验点概况与试验设计 |
6.2.2 DNDC模型模拟 |
6.2.3 模拟性能评价指标 |
6.2.4 敏感性分析 |
6.3 结果与分析 |
6.3.1 小麦-玉米体系产量和氮素吸收模拟 |
6.3.2 小麦-玉米体系氧化亚氮排放与氨挥发通量模拟 |
6.3.3 玉米敏感性分析与管理措施优化 |
6.3.4 小麦敏感性分析与管理措施优化 |
6.3.5 小麦-玉米体系不同管理模式比较 |
6.4 讨论 |
6.5 小结 |
第七章 全文结论与展望 |
7.1 全文结论 |
7.2 创新点 |
7.3 展望 |
参考文献 |
致谢 |
作者简历 |
(2)旱地垄沟覆膜体系土壤氮素转化过程特征与氮肥调控(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.0 研究背景和意义 |
1.1 旱地覆膜体系概况 |
1.1.1 旱地覆膜玉米体系发展概况 |
1.1.2 旱地覆膜玉米体系对土壤水分的影响 |
1.1.3 旱地覆膜玉米体系对土壤温度的影响 |
1.2 土壤氮转化过程 |
1.2.1 土壤有机氮矿化 |
1.2.2 土壤氮素硝化作用 |
1.2.3 土壤氮素反硝化作用 |
1.2.4 无机氮的同化作用 |
1.2.5 矿物对铵态氮的吸附与释放 |
1.3 土壤氮去向 |
1.3.1 植物吸收 |
1.3.2 硝态氮的淋失 |
1.3.3 气态氮的损失 |
1.4 土壤氮素初级转化速率的测定 |
第二章 研究内容与方法 |
2.1 实验区域地理位置 |
2.2 研究内容 |
2.3 研究目标 |
2.4 技术路线图 |
2.5 试验地布设 |
2.5.1 小区布设 |
2.5.2 野外原位培养~(15)N同位素成对标记实验布设 |
2.5.3 室内培养~(15)N同位素成对标记试验设计 |
2.5.4 气象数据 |
2.6 测定项目方法 |
2.6.1 土壤和植物样的采集 |
2.6.2 土壤理化性质测定 |
2.6.3 ~(15)N同位素分析 |
2.7 数据处理分析 |
第三章 旱地垄沟覆膜玉米不同生育期土壤氮素初级转化特征及其对氮去向的影响 |
3.1 前言 |
3.2 材料与方法 |
3.2.1 研究区域概况以及土壤样品采集方法 |
3.2.2 ~(15)N同位素示踪实验 |
3.2.3 样品分析方法 |
3.3 结果 |
3.3.1 垄沟覆膜玉米体系对旱地农田土壤理化性质的影响 |
3.3.2 垄沟覆膜玉米体系室内培养土壤无机氮变化量 |
3.3.3 垄沟覆膜玉米体系土壤氮转化过程特征 |
3.3.5 垄沟覆膜玉米体系不同生育期生物量以及植株全氮含量 |
3.4 讨论 |
3.4.1 土壤氮转化过程决定垄沟覆膜玉米体系土壤无机氮形态与含量大小 |
3.4.2 垄沟覆膜玉米体系土壤氮素转化特征与土壤理化性质的关系 |
3.4.3 垄沟覆膜玉米体系土壤氮素转化特征与玉米生长的关系 |
3.4.4 垄沟覆膜玉米体系土壤氮素转化过程与氮去向的关系 |
3.5 小结 |
第四章 旱地垄沟覆膜玉米不同降雨情况土壤氮素初级转化特征及其对氮损失的影响 |
4.1 前言 |
4.2 材料与方法 |
4.2.1 研究区域概况以及土壤样品采集方法 |
4.2.2 室内培养~(15)N成对标记试验设计 |
4.2.3 样品分析方法 |
4.3 结果 |
4.3.1 旱地玉米农田土壤在不同降水条件下的氮转化特征 |
4.3.3 不同处理下旱地玉米农田土壤的在不同模拟降水条件下氮转化特征对比 |
4.4 讨论 |
4.4.1 旱地玉米垄沟覆膜体系与平作不覆膜体系氮素转化过程特征差异分析 |
4.4.2 旱地农田土壤氮转化特征对降雨的响应以及对氮损失的影响 |
4.5 小结 |
第五章 旱地垄沟覆膜玉米体系基于氮转化过程与氮损失互作关系的氮肥精准调控 |
5.1 前言 |
5.2 旱地垄沟覆膜玉米体系的氮转化过程与氮损失互作关系理论总结 |
5.3 旱地垄沟覆膜体系氮肥精准调控措施 |
5.3.1 施肥时间 |
5.3.2 垄上施肥 |
5.3.3 根据表层硝酸盐累积量施肥 |
5.3.4 施肥种类优选 |
5.4 小结 |
第六章 结论与展望 |
6.1 研究取得的主要结果 |
6.2 创新点 |
6.3 展望 |
参考文献 |
致谢 |
作者简介 |
(3)有机无机肥配施对关中地区土壤肥力及冬小麦产量的影响(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.1.1 研究背景 |
1.1.2 研究目的及意义 |
1.2 国内外研究进展 |
1.2.1 我国有机无机肥的发展现状 |
1.2.2 土壤氮素矿化的研究现状 |
1.2.3 有机无机肥配施对土壤物理性质的影响 |
1.2.4 有机无机肥配施对土壤化学性质的影响 |
1.2.5 有机无机肥配施对冬小麦产量和水分利用效率的影响 |
1.2.6 需要进一步研究的问题 |
1.3 研究内容和技术路线 |
1.3.1 研究内容 |
1.3.2 技术路线 |
第二章 材料与方法 |
2.1 试验地概况 |
2.2 试验设计 |
2.2.1 有机肥原料和制作过程 |
2.2.2 室内试验 |
2.2.3 田间试验 |
2.3 测定项目与方法 |
2.3.1 土壤硝态氮和铵态氮 |
2.3.2 土壤物理性质 |
2.3.3 土壤有机质和全氮 |
2.3.4 土壤水分 |
2.3.5 冬小麦产量及其构成因素 |
2.3.6 水分利用效率 |
2.4 数据处理与统计分析 |
2.4.1 指标计算 |
2.4.2 统计分析 |
第三章 有机无机肥配施对土壤氮素矿化特征的影响 |
3.1 有机无机肥配施对土壤铵态氮的影响 |
3.2 有机无机肥配施对土壤硝态氮的影响 |
3.3 有机无机肥配施对土壤矿质氮的影响 |
3.4 有机无机肥配施对土壤累积矿化氮量和矿化速率的影响 |
3.5 讨论与小结 |
3.5.1 讨论 |
3.5.2 小结 |
第四章 有机无机肥配施对土壤理化性质的影响 |
4.1 有机无机肥配施对土壤容重和孔隙度的影响 |
4.2 有机无机肥配施对土壤饱和导水率和饱和含水量的影响 |
4.3 有机无机肥配施对土壤团聚体及稳定性的影响 |
4.4 有机无机肥配施对土壤有机质的影响 |
4.5 有机无机肥配施对土壤全氮的影响 |
4.6 讨论与小结 |
4.6.1 讨论 |
4.6.2 小结 |
第五章 有机无机肥配施对土壤水分、冬小麦产量及水分利用效率的影响 |
5.1 有机无机肥配施对土壤水分的影响 |
5.1.1 土壤水分剖面变化 |
5.1.2 土壤蓄水量季节变化 |
5.2 有机无机肥配施对冬小麦产量和水分利用效率的影响 |
5.3 讨论与小结 |
5.3.1 讨论 |
5.3.2 小结 |
第六章 结论与展望 |
6.1 主要结论 |
6.2 创新点 |
6.3 不足与展望 |
参考文献 |
致谢 |
个人简历 |
(4)秸秆还田和施肥对麦豆轮作土壤碳氮及微生物群落的影响(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 前言 |
1.1 研究背景 |
1.2 研究目的意义 |
1.3 国内外研究进展 |
1.3.1 麦豆轮作种植模式下的秸秆还田和施肥研究 |
1.3.2 土壤氮组分含量及影响因素研究 |
1.3.3 土壤碳组分含量及影响因素研究 |
1.3.4 土壤微生物群落多样性及影响因素研究 |
1.3.5 土壤微生物群落多样性与碳氮组分的相互影响关系 |
1.3.6 本研究的主要科学问题和研究目标 |
1.4 研究内容 |
1.4.1 秸秆还田和施肥对土壤氮组分的影响 |
1.4.2 秸秆还田和施肥对土壤碳组分的影响 |
1.4.3 秸秆还田和施肥对土壤pH值、水分及作物产量的影响 |
1.4.4 秸秆还田和施肥对土壤微生物多样性的影响 |
1.4.5 土壤碳氮形态及变化对土壤微生物多样性的影响 |
1.5 技术路线 |
第二章 研究方法及试验设计 |
2.1 试验地概况 |
2.2 试验设计 |
2.3 试验材料 |
2.4 测试方法 |
2.4.1 土壤全氮的测定 |
2.4.2 土壤硝态氮、铵态氮的测定 |
2.4.3 土壤有机碳、溶解性总碳、溶解性有机碳、无机碳的测定 |
2.4.4 土壤微生物生物量碳、氮,可溶性氮的测定 |
2.4.5 麦豆小区产量及氮肥利用效率的测定 |
2.4.6 土壤总DNA提取及高通量测序 |
2.4.7 土壤水分的测定 |
2.5 数据统计及分析方法 |
第三章 秸秆还田和施肥对麦豆轮作土壤氮素动态影响 |
3.1 麦豆轮作种植模式下的土壤全氮含量动态变化 |
3.1.1 土壤全氮含量 |
3.1.2 土壤无机氮含量 |
3.1.3 土壤有机氮占比 |
3.2 麦豆轮作轮作模式下的土壤铵态氮含量动态变化 |
3.2.1 土壤铵态氮含量 |
3.2.2 土壤中铵态氮的层化比 |
3.2.3 土壤中铵态氮所占全氮比例 |
3.3 麦豆轮作种植模式下的土壤硝态氮含量动态变化 |
3.3.1 土壤中硝态氮含量 |
3.3.2 土壤中硝态氮层化比 |
3.3.3 硝态氮所占全氮比例 |
3.4 麦豆轮作种植模式下的土壤微生物氮含量动态变化 |
3.4.1 土壤中微生物氮含量动态变化 |
3.4.2 土壤微生物量氮层化比 |
3.4.3 微生物氮占全氮含量比例 |
3.5 小结 |
第四章 秸秆还田和施肥对麦豆轮作土壤碳素动态变化的影响 |
4.1 麦豆轮作种植模式下的土壤有机碳含量动态变化 |
4.2 麦豆轮作种植模式下的土壤溶解性总碳动态变化 |
4.2.1 土壤溶解性总碳含量动态变化 |
4.2.2 溶解性总碳占土壤有机碳比例 |
4.3 麦豆轮作种植模式下的土壤溶解性有机碳含量动态变化 |
4.3.1 溶解性有机碳含量动态变化 |
4.3.2 溶解性有机碳占溶解性总碳的比例 |
4.3.3 溶解性有机碳占土壤有机碳比例 |
4.4 麦豆轮作种植模式下的土壤溶解性无机碳含量动态变化 |
4.4.1 土壤无机碳动态变化 |
4.4.2 土壤无机碳占溶解性总碳比例 |
4.4.3 土壤无机碳占土壤有机碳的比例 |
4.4.4 土壤无机碳与溶解性有机碳的比例 |
4.5 麦豆轮作种植模式下的土壤微生物量碳含量动态变化 |
4.5.1 土壤微生物量碳含量动态变化 |
4.5.2 土壤微生物量碳占土壤有机碳的比例 |
4.6 不同处理下土壤和微生物碳氮化学计量比 |
4.6.1 土壤碳氮比 |
4.6.2 土壤微生物碳氮比 |
4.7 小结 |
第五章 秸秆还田和施肥对长期麦豆轮作土壤水分、pH值及产量的影响 |
5.1 麦豆轮作模式下的土壤水分动态变化 |
5.2 麦豆轮作模式下的土壤pH值动态变化 |
5.3 秸秆还田和施肥对作物产量的影响 |
5.4 作物产量与土壤碳氮元素的相关性分析 |
5.5 小结 |
第六章 秸秆还田和施肥对麦豆轮作土壤微生物群落结构的影响 |
6.1 麦豆轮作种植模式下的土壤细菌群落结构特征 |
6.1.1 各处理对土壤细菌群落多样性指数的影响 |
6.1.2 对各分类水平上细菌菌群数的影响 |
6.1.3 对细菌群落门水平上多样性的影响 |
6.2 麦豆轮作种植模式下的土壤真菌群落结构特征 |
6.2.1 各处理对土壤真菌群落多样性指数的影响 |
6.2.2 对各分类水平上真菌菌群数的影响 |
6.2.3 对土壤真菌群落门水平上多样性的影响 |
6.3 土壤细菌、真菌多样性与门水平菌群结构相关性分析 |
6.3.1 土壤细菌多样性与门水平菌群群落的相关性 |
6.3.2 土壤真菌多样性与门水平菌群群落的相关性 |
6.3.3 土壤细菌、真菌门水平菌上群群落的相关性 |
6.4 小结 |
第七章 土壤微生物与土壤碳氮组分关系 |
7.1 土壤氮素形态及含量对麦豆轮作土壤微生物多样性的影响 |
7.2 土壤碳素形态及含量对麦豆轮作土壤微生物多样性的影响 |
7.3 土壤碳氮元素化学计量比对麦豆轮作土壤微生物多样性的影响 |
7.4 麦豆轮作土壤微生物多样性与土壤碳氮养分环境的关系 |
7.5 土壤细菌、真菌与土壤碳氮养分的相关性分析 |
7.5.1 土壤细菌菌群结构与土壤碳氮养分的相关性分析 |
7.5.2 土壤真菌菌群结构与土壤碳氮养分的相关性分析 |
7.6 小结 |
第八章 讨论、结论与创新点 |
8.1 讨论 |
8.1.1 秸秆还田和施肥措施对土壤各形态氮含量及影响因素分析 |
8.1.2 秸秆还田和施肥措施对土壤各形态碳素含量及影响因素分析 |
8.1.3 秸秆还田和施肥对麦豆轮作土壤微生物群落多样性的影响 |
8.1.4 土壤碳氮组分对细菌、真菌门分类水平菌群结构的影响 |
8.2 结论 |
8.2.1 秸秆还田和施肥措施提升了麦豆轮作下土壤氮素含量 |
8.2.2 秸秆还田和施肥措施提升了麦豆轮作下土壤碳素含量 |
8.2.3 秸秆还田和施肥措施影响了土壤微生物菌群结构 |
8.2.4 土壤微生物多样性对土壤氮素、碳素变化趋势的响应 |
8.3 创新性 |
8.4 本研究不足及下一步展望 |
8.4.1 研究不足 |
8.4.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
个人简历 |
(5)干湿交替条件下农田土壤氮矿化模拟研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 选题背景及意义 |
1.2 选题依据 |
1.3 国内外研究进展 |
1.3.1 土壤氮素形态及其转化过程 |
1.3.2 土壤氮素矿化的主要影响因素 |
1.3.3 土壤氮素矿化研究方法 |
1.3.4 土壤氮素矿化模型研究进展 |
1.4 小结 |
第二章 研究内容和方法 |
2.1 研究目标 |
2.2 研究内容 |
2.2.1 恒定水分条件下氮素矿化动态 |
2.2.2 干湿交替对氮素矿化动态的影响 |
2.2.3 氮矿化对水分条件的响应特征与土壤质地、有机质和全氮含量的关系 |
2.3 技术路线 |
2.4 研究方法 |
2.4.1 研究区概况 |
2.4.2 样品采集 |
2.4.3 恒定水分培养试验 |
2.4.4 干湿交替培养试验 |
2.4.5 土壤理化性质的测定 |
2.4.6 数据处理与分析 |
第三章 恒定水分处理条件下氮素矿化动态 |
3.1 土壤氮素矿化对水分动态的响应 |
3.1.1 土壤氮素矿化对水分含量的整体响应规律 |
3.1.2 土壤氮素矿化对水分含量响应的地点差异 |
3.2 土壤氮素矿化的一阶动力学模型模拟 |
3.2.1 土壤氮素矿化的一阶动力学模型拟合 |
3.2.2 不同水分处理下土壤氮素矿化动态过程与土壤质地的关系 |
3.2.3 土壤水分对土壤氮素矿化一阶动力学模型参数的影响 |
3.2.4 土壤理化性质对土壤氮素矿化一阶动力学模型参数的影响 |
3.3 土壤氮素矿化对水分和时间的综合响应特征 |
3.3.1 土壤氮素矿化对水分和时间综合响应特征的质地差异 |
3.3.2 土壤理化性质对土壤氮素矿化与水分、时间三维模型参数的影响 |
3.4 恒定水分条件下土壤氮素矿化与土壤理化性质的关系 |
3.5 讨论 |
3.6 小结 |
第四章 干湿交替条件下氮素矿化动态 |
4.1 干湿交替培养过程中水分动态变化 |
4.2 土壤氮素矿化对干湿交替强度及次数的响应 |
4.2.1 土壤氮素矿化对干湿交替强度及次数的整体响应 |
4.2.2 土壤氮素矿化对干湿交替强度响应的质地差异 |
4.3 土壤氮素矿化与干湿交替次数的一阶动力学模型模拟 |
4.3.1 土壤氮素矿化与干湿交替次数的一阶动力学模型拟合 |
4.3.2 不同干湿交替强度影响下土壤氮素矿化与干湿交替次数的关系 |
4.3.3 土壤理化性质对土壤氮素矿化与干湿交替次数的一阶动力学模型参数的影响 |
4.4 干湿交替条件下土壤氮素矿化与土壤理化性质的关系 |
4.5 讨论 |
4.6 小结 |
第五章 不同水分动态条件下土壤氮素矿化特征比较 |
5.1 恒定水分与干湿交替处理水分动态比较 |
5.2 土壤氮素矿化对恒定水分与干湿交替培养的响应 |
5.2.1 土壤氮素矿化对恒定水分与干湿交替培养的整体响应 |
5.2.2 土壤氮素矿化对恒定水分与干湿交替培养响应的质地差异 |
5.3 恒定水分与干湿交替培养条件下土壤氮素矿化差异 |
5.4 恒定水分与干湿交替培养条件下土壤氮素矿化差异与土壤理化性质的关系 |
5.5 讨论 |
5.6 小结 |
第六章 结论与展望 |
6.1 主要结论 |
6.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
(6)冻融循环条件下生物炭施入对农田黑土土壤氮素矿化及淋溶损失的影响(论文提纲范文)
摘要 |
英文摘要 |
1 绪论 |
1.1 立题依据 |
1.2 研究背景与意义 |
1.2.1 研究背景 |
1.2.2 研究意义 |
1.3 国内外研究现状 |
1.3.1 冻融作用对土壤物理性质的影响 |
1.3.2 冻融作用对土壤氮素循环的影响 |
1.3.3 生物炭对土壤物理性质的影响 |
1.3.4 生物炭对土壤氮素循环的影响 |
1.4 研究内容 |
1.4.1 冻融循环作用对土壤物理性质的影响 |
1.4.2 冻融循环作用对氮素矿化作用的影响 |
1.4.3 冻融循环作用对氮素淋溶损失的影响 |
1.5 技术路线图 |
2 研究区概况与研究方法 |
2.1 研究区域概况 |
2.1.1 研究区地理位置 |
2.1.2 气候特征 |
2.1.3 地形条件 |
2.1.4 自然资源 |
2.2 研究方法 |
2.2.1 试验装置 |
2.2.2 土样承载装置 |
2.2.3 试验方法 |
2.3 测定指标及方法 |
2.3.1 铵态氮与硝态氮 |
2.3.2 生物炭吸附表达式 |
2.3.3 其他测定指标 |
2.4 数据处理 |
3 冻融作用对土壤物理性质的影响 |
3.1 冻融作用对土壤含水量的影响 |
3.1.1 初始含水量对土壤含水量的影响 |
3.1.2 生物炭对土壤含水量的影响 |
3.2 冻融作用对土壤团聚体的影响 |
3.2.1 初始含水量对土壤团聚体的影响 |
3.2.2 生物炭对土壤团聚体的影响 |
3.3 本章小结 |
4 冻融作用对农田黑土氮素矿化效应的影响 |
4.1 冻融作用对铵态氮含量的影响 |
4.1.1 初始含水量对铵态氮含量的影响 |
4.1.2 生物炭对土壤铵态氮含量变异特征 |
4.2 冻融作用对硝态氮含量的影响 |
4.2.1 初始含水量对土壤硝态氮含量特征的影响 |
4.2.2 生物炭对土壤硝态氮含量特征的影响 |
4.3 冻融作用对土壤氮素矿化速率的影响 |
4.3.1 初始含水量对氮素矿化速率的影响 |
4.3.2 生物炭对氮素矿化速率的影响 |
4.4 土壤氮素矿化速率响应分析 |
4.4.1 土壤氮素变异性分析 |
4.4.2 氮素矿化作用响应分析 |
4.5 本章小结 |
5 冻融作用对氮素淋溶损失的影响 |
5.1 生物炭的吸附作用 |
5.1.1 生物炭对铵态氮的吸附 |
5.1.2 生物炭对硝态氮的吸附 |
5.2 冻融作用对铵态氮淋失量的影响 |
5.2.1 初始含水量对铵态氮淋失量的影响 |
5.2.2 生物炭对铵态氮淋失量的影响 |
5.3 冻融作用对硝态氮淋失量的影响 |
5.3.1 初始含水量对硝态氮淋失量的影响 |
5.3.2 生物炭对硝态氮淋失量的影响 |
5.4 淋溶量变化特征分析 |
5.5 本章小结 |
6 结论与展望 |
6.1 研究结论 |
6.2 创新点 |
6.3 研究不足与展望 |
致谢 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间发表的学术论文 |
(7)覆盖模式对不同旱作区农田土壤主要性状和玉米生长的影响(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 前言 |
1.1 研究背景 |
1.2 国内外研究进展 |
1.2.1 地表覆盖技术的应用与发展 |
1.2.2 地表覆盖对土壤水温的影响 |
1.2.3 地表覆盖对土壤碳氮养分的影响 |
1.2.4 地表覆盖对土壤微生物群落的影响 |
1.2.5 地表覆盖对作物生长发育和产量的影响 |
1.3 研究中需进一步解决的问题 |
1.4 研究的目的和意义 |
1.5 研究内容和技术路线 |
1.5.1 研究内容 |
1.5.2 技术路线 |
第二章 材料与方法 |
2.1 试验区概况 |
2.1.1 试验地自然概况 |
2.1.2 试验区2015-2017年的降水和气温分布 |
2.2 试验设计 |
2.2.1 半干旱区不同覆盖种植模式试验 |
2.2.2 半湿润区不同覆盖种植模式试验 |
2.3 测定项目及方法 |
2.3.1 土壤水分 |
2.3.2 休闲期降水储存率 |
2.3.3 土壤温度 |
2.3.4 土壤碳氮及其组分 |
2.3.5 土壤微生物多样性 |
2.3.6 玉米产量与生物量 |
2.3.7 水分利用效率 |
2.4 数据分析 |
2.4.1 土壤理化性质和玉米生长指标的数据分析 |
2.4.2 土壤微生物的数据分析 |
第三章 不同覆盖模式对农田土壤水温的影响 |
3.1 土壤温度 |
3.1.1 生育期0-25cm平均土壤温度的动态变化 |
3.1.2 生育前期0-25cm不同土层土壤温度的日变化 |
3.1.3 生育期0-25cm土壤积温 |
3.2 休闲期保墒效应 |
3.2.1 休闲期前后0-2m土壤含水量剖面图 |
3.2.2 休闲期0-2m土壤储水量和降水储存率 |
3.3 生育期土壤水分变化 |
3.3.1 生育期土壤含水量时空变化 |
3.3.2 生育期0-2m土壤储水量动态变化 |
3.3.3 生育期玉米农田总耗水量 |
3.4 讨论 |
3.4.1 土壤温度 |
3.4.2 土壤水分 |
3.5 小结 |
第四章 连续覆盖条件下的土壤碳氮变化 |
4.1 土壤有机碳、全氮和C/N的变化 |
4.1.1 土壤有机碳和全氮的动态变化 |
4.1.2 土壤有机碳和全氮的空间变化 |
4.1.3 土壤碳氮比的变化 |
4.2 土壤可溶性碳氮组分的变化 |
4.2.1 可溶性有机碳 |
4.2.2 可溶性有机氮 |
4.3 土壤硝态氮和铵态氮的变化 |
4.3.1 硝态氮 |
4.3.2 铵态氮 |
4.4 讨论 |
4.5 小结 |
第五章 连续覆盖对土壤微生物群落结构的影响 |
5.1 土壤微生物多样性 |
5.1.1 细菌多样性 |
5.1.2 真菌多样性 |
5.2 土壤微生物群落结构 |
5.2.1 细菌群落组成及结构 |
5.2.2 真菌群落组成及结构 |
5.3 土壤微生物群落变化与土壤理化性质的关系 |
5.3.1 细菌群落变化与土壤理化性质的关系 |
5.3.2 真菌群落变化与土壤理化性质的关系 |
5.4 讨论 |
5.4.1 农田覆盖对土壤微生物多样性有显着影响 |
5.4.2 农田覆盖改变了土壤微生物群落结构 |
5.5 小结 |
第六章 不同覆盖模式对玉米生长发育的影响 |
6.1 生育进程 |
6.2 株高与茎粗 |
6.3 叶面积指数 |
6.4 干物质积累 |
6.4.1 玉米各生育时期干物质积累的动态变化 |
6.4.2 农田覆盖对干物质转运与分配的影响 |
6.5 讨论 |
6.6 小结 |
第七章 不同覆盖模式对玉米产量和水分利用效率的影响 |
7.1 产量及相关性状 |
7.1.1 秃尖长、穗长和穗粗 |
7.1.2 百粒重、穗粒数和空秆率 |
7.1.3 籽粒产量和收获指数 |
7.2 水分利用效率 |
7.3 经济效益 |
7.4 产量、水分利用效率和经济效益与土壤特性的相关分析 |
7.4.1 产量等指标与土壤理化性质的相关性 |
7.4.2 产量等指标与土壤微生物性状的相关性 |
7.5 讨论 |
7.6 小结 |
第八章 结论与展望 |
8.1 主要结论 |
8.2 创新点 |
8.3 研究展望 |
参考文献 |
致谢 |
个人简历 |
(8)黄土高原苹果园硝酸盐淋溶累积特征及损失调控模拟(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景和意义 |
1.2 国内外研究进展 |
1.2.1 苹果园氮素淋溶累积现状 |
1.2.2 苹果园肥料氮利用及损失去向 |
1.2.3 硝酸盐淋失研究方法概述 |
第二章 方法与研究内容 |
2.1 研究内容 |
2.2 技术路线 |
2.3 试验地概况 |
2.4 研究方法 |
2.4.1 野外实验设计及样品采集 |
2.4.2 小区实验设计及样品采集 |
2.4.3 样品测定 |
2.4.4 模型模拟 |
2.5 数据处理 |
第三章 乔木苹果园土壤硝酸盐累积特征及其影响因素 |
3.1 材料和方法 |
3.1.1 实验设计 |
3.1.2 采集测定 |
3.2 乔木苹果园土壤硝酸盐累积特征 |
3.2.1 不同树龄乔木苹果园土壤剖面硝酸盐浓度分布特征 |
3.2.2 不同树龄乔木苹果园土壤剖面硝酸盐累积变化 |
3.3 不同树龄乔木苹果园硝酸盐累积影响因素分析 |
3.3.1 施肥对土壤硝酸盐累积的影响 |
3.3.2 土壤剖面水分对土壤硝酸盐累积的影响 |
3.3.3 土壤性质对土壤剖面硝酸盐累积的影响 |
3.4 不同树龄乔木苹果园氮素淋溶损失估算 |
3.5 小结 |
第四章 矮化密植苹果园土壤硝酸盐累积淋溶特征与影响因素 |
4.1 材料与方法 |
4.1.1 试验设计 |
4.1.2 样品测定 |
4.2 矮化密植苹果园土壤硝酸盐累积与淋溶特征 |
4.2.1 矮化密植苹果园不同施肥处理下土壤硝酸盐含量分布特征 |
4.2.2 矮化密植苹果园不同施肥处理下土壤硝酸盐累积特征 |
4.2.3 矮化密植苹果园不同施肥处理下土壤硝酸盐淋溶特征 |
4.3 矮化密植苹果园硝酸盐累积淋溶影响因素分析 |
4.3.1 土壤水分分布变化对土壤硝酸盐累积淋溶的影响 |
4.3.2 土壤矿化对土壤硝酸盐累积的影响 |
4.3.3 苹果树吸氮对土壤硝酸盐累积的影响 |
4.3.4 老果园对土壤硝酸盐累积的影响 |
4.4 不同施肥处理矮化苹果园土壤氮素损失途径分析 |
4.5 小结 |
第五章 苹果园氮素累积与淋溶的环境效应与调控 |
5.1 材料与方法 |
5.2 苹果园土壤氮素累积及淋溶的环境影响 |
5.3 苹果园土壤氮素淋溶累积的调控 |
5.3.1 老果园改造前土壤氮素调控 |
5.3.2 新建矮化密植盛果期果园土壤氮素调控 |
5.4 小结 |
第六章 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 创新点 |
6.3 展望 |
参考文献 |
致谢 |
个人简历 |
(9)喷滴灌施肥灌溉马铃薯氮素吸收与农田氮平衡研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 问题提出 |
1.1.1 水资源短缺问题 |
1.1.2 节水灌溉技术应用和发展 |
1.1.3 氮素利用和氮素平衡问题 |
1.1.4 本文研究的问题 |
1.2 国内外研究进展 |
1.2.1 喷滴灌施肥灌溉土壤N_2O排放研究进展 |
1.2.2 喷滴灌施肥灌溉土壤NH_3排放研究进展 |
1.2.3 喷滴灌施肥灌溉农田土壤氮淋失研究进展 |
1.2.4 喷滴灌施肥灌溉氮肥利用效率研究进展 |
1.2.5 喷滴灌施肥灌溉农田氮素平衡研究进展 |
1.3 研究意义 |
1.4 研究内容 |
1.5 技术路线 |
1.6 研究目标 |
第二章 材料和方法 |
2.1 研究地区概况 |
2.1.1 地理位置 |
2.1.2 气候 |
2.1.3 土壤 |
2.1.4 水文 |
2.1.5 农业 |
2.2 试验设计 |
2.2.1 滴灌施肥灌溉田间设计 |
2.2.2 喷灌施肥灌溉田间设计 |
2.2.3 传统沟灌田间设计 |
2.3 采样方案和测定分析方法 |
2.3.1 马铃薯植株采集和测试 |
2.3.2 土壤NH_3采集和测定 |
2.3.3 土壤N_2O采集和测定 |
2.3.4 土壤采集和测定 |
2.3.5 马铃薯田氮素平衡分析 |
2.4 气象观测 |
2.5 数据处理统计分析 |
第三章 喷滴灌施肥灌溉土壤水氮时空分布变化规律 |
3.1 引言 |
3.2 结果 |
3.2.1 大气温度和降水变化 |
3.2.2 喷滴灌施肥灌溉土壤水分时空分布特征 |
3.2.3 喷滴灌施肥灌溉土壤剖面NO_3~--N分布特征 |
3.2.4 喷滴灌施肥灌溉土体剖面NH_4~+-N分布特征 |
3.2.5 马铃薯生育期前后土壤氮素变化规律 |
3.2.6 马铃薯收获后土壤氮素累积截留量 |
3.3 讨论 |
3.4 小结 |
第四章 喷滴灌施肥灌溉马铃薯植株氮吸收、累积、分配规律 |
4.1 引言 |
4.2 结果 |
4.2.1 喷滴灌施肥灌溉马铃薯植株生物量特征 |
4.2.2 喷滴灌施肥灌溉马铃薯植株氮素含量变化 |
4.2.3 喷滴灌施肥灌溉马铃薯植株氮素累积和分配 |
4.2.4 喷滴灌施肥灌溉马铃薯植株氮素分配 |
4.2.5 喷滴灌施肥灌溉马铃薯产量 |
4.3 讨论 |
4.3.1 喷滴灌施肥灌溉对马铃薯产量影响 |
4.3.2 喷滴灌施肥灌溉对马铃薯氮素分配的影响 |
4.4 小结 |
第五章 喷滴灌施肥灌溉土壤N_2O排放特征及驱动因子 |
5.1 引言 |
5.2 结果 |
5.2.1 喷滴灌施肥灌溉土壤N_2O排放变化规律 |
5.2.2 喷滴灌施肥灌溉土壤N_2O累积排放量 |
5.2.3 喷滴灌施肥灌溉土壤N_2O排放系数 |
5.2.4 喷滴灌施肥灌溉土壤N_2O排放强度 |
5.2.5 喷滴灌施肥灌溉N_2O排放增温潜势 |
5.3 讨论 |
5.3.1 喷滴灌施肥灌溉对土壤N_2O排放的影响 |
5.3.2 喷滴灌施肥灌溉N_2O排放系数 |
5.4 结论 |
第六章 喷滴灌施肥灌溉土壤NH_3排放及影响因素 |
6.1 引言 |
6.2 结果 |
6.2.1 喷滴灌施肥灌溉土壤NH_3排放变化特征 |
6.2.2 喷滴灌施肥灌溉土壤NH_3累积排放 |
6.2.3 喷滴灌施肥灌溉土壤NH_3排放系数及排放强度 |
6.2.4 喷滴灌施肥灌溉土壤NH_3排放驱动因子 |
6.3 讨论 |
6.4 本章小结 |
第七章 喷滴灌施肥灌溉马铃薯氮素利用和农田氮平衡特征 |
7.1 引言 |
7.2 结果 |
7.2.1 喷滴灌施肥灌溉马铃薯氮素利用效率 |
7.2.2 喷滴灌施肥灌溉马铃薯田氮素平衡分析 |
7.3 讨论 |
7.4 小结 |
第八章 主要结论、创新点和研究展望 |
8.1 主要结论 |
8.2 创新之处 |
8.3 研究展望 |
参考文献 |
致谢 |
博士期间参与课题和论文发表情况 |
(10)盐渍化间作农田氮素转化运移与土壤微生物互馈机理研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 引言 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 氮肥对作物产量及水肥利用效率的影响研究 |
1.2.2 氮肥与土壤肥力的响应关系研究 |
1.2.3 氮素的转化运移研究 |
1.2.4 氮素转化运移的模型研究 |
1.2.5 氮肥与土壤微生物的关系研究 |
1.2.6 土壤微生物与氮素转化过程的关系研究 |
1.3 研究目标及创新点 |
1.3.1 研究目标 |
1.3.2 创新点 |
1.4 研究内容 |
1.4.1 施氮量对作物产量及水肥利用效率的影响研究 |
1.4.2 土壤肥力对施氮量的响应机理研究 |
1.4.3 氮素在土壤-作物系统中的转化运移研究 |
1.4.4 基于Vensim模型的氮素转化运移研究 |
1.4.5 施氮量对土壤微生物的影响机理研究 |
1.4.6 土壤微生物对氮素转化运移的驱动机理研究 |
1.5 技术路线 |
2 试验区概况与试验设计 |
2.1 试验区概况 |
2.1.1 基本情况 |
2.1.2 气象资料 |
2.1.3 土壤质地 |
2.1.4 作物生育期划分 |
2.2 试验设计 |
2.2.1 试验材料 |
2.2.2 试验方案 |
2.2.3 测定指标与方法 |
3 施氮对间作小麦玉米产量及水肥利用效率的影响研究 |
3.1 间作小麦玉米产量效应分析 |
3.2 水分利用效率研究 |
3.3 肥料利用效率研究 |
3.3.1 间作小麦玉米偏氮生产力分析 |
3.3.2 间作小麦玉米农学效率分析 |
3.3.3 间作小麦玉米肥料利用率分析 |
3.4 施氮量与产量及水肥利用效率之间的响应关系研究 |
3.5 讨论与结论 |
3.5.1 施氮量对作物产量效应的影响 |
3.5.2 施氮量对作物水肥利用效率的影响 |
3.6 小结 |
4 土壤肥力对施氮量的响应机理研究 |
4.1 土壤水分对施氮量的响应研究 |
4.2 土壤盐分对施氮量的响应研究 |
4.3 土壤养分对施氮量的响应研究 |
4.3.1 土壤中有机质的响应研究 |
4.3.2 土壤中碱解氮的响应研究 |
4.3.3 土壤中速效磷的响应研究 |
4.4 土壤肥力对施氮量的响应关系研究 |
4.4.1 小麦拔节期土壤肥力与施氮量的响应关系研究 |
4.4.2 小麦抽穗期土壤肥力与施氮量的响应关系研究 |
4.4.3 小麦成熟期土壤肥力与施氮量的响应关系研究 |
4.4.4 间作小麦玉米共生期土壤肥力与施氮量的响应关系研究 |
4.5 讨论与结论 |
4.5.1 施氮量对间作小麦玉米土壤水盐的影响研究 |
4.5.2 施氮量对间作小麦玉米土壤养分的影响研究 |
4.6 小结 |
5 土壤-作物系统氮素的转化运移研究 |
5.1 间作小麦玉米地上部植株氮素的转化运移研究 |
5.1.1 地上部植株收获后植株吸氮总量研究 |
5.1.2 地上部植株氮素转运研究 |
5.2 间作小麦玉米土壤中氮素的转化运移研究 |
5.2.1 作物收获后土壤中残留硝态氮研究 |
5.2.2 作物收获后土壤中残留铵态氮研究 |
5.2.3 不同施氮量下硝态氮的淋溶损失研究 |
5.3 不同施氮量下间作小麦玉米氮素平衡研究 |
5.4 施氮量与作物-土壤中含氮量之间的相关性分析 |
5.5 讨论与结论 |
5.5.1 施氮量对间作小麦玉米氮素吸收、平衡的影响研究 |
5.5.2 施氮量对土壤中氮素的转化运移研究 |
5.6 小结 |
6 基于Vensim模型的氮素转化运移研究 |
6.1 Vensim软件简介 |
6.2 构建氮素转化运移模型 |
6.3 模拟间作小麦玉米氮素的转化运移 |
6.3.1 模型参数的率定 |
6.3.2 模型参数的误差检验分析 |
6.3.3 Vensim模型的验证结果分析 |
6.4 基于氮素转化运移模型的的施氮量阈值研究 |
6.5 讨论与结论 |
6.6 小结 |
7 施氮量对土壤微生物的影响机理研究 |
7.1 施氮量对土壤微生物数量的影响研究 |
7.1.1 细菌数量 |
7.1.2 真菌数量 |
7.1.3 放线菌数量 |
7.2 施氮量对微生物生物量的影响研究 |
7.2.1 微生物量碳 |
7.2.2 微生物量氮 |
7.3 施氮量对土壤酶活性的影响研究 |
7.3.1 土壤脲酶活性 |
7.3.2 土壤蔗糖酶活性 |
7.3.3 土壤碱性磷酸酶活性 |
7.3.4 土壤过氧化氢酶活性 |
7.4 土壤微生物与施氮量的关系研究 |
7.4.1 施氮量与土壤微生物之间的相关性研究 |
7.4.2 土壤微生物之间的相关性研究 |
7.5 讨论与结论 |
7.5.1 施氮量对土壤微生物数量的影响研究 |
7.5.2 施氮量对土壤微生物生物量的影响研究 |
7.5.3 施氮最对上壤酶活性的影响研究 |
7.6 小结 |
8 土壤微生物对氮素转化的驱动机理研究 |
8.1 土壤微生物数量对氮素转化的影响研究 |
8.1.1 细菌数量 |
8.1.2 真菌数量 |
8.1.3 放线菌数量 |
8.2 土壤微生物生物量对氮素转化的影响研究 |
8.2.1 土壤微生物量碳 |
8.2.2 土壤微生物量氮 |
8.3 土壤酶活性对氮素转化的影响研究 |
8.3.1 土壤脲酶活性 |
8.3.2 土壤蔗糖酶活性 |
8.3.3 土壤碱性磷酸酶活性 |
8.3.4 土壤过氧化氢酶活性 |
8.4 驱动氮素转化的影响因子研究 |
8.4.1 小麦带驱动氮素转化的关键微生物因子研究 |
8.4.2 玉米带驱动氮素转化的关键微生物因子研究 |
8.5 基于氮素转化运移模型和土壤微生物学特征参数的施氮量阈值研究 |
8.6 讨论与结论 |
8.7 小结 |
9 结论与不足 |
9.1 主要结论 |
9.2 展望 |
致谢 |
参考文献 |
作者简介 |
四、农田水分与土壤氮素矿化的试验研究(论文参考文献)
- [1]小麦-玉米轮作体系生态集约化管理下碳氮循环特征研究[D]. 黄少辉. 中国农业科学院, 2021(01)
- [2]旱地垄沟覆膜体系土壤氮素转化过程特征与氮肥调控[D]. 张子豪. 西北农林科技大学, 2021
- [3]有机无机肥配施对关中地区土壤肥力及冬小麦产量的影响[D]. 段晨骁. 西北农林科技大学, 2021
- [4]秸秆还田和施肥对麦豆轮作土壤碳氮及微生物群落的影响[D]. 孔德杰. 西北农林科技大学, 2020
- [5]干湿交替条件下农田土壤氮矿化模拟研究[D]. 路天慧. 中国科学院大学(中国科学院教育部水土保持与生态环境研究中心), 2020
- [6]冻融循环条件下生物炭施入对农田黑土土壤氮素矿化及淋溶损失的影响[D]. 闫佳雯. 东北农业大学, 2020
- [7]覆盖模式对不同旱作区农田土壤主要性状和玉米生长的影响[D]. 黄方园. 西北农林科技大学, 2020(01)
- [8]黄土高原苹果园硝酸盐淋溶累积特征及损失调控模拟[D]. 王怡琳. 西北农林科技大学, 2020(02)
- [9]喷滴灌施肥灌溉马铃薯氮素吸收与农田氮平衡研究[D]. 杨文柱. 内蒙古大学, 2019
- [10]盐渍化间作农田氮素转化运移与土壤微生物互馈机理研究[D]. 符鲜. 内蒙古农业大学, 2019(01)