生物炭和双氰胺对滨海农田盐土氮素转化及作物产量的影响
文献类型：学位论文
| 作者 | 陈洪鹏 |
| 答辩日期 | 2024-05-18 |
| 文献子类 | 硕士 |
| 授予单位 | 中国科学院大学 |
| 授予地点 | 中国科学院烟台海岸带研究所 |
| 导师 | 王光美 |
| 关键词 | 盐土改良 生物炭 双氰胺 氮素转化 作物产量 |
| 学位名称 | 资源与环境硕士 |
| 学位专业 | 资源与环境 |
| 其他题名 | Effects of biochar and dicyandiamide on nitrogen transformation and crop yield in salt soil of coastal farmland |
| 英文摘要 | 黄河三角洲是我国滨海盐碱土的典型分布区，盐碱化土地面积约占该地区土地总面积的 70%，土壤盐分含量高，基础肥力弱，养分利用率低，限制了作物生长和农业发展。提高盐化农田肥料利用率和粮食产量，对保障国家粮食安全和端牢中国饭碗具有重要意义。生物炭和硝化抑制剂双氰胺作为调控土壤氮素的主要手段，在提高肥料利用效率和增加作物产量方面效果显著。然而，关于二者联用的探究，主要集中在酸性或中性土壤中，在滨海农田盐土中应用两者配施较少，对作物全生长季节土壤氮素动态变化的研究也相对缺乏。 本研究依托黄河三角洲盐碱地农田生态系统观测研究站，于 2022 年 7 月-2023 年 6 月采用田间原位试验，以玉米秸秆生物炭和硝化抑制剂双氰胺（DCD）为试验材料，设置对照（不施氮，CK）、氮（N）、氮+生物炭（NB）、氮+2%DCD（ND）、氮+生物炭+2%DCD（NBD）5 个处理，探究夏大豆-冬小麦轮作体系下施入生物炭和 DCD 后对滨海盐土理化性状、氮素转化利用及作物产量的影响，以期为黄河三角洲滨海盐土土壤改良和提升氮肥利用率提供参考。主要研究结果 如下： （1）NBD 处理有利于改善黄河三角洲滨海盐土理化性状。施加生物炭和DCD 可以使土壤 pH 状况得到改善，在大豆开花期，与 N 处理相比 NBD 处理土壤 pH 由 8.8 降低至 8.6，降低 0.2 个单位；NBD 处理对土壤 EC 影响较小，处理间差异不显著。与N处理相比，在大豆和小麦季成熟期，NBD处理大团聚体（>0.25 mm）含量分别增加了 13.6%和 10.9%，平均重量直径（MWD）提高 14.2%和 28.9%，几何平均直径（GMD）提高 8.0%和 7.4%。NBD 处理对有机质含量增加效果显著强于 N 处理，土壤有机质含量显著升高（P<0.05），分别升高 35.8%和 21.0%。 （2）NBD 处理在各处理中对土壤中氮素转化的调控效果最优，能够显著抑制硝化作用，在大豆和小麦苗期保持较高的铵态氮含量，促进土壤微生物固持氮素，增加了酸解全氮、氨基酸态氮和铵态氮等有机氮组分含量。与 N 处理相比，在大豆和小麦苗期，NBD 处理铵态氮含量显著增加（P<0.05），分别增加 51.0%和 59.6%；在大豆结荚期和成熟期，NBD 处理土壤微生物量氮（MBN）含量增加101.50%和88.3%；在小麦拔节期和成熟期NBD处理土壤MBN含量增加36.4%和 28.1%。与 N 处理相比，NBD 处理土壤酸解全氮、酸解铵态氮和酸解氨基酸态氮含量显著增加（P<0.05），在大豆成熟期增加了 15.1%、18.5%和 20.4%；在小麦成熟期增加了 24.7%、31.5%和 24.3%。 （3）在生物炭和 DCD 作用下，土壤氮转化酶活性显著增强。相较于 N 处理，作物生长季内氮转化酶活性综合表现为：以 NBD 处理对脲酶、蛋白酶、硝酸还原酶和硝酸还原酶活性作用效果最佳，在大豆生长季内 NBD 处理下平均脲酶等氮转化酶活性分别增加 28.2%、29.0%、18.7%和 25.8%；在小麦生长季内NBD 处理平均蛋白酶、脲酶和亚硝酸还原酶活性分别提高 40.9%、13.0%和 9.1%。 （4）生物炭和 DCD 及两者配施均能够提高作物产量、生物量和氮素吸收量，并提高作物氮素利用率，以 NBD 处理作用效果最佳。在大豆季，与 N 处理相比，NBD 处理大豆籽粒产量和茎秆生物量分别增加了 14.2%和 17.4%，茎秆、籽粒和植株氮素吸收量分别增加了 108.6%、18.0%和 29.3%。在小麦季，与 N 处理相比，NBD 处理小麦籽粒产量和茎秆生物量分别增加 18.2%和 18.4%，茎秆、籽粒和植株氮素吸收量分别增加了 45.1%、19.7%和 27.9%；同时，NBD 处理亦显著降低小麦氮收获指数，两者在促进小麦籽粒吸收氮素的同时也促进了茎秆吸收及积累氮素。 综上所述，在黄河三角洲滨海农田盐土，添加生物炭和 DCD 能够增加铵态氮的供应量和供应时间，增加土壤 MBN 含量，提高土壤有机氮含量及活性组分，尤其是酸解铵态氮和氨基酸态氮含量，增加土壤氮转化酶活性。NBD 处理较好地提升了作物产量和氮素吸收利用。本研究可为黄河三角洲滨海盐化农田作物增产和氮肥高效利用提供参考。 |
| 语种 | 中文 |
| 页码 | 90 |
| 源URL | [http://ir.yic.ac.cn/handle/133337/40067]  |
| 专题 | 烟台海岸带研究所_近岸生态与环境实验室 中科院烟台海岸带研究所知识产出_学位论文 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 陈洪鹏. 生物炭和双氰胺对滨海农田盐土氮素转化及作物产量的影响[D]. 中国科学院烟台海岸带研究所. 中国科学院大学. 2024. |
入库方式： OAI收割
来源：烟台海岸带研究所
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