秸秆不同还田量对稻麦两熟制农田土壤有机碳库的影响开题报告

1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）

本课题的意义：

土壤有机碳库是土壤的重要组成部分，对土壤物理、化学和生物性质有深远影响，即使较小幅度的变化都可能影响到土壤CO2向大气的排放以及温室效应，从而影响全球气候变化[1-3]。土壤有机碳库是陆地生态系统的重要组成成分，在陆地碳循环研究中具有非常重要作用。而活性有机碳（易氧化有机碳、水溶性有机碳和微生物生物量碳）与土壤的有效养分、土壤的物理性状及耕作措施等具有更密切的关系，它比土壤总有机碳对耕作方式和秸秆还田的反应更为灵敏[4-6]，因此在土壤质量中，活性有机碳能够作为土壤潜在生产力以及由土壤管理措施引起土壤有机质变化的早期指标[7-9]。

我国秸秆资源非常丰富，农作物秸秆作为农业生产中重要的副产品，既是农业及下游产业的重要资源，也是重要的有机肥源之一，同时有可能成为农村生态环境的污染源。秸秆焚烧造成土壤水分蒸发和土壤结构的破坏，给土壤微生物的生存带来不利条件。秸秆的合理利用问题直接关系到土壤肥力、水土保持、生态环境的保护、可再生资源的利用以及生产安全等可持续发展问题。

2. 研究的基本内容和问题

研究目标：

通过田间试验，研究长江下游地区不同秸秆还田量对稻麦轮作农田作物土壤有机碳库的影响为本地区选择兼顾作物产量和土壤碳汇的适宜秸秆还田量提供有效参数，完善合理的秸秆还田技术、保护生态环境以及建立土壤培肥制度提供理论和实践依据。

研究内容：

3. 研究的方法与方案

实验方案：

本试验于2011年6月在江苏省扬州市槐泗镇肖胡村定位试验田开始开展。该区处于江淮平原南端，属于亚热带季风性湿润气候向温带季风气候的过渡区，年平均气温为14.8℃，日照2140h，降水量1020mm，无霜期220d，主要种植模式为稻麦轮作。试验地为砂壤土，耕层（0~20cm）土壤基本理化性状为：有机质27.7g/kg、全氮1.49g/kg、pH(H2O)6.65、容重1.41g/cm。

本试验在稻麦轮作的基础上，对稻季和麦季设置了不同的秸秆还田量，采用单因素随机区组设计，7个处理，3次重复，共21个小区，小区面积为30m2。秸秆晒干后采用常规旋耕还田，深度为10~15cm。麦秸全量还田量为6000kg/hm2，稻秸全量还田量为9000kg/hm2。本试验中水稻的供试品种为淮稻5号，小麦的供试品种为郑麦9023，除草、病虫害防治等同当地常规管理。试验设计如下图所示：

表1试验设计

研究方法：

1、样品采集：

理论产量于每季作物收获前，在各小区内随机选择2个1m2样方，分别测定有效穗数、每穗粒数、千粒重；按小区单收计实际产量；同时按照五点取样法在各试验小区取土壤样品，取样深度为20cm。

2、样品测定：

土壤碳库、养分及酶活性的测定方法：土壤总有机碳（TOC）和水溶性有机碳（DOC）均采用重铬酸钾外加热法[35]，土壤微生物生物量碳（MBC）采用氯仿熏蒸浸提法[36]，土壤易氧化有机碳（EOC）采用333mmolL-1KMnO4氧化法；土壤全氮采用半微量开氏法测定[37]，土壤有效磷采用钼锑抗比色法测定[37]，土壤速效钾采用火焰光度计比色法测定[37]；脲酶采用靛酚比色法[38]，过氧化氢酶采用高锰酸钾滴定法[39]，蔗糖酶采用二硝基水杨酸比色法[39]。

3、数据分析：

采用MicrosoftExcel2003进行初步整理、分析和绘制图表，用SPSS16.0进行方差分析和相关性分析。

技术路线：

可行性分析：

土壤有机碳的积累，有利于土壤的固碳作用，从而可提高土壤保水保肥能力，增加作物产量，改善作物品质，还可以改良土壤结构，增强土壤抗蚀抗旱性能。因而研究稻麦周年轮作条件下，不同耕作方式和秸秆还田组合措施对农田土壤碳库和活性有机碳组分的影响，有助于探索适宜当地生产和生态环境的耕作方式和秸秆还田方式组合。

4. 研究创新点

虽然秸秆还田与耕作方式配合实施后对农田土壤有机碳库及活性有机碳影响的研究较多，但多数集中在北方旱地，南方水田虽然也有研究，但以稻麦周年轮作为研究对象的相对较少，而秸秆还田与耕作方式配合实施对稻麦轮作农田土壤总有机碳、活性碳组分以及之间相关关系的系统研究更为缺乏。本试验研究了耕作方式与秸秆还田对稻麦轮作农田土壤碳库的影响，为该地区制定合理的秸秆还田方式和土壤培肥制度提供理论依据。

5. 研究计划与进展

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