陇东黄土高原牧草生产力和土壤碳库动态研究

论文摘要

黄土高原是我国生态环境最为脆弱的地区之一,水土流失严重,土壤肥力下降,严重影响着当地经济和农业的可持续发展。草地农业系统在当地已表现出强大的生命力。本研究在以往试验的基础上,于2010年在甘肃环县曲子镇开展了牧草生产力、农田土壤水分平衡和土壤碳库动态的研究,并在实验室进行了相关化学分析,旨在为当地实施草地农业提供参考。现将主要结论报告如下：1.在参试的10种作物中,玉米（Zea mays）的干物质产量最高,达10.7t/hm2；以下依次为苏丹草（Sorghum sudanense） 8.4t/hm2,紫花苜蓿（Medicago sativa） 7.6t/hm2,单播合草7.4t/hm2,湖南稷子（Echinochloa crusgalli） 7.2t/hm2,谷子（Setaria italica） 6.3t/hm2,燕麦（Avena sativa） 4.7t/hm2,红豆草（Onobrychis viciaefolia Scop） 3.9t/hm2,与箭筈豌豆（Vicia sativa）间作的合草2.9t/hm2,大显（Glycine max） 1.7t/hm2。2.水分利用效率依然是玉米最高,达34.05 kg/hm2·mm,按由高到低的顺序,以下依次为单播合草29.13kg/hm2·mm,苏丹草23.28kg/hm2·mm,湖南稷子20.50kg/hm2·mm,谷子19.99kg/hm2·mm,紫花苜蓿19.79kg/hm2·mm,燕麦19.22kg/hm2·mm,与箭筈豌豆间作的合草13.84kg/hm2·mm,红豆草9.87kg/hm2·mm,大豆5.72kg/hm2·mm。3.作物生长季内的降雨无法满足其生长,需要消耗一部分土壤储存水。生长季内土壤0-60cm土层的水分含量与同期降雨量的分布规律密切相关,呈现有规律的季节变化,60-200cm土层的储存水量相对稳定。4.作物收获后,0-60cm土壤总碳密度为131.08-149.19Mg/hm2,与播种前无显著差异（P>0.05）；但在0-30cm土层,因作物而异,紫花苜蓿田显著高于其他牧草田,其次是苏丹草田,而与箭筈豌豆间作的合草田土壤总碳密度最低。与种植前相比,紫花苜蓿田、玉米田、苏丹草田、湖南稷子田和大豆田5种作物田0-20cm土层轻组碳的含量,显著增加（P<0.05）,各作物田20-60cm土层轻组碳含量,在种植前后均无显著差异（P>0.05）。0-60cm土层土壤颗粒有机质碳含量和矿质结合态碳含量在牧草种植前后均无显著变化（P>0.05）。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 第一章 前言
• 第二章 文献综述
• 2.1 黄土高原农业系统与水土流失现状
• 2.2 草地农业系统及农区可持续发展
• 2.3 土壤水分和作物水分利用效率
• 2.4 土壤碳储量和土壤有机碳及其组分
• 2.5 轮作对土壤有机碳及其组分的影响
• 第三章 材料与方法
• 3.1 试验地概况
• 3.2 试验设计和田间管理
• 3.2.1 试验设计
• 3.2.2 作物田间管理
• 3.3 测定方法
• 3.3.1 气象数据测定
• 3.3.2 植物生长测定
• 3.3.3 土壤含水量测定
• 3.3.4 作物的水分消耗和水分利用效率计算
• 3.3.5 作物耗水量和作物蒸散量
• 3.3.6 土壤碳测定
• 3.4 统计分析
• 第四章 结果
• 4.1 牧草生产力
• 4.1.1 试验期间的气候条件
• 4.1.2 作物生长天数和降雨量
• 4.1.3 作物产量
• 4.2 土壤水分动态
• 4.2.1 2010年降雨逐日分布
• 4.2.2 土壤水分的季节动态
• 4.2.3 土壤剖面的水分动态
• 4.2.4 生长季内参试作物的水分利用和蒸散量
• 4.3 土壤碳密度及其碳组分
• 4.3.1 土壤碳密度
• 4.3.2 土壤有机碳
• 4.3.3 土壤碳组分
• 第五章 讨论
• 5.1 牧草生产力
• 5.2 牧草水分利用效率
• 5.3 土壤剖面水分动态平衡
• 5.4 土壤碳密度
• 5.5 土壤有机碳
• 5.6 土壤碳组分
• 5.7 今后工作
• 5.8 主要结论
• 参考文献
• 在学期间的研究成果
• 致谢