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作物秸秆移除后的土壤退化研究
结题报告
批准号:
51709190
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
26.0 万元
负责人:
贺宇欣
依托单位:
学科分类:
E0902.农业水利与农村水利
结题年份:
2020
批准年份:
2017
项目状态:
已结题
项目参与者:
庄文化、李文萍、杨居聪、陆庆楠、李丹利
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中文摘要
科学的秸秆利用不仅能节约化肥施用量,提高土壤的生产力,保持农业用地的可持续发展,还能降低因不合理方式(如焚烧等)处理秸秆所造成的环境污染问题。随着生物科技的发展,作物秸秆将可能被大量移除用作生物燃料原料或生产其他工业制品,而导致严重的土壤退化。本项目拟研究不同秸秆移除率下的土壤理化性质、抗侵蚀性及生产力的变化。项目拟将作物秸秆按照0,25,50,75和100%的比例从田间移除,并在每年春秋两季分别测定土壤的理化性质,并将这些数据应用于SWEEP和RUSLE2模型,模拟土壤在不同风速、不同降雨下的侵蚀情况。根据实测土壤参数与模型模拟结果,评估作物秸秆移除对土壤可持续发展的影响。同时,当季作物将按照生产者意愿进行种植,作物产量将被用于评估土壤的生产力。最终,本项目希望能提出不同土壤、环境条件下的最大作物秸秆允许移除量,为作物秸秆的科学利用及农业土地的可持续发展提供数据支撑。
英文摘要
Comprehensive utilization of crop residue is one of the key components of agricultural production. Using crop residue properly not only can reduce fertilizer application, increase soil productivity, maintain the sustainability of farmland, but also can minimize the environmental risks from unreasonable residue application. Following the development of biotechnology, crop residue may be removed at a large scale for bioenergy production or other uses. Indiscriminate removal, however, may cause severe soil degradation. This research is aimed to study the impacts of crop residue removal at different levels on soil properties, erodibility, and productivity. Crop residue will be removed at 0, 25, 50, 75, and 100% from field and soil parameters will be measured twice a year in spring and fall, respectively. Measured parameters will be applied to SWEEP and RUSLE2 to study the soil erosion loss by wind and water under different wind velocities and precipitation intensities. Meanwhile, crop yield will be measured to assess the soil productivity under different residue removal levels. This project is going to establish the permissible crop residue removal levels under different soil properties and management strategies for agricultural sustainability.
秸秆是农业生产中最重要的农作物副产品,在西南山丘区常被当地农民当作农业废弃物而随意堆弃或就地露天焚烧,这不仅是对秸秆资源的严重浪费同时还会引起农业面源污染以及大气环境等的破坏。近年来,新型清洁能源逐渐取代传统化石能源成为主要的能源消耗品,秸秆作为天然生物质能源,可以从田间移除以用作诸如生物乙醇燃料等的生产,但是秸秆从田间移除可能会对农田生态系统造成的不利影响。因此,探究不同秸秆移除处理对西南山丘区紫色土坡耕地土壤性质的影响具有重要现实意义。本研究在基于实际生产大田的条件下进行田间长期定位试验,研究方法主要包括室外大田试验、室内样品分析以及模型模拟预测等。试验共设置5个梯度依次递减的秸秆移除率,分别为100%、75%、50%、25%以及0%,并测定了经不同处理时间后土壤表层0-10 cm的重量含水率、干容重、水稳定性团聚体质量分数、水稳定性团聚体平均重量直径、水稳定性团聚体几何平均直径、饱和导水率、土壤有机碳、土壤无机碳、总氮、总磷以及土壤有机质等理化参数,同时在每季田间作物成熟后进行生理指标以及产量等的统计,并最终结合修正通用土壤流失模型(RUSLE 2)对不同秸秆移除率以及耕地坡度条件下的土壤年均侵蚀模数进行模拟,以期为西南山丘区制定合理的田间秸秆管理措施提供理论依据与数据支撑,并最终实现当地农业的可持续发展。结果表明:(1)秸秆移除会增大土壤容重,减小土壤含水量、饱和导水率和水团聚体稳定性;(2)秸秆移除对土壤无机碳和总氮含量的影响不显著,但会减小土壤有机质、有机碳和总磷含量;(3)秸秆移除会造成玉米和油菜产量的影响,但对作物品质参数无显著影响;(4)各秸秆移除率以及耕地坡度条件下的土壤年均侵蚀模数A存在较大差异,整体呈现出随移除率和耕地坡度减小而降低的趋势。
期刊论文列表
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专利列表
DOI:10.13869/j.cnki.rswc.2018.04.001
发表时间:2018
期刊:水土保持研究
影响因子:--
作者:杨居聪;贺宇欣;王阳;刘淑珍;苟思
通讯作者:苟思
DOI:10.3969/j.issn.1007-2284.2019.02.003
发表时间:2019
期刊:中国农村水利水电
影响因子:--
作者:陆庆楠;贺宇欣;庄文化;李龙国;王伟
通讯作者:王伟
DOI:--
发表时间:2019
期刊:中国瓜菜
影响因子:--
作者:高维廷;许凌露;李远超;林佳奕;贺宇欣;庄文化
通讯作者:庄文化
DOI:10.1016/j.geomorph.2019.04.016
发表时间:2019-08-01
期刊:GEOMORPHOLOGY
影响因子:3.9
作者:Dai, Yujie;Dong, Zhi;Guo, Jianying
通讯作者:Guo, Jianying
DOI:--
发表时间:2019
期刊:节水灌溉
影响因子:--
作者:陆庆楠;贺宇欣;李龙国;张鹏晖
通讯作者:张鹏晖
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