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1. 研究目的与意义、国内外研究现状(文献综述)
(一) 课题意义
土壤盐碱化是指盐分不断向土壤表层聚积形成盐渍土的自然地质过程。对作物生长的危害主要是两方面:高盐渗透作用,影响作物吸收水分;单盐毒害,其它还会影响到土壤的结构,土壤微生物间接影响到作物生长。同时我国当前采用的最普遍的秸秆还田方式——焚烧还田对生态造成了许多污染,同时还耗费了很多的人力物力财力。反之,秸秆直接还田可以较快提高土壤有机质含量,对培肥土壤,提高作物产量有着重要作用,使得其迫切需要成为主要的还田方式。再包括碱蓬生长在盐碱土上,其作物秸秆可考虑直接还田从而改良土壤。而就目前研究现状来说,针对秸秆降解过程的系统化研究相对较少。
(二) 国内外研究进展
土壤盐渍化是由自然或人类活动引起的一种主要的环境风险,土壤中过量的盐分能够导致土壤物理和化学性质的改变,进而导致大部分作物生长环境的退化。全球大约有8.31亿hm2的土壤受到盐渍化的威胁[1],随着全球暖化趋势的日益加剧,中低纬度区域的土壤盐渍化问题将日趋明显,美国、中国、匈牙利、澳大利亚等国的盐渍化问题将会日益显著,而非洲北部、东部、南美洲、中东、中亚和南亚地区的盐渍化问题将会更加严峻。我国盐渍土面积大、分布广泛,同时还有大面积的潜在盐渍化土壤[2]。我国盐渍土总面积约3600万hm2,占全国可利用土地面积的4.88%[3]。目前,我国尚有80%左右的盐渍土尚未得到开发利用,是重要的土地资源,有着巨大的发展潜力。我国从20世纪30-40年代开始关注盐渍土问题,并组织大规模的土壤盐渍化调查和摸底,基本上搞清楚了我国盐渍土的分布与面积;70年代以后,我国启动了多项与旱涝盐碱综合治理相关的国家科技攻关项目,如“黄淮海平原中低产地区的旱涝盐碱综合治理”。
发达国家在农作物秸秆利用方面取得丰富的经验和研究进展。分析国外农作物秸秆利用政策和法规,总结其成功经验,以资中国借鉴。发达国家秸秆利用方式以秸秆还田循环利用为主。国外秸秆利用政策主要集中在目标政策、投资扶持政策(财政政策)、税收与信贷优惠政策、政策激励机制4个方面。国外有关秸秆利用的法规主要包括农业类法规和能源类法规2大类。纵观全球,很多国家的农民都曾经或仍在将露天焚烧作为处理农作物秸秆的方法之一,直到20世纪80年代,不少欧美国家都存在一定的甚至较严重的秸秆露天焚烧问题[4-10]。为了充分利用秸秆资源,减少秸秆焚烧的压力,许多发达国家在秸秆综合利用尤其是秸秆新型能源化和秸秆覆盖保护性耕作等领域出台了一些有针对性的政策与法规,并取得很好的实施效果。在中国,目前已有学者开展了生物质资源开发利用及其经验与启示方面的研究[11-15];其中,又以生物质能源化利用的经验与启示研究最为丰富。
按照联合国粮农组织(Food and Agriculture Organization, FAO)给出的主要农作物收获指数及其年度农业生产统计资料(来自FAO统计数据库)进行估算,2012年全球秸秆总产量为50.81亿t,其中:中国秸秆总产量为9.40亿t,为世界第一秸秆产量大国,占全球秸秆总产量的18.50%;美国、印度、巴西等其他15个秸秆产量超过0.50亿t的国家,合计秸秆总产量为28.75亿t,占全球56.58%;秸秆产量低于0.50亿t的其他各国,合计秸秆总产量为12.66亿t,占全球24.92%。
发达国家秸秆利用比较充分,基本杜绝了秸秆废弃与露天焚烧的问题。欧美各国一般将 2/3 左右的秸秆用于直接还田,1/5 左右的秸秆被用做饲料。美国秸秆直接还田量占秸秆总产量的 68%[16]。英国秸秆直接还田量占秸秆总产量的 73%[17]。日本的稻草 2/3 以上用于直接还田,1/5 左右用作牛饲料或养殖场的垫圈料[18]。目前,韩国的稻麦秸秆已实现了全量化利用,近 20%用于还田,80%以上用作饲料[19]。
(三)应用前景
土壤盐碱化是一个世界性难题,全球土地盐碱化呈现越来越严重的趋势。本实验研究不同的盐度对覆盖在盐碱地中的碱篷秸秆各含量的变化、分解动态过程、土壤理化性质、土壤微生物的影响,以期为碱篷等盐生植物在盐碱地上种植(辅以秸秆覆盖)从而改良盐碱地提供理论依据。
参考文献:
[1] Ghassemi F, Jakeman AJ, NixHA. Salinisation oflandandwaterresources:Humancauses, extent, managementand casestudies.Canberra, Australia, 1995:1-3.
[2] 王维,郑曙峰,路曦结,等.农田秸秆覆盖技术研究进展[ J].安徽农业科学,2009,37(18):8343-8346.
[3] 王佳丽,黄贤金,钟太洋,等. 盐碱地可持续利用研究综述.地理学报,2011,66(5):673-684.
[4] The agricultural air quality task force, Air quality policy on agricultural burning[Z]. 1999.
[5] Yevich R, Logan J. An assessment of biofuel use and burning of agricultural waste in the developing world[J]. Global biogeochemical cycles, 2003, 17(4): 1-42.
[6] Chen Y, Tessier S, Cavers C, et al. A survey of crop residue burning practices in manitoba[J]. Applied Engineering in Agriculture, 2005, 21: 317-323.
[7] Korontzi S, Mc Carty J, Loboda T,et al. Global distribution of agricultural fires in croplands from 3 years of Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) data[J]. Global Biogeochemical Cycles, 2006, 20: 1-15.
[8] Mc Carty J L, Justice C O, Korontzi S.Agriculturalburning in the southeastern united statesdetected by MODIS[J]. Remote Sensing of Environment, 2007, 108(2): 151-162.
[9] 李建政,王道龙,高春雨,等. 欧美国家耕作方式发展变化与秸秆还田[J]. 农机化研究,2011(10):205-210.
[10] 王佳丽,黄贤金,钟太洋,等. 盐碱地可持续利用研究综述.地理学报,2011,66(5):673-684.
[11] 邓勇,陈方,王春明,等. 美国生物质资源研究规划与举措分析及启示[J]. 中国生物工程杂志,2010,30(1):111-116.
[12] 思远. 美国发展保护性耕作的做法及启示[J]. 当代农机,2010(10):52-53.
[13] 刘巽浩,王爱玲,高旺盛. 实行作物秸秆还田促进农业可持续发展[J]. 作物杂志,1998(5):2-6.
[14] 李万良,刘武仁. 玉米秸秆还田技术研究现状及发展趋势[J]. 吉林农业科学,2007,32(3):32-34.
[15] 毕于运. 秸秆资源评价与利用研究[D]. 北京:中国农业科学院,2010.
[16] 周应恒,张晓恒,严斌剑. 韩国秸秆焚烧与牛肉短缺问题解困探究[J]. 世界农业,2015(4):152-154.
[17] 汪日方, 汪炜. 我国秸秆资源开发利用综述[A]. 资源开发与市场,2008, 24(11)
[18]申源源, 陈 宏,. 秸秆还田对土壤改良的研究进展[A]. 中国农学通报 ,2009, 25(19):291-294
2. 研究的基本内容和问题
(一)研究的目标
研究不同的盐度对覆盖在盐碱地中的碱篷秸秆各含量的变化、分解动态过程、土壤理化性质、土壤微生物的影响,并阐释微生物参与秸秆分解的调控机制,以期为碱篷等盐生植物在盐碱地上种植(辅以秸秆覆盖)从而改良盐碱地提供理论依据。
(二)研究内容
3. 研究的方法与方案
研究方法
计三个盐度水平:低盐(ls)、中盐(ms)和高盐(hs),每个水平3个区组(重复),每个区组设置不同秸秆重量梯度。每个区组面积2 m×3 m。
技术路线
4. 研究创新点
目前研究现状来说,针对秸秆降解过程的系统化研究相对较少。本实验结合碱蓬生长在盐碱土上,可考其作物秸秆虑直接还田从而改良土壤。以期为碱篷等盐生植物在盐碱地上种植(辅以秸秆覆盖)从而改良盐碱地提供理论依据。
5. 研究计划与进展
2018年12月 选定题目并提交开题申请
2019年01-02月 搜集资料查询文献
2019年03月初 完成开题报告
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