Đánh giá chỉ số bền vững cho chất dinh dưỡng trong hệ thống trồng cây năng lượng ngắn hạn

GCB Bioenergy - Tập 5 Số 3 - Trang 315-326 - 2013
S.J. Sochacki1,2, R.J. Harper1,2, Keith Smettem3, B. Dell2, Hongwei Wu4
1Forest Products Commission, Perth Business Centre, Locked Bag 888, Perth, WA, 6849 Australia
2School of Environmental Science, Murdoch University, South Street, Murdoch, WA 6150, Australia
3Centre for Ecohydrology, School of Environmental Systems Engineering, The University of Western Australia, Nedlands, WA, 6907 Australia
4Curtin Centre for Advanced Energy Science and Engineering, Department of Chemical Engineering, Curtin University of Technology, GPO Box U1987, Perth WA 6845, Australia

Tóm tắt

Tóm tắt

Trong các môi trường khô hạn, việc luân canh cây trồng và nông nghiệp trong khoảng thời gian từ 3 đến 5 năm đại diện cho một nguồn nguyên liệu sinh học tiềm năng lớn và là một phương tiện để phục hồi sự cân bằng thủy học của cảnh quan cũng như cải tạo môi trường, đồng thời duy trì sản xuất thực phẩm. Ở những vùng đất có độ phì tự nhiên thấp, khả năng bền vững lâu dài của các hệ thống này sẽ bị ảnh hưởng nghiêm trọng bởi trạng thái dinh dưỡng của địa điểm và chu trình dinh dưỡng tiếp theo. Một chỉ số tiếp nhận dinh dưỡng (NAI) đã được phát triển để cho phép so sánh khả năng tiếp nhận dinh dưỡng của các loài và thành phần cây, đồng thời tối ưu hóa quản lý dinh dưỡng, thông qua việc định lượng các chiến lược khác nhau để quản lý dinh dưỡng của địa điểm. Khối lượng sinh khối, xuất khẩu dinh dưỡng và hiệu quả sử dụng dinh dưỡng đã được đánh giá cho ba loài cây trồng ngắn hạn. Xuất khẩu dinh dưỡng sau thu hoạch ở năm thứ 3 với mật độ cao (4000 cây/ha) thường cao hơn một cách nhất quán ở Pinus radiata, với các giá trị là 85 kg/ha N, 11 kg/ha P và 62 kg/ha K, so với Eucalyptus globulus và Eucalyptus occidentalis. Chỉ số NAI thành phần thường theo thứ tự lá<nhánh<bần<rễ<gỗ thân đối với N, P, K, S, Ca và Mg. NAI dao động từ 0.06 Mg kg−1 đối với N trong lá của P. radiata đến 4.7 Mg kg−1 đối với P trong gỗ thân của E. occidentalis, cho thấy tính bền vững cao hơn của sinh khối gỗ so với sinh khối lá. Những chiếc lá của mỗi loài chứa từ 40 đến 60% tổng lượng chất dinh dưỡng trong khi chiếm khoảng 25-30% tổng sinh khối. Những xuất khẩu dinh dưỡng này thông qua việc gỡ bỏ sinh khối tương tự như những gì xảy ra sau 3 năm sản xuất lúa mì trong cùng một khu vực, cho thấy không có sự suy giảm bổ sung nào về dự trữ dinh dưỡng trong giai đoạn trồng cây của chu kỳ.

Từ khóa

#chỉ số bền vững #sinh khối #chất dinh dưỡng #luân canh cây trồng #môi trường khô hạn

Tài liệu tham khảo

10.1016/S0961-9534(01)00009-5

10.1016/S0038-0717(99)00052-8

Bolland MDA, 2000, The Wheat Book: Principles and Practice, 106

Bolland MDA, 2003, Sorption of phosphorus by soils, how it is measured in Western Australia, Department of Agriculture Western Australia

10.1071/EA03138

10.1016/j.jclepro.2009.04.015

Campbell JE, 2008, The global potential of bioenergy on abandoned agriculture lands, Environmental Science & Technology, 42, 1

10.1023/A:1022899212115

Cox WJ, 1980, Potassium for crops and pastures in medium and low rainfall areas, Journal of Agriculture, Western Australia, 21, 12

10.1016/j.tree.2007.12.001

Grove TS, 2007, Nutrient management of intensively harvested oil mallee tree crops, Rural Industries Research and Development Corporation

10.1016/S0038-0717(02)00023-8

10.1016/j.biombioe.2005.11.017

10.2136/sssaj2005.0162

10.1016/j.cosust.2010.10.007

10.1016/j.foreco.2003.07.026

10.1071/AR9820565

Harper RJ, 2000, Phase farming with trees: a scoping study of its potential for salinity control, soil quality enhancement and farm income improvement in dryland areas of southern Australia, Rural Industries Research and Development Corporation

Harper R, 2008, Phase farming with trees: field validation of the tree phase, Rural Industries Research and Development Corporation

10.1021/ef9005687

10.1016/S0961-9534(02)00190-3

10.1071/S96047

10.1016/S0961-9534(02)00191-5

10.1016/j.agee.2007.11.007

Kumar BM, 1998, Comparison of biomass production, tree allometry and nutrient use efficiency of multipurpose trees grown in woodlot and silvopastoral experiments in Kerala, India, Forest Ecology and Management, 14, 5

McArthur WM, 1991, Reference Soils of South‐western Australia

10.1021/ac50043a071

10.1016/j.soilbio.2004.02.018

10.1016/j.foreco.2004.10.074

10.1016/S0038-0717(03)00242-6

10.1016/S0022-1694(02)00264-0

Rayment GE, 1992, Australian Laboratory Handbook of Soil and Water Chemical Methods

10.1023/B:AGFO.0000028989.72186.e6

10.1016/j.foreco.2005.02.049

10.1126/science.1065256

10.1016/j.enpol.2010.12.039

10.1016/j.biombioe.2007.06.020

10.1111/j.1757-1707.2011.01139.x

Squires V, 1991, Dryland Farming: A Systems Approach. An Analysis of Dryland Agriculture in Australia

10.1007/s11104-007-9193-9

Sweeney RA, 1987, Comparison of LECO FP‐228 ‘nitrogen determinator’ with AOAC copper catalyst Kjeldahl method for crude protein, Journal of the Association of Official Analytical Chemists, 70, 1028

Turner J, 1977, Soil chemical properties under naturally regenerated Eucalyptus spp. and planted Douglas‐fir, Australian Forest Research, 7, 163

10.1016/j.biombioe.2011.07.015

Vance ED, 2010, Research strategies for increasing productivity of intensively managed forest plantations, Journal of Forestry, 108, 183

10.1016/0378-1127(91)90241-M

10.1080/00049158.1981.10674307

Thông tin
Thông tin xuất bản

GCB Bioenergy

Tập 5 Số 3

315-326

Thông tin tác giả