农田生态条件下玉米秸杆腐解过程腐解物的热解变化特征

用热分析法研究了农田生态条件下玉米秸杆腐解过程腐解物的热解变化特征 ,并探讨了腐解物中不同组分对腐解物热解特征的影响。结果表明 ,腐解物 DTA曲线的 2 80℃、3 3 0℃、4 50℃放热峰 ,DTG曲线的第二失重峰和 h330℃ /h4 50℃ 值可作为表征腐解进程的特征峰和特征值。由腐解物 DTA、DTG所得能量各参数 ( ΔH,E)与文献 [3 ]所述腐解物能态 ( Qv)呈现波动起伏 ,趋于稳定 2个阶段相符 ,二者相互印证 ,显示热分析方法用于植物残体腐解进程研究的可行性。 DTA的2 80℃放热峰主要由苯 -醇溶性物、水溶性物引起。苯 -醇溶性物、水溶性物和纤维素、半纤维素是影响腐解物热解及其能态变化特征的主要物质组分。木质素组分对腐解后期腐解物的热解及其能态特征趋于稳定具有重要作用     

农田生态条件下植物残体腐解过程腐解物的能态变化特征

用氧弹量熟计法研究了农田生态条件下玉米秸杆腐解过程腐解物的能态变化特征,并探讨了腐解物中不同组分对腐解物能态的影响。结果指出,在试验条件下,玉米秸杆腐解过程腐解物能态呈现波动起伏──趋于稳定２个阶段,其中多以吸能、放能交错的方式迸行,但从整体上看是放能过程。能量活性物质（苯－醇溶性物、水溶性物、纤维素、半纤维素）对腐解前期腐解物能恣变化影响较大;能量非活性物质（木质素、腐殖质等）对维持腐解后期腐解物能态趋于稳定具有重要作用。     

玉米马铃薯秸秆混合腐解的非加性效应

有机残体混合分解对陆地生态系统物质循环至关重要,但关于农田生态系统中混合秸秆分解过程的研究仍较缺乏。该研究在玉米(Zea mays)单作、马铃薯(Solanum tuberosum)单作和玉米马铃薯间作小区实验中,设置了为期6个月的玉米秸秆、马铃薯秸秆和玉米马铃薯混合秸秆分解袋填埋实验,通过Biolog-Eco微平板法分析秸秆类型和分解环境对秸秆微生物碳代谢活性的影响。结果表明,马铃薯秸秆和玉米秸秆混合对分解过程产生了协同效应,混合秸秆的分解率和微生物代谢活性高于单一秸秆,增加了微生物对碳水化合物和羧酸类底物的利用。这种协同效应随时间延长而削弱。随机森林模型和结构方程模型分析表明,土壤中溶解性有机碳、硝态氮、铵态氮含量以及秸秆碳氮比是驱动秸秆分解的重要因素。总之,秸秆混合促进秸秆分解。     

辣椒秸秆腐解物化感作用的研究

以粉碎腐解的辣椒秸秆为材料研究其对自身的化感作用.按照植株干重∶田园土重为1∶100、3∶100和5∶100不同比例进行盆栽试验.结果表明,腐解物中的化感物质导致辣椒植株生长减缓.在60 d时测定,植株高度、茎粗、地上和地下部分干重等生物量下降了0.0374～0.0646、0.0020～0.0097、0.0050～0.0355、0.0916～0.3584,光合指标叶面积、叶绿素含量减小了0.0016～0.0251、0.0043～0.0242;在120 d时,腐解物中的化感物质抑制程度增加,但与对照比较均未达到显著水平.腐解物中的化感物质对辣椒根系活力、根系保护酶(SOD、POD、CAT)活性的抑制及MDA生成量、相对电导率的促进均随着处理含量加大、处理时间延长,化感作用加强,化感效应范围为0.0163～0.6507,明显高于其对生长指标的化感效应.     

白腐菌胞外提取液与纤维素酶对玉米秸秆的协同酶解研究

通过评价几株白腐菌固体发酵不同时间的胞外提取液与纤维素酶同时加入对玉米秸秆酶解产糖的影响,得到一个较高糖化效果的胞外降解体系,并对其相关影响因素进行研究,进而初探其协同酶解的机制.结果表明,Echinodontium taxodii 2538固体培养5 d的胞外提取液与纤维素酶形成的胞外降解体系的协同酶解效果较好,酸处...     

施氮对关中还田玉米秸秆腐解和养分释放特征的影响

在陕西关中平原的冬小麦-夏玉米轮作区,采用尼龙网袋田间填埋与¹⁵N同位素标记玉米秸秆相结合的方法,设置不施氮和施氮200 kg·hm^-2两个处理,研究施氮对小麦生长期内还田玉米秸秆腐解的影响以及腐解过程中秸秆碳、氮、磷、钾的养分释放.结果表明: 从小麦播种到越冬期,施用氮肥对秸秆碳和干物质分解无显著影响,但可促进秸秆中磷的释放,抑制氮和钾的释放.灌浆到成熟期,氮肥对秸秆腐解及其N、P、K养分的释放无显著影响,但秸秆碳的释放显著增加.不同生育期,玉米秸秆碳的释放与干物质分解变化趋势一致,C/N逐渐下降.种植一季小麦后,秸秆干物质累计腐解率不足50%;秸秆碳释放率为47.9%～51.1%,不施氮和施氮处理的秸秆C/N分别由32.2降低到20.2和17.9.小麦收获时,秸秆氮、磷、钾均为净释放,氮释放量为7.2～9.4 kg·hm^-2,占秸秆氮的12.7%～16.6%;磷释放量为1.29～1.44 kg·hm^-2,占29.0%～32.4%;钾的释放量大、释放快,越冬前超过80%,成熟时释放量为51.8～52.5 kg·hm^-2,占90.5%～91.7%.在秸秆还田条件下,应考虑秸秆归还的钾,减少小麦钾肥用量,适量补充氮、磷.     

水稻秸秆腐解复合菌系RSS-4的选育及其腐解特性

采用限制性培养技术与温度梯度诱导相结合的方法, 从四川成都平原多年还田的土壤中筛选、构建出一组在中温条件下对水稻秸秆具有腐解功能的复合菌系RSS-4。该复合菌系在22°C条件下, 稻秆腐解试验表明: pH先升高后降低, 最后稳定在7.20; 纤维素酶活、半纤维素酶活均经历了先升后降的变化趋势, 最高酶活分别为0.91、3.40 U; 到16 d腐解结束时, RSS-4对稻秆、纤维素及半纤维素的降解率分别达到了45.0%、55.5%和44.1%, 而木质素在整个腐解过程中未发生明显的变化; 说明所筛选构建的这组腐解复合菌系可加速稻秆的腐解。同时发现采用未灭菌的筛选方法筛得的复合菌系RSS-4比灭菌所得的RSS-4￠腐解效果要好。     

水生植物的腐解过程及其影响因素研究进展

水生植物腐解会影响到自然水体水质、生态系统的稳定性、湿地的碳素与物质循环等,开展水生植物腐解研究对探究自然水体营养物质循环过程具有重要意义。本文围绕水生植物腐解研究进展、水生植物腐解机制、水生植物腐解的影响因素进行了综述。当前水生植物腐解研究的方向主要集中在水生植物腐解对环境的效应和影响腐解过程的因素,研究方法主要是分解袋法、室内分解培养法和稳定同位素探测法,水生植物腐解的环境效应主要体现在腐解过程造成的营养物质释放方面。通过水生植物腐解过程、元素迁移转化和腐解差异性分析发现,植物体的理化性质是影响腐解的决定因素,分解者群落的组成和活性是影响腐解的直接因素,水体的温度、溶解氧、营养物质浓度和底泥状况等环境因素是植物腐解的重要因素。水生植物的腐解过程受到多种因素的制约,对水生植物腐解过程中复合因素的作用进行探究,系统研究各个因素的耦合作用,是未来水生植物腐解研究的一个重要方向。     

一株兼具秸秆腐解能力玉米促生菌的筛选、鉴定及发酵优化

【背景】砂姜黑土地区存在秸秆腐解缓慢、秸秆还田后作物幼苗生长不良等问题。【目的】从砂姜黑土区农田筛选一株兼具秸秆腐解能力的玉米促生菌MC29,以促进秸秆腐解和玉米作物生长。【方法】通过16S rRNA基因序列分析对该菌株进行鉴定;采用液态摇瓶及盆栽试验验证菌株实际促腐、促生能力及土壤养分的提升效果,并且探究菌株的最佳生长及产吲哚乙酸(indole-3-acetic acid, IAA)条件;采用电击转化法将绿色荧光蛋白(green fluorescent protein, GFP)基因导入菌株细胞,并通过PCR琼脂糖凝胶电泳进行验证。【结果】分离筛选的玉米促生菌鉴定为纤维化纤维微细菌(Cellulosimicrobium cellulans)。该菌株MC29羧甲基纤维素(carboxymethyl cellulose, CMC)酶活可达13.32 U/mL,产IAA量为8.63 mg/L。与对照相比,施用菌株MC29后秸秆腐解率显著提高24.8%;玉米soil and plant analyzer development (SPAD)值、植株总重、根表面积和根长分别提高7.6%、21.3%、30.9%和18.3%;土壤碱解氮含量显著提高68.1%,土壤速效磷及土壤速效钾含量分别提高5.8%及6.0%。菌株MC29最佳生长条件为pH 7.0、装液量为25/250 mL、碳源为麦芽糖、氮源为酵母粉;最佳产IAA条件为pH 7.0、装液量为50/250 mL、碳源为果糖、氮源为硝酸钾;成功构建荧光标记菌株MC29-GFP,并据此追踪到其接入砂姜黑土15 d后定殖量为2.8×10⁵-9.5×10⁵ copies/g。【结论】所筛选的纤维化纤维微细菌MC29对于指导砂姜黑土区多功能秸秆促腐菌剂、微生物菌肥的研制及提升作物产量有一定的积极意义,并为探究其在砂姜黑土中的实际应用奠定基础。     

苦参腐解物对酚酸类物质胁迫下茄子生长和根际土壤微生物活性的影响

研究了盆栽条件下添加苦参腐解物对酚酸物质(香草醛和肉桂酸)胁迫下茄子生长及根际土壤微生物种群数量和土壤酶活性的影响。与对照相比,苦参腐解物处理促进了酚酸作用下茄子的株高和茎粗生长,增加了茄子土壤微生物的种群数量,尤其增加了细菌和放线菌数量。随着外源香草醛和肉桂酸浓度的增加,细菌和放线菌数量先增大后减小,而真菌数量先降低后增加;同时,茄子根际土壤过氧化氢酶、多酚氧化酶、脲酶的活性均高于对照,呈先增大后降低的变化趋势。     

不同水稻栽培模式下小麦秸秆腐解特征及对土壤生物学特性和养分状况的影响

采用尼龙网袋法于2007-2008年连续2a在水稻常规栽培和节水灌溉栽培模式下,研究小麦秸秆腐解特征、养分释放规律及对土壤微生物数量、酶活性和养分状况的影响.结果表明:秸秆还田后,在0-30d腐解较快,后期腐解速率逐渐变慢.90d时累计腐解率达到了48.9％-61.3％.秸秆中养分释放速率表现为K＞P＞N≈C.节水栽培模式下小麦秸秆还田腐解率和养分释放率均显著高于常规栽培.秸秆还田后,土壤微生物数量以及土壤脲酶、碱性磷酸酶和蔗糖酶活性均呈现“前期迅速增加,中期急剧减少,后期缓慢减少”的变化特征,而纤维素酶活性呈现“前期剧升、中期缓增、后期骤降”的变化趋势.小麦秸秆在节水栽培模式下还田土壤微生物数量和酶活性均显著高于常规栽培.适当增加秸秆用量可以提高微生物数量和酶活性,用量过高对细菌和放线菌数量有负效应.秸秆还田可显著提高土壤有机碳和养分含量.土壤有机碳、全氮、碱解氮和速效磷含量在整个试验期间均呈增加趋势.速效钾含量在秸秆还田30 d时达到最高,而后则逐渐降低.节水栽培模式下秸秆还田后土壤有机碳和养分含量的提高效应显著高于常规栽培.提高秸秆用量对土壤养分含量有显著的正效应.     

小麦秸秆高效腐解菌复合系WSS-1的选育及其菌群分析

采用限制性培养技术和温度梯度诱导法,从四川成都平原多年还田的土壤中筛选得到了常温条件下对小麦秸秆具有高效腐解功能的复合菌系WSS-1。该复合菌系在28℃、4d可完全崩解滤纸,进一步的腐解麦秆的试验效果表明:接种WSS-1处理在第6天左右达到CMC酶活最高值,这比目前广泛使用的菌剂A提前了4d;经WSS-1腐解20d后的麦秆断裂拉力值下降了73.66%,降低幅度分别比空白对照和菌剂A处理多出33.7%和8.9%。采用16S rDNA克隆文库法对其细菌组成进行解析,结果表明WSS-1的优势菌群为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)、球形芽孢杆菌(Bacillus sphaericus)、粪产碱菌(Alcaligenes faecalis)双酶梭菌(Clostridium bifermentans)和粪肠球菌(Enterococcus faecalis)。     

不同腐解期玉米秸秆对Lou土胡敏酸基本性质及级分变异的影响

采用田间腐解试验,在研究不同腐解期玉米秸秆对土壤胡敏酸性质影响的基础上,利用分级沉淀法对土壤胡酶酸进行分级,研究了不同腐解期土壤胡敏酸级分组成及性质变化。结果表明：在整个腐解过程中土壤胡敏酸由A型转化为P型又转化为A型,呈现由复杂到简单又到复杂的变化趋势。不同腐解期土壤胡敏酸的级分组成不同。玉米秸秆更新土壤胡敏酸过程是一个双向过程,一方面使胡敏酸中结构复杂成分（级分1、2、3）向简单化发展,另一方面一些小分子胡敏酸（级分6、7）随时间推移按Rp→P→A途径逐渐综合。     

玉米感染禾谷镰刀菌后PAL、POD活性和同工酶谱的变化

为了明确苯丙氨酸解氨酶活和过氧化物酶活与玉米对镰刀菌茎腐病的抗性关系,探讨玉米对镰刀菌茎腐病的抗病机制及其在玉米抗病性鉴定中的利用,用禾谷镰刀菌孢子悬浮液对抗病品种陕单931和感病品种西农11号在抽雄初期进行接种,并于接种后测定茎秆髓部组织内的PAL,POD活性变化以及POD同工酶谱的变化。结果表明,玉米植株受镰刀菌侵染后,抗病品种的PAL酶活上升快,活性强,且形成两个活性高峰,高活性时间持续长;感病品种PAL酶活上升慢,活性相对较弱,且只形成一个峰,高活性持续时间短。抗病品种POD酶活峰值高,感病品种峰值低;抗病品种高酶活持续的时间长,感病品种高酶活持续的短。POD同工酶谱研究表明,抗、感品种POD同工酶带都有增多。抗病品种增5条,感病品种新增2条。PAL活性变化、POD活性变化及同工酶谱酶活变化与其对茎腐病的抗性有密切的关系,可作为抗病育种的生理生化指标。     

不同施肥条件下毛叶苕子的腐解及养分释放特征

利用田间埋袋法,研究不施肥、施氮肥、施石灰3种处理对豫南稻田毛叶苕子腐解及养分释放特征的影响.结果表明:不同施肥处理下毛叶苕子累积腐解率为65.3%~72.5%,腐解过程中呈现前11 d腐解较快、后期腐解缓慢并逐渐趋于平稳的趋势.不同处理养分释放率表现为钾>磷>碳>氮,试验结束时(翻压148 d),碳、氮、磷、钾的累积释放率分别为83.6%~84.6%、78.2%~81.2%、89.8%~91.4%、96.3%~97.0%.在整个腐解期内,毛叶苕子氮释放特征与腐解特征相似,与不施肥相比,施石灰促进毛叶苕子腐解及氮、磷、钾养分释放;施氮肥促进毛叶苕子磷释放,抑制钾释放;施石灰和氮肥对碳释放均无显著影响.施氮肥处理腐解0~11 d促进毛叶苕子腐解及氮释放,腐解11~148 d抑制毛叶苕子腐解及氮释放.采用一级动力学方程及对数函数方程拟合豫南稻区毛叶苕子腐解及碳、氮、磷、钾养分释放特征均达到显著水平,拟合方程的特征参数值与毛叶苕子腐解率及养分释放率呈显著相关.施用石灰促进毛叶苕子腐解及养分释放的效果优于施用氮肥;一级动力学方程及对数函数方程特征参数值可较好地描述毛叶苕子腐解及养分释放能力.     

华北二月兰-春玉米轮作体系中土壤硝态氮的时空变化特征

二月兰-春玉米轮作生产体系是近年来为解决华北地区出现的大面积冬闲田而提出的冬绿肥-春玉米生产新模式.本文依托定位试验,研究了该体系从二月兰翻压到玉米收获期间的土壤硝态氮时空变化特征.结果表明：土壤硝态氮含量呈玉米生育前期高后期低的时间变化特征和硝态氮含量峰值随着生育期的推移逐渐下移的空间变化特征,且土壤硝态氮含量随施肥量的增加而显著增加.翻压二月兰对土壤硝态氮含量的时空变化有一定影响,冬春季种植二月兰可降低0～180 cm土壤硝态氮累积量;二月兰翻压后,春玉米苗期与喇叭口期土壤硝态氮规律基本一致,主要集中在0～20 cm土层,0～100 cm土壤剖面为有二月兰处理高于无二月兰处理,100～180 cm土壤剖面则为有二月兰处理低于无二月兰处理;抽雄期以后,土壤硝态氮含量普遍较低,100～180 cm土层土壤硝态氮含量为有二月兰处理略高于无二月兰处理.总体上,翻压二月兰可以增加0～180 cm土层土壤硝态氮保蓄量.     

长期施肥下黄壤旱地玉米产量及肥料利用率的变化特征

选取贵州黄壤长期定位监测点中对照（CK, 不施肥）、单施全量有机肥（M, 30555 kg·hm^-2）、有机肥与化肥配施（NPKM,年施N 165 kg·hm^-2、P₂O₅ 82.5 kg·hm^-2、K₂O 82.5 kg·hm^-2、有机肥30555 kg·hm^-2）和氮磷钾化肥配施（NPK,年施N 165 kg·hm^-2、P₂O₅ 82.5 kg·hm^-2、K₂O 82.5 kg·hm^-2）4个处理的16年试验数据进行分析,研究了黄壤区长期不同施肥下作物产量及肥料效益的变化趋势,为评价和建立长期施肥模式、促进粮食持续生产提供依据.结果表明：长期施肥条件下玉米产量年际间变化较大,总体呈上升趋势.其中NPKM处理增产效果最好,可增产4075.71 kg·hm^-2,增产率高达139.3%.长期施肥可提高玉米肥料利用率,其中M处理对玉米氮肥和磷肥利用率的提升作用最显著,分别达35.4%和18.8%;而NPK处理在提高玉米钾肥利用率方面作用明显,提高了20%,远高于M处理的87%和NPKM处理的9.2%.可见,长期均衡施肥,尤其是有机肥与化肥配施对提高作物产量和肥料效益具有积极作用.     

化学药剂对零上低温胁迫下玉米生长中后期超氧物歧化酶活性的影响(简报)

10℃低温下玉米组织SOD活性下降。生长中期玉米SOD对低温的敏感性高于后期,生殖器官SOD比营养器官SOD对低温敏感。生长中后期喷施磷和钾、锌和锰能增强玉米叶片和雌穗SOD活性,从而提高植株耐冷性和产量。