不同腐解期玉米秸秆对塿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,利用酒精分级沉淀法对土壤胡敏酸进行分级,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途径逐渐缩合.     

Research and Analysis of Microorganisms in Returning the Corn Straw to Field

以玉米秸秆中木质纤维素的基本结构与组成和降解木质纤维素的微生物与酶类为依据,以解决秸秆还田过程定向快速腐熟关键技术为主,通过对微生物腐熟剂在秸秆腐解过程中定殖能力和腐解率的研究,确立了微生物腐熟剂在玉米秸秆还田中的作用,观察测试了人工加入的微生物菌群对土壤微生物种群数量及土壤酶活性的影响,对其研究测试结果进行了分析。     

微生物在玉米秸秆还田中的作用研究与分析

以玉米秸秆中木质纤维素的基本结构与组成和降解木质纤维素的微生物与酶类为依据,以解决秸秆还田过程定向快速腐熟关键技术为主,通过对微生物腐熟剂在秸秆腐解过程中定殖能力和腐解率的研究,确立了微生物腐熟剂在玉米秸秆还田中的作用,观察测试了人工加入的微生物菌群对土壤微生物种群数量及土壤酶活性的影响,对其研究测试结果进行了分析。     

不同肥力条件下黑土及其有机无机复合体的腐殖质组成

采用Kumada法研究了不同肥力黑土及其复合体的腐殖质组成.结果表明,黑土培肥后,粉粒和细砂复合体含量增多;土壤及各级复合体游离态和结合态腐殖质含量得到不同程度提高,但游离态腐殖质的腐殖化度降低.这种作用在粉粒和细砂复合体中表现得更为明显.随复合体粒径增大,复合体有机碳含量、腐殖质提取率、游离态腐殖质含量及游离态胡敏酸的腐殖化度等均有降低趋势.胡敏酸分类结果表明,高肥土壤游离态胡敏酸均为R_p型,低肥则为R_p型和B型.随复合体粒径增大,游离态胡敏酸类型变化序列主要为:A型(粘粒)→B型(粉粒)→R_p型(细砂);无论粒径大小,结合态胡敏酸大多为A型.土壤培肥后,可使全土及各级复合体的游离态腐殖质的腐殖化度降低,进而会发生型变.在黑土中,游离态胡敏酸的型变主要体现在粉粒复合体中,结合态胡敏酸的型变主要体现在细砂复合体中.     

不同促腐条件下秸秆还田对土壤微生物量碳氮磷动态变化的影响

通过2年田间定位试验,研究了冀东地区小麦 玉米轮作制度下,不同促腐条件下玉米秸秆配施化肥直接还田对土壤微生物量C、N、P动态变化的影响,并讨论了其与土壤养分和酶活性的关系.结果表明,秸秆配施化肥并调节其C/N条件下,施用促腐剂处理作物各生育期土壤微生物量C、N、P均表现出高于未施用处理的趋势,并使微生物量N、P达到高峰期的时间提前,对土壤养分调控效果较好.土壤微生物量C、N、P与土壤酶活性在作物各生育期均表现为显著和极显著正相关关系,但与土壤碱解氮、有效磷的相关性受到施肥制度和作物生长的强烈影响.     

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.     

黑龙江不同玉米秸秆还田方式下土壤动物群落结构及其对秸秆降解的影响

以黑龙江省海伦市典型黑土耕地为试验样区,研究黑土区不同秸秆还田方式下土壤动物群落结构特征及其在秸秆降解中的作用。实验选取6目、30目、260目降解袋,设置5个处理:17kg玉米秸秆+2kg水还田+含微生物100%浓度催腐剂(样方A)、8.5kg玉米秸秆+1kg水还田+含微生物50%浓度催腐剂(样方B)、原始样方(样方C)、8.5kg玉米秸秆+1kg水还田(样方D)、17kg玉米秸秆+2kg水还田(样方E),并于2009—2011每年9月份测定不同样方的玉米秸秆降解率和微生物数量。结果表明:所有样方累积秸秆降解率都达55%以上,秸秆降解率从高到低排序依次为:样方A>样方B>样方C>样方D>样方E;对秸秆降解起主要作用的动物类群为中小型土壤动物中的甲螨亚目、中气门亚目和节跳虫科,约占土壤动物个体数的86.70%;不同处理样方中,土壤动物群落结构相似;相同处理样方中,不同规格的降解袋中土壤动物个数与类群差异显著(P<0.001);不同孔径降解袋中土壤动物的个数、类群数、多样性基本都与秸秆降解率呈正相关,进一步表明土壤动物对秸秆降解具有促进作用。     

Bt 水稻秸秆还田对土壤养分含量的影响

将 Bt 水稻 (b2B138)和常规水稻 (安丰 A)秸秆平铺在装有 20 cm 厚土壤的塑料面包箱上,并加入一定量的腐秆剂, 研究 Bt 水稻秸秆覆盖还田对土壤养分含量的影响 , 同时探讨腐秆剂在此过程中的作用。结果表明 , 与常规水稻秸秆还田相比 , 无论有无腐秆剂的加入, Bt 水稻秸秆还田 120 d 和 180 d 后均能显著增加土壤速效钾含量, 但无腐秆剂加入时, Bt 水稻秸秆还田 120 d 后土壤全氮含量明显下降, Bt 水稻秸秆还田对土壤有机质、碱解氮、速效磷、全磷和全钾含量则没有显著影响。腐秆剂的加入使得 Bt 水稻秸秆还田 120 d 后土壤速效钾含量明显提高, 常规水稻秸秆还田 180 d后土壤速效磷含量也显著提高, 对其他养分指标则没有明显影响。     

秸秆还田配施中微量元素对农田土壤有机碳固持的影响

为研究秸秆还田配施中量元素(S)和微量元素(Fe和Zn)对粮田土壤有机碳固持的影响,进行了为期52 d的室内玉米秸秆腐解培养试验. 结果表明:秸秆腐解过程中分别添加S、Fe和Zn元素,均提高了微生物生物量碳(MBC)及土壤CO₂-C矿化速率,52 d腐解培养结束后,CO₂-C的累积矿化量显著提高,但土壤有机碳含量并未显著降低;3种元素中,添加Fe或Zn的处理提高了土壤惰性碳库、惰性碳库比例及土壤有机碳表观平衡,有利于土壤有机碳固持,而添加S的处理却降低了惰性有机碳比例及土壤有机碳表观平衡,不利于有机碳固持. 因此,在施N、P肥基础上,秸秆还田添加S、Fe或Zn均能促进土壤有机碳的矿化进程,但添加Fe或Zn可使更多有机碳固持于土壤中,添加S不利于土壤有机碳的固持.     

Bt玉米秸秆分解对土壤酶活性和土壤肥力的影响

通过室内实验,研究了Bt玉米34B24和同源常规品种34B23、Bt玉米农大61和常规品种农大3138秸秆分解对土壤酶活性和土壤肥力的影响.结果表明,与34B23处理相比,34B24处理的土壤蛋白酶和酸性磷酸酶活性在观测期没有显著差异;7d时土壤脱氢酶活性显著提高,1、4、60和7d土壤蔗糖酶活性显著提高;30d时土壤脲酶活性显著提高,4d和7d时则土壤脲酶活性显著降低.2个Bt玉米处理和2个常规玉米处理的土壤酶活性也在某些时间有显著差异.秸秆分解90d后,34B24处理比34B23处理.显著降低了土壤速效磷和速效钾含量.以上差异与不同秸秆的化学构成有关,Bt基因的转化过程可能会影响受体作物秸秆的化学成分.应建立不同土壤类型土壤酶活性的标准分级体系,以便科学评价Bt玉米秸秆分解对土壤质量的影响.     

内生真菌对花生残茬腐解及土壤酚酸含量的影响

土壤中花生残茬是导致连作障碍的原因之一。为了探讨施加内生真菌Phomopsis liquidambari(B3)对加速花生残茬腐解、改善连作花生土壤环境、缓解花生连作障碍的作用及其可能机理,通过向土壤中添加花生(Archis hypogaea)残体,利用盆栽试验探讨了施加B3对花生残茬腐解率、土壤部分酚酸物质和酶活性的影响。结果表明:与CK相比,在萌发期和苗期,添加B3处理显著加快残茬腐解,提高纤维素木质素降解率,增加土壤中对羟基苯甲酸、香草酸和香豆酸的含量;在花生整个生育期,施加B3显著调节了土壤中漆酶、锰过氧化物酶(Manganese peroxidase,Mn P)、木质素过氧化物酶(Lignin peroxidase,Li P)和多酚氧化酶(Polyphenol oxidase,PPO)活性的动态变化,这种变化有利于花生残茬快速腐解和酚酸类化感物质的及时转化。开花期之后施加B3处理土壤酚酸含量显著降低,花生荚果增产19.9%。实时定量PCR结果表明内生真菌B3在土壤中30 d内可以被检测,并对复杂多样的酚酸类物质具有广谱高效的降解能力。由此说明,施加内生真菌B3可以显著加快连作土壤中花生残茬腐解,进而通过减少土壤酚酸含量来缓解由残茬腐解引起的连作障碍。     

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。     

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。     

添加玉米和水稻秸秆对淹水土壤pH、二氧化碳及交换态铵的影响

通过温室土壤培养试验,研究了不同添加量玉米和水稻秸秆对淹水土壤pH、CO₂及交换态铵的影响.结果表明：在接近中性的土壤中加入秸秆可使土壤pH值降低,4 g·kg^-1玉米和水稻秸秆处理的土壤pH值均与对照差异显著（P＜0.05）,而1 g·kg^-1玉米和水稻秸秆处理与对照差异不显著（P＞0.05）.土壤溶液中的CO₂含量随秸秆添加量的增加而增大,1 g·kg^-1玉米和水稻秸秆处理的土壤溶液CO₂含量最大值分别为35.9％和31.9％（v/v）,与对照（25.8％）差异达显著水平（P＜0.05）,但两者间差异不显著（P＞0.05）;4 g·kg^-1玉米和水稻秸秆处理的土壤溶液CO₂含量最大值分别为54.2％和41.8％（v/v）,与对照差异极显著（P＜0.01）,两者间差异也达显著水平（P＜0.05）.在不施氮肥的情况下,添加秸秆可降低土壤铵态氮浓度,且铵态氮浓度随秸秆添加量的增加而降低,不同添加量处理间差异显著（P＜0.05）;在施入氮肥的情况下,1 g·kg^-1玉米和水稻秸秆处理提高了土壤铵态氮浓度,而4 g·kg^-1玉米和水稻秸秆处理降低了土壤铵态氮浓度.无论是否施入氮肥,玉米和水稻秸秆处理的土壤铵态氮浓度差异不显著（P＞0.05）.     

长期垄作稻田腐殖质稳定碳同位素丰度(δ13C)分布特征

研究了四川盆地丘陵区连续16年垄（宽垄）作稻田土壤稳定碳库腐殖质组分的稳定碳同位素(δ¹³C)分布特征.结果表明： 稻田土壤有机碳含量为宽垄作＞垄作＞水旱轮作.腐殖质碳以胡敏素为主,占土壤碳含量的21%～30%,提取碳以胡敏酸为主,分别占土壤有机碳和腐殖质的17%～21%和38%～65%.土壤有机碳的δ¹³C值介于-27.9‰～-25.6‰,20～40 cm和0～5 cm土壤有机碳δ¹³C值之差约为1.9‰.土壤胡敏酸δ¹³C值比土壤有机碳低1‰～2‰,更接近于油菜和水稻秸秆及根系的δ¹³C值.土壤富里酸δ¹³C值分别较土壤有机碳和胡敏酸高2‰和4‰.耕作层和犁底层胡敏素δ¹³C值分别介于-23.7‰～-24.9‰和-22.6‰～-24.2‰,δ¹³C值的变化反映了耕层中腐殖质的新老混合现象.各有机组分δ¹³C值递减顺序为：胡敏素＞富里酸＞土壤有机碳＞稻草（油菜）残体＞胡敏酸.长期水稻种植有利于增加土壤有机碳含量,同时,耕作方式影响土壤腐殖质δ¹³C在耕作层和犁底层中的分布格局.     

农田生态条件下玉米秸秆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２８０℃、３３０℃、４５０℃放热峰,ＤＴＧ曲线的第二失重峰和ｈ３３０℃／ｈ４５０℃值可作为表征腐解进程的特征峰和特征值。由腐解特ＤＴＡ、ＤＴＧ所得能量各参数（△Ｈ,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     

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...     

秸秆还田结合氮肥减施对玉米产量和土壤性质的影响

农业生物质还田同时结合减少化肥施用量的措施能有效改善土壤质量。基于东北黑土的特殊性和重要性,本研究在中国科学院保护性耕作研发基地(吉林省)设置秸秆还田方式与氮肥水平相结合的裂区试验,综合分析作物产量、土壤((0～20 cm))理化性质与生物学性质,探讨秸秆还田基础上减少氮肥施用量的可行性。主区包括6个处理:秸秆移除(CK)、全量秸秆覆盖免耕(NT)、全量秸秆粉碎直接还田(SD)、全量秸秆腐解还田(SC)、全量秸秆炭化还田(BC)和9/10秸秆+1/10腐熟物组合还田(SDC)。副区包括3个氮肥水平处理:当地常规氮磷钾化学肥料(N100)、氮肥减量20%(N80,还田秸秆氮含量接近氮肥20%)和氮肥减量40%(N60)。试验处理1年后的结果表明,秸秆还田方式与氮水平处理对玉米生物量、玉米产量、耕层土壤(0～20 cm)理化性质(pH值、有机碳SOC、全氮TN、全磷TP)和酶活性(脱氢酶、α-葡糖苷酶、β-葡糖苷酶、N-乙酰氨基葡糖苷酶、酸性磷酸单酯酶和碱性磷酸单酯酶)均表现出明显的交互作用,秸秆处理具有显著的主效应(P <0.05),氮肥水平对所测指标均没有显著影响。化肥单独施用时...     

不同有机物覆盖对冷凉地区苹果园土壤水温环境及速效养分的影响

为了探究不同有机物覆盖对冷凉地区果园土壤理化性质的影响,在‘寒富’苹果园设置了杂草、稻草、玉米秸秆、粉碎枝条4个覆盖处理,对比分析了各处理果园土壤水分、养分等指标的变化.结果表明: 有机物覆盖增加了土壤含水量,以干旱季节最为明显;减缓了春季土壤温度上升速度,不利于果树前期生长,但降低了夏季土壤的最高温,提高了秋冬季土壤的最低温;提高了土壤的pH值,以玉米秸秆覆盖处理最为明显,减轻了土壤酸化,使土壤pH接近中性;不同程度提高了土壤有机质含量,以杂草覆盖处理最为明显.覆盖还增加了土壤碱解氮、速效磷、速效钾含量,但稻草覆盖处理碱解氮含量低于对照.     

秸秆还田量对土壤CO2释放和土壤微生物量的影响

对玉米季、小麦季3种不同秸秆还田量的土壤生物学指标的测定结果表明,在秸秆倍量还田中,随着秸秆量的增加,CO₂释放量增加,而且倍量处理的增加量显著大于全量处理;在玉米和小麦季节中,不同量秸秆还田对土壤0～10和10～20cm的土壤微生物量的影响不同,但均能增大土壤微生物量,全量和倍量处理间没有明显差异.在土壤表层及下层,微生物量的最大值均落后于土壤呼吸的最大值,且土壤微生物量达到最大值即其最活跃状态后,下降缓慢,但土壤呼吸减少较快,说明微生物活动存在明显的合成性呼吸与维持性呼吸;综合评价不同秸秆量还田的效应,应采用秸秆全量还田,既能调节土壤物理环境,促进微生物的代谢活动,利于养分的转化,又可以减少环境污染.