耐盐纤维素降解菌的筛选、鉴定及其配比优化的研究

【目的】研究Box-Behnken(BBK)试验设计结合响应面分析法提高玉米秸秆的降解率。【方法】从玉米秸秆堆肥的盐碱土壤中分离筛选出4株高效耐盐纤维素降解菌WH2、WH4、WH7和WH9,经形态观察、生理生化反应和分子鉴定,确定4株菌分别为蜡样芽孢杆菌(Bacillus cereus)、荧光假单胞菌(Pseudomonas formosensis)、枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)和松嫩假单胞菌(Pseudomonas songnenensis)。在单因素试验、BBK中心组合试验设计及响应面法分析法的基础上,以玉米秸秆降解率为响应值,利用响应面法研究各因素及其交互作用对玉米秸秆降解率的影响,优化菌种配比工艺。【结果】耐盐纤维素降解菌的最佳配比工艺:当秸秆添加量为2.0 g时,菌种WH2、WH4、WH7和WH9接种量分别为0.31、0.21、0.32和0.22 g时的玉米秸秆降解率达到最大值。【结论】在耐盐纤维素降解菌最优配比条件下,玉米秸秆降解率预测值为61.17%,验证值为60.90%,两值相差0.27%,证明了响应面法的合理性和有效性,为新疆盐碱地区玉米秸秆的微生物降解提供科学依据。     

新疆寒冷地区腐木中产纤维素酶菌株的筛选与低温产酶特性

为筛选出能在低温条件下高效降解纤维素的菌株,提高秸秆在低温条件下纤维素的降解速度,以新疆寒冷地区腐木为试验材料,对低温纤维素降解菌进行筛选,在4 ℃条件下筛选得到4株可在低温下生长且具有纤维素降解作用的真菌,通过形态学和分子生物学的方法对低温菌进行鉴定,分别为产黄青霉(Penicillium chrysogenum)、桔绿木霉(Trichoderma citrinoviride)2株、脉纹孢菌(Neurospora sitophila);耐冷试验表明,筛选获得的菌株都为耐冷菌。通过对4株低温菌产酶特性进行研究,结果表明,菌株产纤维素酶的最佳培养时间为9 d,培养基最适初始pH值为7,最佳温度为25 ℃,最佳接种量为5%。秸秆降解试验表明,筛选获得的4株真菌对秸秆具有降解能力,对玉米秸秆降解效果最好,酵解率都在40%以上。     

高效秸秆降解菌株的分离与选育

为了选育高效降解玉米秸秆的菌株,首先用羧甲基纤维素钠(CMC-Na)培养基结合滤纸条无机盐培养基,对从样品中分离的菌株进行初筛,再以玉米秸秆培养基复筛并进行发酵产酶试验,测定CMC-Na酶活和FPA酶活,最后对目的菌进行紫外诱变。通过筛选得到降解效果较好的2株真菌PJ-2、PJ-4和1株放线菌GJ-1。紫外诱变后获得正向突变菌3株,分别为PJ-2的突变菌UV-1-1,PJ-4的突变菌UV-2-2和UV-2-4,这3株突变株的CMC-Na酶活力相对原菌株分别提高45%、20%和10%以上,菌株降解秸秆能力也显著提高。     

具有生防功效的玉米秸秆降解复合菌系的构建

【目的】构建具有生防功效的玉米秸秆降解复合菌系,以提高玉米秸秆的降解率,并有效防治植物病害。【方法】通过对可产芽孢的11株纤维素降解菌（X₁～X₁₁）、17株半纤维素降解菌（B₁～B₁₇）、19株木质素降解菌（M₁～M₁₉）及1株生防菌（L）间亲和性的测定,构建复合菌系。测定复合菌系对玉米秸秆的降解能力,筛选出最优的复合菌系;通过16S rDNA序列分析,对组成最优复合菌系的菌株进行鉴定。以小麦种子发芽指数（GI）为指标,利用模拟堆肥试验研究最优复合菌系对玉米秸秆腐熟进程的影响;通过田间试验,研究最优复合菌系对番茄生长、产量的影响,并探讨其对番茄灰霉病的防治效果。【结果】通过亲和性试验初步构建了Z1(LM₅X₄B₂)、Z2(LM₃X₇B₅)、Z3(LM₃X₁₀B₂)和Z4(LM₅X₁₀B₁₂)4个复合菌系,其中复合菌系Z1综合效果最好,其对玉米秸秆的降解率最高（45.9%）。喷施复合菌系Z1的发酵液可加快玉米秸秆腐熟进度,堆肥第25天时GI值超过85%,玉米秸秆完全腐熟,腐熟进程较喷施清水的对照提前了4 d。秸秆还田时喷施Z1发酵液,可促进番茄生长,提高番茄产量,并且对番茄灰霉病具有一定的防治效果（防治效果为27.92%）。经16S rDNA测序,鉴定组成复合菌系的L为类芽孢杆菌、X₄为枯草芽孢杆菌、M₅和B₂为解淀粉芽孢杆菌。【结论】构建的复合菌系Z1具有生防和降解秸秆的双重功效,且使用成本低、操作简单,具有潜在的应用价值。     

高效木质素降解菌的复合诱变选育

从实验室保存的9株白腐真菌中筛选出1株降解玉米秸秆木质素性能优良的菌株YJ-9-1,在第14天时,其木质素降解率为41.74％.经ITS-5.8S rDNA序列同源性及系统发育树分析,初步鉴定该菌为变色栓菌(Trametes versicolor).对YJ-9-1进行紫外微波复合诱变,获得1株高效木质素降解菌株3-8,并利用其对玉米秸秆中的木质素进行降解.结果表明,在第14天时,菌株3-8对玉米秸秆木质素的降解率为48.43％,比出发菌株提高了16.03％.     

复合菌系及矿物元素对玉米秸秆降解效果的影响

【目的】研究不同菌株组合及不同矿物元素含量对玉米秸秆降解效果的影响。【方法】以风干粉碎过2 mm筛的玉米秸秆为供试样品,以预试验筛选的降解玉米秸秆细菌菌株贝莱斯芽孢杆菌（Bacillus velezensis）和解淀粉芽孢杆菌（Bacillus amyloliquefaciens）以及真菌菌株棘孢曲霉（Aspergillus aculeatus）和黑曲霉（Aspergillus niger）为供试菌株(分别命名为HL-1、HM-6、MN-1、M1-2),根据菌株的多样性,以丰富度为依据,用4株菌株组配了15组降解组合,并通过抽样分析确定4株菌株在复合菌系中的贡献程度,以降解秸秆中粗纤维（CF）质量分数为指标来筛选最佳复合菌系。在确定最佳复合菌系的基础上,通过单因素试验和正交试验探究不同含量P、N、Ca对秸秆CF降解的影响;最后以CF质量分数为主要指标、活菌数及羧甲基纤维素酶（CMCase）和滤纸酶（FPAase）活性为辅助指标,确定最佳矿物元素含量组合。【结果】① 由菌株多样性和抽样效应分析结果可知,复合菌系J（HL-1＋HM-6＋M1-2）降解效果最好,秸秆降解后CF质量分数为31.59%,较原始玉米秸秆CF质量分数（34.65%）降低了3.06个百分点,CF降解率达到8.83%。② 单因素和正交试验结果表明,向复合菌系J中添加0.7 g/kg P、0.7 g/kg N和0.5 g/kg Ca,降解6 d后秸秆中活菌数为10.73×10⁸ CFU/mL,CMCase和FPAase活性分别为8.12和2.51 U/g,CF质量分数为27.49%,较原始玉米秸秆下降了7.16个百分点,CF降解率达到20.66%。【结论】在该试验条件下,向筛选的最佳复合菌系J（HL-1＋HM-6＋M1-2）中添加适宜矿物元素P、N、Ca,有利于玉米秸秆的降解。     

玉米秸秆高效降解菌的选育及其在乙醇生产中的初步应用

为选育玉米秸秆的高效降解菌株,采用羧甲基纤维素钠(CMC-Na)水解圈测定法结合纤维素总酶活测定法进行初筛,并利用玉米秸秆失重法复筛,得到1株玉米秸秆高效降解菌,命名为L5,其胞外纤维素酶活为71.2 U/mL,初步鉴定为烟曲霉(Aspergillus fumigatus).该菌在30℃条件下,8d内对玉米秸秆的降解率高达54.9％;其降解产物经酿酒酵母厌氧发酵5d,乙醇得率为4.5％.说明烟曲霉L5能直接应用于玉米秸秆发酵生产乙醇工业中.     

耐低温降解玉米秸秆复合菌剂的构建及其降解效果评价

为解决严寒地区低温条件下农业废弃物自然处理效率下降的问题,从长白山典型静水水底污泥筛选优势低温降解纤维素菌并进行26S rRNA PCR测定菌种,明确其分类地位。通过全组合构建菌株多样性为1～5的复合菌系,分别检测复合菌系的秸秆相对降解率及其滤纸酶、纤维素内切酶和木聚糖酶活性,利用方差分析和相关性分析等方法研究菌株多样性和组成对复合菌系玉米秸秆降解效果及其纤维素酶活性的影响。结果表明,筛选得到5株可在15℃时纤维素水解能力强且可降解玉米秸秆的菌株。经26S rRNA序列鉴定和系统发育分析,5株降解菌分别为链霉菌(Streptomyces)、棘孢木霉(T.asperellum)、钩状木霉(T.asperellum)、曲霉(Aspergillus)和青霉(Penicillium),与NCBI数据库的序列相似度均超过99.95%。抽样效应分析发现,不同菌株对复合菌系的秸秆降解效果、滤纸酶和纤维素内切酶活性的影响不同。全组合复配结果表明,以编号为AX1、AX3和AM4的组合对玉米秸秆降解效果最佳、酶活性最高,复合菌系的秸秆降解能力和纤维素酶活力均高于单一菌株,且随着菌株多样性水平的增加而提高。...     

厨余垃圾堆肥腐熟降解菌株的筛选与鉴定

本研究旨在筛选厨余垃圾高效腐熟降解菌.采用秸秆平板培养基、刚果红培养基进行菌株的初筛,利用秸秆降解试验、滤纸崩解试验以及酶活性的指标进行复筛.结果表明,通过初筛获得了5株降解菌,其中菌株Y 1、Y3的水解圈直径(H)与菌落直径(D)的比值(H/D)较大,分别为4.4、3.8,秸秆降解率分别达到42.50％、40.94％,而且2株菌株纤维素酶活性协同性较高.通过形态学和16S rDNA序列分析进行菌株种属的鉴定,菌株Y1、Y3均属于芽孢杆菌菌属(Bacillus),其中菌株Y1为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis),菌株Y3为贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis).     

白腐菌对玉米秸秆木质素降解的效果

添加不同品种和比例的白腐菌,研究其对玉米秸秆中木质素的降解情况。结果表明,在尿素与白腐菌的共同作用下,玉米秸秆的粗蛋白含量平均提高180%;在白腐菌的单独作用下,平均降解木质素33.4%。2株白腐菌对玉米秸秆中木质素的降解速率不同,白腐菌2(编号GIM3.393)对木质素的降解能力优于白腐菌1(编号GIM3.383)。     

秸秆和秸秆炭对黑土肥力及氮素矿化过程的影响

为实现我国典型黑土区玉米秸秆有效还田与协同提高肥料氮素养分利用提供理论依据,以东北黑土区春玉米种植体系为研究对象,在4年田间连续定位试验基础上,利用15N示踪技术结合淹水培养试验,研究秸秆和秸秆炭对土壤肥力与氮素矿化的影响。试验共设5个处理:对照、单施化肥(N1)、N1+50%玉米秸秆(N2)、N1+100%玉米秸秆(N3)、N1+相当于50%玉米秸秆还田的玉米秸秆炭(N4)、N1+相当于100%玉米秸秆还田的玉米秸秆炭(N5)。结果表明:与N1处理相比较,N2、N3、N4、N5处理均增加了土壤有机质、全氮、速效磷、速效钾、碱解氮含量、微生物量碳和氮含量,且等量秸秆还田处理高于相当于等量秸秆还田的秸秆炭处理,其中100%秸秆还田分别显著提高微生物量碳和氮含量15.1%和23.1%(P0.05);不同处理方式综合土壤肥力指数(IFI)由高到低依次为N3N5N4=N2N1,秸秆、秸秆炭还田可显著提高土壤综合肥力(P0.05);土壤有机氮的矿化量和矿化率随着秸秆和秸秆炭还田量的增加而增加,其中N2处理分别显著提高了23.4%和22.9%,N3处理分别显著提高了53.0%和35.8%(P0.05);N2、N3、N4、N5处理下外源肥料15N的矿化量和矿化率分别显著提高了66.5%和50.0%、213.3%和279.0%、39.4%和36.3%、92.0%和40.0%(P0.05),且随着秸秆炭还田量的增加而显著增加。土壤氮素矿化指标与土壤有机质、总氮、碱解氮、微生物量碳氮含量都存在着显著正相关关系。研究表明玉米秸秆、秸秆炭还田均可以显著提高土壤综合肥力;可协同提高土壤氮素矿化水平,且提高来自外源化肥氮占土壤矿化总氮的比重,其中以100%秸秆还田处理的影响更为明显。     

秸秆还田方式与施氮量对秸秆腐解及玉米氮素利用的影响

为探究高效秸秆还田方式与施氮量结合模式，明确黑土区玉米秸秆腐解和氮素释放规律对还田方式和氮肥管理的响应及其对玉米产量和氮素利用效率的影响，以玉米秸秆为研究对象，在吉林省四平市设置连续两年(2021和2022年)的田间定位试验，采用尼龙网袋法探究覆盖(Straw mulch，SM)和翻压(Straw bury，SB)2 种秸秆还田方式和不施氮肥(N0)、180 kg/hm²(N1)、270 kg/hm²(N2)3个施氮水平的组合下，秸秆腐解率和氮素释放率。结果表明:秸秆还田方式和施氮量显著影响秸秆腐解特征，其中SB处理的秸秆两年累积腐解率平均为83.0%，显著高于SM处理的65.3%；与N0处理相比，施氮处理(N1和N2)秸秆腐解率提高9.8%。SB处理秸秆氮素两年累积释放率为62.5%，显著高于SM处理的46.0%，秸秆氮释放量分别为51和38 kg/hm²；施氮促进秸秆氮素释放，提高秸秆氮素释放率的比例为12.5%；秸秆还田方式与施氮量显著影响玉米产量和植株氮素吸收，且具有交互效应，其中SBN2处理的玉米产量和植株氮素吸收量均为最高，分别为11 017.0和184.9 kg/hm²。统计显示，SB处理中施氮量、秸秆氮素释放量、穗粒数与玉米产量和吸氮量间均具有明显的正相关关系。因此，在翻压还田和高施氮量组合时，可以促进秸秆腐解和玉米氮素利用。     

砂姜黑土区秸秆还田对玉米生育及水分利用效率的影响

为了在淮北砂姜黑土区推广小麦玉米秸秆全量还田技术,采用大田定位试验,设置小麦玉米秸秆不还田、小麦玉米秸秆单季还田和小麦玉米秸秆两季还田4种秸秆还田方式,研究了小麦、玉米秸秆全量粉碎还田对机播夏玉米出苗、生育、产量和水分利用效率的影响。结果表明:小麦玉米秸秆两季还田处理2008和2009年玉米出苗数分别比对照高3.25%和11.98%;出苗均匀度、株高整齐度、幼苗素质和耕层土壤含水率均高于对照,最终2008和2009年玉米产量分别较对照提高了7.92%、9.51%,土壤水分利用效率分别提高了8.15%、9.48%。可见,砂姜黑土区小麦玉米秸秆两季全量还田有利于玉米生长发育,提高籽粒产量。     

玉米秸秆低温降解复合菌系的筛选

【目的】为加快北方高寒地区玉米秸秆降解速度,筛选低温条件下具有良好降解玉米秸秆的复合菌系。【方法】以富含纤维素的腐烂物为菌源,通过滤纸崩解初筛、酶活和秸秆降解率为指标复筛进行玉米秸秆降解菌系的筛选,并对其成分进行分析。【结果】从腐烂的树叶和高原锯末中筛选到两组玉米秸秆降解复合菌系1号和8号。1号和8号复合菌系在玉米秸秆培养基中,15℃培养15 d,玉米秸秆分解率分别达到30.21%和32.21%;1号复合菌系包含木霉和多种细菌,8号复合菌系含青霉和多种细菌;两组复合菌系优势细菌均为梭菌属和芽孢杆菌属菌种。【结论】筛选到的菌系在低温（15℃）实验室条件下能降解玉米秸秆,菌系主要组成是木霉、青霉、梭菌属（Clostridium sp.）、芽孢杆菌属（Bacillus sp.）和草螺菌属（Herbaspirillum sp.）的细菌。     

未来气候条件下秸秆还田和氮肥种类对夏玉米产量及土壤氨挥发的影响

【目的】秸秆还田配施氮肥可以提高作物生产力,但在气候变化条件下,不同管理措施对夏玉米农田氮素利用存在很大的不确定性。明确在未来气候条件下秸秆还田与氮肥种类对夏玉米产量和土壤氨挥发的影响,以应对气候变化。【方法】利用DNDC模型预测未来不同情景下,秸秆还田和不同氮肥种类对关中地区夏玉米产量和土壤氨挥发的影响。通过田间土壤温度、水分、产量和土壤氨挥发累积量试验数据的验证,DNDC模型可以很好地模拟未来气候条件下不同处理的作物产量和土壤氨挥发累积量。【结果】模拟和实测结果均表明,在当前气候条件下秸秆还田会提高作物产量并促进土壤氨挥发,稳定性氮肥与普通尿素相比对产量无显著影响但会显著减少土壤氨挥发累积量。敏感性分析表明,作物产量与土壤氨挥发累积量均对施氮量最敏感。在RCP4.5排放情景下,单施稳定性氮肥（NF1）和单施尿素（NF2）分别在2050s—2090s和2070s—2090s产量显著降低,秸秆配施稳定性氮肥（SF1）和秸秆配施尿素（SF2）均在2050s—2090s产量显著升高;在RCP8.5排放情景下,单施稳定性氮肥（NF1）在2070s—2090s产量显著降低,单施尿素（NF2）产...     

麦玉复种体系下秸秆还田与施氮对作物水氮利用及产量的效应研究

【目的】探究陕西关中地区麦玉复种体系下作物生产过程对秸秆还田与氮肥合理配施的响应,为实现当地粮食作物增产及资源高效利用提供理论依据。【方法】本研究于2011年10月至2016年10月,在陕西杨凌地区设置连续5年的定位试验。采用二因素裂区设计,主区为秸秆还田,设秸秆还田（S）和秸秆不还田（S0）2个水平;副区为施氮量,设常规施氮（F1）、减量施氮（F0.8）、不施氮（F0）3个水平,对冬小麦与夏玉米籽粒产量及水肥利用状况进行测定分析。【结果】秸秆还田与施氮及二者交互作用对麦玉两作物产量及其构成因素、水肥利用效率等方面有显著或极显著影响。秸秆还田较不还田处理显著提高土壤有机质、碱解氮、速效磷、速效钾含量,分别达6%-14%、8%-34%、3%-5%、3%-10%;同时显著提高麦玉播种前及收获后0-100 cm土层的储水量,播种前及收获后5季均值分别增加5%-11%、12%-15%（麦）和4%-9%、11%-17%（玉）。与不施氮处理相比,施氮显著提高土壤有机质、碱解氮、速效磷、速效钾含量;并显著提高了秸秆还田水平下麦玉播前及收后土壤储水量。在产量和水氮利用方面,秸秆还田较不还田处理分别显著提高了2012-2016 4季冬小麦和5季夏玉米产量,其中,冬小麦每年依次提高4%-6%、5%-10%、7%-10%、8%-12%,夏玉米依次为1%-2%、3%-6%、4%-7%、5%-8%、3%-7%;秸秆还田显著提高麦玉水分利用率WUE,5季均值分别增加4%-7%和8%-11%;并显著提高2012-2016 4季麦玉氮肥偏生产力PEPN、2012-2016 4季冬小麦和5季夏玉米农学利用率AEN。施氮较不施氮处理显著提高麦玉产量,且均以F1处理最高,冬小麦F1处理在两秸秆还田水平下分别较F0处理显著增产30%-38%（S）和29%-33%（S0）,夏玉米为21%-25%（S）和19%-22%（S0）;施氮显著提高了两作物WUE,S0水平下F1处理WUE均值最高,S水平下F0.8处理WUE均值最高;F0.8较F1处理在5季中均显著提高作物PEP_N和AE_N,5季均值最高的SF0.8处理较最低的S0F1处理分别增加31%和30%（麦）、30%和31%（玉）。经济效益方面,秸秆还田较不还田处理提高了麦玉净收益均值,分别为808-1 258元和733-1 212元;施氮较不施氮处理提高两作物净收益,施氮处理中以F0.8处理获得收益最大。麦玉5年净收益均呈现出SF0.8＞SF1＞S0F0.8＞S0F1＞SF0＞S0F0的趋势,其中SF0.8处理下净收益均值较CK分别增加3 052元和2 145元。【结论】长期秸秆还田配减量施氮在保证冬小麦及夏玉米维持较高产量的情况下,显著改善作物水肥利用情况。综合考虑作物产量、水肥利用效率及经济效益,不同处理间以秸秆全量还田配施减量氮肥处理效果最优。     

还田玉米秸秆氮释放对关中黄土供氮和冬小麦氮吸收的影响

【目的】在陕西关中冬小麦-夏玉米轮作区,研究还田玉米秸秆的氮释放对土壤供氮和冬小麦氮吸收的影响,为优化区域秸秆还田的小麦氮素管理提供理论依据。【方法】田间试验于2012年10月至2013年5月在陕西省周至县终南镇进行,冬小麦播种后,在小麦行间填埋装有风干玉米秸秆的尼龙网袋,采用网袋法与¹⁵N同位素交叉标记还田玉米秸秆和氮肥,在秸秆还田条件下,设置不施氮和施氮200 kg N·hm^-2两个处理,重复4次,定期取样测定网袋中剩余秸秆的氮素变化和收获期小麦不同器官的氮含量,研究小麦生长季还田玉米秸秆的氮素释放,秸秆氮和肥料氮的去向,及不同来源的氮素对小麦地上部氮吸收的贡献。【结果】残留在玉米秸秆中的总氮量从小麦播种到越冬前降低,此后到返青期上升,返青期后又逐渐下降。从播种至收获,不施氮和施氮量200 kg N·hm^-2时,秸秆自身氮素的释放量分别为19.7和18.3 kg·hm^-2,吸持的土壤氮为10.4和7.5 kg·hm^-2;吸持肥料氮（施氮时）为3.6 kg·hm^-2,因此秸秆向土壤净释放的氮素分别为9.4和7.2 kg·hm^-2。小麦收获期,不施氮和施氮200 kg N·hm^-2时分别有65.1%和67.7%的秸秆氮残留在未腐解的秸秆中,31.5%和30.4%随着秸秆腐解释放进入土壤或损失,小麦当季吸收利用的秸秆氮很少,分别为3.4%和1.9%。秸秆还田条件下,施氮量为200 kg N·hm^-2时,经吸收进入小麦地上部、残留于土壤及损失、被玉米秸秆吸持的肥料氮分别占施入土壤肥料氮总量的25.0%、73.2%和1.8%。土壤氮对小麦当季氮吸收的贡献最大,肥料氮次之,秸秆氮的贡献最小,不施氮与施氮时,分别为98.3%和69.2%、0和30.1%,1.7%和0.6%。小麦吸收的土壤、肥料和秸秆氮素主要分配在小麦籽粒中,不施氮与施氮时分别为98.1%和68.8%、0和30.5%、1.9%和0.7%。【结论】在陕西关中冬小麦-夏玉米轮作区,种植一季小麦后,还田秸秆氮主要残留在田间未腐解的秸秆中,占65%以上;肥料氮以残留于土壤或损失为主,高于70%;土壤氮对小麦氮吸收的贡献最大,约为70%。     

少免耕对夏玉米灌浆过程和产量的影响

采用5种土壤耕作方式在山东龙口进行田间试验。结果表明:不同耕作处理中夏玉米的灌浆速率符合“S”型曲线,可与Logistic方程Y=k/(1+ae-bt)很好的拟合。相对于常规耕作,耙耕秸秆还田方式能提高叶面积指数和灌浆速率,增产14.5%,与旋耕秸秆还田方式无明显差异,而免耕秸秆覆盖方式减产11%。     

晋中麦后不同苗龄移栽对玉米生长及产量的影响

在山西晋中冬麦区,利用秸秆育苗钵进行不同苗龄麦后移栽玉米试验,对夏玉米的生长、产量进行了研究。结果表明,在充分利用现有的光热资源条件下,利用秸秆育苗钵育苗,在幼苗二叶一心和三叶一心的苗龄下移栽玉米,可以实现早栽培、延长玉米有效生育期,使中晚熟玉米可以正常成熟,从而提高当地玉米产量。     

秸秆还田深度对土壤温室气体排放及玉米产量的影响

【目的】秸秆还田是培肥地力、增加土壤有机质和改善土壤结构的重要技术手段,但以往的研究表明秸秆还田会加速土壤温室气体的排放。本研究通过对秸秆不同还田深度下农田土壤温室气体排放特征和产量的研究,明确降低温室气体排放量的最佳还田深度,以期为合理利用秸秆、提高作物产量,实现农业可持续发展提供科学依据。【方法】采用大田微区试验,以玉米为供试作物,设置4个还田深度,采用静态箱-气相色谱法测定整个玉米生长季不同还田深度下温室气体（CO₂、CH₄、N₂O）的排放特征,产量及产量构成因素。试验共设5个处理,还田深度分别为0—10 cm（T1）、10—20 cm（T2）、20—30 cm（T3）和30—40 cm（T4）,同时以不还田处理作为对照（CK）。【结果】（1）在整个玉米生长季CO₂和N₂O均表现为排放,CH₄表现为吸收。CO₂累积排放量为T3处理最高,较CK显著增加了28.6%,T4处理增加最少,较CK显著增加了17.1%（P<0.05）,但T1与T4处理之间差异不显著;而N₂O的累积排放量T2处理为最高,与CK相比,累积排放量显著增加111.3%,T4处理增加最少,与CK相比显著增加了12.8%（P<0.05）;CH₄则表现为吸收,且秸秆还田后降低了农田土壤对CH₄的吸收能力,吸收量表现为CK处理>T4处理>T3处理>T1处理>T2处理,且各还田处理与CK之间差异显著（P<0.05）。（2）秸秆不同还田深度下,与对照相比,各处理玉米产量均显著增加,增产在5.6%—20.8%（P<0.05）,但各处理之间的穗长、穗粗和行粒数差异不显著。当秸秆还至30—40 cm时,产量最高,较CK增加了20.8%,表明秸秆还田对提升土壤肥力及作物增产有重要作用。（3）从温室气体综合增温潜势（GWP）和温室气体排放强度（GHGI）来看,在100年尺度上,GWP表现为T2处理>T3处理>T1处理>T4处理>CK处理,而GHGI表现为T2处理>T3处理>T1处理>CK处理>T4处理,表明与CK相比,各处理均增加了玉米季温室气体的综合增温潜势,而T4处理则降低了玉米季温室气体排放强度,说明秸秆深还至30—40 cm可在一定程度上缓解全球增温潜势。【结论】秸秆还田会显著增加CO₂和N₂O排放,降低对CH₄的吸收能力;秸秆深还至30—40 cm可相对降低综合增温潜势,降低温室气体排放强度,同时显著增加玉米产量。因此,为实现较高的玉米产量和较低的温室气体排放强度,秸秆深还至30—40 cm是较为合理的土壤改良培肥方式。