秸秆腐熟剂对土壤微生物及养分的影响

为了解本研究室于常温下筛选研制的秸秆腐熟剂在土壤中的施用效果,通过盆钵模拟培养试验,设置腐熟剂的不同施用方式(单独施用腐熟剂、配施葡萄糖、配施尿素、配施尿素与葡萄糖),研究小麦秸秆还田施用秸秆腐熟剂后土壤微生物群落特征及养分含量变化,为该秸秆腐熟剂的产品化及合理施用提供理论依据。结果表明,秸秆腐熟剂以不同施用方式进入土壤后,土壤的微生物群落组成与活性相应发生显著变化,AWCD、Shannon多样性指数(H)、物种丰富度(S)均增大,早期土壤中细菌和真菌数量增加,腐熟剂与尿素的配合施用使土壤的基础呼吸和微生物代谢熵显著下降(P<0.05);腐熟剂施用加快了小麦秸秆的腐解速度,腐熟剂施用90d后,土壤中全磷、速效磷及速效钾的含量均有不同程度的增加,腐熟剂与尿素的配合施用增幅显著(P<0.05)。在秸秆还田时,施用腐熟剂有助于土壤微生物群落活性与多样性的提高,同时也有利于改善土壤养分状况,腐熟剂与尿素配合施用的效果最佳。     

麦秸还田下翻耕和不同水肥管理措施对稻田理化性质及水稻产量的影响

稻麦轮作系统中，还田麦秸腐解产生的毒害物质会对水稻产生不利影响。为有效减缓秸秆还田带来的负面影响，筛选适宜的耕作和水肥管理措施，通过设置翻耕（FS+PT）、泡田换水（FS+WR，2 d泡田后换水施肥）、延长泡田时间（FS+IP，施肥后泡田7d）、延长泡田时间并推迟施肥（FS+IP+FP，泡田7 d后再施肥）处理的田间小区试验，同时设置不施秸秆和化肥（CK）、单施化肥（F）、单施秸秆（S）以及施秸秆和化肥（FS）处理，比较在施用秸秆和化肥的基础上，翻耕和不同水肥管理措施对稻田理化性质及水稻产量的影响。结果表明：延长泡田时间的两个处理（FS+IP和FS+IP+FP）能有效降低稻田田面水酚酸含量；秸秆还田配合不同水肥管理措施处理稻田田面水氮磷含量明显低于F处理；合理的施用秸秆能有效促进水稻生长发育，特别是FS+PT处理，其水稻有效穗数比秸秆还田FS处理提高19.9%，其次为FS+WR处理，比FS处理提高15.2%。研究表明，翻耕、泡田换水、延长泡田时间等水肥管理措施均能有效减缓麦秸还田对水稻生长带来的负面效应，进而促进植物养分吸收及增加作物产量；考虑环境风险等综合效应，在麦秸还田时采用翻耕和延长泡田时间是较好的稻田田间管理措施。     

麦秸和奶牛场废弃物联合堆肥试验

设置小麦秸秆和奶牛场废弃物联合堆肥试验,以评估其消纳养殖废水与制作商品有机肥的可行性。试验用麦秸分别与沼渣、沼液、牛粪、粪水混合堆肥,以小麦秸秆并用尿素调节碳氮比为35∶1的处理为对照。结果表明,各处理堆体温度50℃以上持续时间分别为30 d、17 d、41 d、12 d和24 d,均已符合堆肥卫生标准要求的高温天数;堆肥过程中麦秸分别与沼渣、沼液、牛粪、粪水混合堆肥及对照的有机碳含量分别下降了14.00%、5.50%、15.80%、4.45%和10.70%;堆肥过程各处理氮、磷、钾含量逐渐增加。堆肥结束时,各处理有机质含量介于590.28 g/kg与701.86 g/kg之间;氮磷钾总养分含量介于46.54 g/kg与89.45 g/kg之间,其中麦秸与牛粪混合堆肥处理总养分含量最高(89.45 g/kg),麦秸与沼渣混合堆肥处理次之(69.61 g/kg)。秸秆与牛粪或沼渣混合堆肥时高温时间较长,且堆肥产物养分含量高;用麦秸和养殖废水(沼液或牛粪水)混合堆肥,每处理1.0 t麦秸可消纳废水1.8 t,有利于奶牛场节本增效。     

新鲜与老化蚓粪的有机碳呼吸动态特征

通过对经不同途径形成的新鲜蚓粪和老化蚓粪进行35d的CO2呼吸动态测定,比较两种蚓粪有机碳呼吸的差异,从而加深对蚯蚓影响土壤有机碳库周转的理解。新鲜蚓粪由过1mm筛的潮土与红壤在不同植物残体施用下经蚯蚓(Metaphire guillelmi)48h作用形成,湿润老化的蚓粪也由上述两种土壤经同种蚯蚓30d培养生成。结果表明:新鲜蚓粪中有机碳的呼吸量均大于相应土壤中的,特别是施用玉米残体形成的蚓粪;老化蚓粪中,除红壤不施植物残体形成的老化蚓粪的呼吸量低于相应土壤外,其它老化蚓粪的呼吸量均大于相应土壤的。蚓粪的呼吸与土壤质地、有机碳含量、植物残体及蚓粪老化程度等有关。     

秸秆腐熟剂对土壤微生物及养分的影响

为了解本研究室于常温下筛选研制的秸秆腐熟剂在土壤中的施用效果,通过盆钵模拟培养试验,设置腐熟剂的不同施用方式（单独施用腐熟剂、配施葡萄糖、配施尿素、配施尿素与葡萄糖）,研究小麦秸秆还田施用秸秆腐熟剂后土壤微生物群落特征及养分含量变化,为该秸秆腐熟剂的产品化及合理施用提供理论依据。结果表明,秸秆腐熟剂以不同施用方式进入土壤后,土壤的微生物群落组成与活性相应发生显著变化,AWCD、Shannon多样性指数（H）、物种丰富度（S）均增大,早期土壤中细菌和真菌数量增加,腐熟剂与尿素的配合施用使土壤的基础呼吸和微生物代谢熵显著下降（P〈0.05）;腐熟剂施用加快了小麦秸秆的腐解速度,腐熟剂施用90d后,土壤中全磷、速效磷及速效钾的含量均有不同程度的增加,腐熟剂与尿素的配合施用增幅显著（P〈0.05）。在秸秆还田时,施用腐熟剂有助于土壤微生物群落活性与多样性的提高,同时也有利于改善土壤养分状况,腐熟剂与尿素配合施用的效果最佳。     

高效液相色谱法测定秸秆浸提液或腐解液中12种酚酸

建立了同时测定秸秆浸提液或腐解液中12种酚酸物质(没食子酸、原儿茶酸、龙胆酸、对羟基苯甲酸、绿原酸、香草酸、咖啡酸、丁香酸、对香豆酸、阿魏酸、芥子酸、水杨酸)的反相高效液相色谱测定方法。采用Waters HLB(500 mg、60μm、6 m L)固相萃取小柱对水溶液中的酚酸物质进行浓缩,以含0.5%乙酸的乙腈和0.5%乙酸的水溶液为流动相进行梯度洗脱,选用二极管阵列检测器,30 min内可对12种酚酸物质同时检测,各种酚酸均可达到基线分离。加标回收试验表明,样品中12种酚酸类化合物的加标回收率为79.41%~101.92%,12种酚酸保留时间和峰面积的RSD分别在0.02%~0.1%和0.25%~2.26%之间。该方法快速、灵敏、准确,适用于同时测定秸秆浸提液、腐解液、土壤溶液及水溶液中12种酚酸物质含量。     

水葫芦渣粪便混合物蚯蚓堆制后微生物活性及物理化学性质的变化

为了评估蚯蚓用于水葫芦渣(water hyacinth residue)堆肥的可行性,设计水葫芦渣与牛粪、水葫芦渣与猪粪和水葫芦渣与鸡粪2∶1堆肥混合物(HCD、HPM和HCE)中接种蚯蚓(Eisenia foetida)进行堆肥,探讨蚯蚓堆制后堆肥产物的微生物活性及物理化学性质的变化。结果表明:与常规堆肥相比,蚯蚓堆制30d后,HCD、HPM和HCE中微生物量碳含量下降,而基础呼吸、微生物代谢熵、脱氢酶与碱性磷酸酶活性均升高;其中HCD中总固形物平均质量损失增加3.32%(P0.05);HCD和HPM中的全氮含量均显著增加(P0.05),而HCD和HCE中的全钾含量极显著(P0.01)或显著增加(P0.05)。可见水葫芦渣混入部分牛粪经蚯蚓堆制可达到减少堆肥时间、提高产品质量的效果,而水葫芦渣混入猪粪和鸡粪进行蚯蚓堆制的效果较差。     

不同土壤和播种深度下稻秸淋洗对小麦出苗及生长发育的影响

为准确评估稻秸对小麦的化感效应,有效设计农艺技术措施和配套农机操作,以应对稻秸还田产生的负面效应,开展不同土壤类型和播种深度下稻秸淋洗对小麦出苗及生长发育影响的盆钵试验。试验设置不覆盖稻秸直接降水(无秸秆淋洗)或覆盖稻秸后降水(秸秆淋洗)2种降水方式,选取2种土壤和3种播种深度,测定上述因素对小麦出苗率及小麦幼苗生长发育的影响。结果表明,在45 d内模拟降水总量80 mm的条件下,高沙土中小麦的出苗率及生长发育状况总体好于黄泥土;随着播种深度的增加,2种土壤中小麦的出苗率均呈下降趋势,其中高沙土播种深度为5.0 cm、黄泥土播种深度为1.0 cm且覆盖秸秆时,小麦出苗率和群体地上部总鲜质量显著下降;秸秆淋洗显著抑制小麦出苗率和生物量,且抑制作用随小麦播种深度的增加而增强,当黄泥土中小麦播种深度达5.0 cm时,秸秆淋洗导致小麦不能出苗。在长江中下游稻麦轮作区土壤黏粒含量较高的地区,当稻秸还田并伴有降水时,应避免小麦播种过深,以减轻稻秸还田对小麦出苗及生长发育的抑制作用。     

稻田土壤真菌群落多样性和组成对麦秸还田的响应

在室内模拟试验下,采用常规分析和高通量测序技术,研究了淹水培养30 d后,不同量小麦秸秆(0、10、20和50 g/kg)施用下两种类型的稻田土壤(高砂土和黄泥土)真菌群落多样性和组成的演替规律及其驱动因子。结果表明:秸秆还田显著降低了高砂土真菌群落多样性并改变了高砂土真菌群落组成,但不同量秸秆还田下,高砂土真菌群落组成并无显著性差异;而秸秆还田对黄泥土真菌群落多样性并无显著影响,与未施用秸秆相比,低秸秆施用量(10和20 g/kg)并未显著改变黄泥土中真菌群落组成,而当秸秆施用量为50 g/kg时,黄泥土真菌群落组成明显迁移。进一步的典范相关分析(CCA)发现,pH、EC和有机质(SOM)是影响秸秆还田后高砂土真菌群落迁移的重要因子,而pH、EC、SOM和碳氮比(C/N)是影响秸秆还田后黄泥土真菌群落迁移的主要调控因子。综合分析认为,秸秆还田主要通过改变土壤性质来调控真菌群落结构,而不同类型土壤的真菌群落多样性和组成对秸秆还田的响应不同。     

不同条件育秧提高水稻秧苗抗逆性的研究

稻麦轮作系统中,麦秸还田腐解产生的有毒有害物质可对下茬水稻幼苗产生不利影响,有效减缓或避免其负面影响对于水稻生产尤为重要,而筛选能够提高水稻秧苗抗性的育秧技术不失为重要途径。通过采用5种不同育秧条件对水稻秧苗进行抗性锻炼,以期提高水稻秧苗对麦秸还田条件的抗逆性和适应性,并在移栽后采取相同的栽培措施(氮素和水肥管理)对其进行评估。试验结果表明,干旱及低营养条件下育秧均降低了水稻株高、生物量以及叶绿素含量,且增加了水稻植株丙二醛含量和脯氨酸含量,使水稻的生长发育受到抑制;而施用秸秆、浇施秸秆腐解液以及酚酸混合液进行育秧的处理均增加了水稻株高、地上部鲜重、叶绿素含量、总根长、根表面积、根体积、根尖数、根分枝数和平均根直径,且均降低了水稻植株丙二醛含量和脯氨酸含量,提高了水稻秧苗对麦秸腐解产生负面影响的抗逆性和适应性。通过在水稻育秧期添加适量麦秸、麦秸腐解液或酚酸混合液均可有效提高水稻秧苗对麦秸还田条件的适应性。