不同氧气浓度对玉米秸秆分解期间腐殖物质形成的影响

通过室内氧气培养试验,研究了玉米秸秆在分解期间（1～180d）“新形成”有机碳、胡敏酸（HA）、富里酸（FA）数量的动态变化规律及不同氧气浓度对其形成与转化的影响。结果表明：玉米秸秆分解期间,“新形成”净有机碳数量逐渐降低,而碱提取腐殖物质（HE）、HA和FA的绝对数量和相对数量都表现为先增加而后下降的趋势,HE中HA的比例即PQ先增加后下降,最终趋于平稳,说明最初FA的形成速度大于HA,随培养时间的推移,FA和HA经历了一段相互转化的过程（1～60d）,最终达到动态平衡。高氧气处理促进了好气性微生物的活性,有利于有机碳的分解,并且有利于FA向HA转化。     

玉米秸秆在土壤中的分解速率及其对腐殖质组成的影响

为研究秸秆还田后玉米秸秆在土壤中的分解速率及其对土壤腐殖质组成的影响,采用室内培养试验,以黑土和暗棕壤为研究对象,每种类型土壤分别模拟设置:ck(未施用秸秆)、I2(2倍量秸秆与土混合)、I(全量秸秆与土混合)、I1/2(1/2量秸秆与土混合)、C(全量秸秆覆盖)和D(全量秸秆埋置)共6种处理。利用碱液吸收法测定秸秆分解过程中CO_2-C释放量,腐殖质组成修改法提取土壤腐殖质,富里酸(Fulvic acid,FA)、胡敏酸(Humic acid,HA)和胡敏素(Humin,HM)。研究结果表明:玉米秸秆分解过程中其分解速率迅速增加,在第4天各处理秸秆分解速率达到顶峰为194~1 103 mg/(kg·d),随后迅速下降;在第24天到第260天各处理秸秆分解速率缓慢下降趋于稳定,平均在40~160 mg/(kg·d)。不同秸秆用量下,秸秆分解速率表现为I2II1/2;等量秸秆不同处理方式下,秸秆分解速率表现为IDC;黑土中秸秆分解速率高于暗棕壤中相对应处理。培养260 d后,各处理秸秆分解率为43%~78%;黑土中全量秸秆与混合处理的秸秆分解率最高(78%);不同土壤类型下,黑土各处理的秸秆分解率高于暗棕壤相对应处理4%~13%。相对于ck,各处理下土壤有机碳及腐殖质含量显著增加,2倍量秸秆与土壤混合后累积效果更显著,黑土中秸秆还田的培肥效果优于暗棕壤。各处理下土壤PQ值略有增加,无显著差异。     

不同玉米秸秆还田方式对土壤腐殖质结合形态影响

通过微区试验,研究玉米秸秆4种还田方式对土体联合态腐殖质的含量及组成影响。采用熊毅—傅积平改进法对土壤进行不同结合态的腐殖质提取,再分别测定有机碳含量、胡敏酸含量及富里酸含量。结果表明,秸秆不同方式还田对土壤总有机碳、松结态和联结态腐殖质影响显著。总有机碳、松结态、联结态的碳含量和HA、FA的含量以秸秆混合覆盖还田处理最高,玉米秸秆深还田处理总有机碳、FA的含量与松联结合态的HA含量最低,差异显著;稳结态、紧结态的腐殖质碳和HA含量为粉碎混合覆盖处理最高,差异不显著。不同玉米秸秆还田方式,各腐殖质形态含量各异。秸秆一年内还田以粉碎秸秆与土混合覆盖还田方式整体表现最好。     

利用SPORL法对玉米秸秆预处理最优条件的筛选

通过SPORL法对玉米秸秆进行预处理并提高其产物有机质含量,探寻固体产物在土壤培肥方面的可利用性及肥料化利用的可行性。在高温高压条件下,以玉米秸秆固体产物的有机质含量作为评价指标,首先筛选出一种最优催化剂,并根据催化剂筛选结果,对催化剂的用量、反应温度进行单因素试验,确定各单因素的条件范围,在此基础上优化反应条件,最后对预处理固体产物的腐殖化程度进行分析。催化剂筛选的结果表明:酸性亚硫酸铵预处理玉米秸秆后的固体产物有机质含量高于其他处理组;以硝酸用量、亚硫酸铵用量和反应温度为三个主要试验因素,进行单因素试验,硝酸用量(V/V)在3%~7%、亚硫酸铵用量(相对于原料干质量,m/m)在10%~20%、反应温度在130~150℃范围内,其固体产物有机质含量较高;以玉米秸秆固体产物有机质含量为响应指标,对试验进行设计并优化反应条件,优化后的反应条件是硝酸用量5.4%、亚硫酸铵用量18%、反应温度150℃,有机质含量预测值为794.40g·kg~(-1);验证试验中有机质含量为788.70 g·kg~(-1),与预测值的相对偏差为5.70 g·kg~(-1)。秸秆固体产物腐殖化分析结果表明,经SPORL法预处理后玉米秸秆固体产物类腐殖物质(HLE)和类胡敏酸(HLA)数量分别增长至20.30 g·kg~(-1)和18.76 g·kg~(-1),类胡敏酸与类富里酸比值(HLA/FLA)增长至12.19。研究表明,玉米秸秆经SPORL法预处理可以产生有机质含量较高的固体产物,并可促进固体产物类腐殖质的形成,提高腐殖化程度。     

玉米秸秆与土壤不同混合方式对腐殖质组成及结构的影响

为了优选不同秸秆还田方式,通过室内模拟试验,采用元素组成、红外光谱和差热分析等方法,研究了玉米秸秆与土壤不同混合方式对土壤腐殖质组成及其分子结构特征差异的影响.设置4个处理,分别为不添加秸秆的对照(ck)、秸秆与土壤充分混合(SI)、秸秆覆盖(SM)、秸秆埋置于土层中间(SE).结果表明:与ck相比,SI、SE和SM处理土壤有机碳含量分别增加12.41％、4.23％和3.05％,其中SI和SE处理与ck处理相比差异显著(P＜0.05),SM处理与ck之间差异不显著;各处理中腐殖质各组分的有机碳含量均有不同程度增加,其中SI处理的胡敏酸和胡敏素含量与ck处理相比差异显著(P＜0.05).秸秆与土壤不同混合方式均使得胡敏酸脂肪链烃的比例增强,热稳定性下降.添加玉米秸秆处理之间相比,秸秆覆盖处理的胡敏酸芳香性和热稳定性最高.     

微生物对暗棕壤添加玉米秸秆腐殖化进程的影响

针对微生物如何在土壤外源添加有机质的腐殖化进程中发挥作用这一科学问题,采用定量分析、元素组成、差热分析和红外光谱法,研究微生物对暗棕壤添加玉米秸秆腐殖化进程的影响并揭示不同微生物处理间的差异。结果表明,微生物处理能够显著促进有机物料的腐殖化,细菌由于对有机物料和腐植酸的利用度不高而产生的影响最小,真菌和放线菌的影响显著。腐植酸结构分析及PQ值(表征腐殖化程度)结果进一步揭示,微生物处理有利于HA(胡敏酸)的合成,并且FA(富里酸)有向HA转化的可能;细菌、真菌分别对腐植酸的N、H元素含量影响大,放线菌对腐植酸结构的影响主要表现在C=O键上;在培养后期,放线菌由于对纤维素类物质的充分利用而对腐植酸结构的影响超过了其他类群微生物。定量与定性分析结果能够相互印证,肯定了不同微生物对腐殖化进程的影响表现在不同培养阶段对不同物质和官能团的利用上。     

增施腐殖化木耳菌渣对玉米养分和产量的影响

通过研究增施有机物料对石灰性黑钙土上玉米产量和养分吸收的影响规律,以期为腐殖化木耳菌渣在石灰性黑钙土改良中科学应用提供理论依据。以先玉335为供试材料,设置不施肥处理、常规施肥对照、腐殖化木耳菌渣+常规施肥3个处理,小区试验设计,3次重复。结果表明：增施腐殖化木耳菌渣与常规施肥对照相比显著提高了玉米干物质积累量、氮和磷吸收量,但不会对玉米钾吸收产生显著影响;增施腐殖化木耳菌渣提高了玉米穗长、穗粒数和穗重,产量和产值分别提高了20.52%和4 747.5元·hm-2,同时提高了玉米氮、磷、钾肥利用效率。综合分析认为,在当地常规施肥基础上增施腐殖化木耳菌渣有利于促进玉米生长、提高产量和肥料利用效率。     

不同秸秆还田方式对土壤腐殖质组成的影响

针对东北黑土肥力下降和秸秆未能合理利用问题,研究了玉米秸秆不同还田方式对黑土土壤有机碳和腐殖质组成的影响.试验共设置未施用秸秆(ck)、秸秆浅施(CS2)、秸秆深还(CS3)、秸秆与土壤混合浅施(CS4)、秸秆与土壤混合深还(CS5)5种处理.使用腐殖质组成修改法提取水溶性物质(WSS)、富里酸(Fulvic acid...     

不同秸秆利用方式对黑土团聚体及其腐殖物质的影响

为探讨秸秆的不同利用方式还田对黑土肥力的影响,通过5年田间试验,研究了黑土连续施用玉米秸秆、生物质炭和牛粪配施化肥对土壤团聚体及其腐殖物质组成的影响。结果表明：与无化肥和有机物料添加对照处理相比,单施化肥（NPK）、NPK+生物质炭（BC）、NPK+牛粪（CM）和NPK+秸秆（CS）处理显著促进了>0.25 mm大团聚体的形成;与NPK相比,NPK+BC、NPK+CM和NPK+CS处理均显著提高了土壤总有机碳、胡敏酸与胡敏素含量,也显著增加了大团聚体与微团聚体中有机碳以及胡敏酸与胡敏素含量。不同秸秆利用方式之间相比,施用生物质炭更有利于提高土壤总有机碳和胡敏素的积累,而秸秆直接还田处理更有利于土壤胡敏酸的形成。连续5年施用秸秆、秸秆生物质炭和牛粪的田间试验促进了黑土良好结构的重建,从而提升土壤物理保护有机碳的潜力及有机碳的稳定性,同时也促进了土壤胡敏酸和胡敏素的积累,改善了土壤有机质品质,提高了土壤肥力,实现了提升黑土肥力与固碳的协同效应。     

玉米秸秆及其根茬不同分解时间对土壤有效微量元素的影响

通过对黑钙土的培养试验 ,研究了玉米秸秆及其根茬施入土壤后不同分解时间对土壤有效微量元素的影响。在整个培养过程中 ,玉米秸秆及其根茬处理的土壤有效微量元素含量均高于对照。施用玉米秸秆土壤有效锌、锰、铁、铜提高幅度分别为 0 70～ 2 0 5、4 77～ 5 94、3 2 4～5 2 8和 0 19～ 0 63mg/kg ;施用玉米根茬土壤有效锌、锰、铁、铜分别为 0 2 1～ 0 64、2 30～ 3 72、3 96～ 6 63和 0 2 1～ 0 68mg/kg。     

玉米秸秆还田后土壤胡敏酸变化的谱学研究

 采用红外示差光谱、13C-核磁共振波谱和激光解吸质谱对玉米秸秆施入土壤后土壤胡敏酸（HA）的谱学特征的动态变化进行了研究。结果表明，在玉米秸秆施入土壤后土壤HA的变化具有阶段性，在开始的60 d，主要是以秸秆含有的类胡敏酸物质（秸秆HA）为基础，腐解产物发生聚合作用形成新的与秸秆HA相类似的HA，并且秸秆分解形成的小分子中间产物与土壤原有的HA发生作用而进入HA结构中。而在施入60 d后，碳水化合物和酰胺化合物以木质素分解的残体为核心发生聚合作用形成新HA，且在90 d后进入HA中的亚甲基成分发生了转化，并伴随有甲氧基和甲基的产生。玉米秸秆分解形成的中间产物与土壤HA发生聚合反应，一部分形成为亚稳态的聚合体。玉米秸秆施入土壤后，土壤HA的芳香度降低，芳香碳减少，而烷基碳和烷氧碳增加，HA的脂肪族特性增强，同时，羧基碳减少，土壤HA的氧化程度下降，HA的平均分子量降低。     

秸秆原料C／N比调节对沼气产气状况的影响

以玉米秸秆原料为试材,研究了不同碳氮比条件对沼气产气状况的影响。结果表明,碳氮比值为27．0的N1处理,累积产气量、稳定产气周期内的日平均产气量及碳转化效率等指标均达到最大值;随着碳氮比的降低,产气开始时间延迟且产气周期缩短,累积产气量也降低,并且碳转化效率也有所下降。     

Study on Humic Acids of the Soil Applied with Corn Stalk by Spectroscopy Measurements

Spectroscopy measurements （Fourier transform infrared differential spectroscopy, Carbon-13 nuclear magnetic resonance spectrometry, Matrix-assisted laser resorption/ionization-time of flight mass spectrometry） were performed to study the humic acids of the soil applied with corn stalk. The results showed that after incorporation of corn stalks into the soil, the soil humic acid （HA） changed significantly in different stages. During first 60 days, new HAs were formed by polymerization and seems to be similar to that of initial HAs from composting corn stalk, some little molecular organic matters also reacted with soil HAs and turned into parts of soil HAs. After 60 days of the corn stalk residue incorporation, new HAs were formed by polymerization of decomposed lignin molecules, some methylenes transformed into methyls and methoxyls since the 90th day. Application of corn stalk led to the increase of aliphatic components in soil HAs, the decrease in aromatic components of soil HAs and the suppression in oxidation degree of soil HAs. The average molecular weight of soil HAs also declined because of application of corn stalk.     

玉米秸秆碎料板制造技术研究

[目的]研究玉米秸秆碎料板的制造技术。[方法]以大豆蛋白-丙烯酸酯复合乳液、单板和玉米秸秆为材料,制作了0.700、.80和0.85 g/cm3 3种密度的板材,探讨不同施胶量对板材性能的影响。[结果]当施胶量为14%,预设密度为0.80 g/cm3时,板材力学性能综合效果最好。[结论]该研究为玉米秸秆的综合利用提供了新的途径。     

木聚糖酶降解玉米秸秆的工艺研究

[目的]利用木聚糖酶降解玉米秸秆中的木聚糖,为玉米秸秆的生物降解提供参考。[方法]将玉米秸秆烘干、磨碎、过筛。采用单因素和正交试验研究酶添加量、pH值、酶解时间及酶解温度对玉米秸秆木聚糖降解率的影响。[结果]各因素对木聚糖降解率的影响由大到小为:pH值>酶解温度>酶添加量>酶解时间。酶解温度为50℃时,木聚糖降解率最大。木聚糖酶添加量为65×104U/g,酶解时间为20 h及pH值为4.0时,秸秆木聚糖的降解率最大,分别为27.80%、27.00%、26.37%。[结论]木聚糖酶降解玉米秸秆中木聚糖的最适条件为:酶添加量65×104U/g、pH值4.0、酶解时间20 h、酶解温度50℃,该条件下玉米秸秆木聚糖的降解率为26.61%。     

玉米青枯病生防细菌的筛选

从自然界分离到细菌菌株1 193株,通过对峙培养筛选出5株对玉米青枯病病原菌(禾谷镰刀菌、禾生腐霉、肿囊腐霉)具有强抑制作用的拮抗菌,抑菌圈直径达到6~16 mm。温室盆栽试验结果表明,当接种病原菌为禾谷镰刀菌时,生防菌G28-6、K11-9、K18-5的防治效果都达到66%以上;当病原菌为禾生腐霉菌时,生防菌K3-3的防治效果达到54.29%;当病原菌为肿囊腐霉时,生防菌K18-5的防治效果为35.71%。生防菌还对玉米根的生长有显著促进作用。另外,生防菌G28-6和K18-5在玉米根部有较强的定殖能力,具有研制生防制剂的潜力。     

复合酶降解玉米秸秆工艺条件的研究

[目的]为了寻找玉米秸秆酶解的最佳工艺条件。[方法]采用5因素3水平的正交试验,利用复合酶进行玉米秸秆的酶解,研究降解玉米秸秆的最佳工艺条件,并利用扫描电镜观察秸秆在降解过程的形态结构变化。[结果]影响该复合酶降解玉米秸秆的因素为:pH值>底物浓度>反应时间>酶用量>反应温度。该复合酶降解玉米秸秆的最佳工艺条件为:酶用量0.20%,底物浓度5.0%,反应时间3.0 h,反应温度50℃,pH值5.0。此时,降解率最高(达27.6%)。电镜观察表明:玉米秸秆经酶解作用后表面蜡质结构被降解,内部的致密结构变得松散,出现空洞。[结论]该研究为玉米秸秆的生物利用提供了参考依据。     

防治河南省玉米青枯病的药剂筛选

[目的]筛选有效防治河南省玉米青枯病的药剂。[方法]采用药剂拌种方法,研究了10种药剂对河南省原阳、漯河两地玉米青枯病的防治效果。[结果]河南省玉米青枯病的主要侵染病原为禾谷镰刀菌(Fusarium graminearum),主要药剂苯醚甲环唑、氟菌唑等三唑类杀菌剂对青枯病的防效较好,其他药剂的防效一般。[结论]为河南省玉米青枯病的防治提供了参考。     

玉米及其秸秆肥育肉牛效果与经济效益的对比研究

对玉米及其秸秆采用 3种收获处理方式 :全株收获并青贮、基本成熟时收获子实后鲜秸秆及时青贮和完成成熟后收获子实干秸秆作为饲料。根据饲养标准 ,用玉米、鲜酒糟、豆粕等将玉米全株青贮饲料、鲜秆青贮饲料和干玉米秸秆分别配制成标准日粮 ,肥育架子牛 90d。试验结果表明 :日粮消化率、试牛日增重、产肉率及牛肉品质均以全株青贮日粮组为最好 ;养牛效益和每公顷耕地效益也以全株收获方式最好 ,鲜秆青贮次之 ,玉米完全成熟后收获子实干秸秆饲用方式最差。