秸秆腐解剂对不同作物秸秆腐解特征研究

利用网袋法模拟烟田中秸秆还田,探索研究秸秆腐解剂对不同秸秆的腐解特征和养分释放特征.结果表明:经过100 d腐解后,施用秸秆腐解剂与否,秸秆腐解率和有机质释放率秸秆都为油菜秸秆>水稻秸秆>玉米秸秆,施用秸秆腐解剂后玉米秸秆、水稻秸秆、油菜秸秆腐解速度分别提高9.60%、8.22%、6.42%,油菜秸秆、水稻秸秆、玉米秸秆有机质的释放速度分别提高了1.58%、1.34%、1.08%;未施用秸秆腐解剂时,秸秆速效氮释放率为油菜秸秆>水稻秸秆>玉米秸秆,施用秸秆腐解剂后,秸秆速效氮释放率水稻秸秆>油菜秸秆>玉米秸秆,油菜秸秆、水稻秸秆、玉米秸秆的速效氮释放速度分别提高了4.10%、2.48%、1.72%;施用秸秆腐解剂与否,秸秆速效磷、速效钾的释放率都是水稻秸秆>油菜秸秆>玉米秸秆,施用秸秆腐解剂对玉米秸秆、水稻秸秆、油菜秸秆速效磷、速效钾释放速度的提高效果不明显.     

油菜·小麦秸秆在稻田土壤中腐解及养分释放特征

[目的]探明川东北丘陵区油菜、小麦秸秆在稻田土壤中腐解及养分释放特征,为水稻合理栽培提供理论依据。[方法]采用尼龙网袋法,以油菜荚壳、油菜茎秆、油菜蔸部和小麦秸秆为试验材料,研究这4种材料在土壤中腐解及养分释放特征。[结果]4种秸秆材料腐解速率均呈现先快后慢,从大到小依次为油菜荚壳、小麦秸秆、油菜茎秆、油菜蔸部,还埋10 d累积腐解率在29.20%~51.70%,还埋100 d累积腐解率在43.50%~75.80%;不同秸秆材料养分释放速率亦表现为先快后慢,还埋20 d各材料的碳、氮、磷、钾释放率均在30.00%以上,其中钾素释放速度最快(平均达98.70%),还埋100 d累积释放率从大到小依次为钾(99.10%)、磷(60.60%)、氮(58.40%)、碳(58.00%)。[结论]生产上应根据秸秆腐解规律及养分释放规律制订合理的水稻栽培管理措施。     

不同形态氮素对玉米秸秆腐解与养分释放的影响

为研究不同形态氮素对玉米秸秆腐解和养分释放的影响,采用尼龙网袋法进行室内堆腐试验,通过外源添加碳酸氢铵、硫酸铵、硝酸钙、尿素和谷氨酸等不同形态氮素调节玉米秸秆C/N（25：1）,以不添加氮素处理为对照（CK）。结果表明,随着培养时间的延长,添加不同形态氮素处理的玉米秸秆质量残留率逐渐降低,谷氨酸、硫酸铵和碳酸氢铵均能促进玉米秸秆的降解,其中谷氨酸对玉米秸秆的促腐作用最强,腐解速率常数达到2.8×10^-2 d^-1。尿素对玉米秸秆腐解无明显影响,硝酸钙一定程度上减缓了玉米秸秆的腐解。玉米秸秆腐解过程中养分释放率呈钾>磷>氮的规律。随着培养时间的延长,添加不同形态氮素处理的玉米秸秆碳、氮、磷和钾素质量残留率逐渐降低。培养到180 d时,玉米秸秆残余物中碳、氮、磷和钾素残留质量分别是其初始质量的16.9%~24.8%、21.57%~51.27%、22.72%~59.00%和24.86%~54.48%,其中谷氨酸对玉米秸秆碳、氮和钾素释放促进作用最强,其释放速率常数分别为1.37×10^-2、7.15×10^-3 d^-1和5.62×10^-3 d^-1;而硫酸铵能够促进秸秆中磷的释放,其释放速率常数为7.94×10^-3 d^-1,高于CK处理（7.54×10^-3 d^-1）。研究表明,谷氨酸会提高玉米秸秆的腐解速率与碳、氮和钾素的释放,硫酸铵会提高玉米秸秆的腐解速率与碳、氮、磷素的释放,碳酸氢铵会提高玉米秸秆的腐解速率与氮素的释放,尿素和硝酸钙会促进碳、氮、钾养分的释放,谷氨酸和硫酸铵的促腐效应高于其他形态氮素处理。从还田秸秆快速腐解和养分释放及高效利用角度考虑,秸秆还田后施用谷氨酸和硫酸铵效果最佳。     

水旱轮作条件下还田秸秆腐解和养分释放特征研究

以南方稻作区主要作物(水稻、小麦和油菜)秸秆为研究对象,采用尼龙网袋法研究了干湿交替和还田方式对作物秸秆腐解及养分释放的影响,以期为水旱轮作区秸秆资源循环利用和秸秆还田提供科学依据。结果表明,水作期经过120d的腐解,覆盖处理的作物秸秆累积腐解率为20.6%~27.2%,且作物种类之间差异不显著;翻压处理的作物秸秆累积腐解率为55.4%~69.3%,腐解效果表现为水稻油菜小麦。旱作期覆盖或翻压处理的秸秆腐解量和腐解率均显著低于同期水作处理。3种作物秸秆在水旱轮作中无论覆盖还是翻压还田,养分累积释放率均表现为钾磷碳氮。水作期腐解试验结束时(120d),覆盖处理3种作物秸秆碳、氮、磷和钾的平均释放率分别为40.1%、22.4%、54.4%和75.8%;翻压处理的养分平均释放率依次分别为75.8%、44.7%、76.5%和93.8%。旱作期腐解试验结束时(210d),覆盖处理水稻秸秆碳、氮、磷和钾的释放率分别为43.4%、30.8%、43.7%和71.0%;翻压处理水稻秸秆养分释放率依次为64.8%、46.3%、57.0%和95.2%。采用一级动力学渐进函数模型对秸秆累积腐解率进行拟合,水作期的相关系数r2介于0.981~0.991之间,均显著相关;旱作期函数拟合相关性不显著。因此,在水旱轮作体系中,同等腐解周期内秸秆腐解速率表现为水作旱作、翻压覆盖;旱作周期相对较长仍可达到水作时的秸秆腐解效果。     

小龙虾扰动下水稻秸秆腐解及养分释放和表面结构变化特征

为探究持续泡水条件下小龙虾参与水稻秸秆腐解过程与特征,完善稻虾模式水稻秸秆还田技术、实现秸秆资源的高效利用及农田可持续发展,采用自制尼龙网箱法,在稻虾环沟模式的养殖沟内,以不养虾为对照,模拟研究小龙虾扰动下水稻秸秆的腐解特性、养分释放特征及其表面微观结构变化特点。结果显示,无论是否有小龙虾参与,水稻秸秆各时段平均腐解率表现出快—慢—快—慢—快的特点;150 d及以前,有虾处理与无虾处理各时段腐解量、累计腐解率和各时段平均腐解率差异均不显著,180 d及以后各指标均表现为有虾处理显著高于无虾处理,至210 d时,有虾处理水稻秸秆累计腐解率达85.67%,比无虾处理高出12.35百分点。秸秆养分累积释放率均表现为 K>P>N;150 d及以后,有虾处理N累积释放率表现出高于无虾处理的趋势,180 d及以上,有虾处理P累积释放率和总养分累积释放率表现出高于无虾处理的趋势,至210 d,有虾处理K累积释放率表现出高于无虾处理的趋势。120 d 及以后,有虾处理的秸秆表面结构受破坏程度明显大于无虾处理。结果表明,稻虾环沟模式下,小龙虾扰动能增加中后期水稻秸秆表面微观结构的受破坏程度,促进后期水稻秸秆腐解和养分释放。     

水旱轮作条件下稻麦秸秆腐解规律研究

为探明水稻-小麦轮作条件下稻麦秸秆还田后的腐解规律,对水稻小麦秸秆还田后不同时期的秸秆残余率和氮、磷、钾、纤维素、半纤维素、木质素的累积释放率及平均释放速率进行研究。结果表明,经过腐解(水稻秸杆210天、小麦秸杆120天),水稻和小麦秸秆最终65%以上已腐解;水稻秸秆中氮、磷、钾、纤维素、半纤维素、木质素分别释放60.95%、6.77%、90.58%、38.77%、9.04%、30.97%;小麦秸秆中氮、磷、钾、纤维素、半纤维素、木质素分别释放24.94%、22.01%、93.64%、25.39%、24.19%、39.13%。稻麦秸秆中钾的累积释放率最高,均超过90%。水稻和小麦秸秆中磷的平均释放速率变化不大,氮和钾的平均释放速率高峰均出现在前期,腐解后期呈降低趋势;纤维素、半纤维素、木质素的平均释放速率要高于氮磷钾元素。     

3种腐熟剂促进玉米秸秆快速腐解特征

为筛选出适宜东北寒冷区快速腐解秸秆的腐熟剂,通过网袋腐解试验明确施入3种秸秆腐熟剂对玉米秸秆生物量及养分释放的影响。结果显示:经过100 d的腐解,玉米秸秆生物量失重率随着时间的延长逐渐增加,玉米秸秆失重率为57.1%-64.1%,其中以施用3号秸秆腐熟剂的玉米秸秆生物量失重率最高,为64.1%。施入不同秸秆腐熟剂后玉米秸秆氮、磷、钾释放率分别为35.1%-57.2%、44.2%-59.6%、77.4%-89.7%,其中以3号腐熟剂的秸秆磷、钾素释放率最高。各处理有机碳矿化率呈相同的趋势,均随时间的延长逐渐增加,取样末期有机碳矿化率在65.3%-69.1%之间,且各处理间差异不明显。综上,以3号秸秆腐熟剂腐解秸秆的效果最好。     

还田秸秆腐解特征研究

采用尼龙网袋法,研究了水稻秸秆的腐解特征.结果表明,水稻秸秆还田腐解率随时间延长呈增加趋势,而腐解速度早期快后期慢;还田秸秆量越大,腐解速率越慢;水稻秸秆还出深度在5 cm时腐解速度要快于10 cm深还田和表层还田.实行秸秆还田对作物具有增产作用,增产幅度达17.43％.     

不同绿肥作物的腐解特性及氮磷钾释放规律

采用网袋装埋方式模拟水田环境,研究了油菜、紫云英、紫花苜蓿、蚕豆和豌豆5种绿肥的腐解及养分释放特性.结果表明:5种绿肥的腐解速率均在15 d内较快,且累积腐解率均大于50％;15 d后,腐解速率逐渐减慢,试验结束时,油菜、蚕豆、豌豆、紫云英和紫花苜蓿的累积腐解率分别为72.8％、83.2％、77.7％、83.8％和87...     

南方桃园不同绿肥的腐解及养分释放规律研究

利用埋袋法模拟研究白三叶、鼠茅草、黑麦草、鸭茅草4种绿肥在果园土壤中的腐解及养分释放规律特征,旨在为南方地区果园生草的草种选择提供参考。结果表明,从4种绿肥生长量来看,综合表现为黑麦草白三叶鸭茅草≥鼠茅草。随着翻压时间的延长,4种绿肥腐解释放规律基本一致:翻压后的干质量和质量累积减少率均呈现先快后慢的趋势,且4种绿肥主要在翻压后20 d内腐解较快,随后腐解速率变慢,翻压120 d时,白三叶、鼠茅草、黑麦草和鸭茅草的累积减少率分别为83.17%、67.83%、65.35%、54.07%。4种绿肥的养分释放速率总体呈先快后慢的趋势,养分累积释放率由快至慢依次为白三叶鼠茅草鸭茅草≥黑麦草。其中,白三叶的氮、钾和有机碳的释放量在前20 d就达到了50%以上。整个翻压过程中,总体上碳氮比、碳磷比和碳钾比由高到低依次为黑麦草鸭茅草鼠茅草白三叶。     

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.     

稻草覆盖对马铃薯土壤养分释放及养分平衡的影响

【目的】探索马铃薯种植过程中稻草覆盖还田模式下稻草N、P、K释放和土壤N、P、K养分平衡的特征。【方法】采用盆栽试验的方法,对稻草覆盖还田后的腐解速率及养分释放状况进行研究。【结果】稻草覆盖还田82 d后,其C、P含量变化较小,K含量降低93.96%,而N含量却提高了49.22%;覆盖稻草可为土壤提供大量养分且以K居多,每覆盖还田100 kg稻草可为马铃薯生长提供N 0.42 kg、P 0.14 kg(P_2O_5)和K 1.70 kg(K_2O);稻草腐解率为70.87%;各养分累积释放率表现为:KCPN,C、N和P累积释放率分别为71.89%、56.85%和68.75%,K累积释放率最高,为98.22%。覆盖稻草和施用钾肥对土壤K平衡影响较大,不施钾肥和稻草土壤的K亏缺达163.80 kg/hm~2,覆盖稻草或施用钾肥均可有效降低土壤钾素亏缺量,稻草与钾肥配合施用可使土壤K收支平衡,甚至盈余。【结论】在稻草覆盖还田情况下,可适当减少钾肥用量,以降低生产成本,缓解我国钾肥资源匮乏的困境。     

猪粪添加稻草对高温堆肥腐熟进程及物质变化的影响

以猪粪和水稻秸秆为材料,采用发酵槽内堆置,分别设置低量秸秆、高量秸秆和纯猪粪三个处理,分析堆肥33天过程中的物理、化学和纤维素类等指标的变化,探讨堆肥过程中添加不同比例的水稻秸秆对堆肥特性的影响。结果表明,添加高量秸秆堆肥处理的升温速率最佳,纯猪粪处理的水分散失率大于其他两个处理。堆肥结束时,各处理的p H值为8.46-8.66,电导率稳定在1.4-2.4 ms/cm,E4/E6降至3.12-3.37,堆肥达到了腐熟;高量秸秆处理的(终点C/N)/(初始C/N)介于0.53-0.72,其堆肥效果较好、腐熟程度较高。各处理堆肥产品的全磷含量均有提高;纯猪粪处理的纤维素、木质素和半纤维素的总降解率均高于其他两个处理。整体来说,添加高量秸秆处理腐熟速度较快,且效果较好,这可为猪粪快速资源化利用和猪粪堆肥产品质量的提高提供科学依据。     

鸡粪与水稻秸秆混合厌氧发酵特性研究

【目的】研究温度、原料配比对鸡粪与水稻秸秆混合原料厌氧发酵产气特性的影响,为提高厌氧发酵的产气效率提供依据。【方法】采用自行设计的可控性恒温沼气发酵装置,以不同配比(0.5∶1,1∶1,2∶1,3∶1)的鸡粪与水稻秸秆为发酵原料,在总固体(TS)质量分数为8%的情况下,研究各配比鸡粪与水稻秸秆在25,30,35,40℃下的厌氧发酵情况,并用SAS软件对温度、鸡粪与水稻秸秆配比和累积产气量的关系进行多元回归分析。【结果】25~40℃条件下,各配比鸡粪与水稻秸秆均能正常发酵产生沼气,发酵时间随温度上升而下降,鸡粪与水稻秸秆各配比对发酵时间无显著影响;随着温度的升高,除鸡粪与水稻秸秆配比为1∶1时的累积产气量升高外,其余配比处理的累积产气量均呈先增加后降低的变化趋势。通过模型分析,可知在发酵温度为35.5℃,鸡粪与水稻秸秆的配比为1.86∶1时,累积产气量最大可达9 290.9 mL。【结论】确定了鸡粪水稻秸秆沼气发酵的最佳温度和最适配比,为提高厌氧发酵的产气速率提供了依据,也为秸秆的合理利用提供了条件。     

稻草还田应用秸秆腐熟剂效果研究

进行秸秆腐熟剂应用于水稻秸秆还田试验研究,结果表明：施用秸秆腐熟剂可加速水稻秸秆腐烂,腐熟剂处理的水稻叶片生长嫩绿,苗期分蘖快,产量较高,分别比清水处理和未加腐熟剂处理增产6.8％和8.8％.     

稻草与牛粪混合腐解的最佳配比筛选

【目的】以腐殖质组成特征为评价依据,筛选稻草与牛粪混合腐解的最佳配比,为两类农业固体废弃物的资源化应用提供参考。【方法】以稻草和牛粪为材料,采用室内培养法,研究稻草与牛粪质量比为10∶0(Rs),9∶1(Rd1),7∶3(Rd2),5∶5(Rd3),3∶7(Rd4),1∶9(Rd5)和0∶10(Dm)混合腐解90 d,各处理水溶性物质(WSS)、可提取腐殖酸(HE)、胡敏酸(HA)、胡敏素(Hu)组分的有机碳含量(依次表述为C_(WSS)、C_(HE)、C_(HA)、C_(Hu)),以及胡敏酸碱溶液E_4/E_6、腐殖化系数(C_(HA)/C_(FA))的动态变化,筛选稻草与牛粪腐解的最佳配比。【结果】与0 d相比,在腐解完成(90 d)后,各处理C_(WSS)含量均有不同程度降低,相比于稻草,牛粪腐解后更易促进微生物对C_(WSS)的利用,使其下降86.2%;Rd2和Rd5处理使物料C_(HE)含量分别增加10.2%和28.6%,其余处理C_(HE)均有不同程度消耗;与0 d相比,腐解完成后,Rd1、Rd3和Dm处理均有助于C_(HA)的积累,其中牛粪腐解更易促进C_(HA)的形成,使其增加30.5%。在各处理下,物料HA分子均先发生降解、脂族化,而后逐渐缩合、芳香化,但HA分子结构仍趋于简单;在促进HA分子脂族化方面,Rd4处理的优势最大,而Dm处理更有利于HA结构的稳定。Rd3处理在促进腐殖质品质方面的贡献最大,其次为Rd1处理,Dm和Rs处理次之,但Rd2和Rd5处理不利于腐殖质品质的改善;Rs、Rd1、Rd2、Rd3和Rd4处理在腐解过程中更有利于C_(Hu)的分解,且Rd3处理的优势最大,使C_(Hu)含量下降91.0%,而牛粪比例≥90%更有助于C_(Hu)的累积。【结论】稻草与牛粪按照质量比5∶5混合腐解,易促进C_(Hu)的分解和C_(HA)的积累,利于腐殖质品质提升。     

钾肥和稻草不同配比下水稻产量及钾素释放规律研究

[目的]明确湘南稻区合适的钾肥和稻草配合施用比例,为湘南双季稻区域钾配合稻草还田提供技术支持.[方法]采用田间试验与室内分析相结合的方法,研究钾肥和稻草不同配比对田面水和田间表层土速效钾含量的动态变化,以及对水稻生长发育和产量的影响.[结果]钾肥60 kg/ha+稻草5000 kg/ha(K60+S2)处理的早、晚稻产量最高,分别为5763和6657 kg/ha,较不施钾肥的对照处理(K0)增产7.7%和21.2%.不同处理对早稻的表面水和表层土的速效钾含量影响不明显,晚稻以K60+S2处理的表面水、表层土速效钾含量最高.来源于稻草中的钾和化肥中的钾有相同的营养效应,随着减钾量和还田量的增加及时间的延长,对水稻钾的营养效应越明显.[结论]钾肥和稻草不同配比对水稻产量和表面水、表层土的速效钾含量均有影响,其中,以K60+S2处理对水稻产量及速效钾含量的影响效果最佳.     

水田机械秸秆深施的养分释放及增产效果研究

运用机械将稻秸秆深施于水田土层内,秸秆中的碳、氮、磷、钾养分释放比秸秆面施速率高,残留量少。深施可增加和活化土壤中的碳、氮、磷、钾养分,培肥地力,增产显著。     

秸秆还田对水稻生育期间土壤溶液中养分变化的影响

水稻秸秆还田可以减少环境污染、培肥土壤,是未来水稻生产的发展趋势。试验设置水稻秸秆还田和不还田两个处理,研究了水稻生育期内土壤溶液中的无机氮(NH4+-N和NO3--N)、磷(P2O5)、钾(K2O)的含量变化。结果表明,秸秆还田使土壤溶液中铵态氮(NH4+-N)含量增加,而对硝态氮(NO3--N)含量的影响则是前期两个处理含量相近,而后期秸秆还田处理降低了土壤溶液中硝态氮(NO3--N)含量。秸秆的施入降低了水稻生育前期土壤溶液中磷的浓度,而随着生育期的推进,秸秆还田处理中磷的含量逐渐增加,并超过不还田处理中的含量。土壤溶液中钾的含量因秸秆施入变化最为明显,在整个生育期内,始终表现为秸秆还田处理高于不还田处理。