有机物料在紫色母岩风化碎屑中的腐解及调控

通过对3种常见的有机物料在两种紫色母岩新风化碎屑中的腐解规律研究。结果表明,在进行秸杆还田时,秸秆的种类、土壤水分含量,以及地表的覆盖条件都与秸秆的分解速率有很大关系。其中试验所采用的玉米秸秆、麦秆和牛粪三者中,玉米秸秆分解最快,牛粪最慢;土壤水分为16%-20%时,玉米秸秆分解速率最快,土壤水分过高或过低分解率都会降低。改善土壤的水热状况,以覆盖地膜或秸杆覆盖都能加快还田秸秆的分解速率,就二者来说,则以覆盖地膜效果更好。要想使三峡库区万县移民安置区居仙镇新垦紫色土壤中10年后有机质达20g/kg,根据Jenny模型计算,估计须每hm^2耕地每年返还38.2t干重玉米秸秆。     

高效纤维素分解菌的分离及秸秆降解生物效应

秸秆还田可以改善土壤肥力、保护生态环境、促进农业可持续发展,土壤微生物特别是与纤维素降解有关的微生物在秸秆还田过程中起关键性作用。从长期堆放农业秸秆的土壤中采用羧甲基纤维素固体培养基平板稀释法和赫奇逊滤纸条液体培养基富集法分离纤维素分解菌;刚果红染色法和CMC酶活力测定法筛选高效纤维素分解菌;采用培养特性、形态特征和分子生物学方法对菌种进行鉴定;通过测定秸秆失重率和纤维素、半纤维素和木质素的含量及降解率研究其降解玉米秸秆的效果;并测定其处理的玉米秸秆粉末对紫苏和油菜生长的影响。结果在分离到的16种纤维素分解菌中筛选出高效纤维素分解菌菌株HLF4和YDL3。HLF4和YDL3菌株分别鉴定为栗褐链霉菌(Streptomyces badius)和枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)。HLF4和YDL3及混合菌株处理的玉米秸秆分解能力与对照相比均显著提高;其中HLF4+YDL3混合菌株处理效果优于单菌株,其玉米秸秆失重率、半纤维素降解率、纤维素降解率以及木质素降解率分别比对照高52.00%、46.65%、42.11%和31.19%。用纤维素分解菌酵解的秸秆还田处理的紫苏和油菜叶片的超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)、过氧化物酶(peroxidase,POD)、过氧化氢酶(hydrogen peroxidase,CAT)活性和叶绿素含量以及生长指标均显著高于对照;特别是用HLF4+YDL3混合菌株处理的各项指标显著高于单菌株处理。筛选的HLF4和YDL3菌株分解纤维素能力较强,且其混合菌株的分解纤维素能力更强,可作为高效纤维素分解菌用于田间种植。     

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。     

提高玉米秸秆利用率的研究技术进展

玉米秸秆作为一种可再生资源,是仅次于油、煤、气的第四大能源。中国玉米秸秆资源极其丰富,但利用率低。本研究通过对玉米秸秆的利用现状、问题和有效利用方式进行综述,归纳出玉米秸秆的利用领域、主要处理方法和关键突破技术,指出秸秆的生物处理方法是未来研究的重点,而利用纤维分解菌是提高玉米秸秆瘤胃降解率的关键。     

低温木质纤维素分解复合菌系PLC-8对玉米秸秆的分解特性

为提高东北寒区玉米秸秆的分解效率,突破低温的瓶颈,探讨了低温木质纤维素分解复合菌系PLC-8对玉米秸秆的分解效果及其微生物多样性.通过pH、玉米秸秆的减重、木质纤维素的含量、酶活性、有机酸含量等指标评价玉米秸秆的分解效果,采用变性凝胶电泳(DGGE)和高通量测序技术研究其微生物多样性.结果表明:pH先下降后回升至接近初...     

玉米秸秆饮料营养成分与生产工艺流程研究

为了生产秸秆饮料和开发生产工艺,以渝单8号玉米为试验材料,分析该玉米品种在拔节期、抽雄期、抽丝期和乳熟期时的秸秆出汁率、生产量和秸秆汁中的糖类、氨基酸及维牛素C等营养成分含量,经比较发现在玉米抽雄期时利用其秸秆汁生产饮料不仅产量高,而且营养丰富、全价;进而研发了生产玉米秸秆饮料的工艺流程和较佳配方,并提出了食品评价指标等.     

不同还田方式下有机物料有机碳分解规律研究

利用网袋法和砂滤管法模拟田间还田方式,研究不同处理下各有机物料有机碳的腐解特征。结果表明,网袋法玉米、大豆秸秆经过150 d后,其秸秆生物量有38.9%～46.6%被分解。秸秆还田分解趋势为:土埋处理露天处理;土埋玉米秸秆土埋大豆秸秆;露天大豆秸秆和玉米秸秆分解规律一致。从组织结构上看,玉米秸秆随着还田时间的增加,组织结构模糊、松散,基本组织和维管束遭到破坏,大豆秸秆组织结构变化不明显。不同还田方式下秸秆有机碳的分解规律为:玉米秸秆大豆秸秆。在砂滤管模拟条件下玉米、大豆秸秆和根茬有机碳分解趋势基本相似,均表现为埋管初期分解较快,后期分解较慢,其有机碳分解率趋势为:玉米秸秆大豆秸秆;降低C/N后,各有机物料有机碳分解率均高于不调节C/N。     

土壤微生物对玉米秸秆还田的响应特征——亚热带石灰土与红壤的典型对比（英文）

【目的】探究亚热带岩溶区石灰土与非岩溶土红壤秸秆降解过程中微生物的响应特征,为更好地利用岩溶土地资源提供依据。【方法】选择广西桂林毛村岩溶地区石灰土和碎屑岩区红壤,进行为期160 d的室内玉米秸秆降解模拟试验,共设4个处理:石灰土加玉米秸秆(L+S)、红壤加玉米秸秆(R+S)、石灰土不加玉米秸秆(L)和红壤不加玉米秸秆(R),并在第0、3、7、14、21、28、42、56、84、98、133、147和160 d分别测定两种土壤中的玉米秸秆降解率、微生物数量、微生物量碳(MBC)和微生物氮(MBN)量。【结果】石灰土加玉米秸秆处理的秸秆降解率为77.00%,红壤加玉米秸秆处理的秸秆降解率为75.00%,相对于不加入秸秆的处理,其土壤微生物总量、细菌、真菌和放线菌数量及MBC与MBN含量均显著提高(P0.05);石灰土中细菌、放线菌和真菌的数量比分别为48.67%、50.08%和1.08%,红壤中三者的数量比分别为61.79%、29.58%和8.62%。石灰土MBC和MBN分别比红壤高238.00%和165.00%。【结论】玉米秸秆还田能加速石灰土和红壤中微生物的生长和繁殖,且石灰土中的秸秆分解得更快更彻底,说明秸秆再利用在改善岩溶土壤肥力方面有巨大潜力。     

秸秆反应堆的应用技术

正作物秸秆生物反应堆技术即是在温室、大棚生产的低温季节,在土壤耕层下铺设秸秆(玉米、水稻等作物秸秆)或在棚室内堆积秸秆,并在秸秆上施用腐生生物菌,使秸秆或农家肥在通氧的条件下分解产生热量、二氧化碳及释放有机物速效养分的生态技术。本技术主要是利用现代生物技术筛选的复合菌群(芽孢杆菌、纤维分解菌、半纤维分解菌、蛋白分解菌、放线菌等有益微生物),对秸秆进行生物发酵,使微生物通过氧化将有机物分解为作物可吸收的无机     

黑土中有机物料分解规律的研究

通过在土壤中埋置砂滤管的方法研究有机物料在黑土中的分解规律.结果表明作物残体(根茬和秸秆)在土壤中前两个月分解最快,月分解率达20%～30%.三个月后分解速度逐渐下降.各种有机物料在黑土中的分解速率相差较大.其中以草木樨秸秆和根茬、玉米秸秆和根茬分解较快,第一年的分解率达65%～70%,厩肥和草炭分解较慢.埋入土壤两年以后,有机物料的分解速率逐渐变缓,年与年之间的分解率仅为2.6%～10%.各种有机物料对土壤有机质积累贡献大小顺序为草炭＞厩肥＞玉米秸秆肥＞玉米秸秆＞草木樨秸＞草木樨根茬＞玉米根茬.每年不断重复等量添加有机物料,可使土壤有机质不断积累,在土壤中残留率也增加.     

不同氧气条件对玉米秸秆在土壤中腐殖化的影响

研究了实验室模拟条件下添加玉米秸秆对土壤中各有机质组分数量的影响以及不同氧气体积分数对玉米秸秆在土壤中腐殖化进程的影响.结果表明:添加玉米秸秆对土壤有机碳(SOC)、水溶性有机碳(wSOC)、胡敏酸(HA)和富里酸(FA)数量的增加有明显作用;高氧和低氧环境均有利于玉米秸秆在土壤中腐殖化的进行;高氧条件有利于腐殖化初期FA的生成,但持续高氧环境不利于FA的积累;在腐殖化后期,高氧条件使FA大量转化为HA并使得HA大量积累.     

植物乳杆菌与反刍动物专用复合酶混合处理对玉米秸秆瘤胃降解的影响

[目的]本文旨在研究植物乳杆菌与反刍动物专用复合酶混合处理玉米秸秆的性能和机制,提高玉米秸秆的瘤胃降解率。[方法]利用单因素试验比较植物乳杆菌处理、反刍动物专用复合酶处理及二者混合处理3种方法对玉米秸秆化学成分的影响,综合利用化学分析法、X-射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)分析处理前与处理后玉米秸秆的物理结构和化学成分变化,利用瘤胃降解试验评价玉米秸秆的消化率。[结果]与植物乳杆菌或反刍动物专用复合酶制剂单独处理相比,混合处理对提高玉米秸秆牛瘤胃降解率的效果最佳,其条件为:8×10~8 CFU·mL~(-1)植物乳杆菌液2 mL、红糖2 g、蒸馏水128 mL、0.01 g·mL~(-1)专用复合酶溶液20 mL、秸秆50 g,混匀,密封在自封袋中于32℃处理168 h。混合处理后,玉米秸秆试样的纤维素质量在纤维素、半纤维素和木质素总质量中的占比提高3.3%,半纤维素质量占比降低7.7%,木质纤维表面产生孔洞和间隙,干物质24 h和48 h消失率分别提高44.7%和14.2%,中性洗涤纤维24 h和48 h消失率分别提高42.1%和16.4%,酸性洗涤纤维24 h和48 h消失率分别提高28.3%和16.7%。[结论]植物乳杆菌与反刍动物专用复合酶混合处理可以显著提高玉米秸秆的瘤胃降解率,为玉米秸秆饲料化利用提供数据支持。     

秸秆腐解过程中结构的变化特征

应用尼龙网袋法和傅里叶变换红外光谱分析,研究玉米和大豆秸秆在3种不同试验地(葡萄园、桃园、农田)腐解过程中的结构变化特征,为秸秆还田措施提供理论依据。结果表明,玉米和大豆秸秆的官能团组成具有相似之处,但在3400、1640、1400~1460、1310、1000~1100 cm~(-1)处的吸收峰强度不同,稳定成分存在差异。腐解前后作物秸秆红外光谱吸收峰强度有所改变,随着腐解时间的增加,羟基、酰胺基、甲基、亚甲基和次甲基的含量逐渐降低,羧基增多,有机酸形成,碳水化合物、酰胺类化合物、糖类等逐渐分解。易分解的化合物(如脂肪族结构、酰胺类化合物和糖类)可直接进行分解,部分芳香类等难分解化合物则先分解为羧酸酯类(1725~1735 cm~(-1))、脂肪族类(1450~1460 cm~(-1))等中间产物后再进行分解。1560~1732 cm~(-1)处的肩峰与作物残体中有机酸有关。尿素对玉米秸秆的腐解具有促进作用,且与1310 cm~(-1)处的吸收峰变化有关。作物秸秆还田之后,会向腐植酸方向腐解,其结构变化在不同土地利用类型和干湿处理之间无明显区别(P0.05),与还田作物秸秆种类以及N含量有关。     

青贮饲料:粮改饲下的新蓝海

正近年来,随着牛、羊等草食性家畜养殖规模的不断扩大,对青绿饲料的需求也在增加。为响应国家"发展秸秆畜牧业""调整畜禽结构,发展节粮型畜牧业"的号召,各养殖场努力推进农作物秸秆的饲料化利用,使青贮饲料质量有了明显的提高。农作物秸秆应用最多的是玉米秸秆,其利用方式经历了单纯的玉米秸秆青贮和全株玉米青贮两个阶段。目前,大多数养殖场都推行全株玉米青贮,即将青绿的玉米秸秆和穗一起装入窖内,在厌氧条     

临泽县秸秆饲料开发利用现状与潜力

农作物秸秆在自然条件下是一种劣质饲料。临泽县主要的秸秆有:玉米秸、麦秸、豆秸、稻草、蕃茄秧等。其特点是:蛋白质含量低,而且品质不佳;粗纤维含量高,其中含有不易被家畜消化的木质素;无氮浸出物含量高,主要成份是半纤维素和聚糖醛酸;有些秸秆质地粗硬,适口性差,食率极低。但是对秸秆取青贮、氨化、碱化、热加工,高强度冷压、微生物发酵等方法进行处理后,即能分解木质素,降低纤维素含量,提高营养价值,提高利用率、消化率、食速度,增强适口性,增加食量,达到减少资源浪费的目的。一、秸秆饲料开发利用现状目前,临泽县全县年产农作物秸秆约30多万吨,其中玉米秸秆和麦秸以面积和产量利用潜力大,约26．8万吨。全县以牛、羊为主的草食畜饲养量 25万头只,其中:牛饲养量约8万头,羊饲养量约17万只。但羊只以放牧为主,秸秆只作为补充饲草;牛主要以农作物秸秆和人工牧草(全县人工牧草约8．5万亩,年产鲜草约35万吨)全日制舍饲为主,只有少数牛在夏秋季节放牧。青贮、氮化或直接饲喂利用作为饲料的秸秆约15 万吨左右,还不到秸秆总量的50％,其余则付之一炬,造成环境污染和资源的极大浪费。     

复合菌剂对玉米秸秆的降解及土壤微生物多样性的影响

为实现玉米秸秆的田间快速分解,采用室内和室外盆栽试验方法对复合菌剂(黑曲霉Aspergillus niger(J4)、枯草芽孢杆菌Bacillus subtilis(A1)和毛栓孔菌Trametes hirsute(XYG422))促玉米秸秆分解效果进行分析,并研究复合菌剂对土壤养分及微生物功能多样性的影响。结果表明,先接种菌株A1和XYG422,间隔2 d后接种菌株J4对玉米秸秆中木质素、纤维素和半纤维素的降解效果优于3种菌株同时接种的处理。玉米秸秆接种复合菌剂40 d时,能显著提高玉米秸秆的降解率(35%)与对照相比提高了13%,但菌剂的不同接种剂量对玉米秸秆的降解差异不明显。施用复合菌剂后,土壤有效磷、速效钾和碱解氮含量增加,且随着培养时间的延长,其有效成分含量呈上升趋势。Biolog结果表明,施用复合菌剂的处理组在20 d和40 d时土壤微生物AWCD及Shannon、Simpson和McIntosh指数与对照(CK20和CK40)相比均有不同程度提高,但菌剂的不同接种剂量之间差异不明显。主成分分析表明,接种复合菌剂后土壤微生物的碳源利用情况有明显差异。对照组CK20和CK40碳源利用种类较少;T1和T2利用碳源较多,种类相似;T3和T4碳源利用种类最多,但利用种类存在一定差异。     

潮土区小麦、玉米残体对土壤有机碳的贡献——基于改进的RothC模型

【目的】为进一步了解秸秆还田对土壤有机碳(SOC)的提升效果,探究作物残体(根系与秸秆)对潮土区SOC的贡献,为华北冬小麦-夏玉米区SOC提升提供理论依据。【方法】基于腐解试验的有机物料碳残留率数据,获得4种有机物料在RothC-26.3模型最优时对应的DPM/RPM参数值(易分解植物残体和难分解植物残体的比值)。利用修订的DPM/RPM参数,获得了改进的RothC-26.3模型,并用郑州潮土区短期腐解试验(2012年11月至2013年11月)和长期定位试验数据(1990—2008年)进行验证,模拟出郑州潮土区冬小麦-夏玉米轮作系统中小麦、玉米残体在3种不同施肥处理下(不施肥CK,平衡施肥NPK和秸秆还田NPKS)对新形成SOC的贡献。【结果】在模型达到最优时,小麦根系(wheat root,WR)、小麦秸秆(wheat straw,WS)、玉米根系(corn root,CR)和玉米秸秆(corn straw,CS)的DPM/RPM值分别为0.89、3.04、4.35和3.25。模型结果显示,CK处理小麦根系、玉米根系的碳投入占碳投入的比例均为50%,而来源于小麦根系、玉米根系的SOC(0—20 cm)占新形成的SOC比例分别为60%、40%;小麦根和玉米根固碳效率分别为15.5%、10.8%;NPK处理小麦根系、玉米根系的碳投入占碳投入的比例分别为60%、40%,而来源于小麦根系、玉米根系的SOC(0—20 cm)占新形成SOC的比例分别为71%、29%;小麦根和玉米根固碳效率分别为17.5%、11.4%;NPKS处理小麦根系、玉米根系、玉米秸秆的碳投入的比例分别为47%、21%、32%,而小麦根系、玉米根系、玉米秸秆对新形成的SOC(0—20 cm)贡献分别为50%、22%、28%;小麦根系、玉米根系、玉米秸秆的固碳效率分别为16.9%、11.2%、11.4%。总之,冬小麦-夏玉米轮作系统中无论是不施肥、平衡施肥还是秸秆还田处理,小麦根系对新形成SOC的贡献率(50%—71%)大于玉米根系和玉米秸秆对新形成SOC贡献率(22%—40%)。源自小麦的SOC占新形成SOC的比例均分别大于源自小麦的碳投入占总碳投入的比例,而源自玉米的投入及其对新形成SOC的贡献则反之。小麦根系的固碳效率(15.5%—17.5%)大于玉米根系和玉米秸秆的固碳效率(10.8%—11.4%)。【结论】改进后的RothC模型可用来探究潮土区冬小麦-夏玉米轮作系统中小麦、玉米残体对新形成SOC的贡献。郑州潮土区冬小麦-夏玉米轮作系统中小麦根系对新形成SOC的贡献率均大于玉米根系和玉米秸秆的贡献率。根茬还田(尤其是小麦根茬还田)更有利于提升土壤有机碳含量。     

微生物降解玉米秸秆的研究进展

我国作为玉米生产大国,每年产生的玉米秸秆约8亿t,由于秸秆茎叶表皮角质层和硅细胞的阻抑、纤维素链分子结晶结构的高抗蚀性等限制因素的存在,使其难以利用。使用微生物降解的方法提高玉米秸秆利用率,具有条件温和、无污染、经济成本低等优点,在未来研究玉米秸秆降解中具有极大的应用前景。文章从微生物细菌、丝状真菌、放线菌以及复合菌系降解木质纤维素方面进行综述,以期为研究玉米秸秆的综合利用提供参考依据。     

一株秸秆分解菌的分离及酶活力测定

从腐烂的玉米秸秆中分离到一株能分解秸秆的青霉菌(PenicilliumSP),对其进行了滤纸分解度、羧甲基纤维素(CMC)酶活和天然纤维素酶活的测定以及固态发酵试验。结果表明,该菌株不到12h将滤纸全部分解,CMC酶活达2.494mg/ml·30min,天然纤维素酶活达118.6mg/ml·d。秸秆经该菌株发酵3d,发酵产物真蛋白含量由2.05%提高到6.60%,比原料本身的真蛋白含量高222.0%,是一株发酵秸秆生产饲料蛋白的优良菌株。     

秸秆还田与花后灌溉提高春玉米产量及水氮利用效率

【目的】研究秸秆还田与花后灌溉量对春玉米产量及水氮利用效率的影响，探究实现黄土高原东部河谷平原区春玉米水氮可持续高效利用的有效管理措施。【方法】基于连续7年长期定位试验（2014—2020年），在2021—2022年开展田间试验，采用裂区设计，主区为秸秆还田（R）和无秸秆还田（U），副区为5个花后灌溉量0(I0)、50(I50)、100(I100)、150(I150)、200(I200) mm，分析春玉米花后干物质累积量与耗水量的关系，并研究不同处理对春玉米产量、经济效益以及水氮利用效率的影响。【结果】秸秆还田与花后灌溉量及二因素互作显著提高春玉米产量、经济效益及水氮利用效率。与无秸秆还田相比，秸秆还田后玉米增产15.1%—43.5%，经济效益提高15.9%—49.1%，水分利用效率提高16.8%—36.9%，氮素回收利用效率、农学效率与偏生产力分别显著提高15.8%—62.0%、26.5%—126.0%和15.1%—43.6%。花后干物质累积量与耗水量之间呈现二次函数关系，与无秸秆还田相比，秸秆还田处理表现出较强的花后水分生产力，同时，产量响应系数显示秸秆还田处理在受到干旱胁迫时具有...