秸秆配施腐熟剂对土壤细菌群落及养分状况的影响

利用Illumina平台Miseq高通量测序技术,分析了盆钵培养条件下土壤添加秸秆和配施腐熟剂在不同时间节点土壤微生物群落组成和多样性变化规律及与土壤环境因子间的相关关系。结果表明,与无秸秆无腐熟剂(CK)组相比,添加秸秆无腐熟剂(S)组可显著提高土壤中有机质、碱解氮、速效磷含量及降低pH水平,添加秸秆和腐熟剂(SI)组可快速提高土壤中有机质含量和速效磷含量且显著高于S组。细菌多样性Chao指数、ACE指数及门、纲水平的物种丰度在腐熟期内均呈现S CK SI。SI的细菌门水平下的变形菌门和厚壁菌门、纲水平下的α-变形菌纲和芽孢杆菌纲及γ-变形菌属丰度相对最大;其中土壤细菌物种丰度在培养第15 d和30 d时与速效钾含量显著相关,在第45～75 d与碱解氮和有机质含量关系更密切。添加秸秆和腐熟剂的土壤在前期以优势度高的微生物物种促进秸秆快速腐解,随着秸秆腐解时间的延长、微生物种类持续增加至秸秆腐熟中后期,土壤微生物种群分布趋于稳定。     

西辽河平原区免耕秸秆还田方式对土壤微生物群落组成的影响

【目的】针对干旱半干旱西辽河平原区农田耕层存在的土壤质量问题,揭示不同免耕秸秆还田方式对土壤微生物类群分布特征的影响。【方法】设置浅旋秸秆不还田农户模式（CK）、免耕秸秆秋覆还田（MG）、免耕秸秆秋覆春二次粉碎还田（ME）、免耕秸秆秋覆春配施秸秆腐熟剂还田（MF）、免耕秸秆秋覆春二次粉碎配施秸秆腐熟剂还田（EF）5个处理,用田间小区试验的方法,研究免耕和不同秸秆还田方式对土壤微生物群落组成的影响。【结果】0～15cm土层中4种免耕秸秆还田方式降低细菌操作分类单元数;15～30 cm土层中MF和EF细菌操作分类单元数较高,MF中增加节杆菌属（Arthrobacter）、芽单胞菌属（Gemmatimonas）和假平胞菌属（Sphingomonas）相对丰度,EF中增加Haliangium、溶杆菌属（Lysobacter）、Subgroup＿10、Alistipes和拟杆菌属（Bacteroides）相对丰度;30～45 cm土层中4种秸秆还田方式均增加细菌操作分类单元数,增加了节杆菌属、拟杆菌属、Gaiella、硝化螺旋菌属(Nitrospira)相对丰度,但减少了Alistipes、Es...     

秸秆腐熟还田对中低产田土壤及玉米生长发育的影响

以玉米品种先玉335为指示品种,以基础田(不施肥)为对照,采用秸秆直接还田、秸秆腐熟还田、农家肥、短期绿肥、当地常规施肥处理等措施,研究不同培肥措施对土壤养分、含水量、耕作层温度、玉米生长发育及产量的影响。结果表明,以施腐熟秸秆15 000 kg/hm2+不施肥的处理效果最好,玉米折合产量最高,为 13 006.7 kg/hm2,较对照基础田(不施肥)增产43.88%;纯收益增量最高,为7 342元/hm2,纯收益增长率为79.05%。施农家肥15 000 kg/hm2的处理和施腐熟秸秆7 500 kg/hm2+农家肥7 500 kg/hm2 的处理玉米折合产量较高,分别较基础田增产41.00%、40.78%,纯收益增长率分别为76.75%、72.86%。秸秆腐熟还田可以显著提高土壤有机质、氮、磷、钾含量及土壤含水量,对土壤耕作层温度也有显著的提升作用。农家肥和秸秆还田可以促进后茬玉米的生长发育, 促使玉米提前达到旺盛生长期。在玉米整个生育阶段,秸秆腐熟还田处理能显著提高玉米出苗率和单株叶面积、棒三叶叶面积的增加速率,优化玉米干物质的积累与分配特性, 提高玉米叶、茎、鞘对籽粒的贡献率,增加玉米籽粒产量。建议在农业生产上加大秸秆腐熟还田的推广力度。     

秸秆腐解与养分释放特征对腐熟剂用量的响应

农业生产系统存在秸秆养分释放与作物生长需求匹配程度低等问题,拟通过腐熟剂用量调节还田小麦秸秆腐解及养分释放率,使之与作物生长需求相吻合,进而提升夏玉米产量。以人元腐熟剂为供试腐熟剂,小麦秸秆为供试秸秆,郑单958为供试玉米品种。采用完全随机区组试验设计,设置4种腐熟剂施用量：30 kg/hm²(T1)、45 kg/hm²(T2)、60 kg/hm²(T3)、75 kg/hm²(T4),以不施腐熟剂为对照(CK)。测定秸秆腐解率、养分释放率、夏玉米关键生育期的株高、茎粗、生物量和作物产量,通过回归分析探究秸秆养分阶段性释放如何调控夏玉米生长及籽粒产量形成。腐熟剂用量为45 kg/hm²时,秸秆最终腐解率可达69.28%。腐熟剂用量对不同养分释放的调控效果不同,其中,氮和有机碳的释放率呈线性变化,磷和钾的释放率呈阶段性变化。腐熟剂施用对抽雄期(VT)各养分释放率均有显著的促进效应。三叶期(V3)较CK而言,T2和T4处理氮、磷释放率增幅分别达到203.67%、187.05%和17....     

秸秆促腐还田土壤养分及微生物量的动态变化

采用盆钵培养法,通过模拟旱作覆膜条件下秸秆还田,研究了添加不同腐解剂(多个好氧性菌种复合培养而成的F1、富含分解纤维素、半纤维素、木质素和其他生物有机物质的微生物菌群F2、由芽孢杆菌、丝状真菌、放线苗和酵母菌组成的F3)后,小麦秸秆、玉米秸秆在120 d的腐解过程中,土壤养分及土壤微生物量的动态变化特征。结果表明:小麦、玉米秸秆经过120 d的腐解,各处理土壤有机质、碱解氮、全氮的增加速率一致表现为先增加后减小,土壤磷素、钾素的增加速率总体则呈现增-减-增-减的趋势;整个试验阶段小麦秸秆各处理土壤微生物量碳(SMBC)含量表现为先增后减。玉米秸秆土壤SMBC的变化与小麦秸秆差异较大,呈现波浪式变化;玉米秸秆土壤微生物量氮(SMBN)变化在100 d后则与小麦截然不同。秸秆添加腐解剂还田土壤养分增加速率和土壤微生物量碳氮含量均大于秸秆直接还田(对照),培肥土壤效果明显,能够有效增加土壤微生物量碳氮含量。小麦、玉米秸秆添加腐解剂F3的处理各养分含量高于其他处理,即内含具特殊功能的芽孢杆菌、丝状真菌、放线菌和酵母菌的秸秆腐解剂F3增加土壤养分的效果最好;相同腐解剂下不同种类秸秆处理的土壤养分含量表现为:F1,小麦玉米;F2,小麦≥玉米;F3,小麦玉米,即F1对小麦秸秆促腐优势最大,F3对玉米秸秆的促腐作用优于F1和F2,F2对小麦、玉米秸秆的促腐效果基本相似。不同腐解剂下,小麦秸秆处理SMBC、SMBN含量表现为F2F3F1;玉米秸秆处理SMBC含量F2F3≈F1,SMBN为F3F2≈F1。玉米秸秆各处理的SMBC均大于小麦秸秆,SMBN则均小于后者,与秸秆C/N的趋势一致,即C/N越大,SMBC值越大,SMBN值越小。     

全州县秸秆腐熟剂品种筛选

秸秆腐熟剂对于秸秆腐熟十分必要,但对于腐熟剂的品种选择就非常重要。基于此,将以全州县为例对秸秆腐熟剂品种筛选展开研究,希望能够为秸秆的加工处理找到高效的方法。     

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。     

秸秆还田配施腐熟剂对砂性土壤性质及滴灌玉米生长的影响

为探究秸秆还田配施腐熟剂对宁夏扬黄灌区土壤改良和玉米增产的效应,在秸秆还田条件下施用3种不同腐熟剂[生物秸秆速腐剂(SR+BS)、EM菌秸秆腐熟剂(SR+RJ)、有机废物发酵菌曲(SR+OW)],以秸秆还田不施腐熟剂处理为对照(CK),研究其对秸秆生物失重率、砂性土壤理化性状和滴灌玉米生长及产量的影响。结果表明,3种腐熟剂均能有效促进玉米秸秆腐解,其中SR+RJ的秸秆腐解程度最佳,翻埋130 d后其秸秆生物失重率为49.9%,SR+OW和SR+BS次之,3种处理分别较CK显著提高7.1、5.7、5.2个百分点。SR+RJ对改善0～40 cm土层土壤容重效果最佳,较CK显著降低4.2%,同时显著提高了耕层土壤有机质和速效养分含量及生育中后期土壤贮水量,SR+OW和SR+BS次之。施用秸秆腐熟剂能明显促进玉米生育中后期植株生长,其中SR+RJ最佳。SR+RJ和SR+OW对玉米增产增收效果最明显,分别较CK显著增产26.9%、23.4%,显著增收28.8%、23.4%。可见,秸秆还田配施腐熟剂可有效促进玉米秸秆腐解,改善土壤理化性质,促进玉米生长发育,显著提高作物产量与经济效益,以EM菌秸秆...     

不同质地土壤玉米秸秆还田配施腐熟剂效应的研究

为研究鉴选不同质地土壤秸秆还田适宜的秸秆腐熟剂,于2017—2018年在西辽河平原灌区中壤土和砂壤土秸秆还田配施人元腐熟剂和中农绿康腐熟剂,以秸秆还田不施腐熟剂为对照,共设置6个处理,测定玉米秸秆腐解率、玉米产量、玉米根系特性和土壤化学性状,研究不同秸秆腐熟剂对玉米产量及土壤特性的影响。结果表明:不同质地土壤2种腐熟剂秸秆腐解率间无显著差异;中壤土2年各处理玉米产量及根系特性、土壤化学性状均表现为人元腐熟剂中农绿康腐熟剂秸秆还田不施腐熟剂,且中农绿康腐熟剂和人元腐熟剂显著高于秸秆还田不施腐熟剂,而2种腐熟剂处理之间无显著差异;砂壤土2年各处理玉米产量及根系特性、土壤化学性状均表现为中农绿康腐熟剂人元腐熟剂秸秆还田不施腐熟剂,且中农绿康腐熟剂显著高于人元腐熟剂和秸秆还田不施腐熟剂。2年不同质地土壤中配施腐熟剂在根系特性、土壤化学性状方面表现为砂壤土配施中农绿康腐熟剂效果优于人元腐熟剂,而中壤土配施2种腐熟剂效果无显著性差异。     

秸秆覆盖下土壤养分与微生物群落关系研究

以我国17省的85个土壤样品为研究对象,定量添加玉米秸秆置于30℃培养90d,研究处理后土壤有机质(SOM)含量及养分变化与微生物群落之间的关系。结果表明:土壤各理化指标除全氮、碱解氮、全磷含量在处理后部分土壤减少以外,全钾、速效钾、速效磷含量均显著增加;SOM变化差异显著,根据其变化量将土壤分为I_1组有机质增量(I)12.05g/kg,I2组0.25I9.0g/kg,I3组-112.3I-0.3g/kg。I_1和I_3组初始SOM含量高且相似,处理后SOM却出现显著增加和显著降低2种截然相反的结果,而初始SOM较低的I_2组增加,但不显著;初始可培养细菌远高于可培养真菌和放线菌,但处理后真菌增量显著高于细菌,I_3组最为明显;处理前后,I_2和I_3组部分土壤的微生物生物量碳(MBC)变化不显著,部分则显著下降,而I_1组MBC含量在处理后多为显著上升;磷脂脂肪酸(PLFA)测定结果表明I_2组土壤微生物受环境和养分胁迫较I_1和I_3组高,I_2组处理后MBC均值降低了10.3%。秸秆对土壤的添加效果除了受土壤本底养分等条件影响外,很大程度上决定于土壤原有微生物的类型和组成。PLFA可用于预测秸秆添加效果。     

秸秆覆盖对滨海盐渍土土壤养分的影响

采用小麦秸秆(A)、30cm玉米秸秆(B_1)、50cm玉米秸秆(B_2)、玉米整杆(B_3)、杂草(T)5种不同类型,设计0.3kg/m~2(F_1)、0.6kg/m~2(F_2)、0.9kg/m~2(F_3)、1.2kg/m~2(F_4)4种梯度覆盖量,通过田间试验研究不同秸秆类型与覆盖量组合对滨海盐渍土土壤各养分指标的影响,并进行土壤养分综合评价,筛选较好的处理组合。结果表明:秸秆覆盖1a,A、B_1、B_2、B_3类型处理地块土壤各养分指标在覆盖量为0.6kg/m~2时增加效果较好;T类型处理地块土壤碱解氮含量与有机质含量分别在覆盖量为0.6kg/m~2与0.9kg/m~2时增加效果较好,对土壤速效磷、速效钾含量无显著增加效果。AF_2处理对土壤有机质、碱解氮、速效磷含量的提升效果最明显,B_1F_2处理对土壤速效钾含量的提升效果最明显。不同处理均可增加土壤养分,各类秸秆与覆盖量的最佳组合对滨海盐渍土土壤养分提升效果表现出AF_2B_1F_2B_3F_2B_2F_2TF_4的顺序,AF_2处理对土壤养分有较好的提升效果。     

溶磷微生物菌剂对土壤营养元素及玉米生长的影响

为比较不同溶磷菌剂在田间应用效果,通过田间小区试验,研究3种菌剂草酸青霉I1(I1)、黑曲霉H1(H1)和巨大芽孢杆菌BM(BM)对土壤营养元素动态变化以及玉米产量的影响。结果表明:施用3种菌剂,土壤有效磷含量显著提高,在不同磷水平下,土壤有效磷含量比对照提高6.47%~37.13%。在P2O592 kg·hm-2水平下,在玉米生长前期,施用3种菌剂,土壤pH值显著降低,土壤交换性Ca、Mg和有效性Fe、Cu、Zn含量以及玉米叶片SOD、POD和CAT酶活性显著增加,而有效Mn的含量降低;总体上,各处理间提高土壤交换性钙、镁和有效锌的能力为H1I1BM,提高土壤有效铁能力为H1≥BMI1,提高土壤有效铜能力为BMH1I1。不同磷水平下,施用3种菌剂后,玉米产量显著提高,在P2O592 kg·hm-2水平下,施用微生物菌剂玉米产量比CK增加8.2%~12.1%,总体上,增产效果为I1H1BM。     

稻草还田配施腐解菌剂对水稻土壤微生物的影响

为探讨稻草还田配施腐解菌剂对水稻土壤微生物的影响,通过田间设置稻草还田(CK)和稻草还田配施腐解菌剂(SM)试验,结合常规的分析手段和基于16Sr DNA的末端限制性片段长度多态(TRFLP)技术研究了复合腐解菌剂促腐稻草全量还田后水稻产量、土壤矿质成分及土壤微生物多样性的变化。结果表明,与CK相比,SM的土壤有机质、全氮、有效磷含量和水稻产量分别提高了15.0%、31.0%、98.0%和5.9%;细菌、放线菌和真菌数量分别增加了14.66倍、1.50倍、2.78倍;亚硝化细菌、硝化细菌、反硝化细菌、好气性自生固氮菌、好气性纤维素分解菌、无机磷细菌、有机磷细菌、铁细菌和硅酸盐细菌数量分别提高了119.8%、55.6%、51.9%、40.5%、107.4%、70.8%、145.2%、140.1%、70.0%。T-RFLP分析表明,在SM中,与碳、硫循环相关的微生物、抗致病菌、有益菌数量增加,病原菌数量减少,群落结构变化显著。综上,在稻草全量还田机插栽培条件下,与单一稻草还田相比,添加促腐菌剂能更有效提高土壤矿质养分和改善土壤微生物群落的功能多样性,从而增加水稻产量。本研究结果为合理利用稻草还田提供了科学依据。     

秸秆还田深度对黄棕壤养分及物理性质的影响

[目的]通过改变秸秆还田深度来探讨其对黄棕壤养分和物理性状的影响,探索最适秸秆还田深度,为提高秸秆利用率和改善土壤理化性质提供科学依据。[方法]以黄棕壤为研究对象,设置5个处理:无秸秆还田(CK)、表面覆盖(T_0)、10cm还田(T_(10))、20cm还田(T_(20))和30cm还田(T_(30)),分析了小麦收获后土壤0—40cm土层物理性质和土壤养分状况。[结果](1)秸秆还田能显著降低土壤容重,增加土壤总孔隙度、饱和含水量、田间持水量和有效水含量,使土壤有机质、有效磷和全氮含量分别增加6.56%~9.96%,2.81%~7.32%和1.67%~10.00%;(2)秸秆还田减少了土壤铵态氮和硝态氮含量,降幅为1.48%~15.04%和14.90%~53.42%,其中土壤硝态氮含量与秸秆还田深度呈显著负相关关系;(3)由主成分分析可知,各处理下的土壤综合得分次序为:T_(20)T_(30)T_(10)T_0CK,说明秸秆还田处理能改善土壤养分和物理状况,其中秸秆还田深度为20cm时效果最为显著。[结论]综合黄棕壤物理性状和养分含量,秸秆还田深度20cm处理最为适宜。     

氮肥减量配施微生物菌剂对灌淤土花椰菜产量及土壤微生物的影响

采用biolog微生物鉴定系统和平板稀释法探讨了氮肥减量配施自制微生物菌剂对花椰菜产量及根际土壤微生物的影响研究。结果表明:T₄（2/3倍N肥用量+微生物菌剂）、T₅（3/4倍N肥用量+微生物菌剂）和T₆（常规N肥用量+微生物菌剂）处理土壤细菌、放线菌和微生物总数数量分别增加了57.6%~321.54%,66.81%~83.62%和135.40%~232.07%,而土壤真菌数量降低34.08%~41.80%。与对照相比各施肥处理增加了土壤细菌占微生物总数的比例,降低了真菌和放线菌的比例,T₅和T₄处理效果最显著。与对照相比T₄,T₅和T₆处理显著提高了土壤微生物群总落碳源利用能力。T₄,T₅和T₆处理显著增加了土壤微生物群落对碳水化合物、羧酸类、聚合物类和氨基酸类碳源的代谢水平,T₃（单施微生物菌剂）处理显著增加了土壤微生物群落对羧酸类和聚合物类碳源的代谢水平。T₅和T₆处理对增加花椰菜产量、生物量效果接近,花椰菜产量分别增加了12.35%和10.75%,地下干生物量增加了57%左右,T₂（单施氮肥）和T₄处理增加花椰菜产量5%左右。     

基于旋耕玉米秸秆还田条件下土壤微生物、酶及速效养分的动态特征

为研究旋耕条件下秸秆还田的腐解机理,设置不同数量秸秆还田处理,分别于玉米拔节期、抽雄期、乳熟中期、完熟期测定土壤微生物数量、土壤酶活性和速效养分含量。结果表明:(1)秸秆还田促进土壤微生物繁殖,提高土壤酶活性,增加碱解氮含量,降低速效磷和速效钾含量;秸秆量为11 250kg/hm~2时真菌、细菌、放线菌数量及蔗糖酶、纤维素酶活性增幅最大;秸秆量为7 500kg/hm~2时脲酶、磷酸酶活性和碱解氮增幅最大,速效磷、速效钾降幅最大。(2)部分土壤微生物数量与土壤酶活性之间存在相关性,播种后40天,土壤真菌、细菌、放线菌数量、纤维素酶活性之间存在正相关,真菌与磷酸酶活性呈负相关;播种后67天,放线菌与磷酸酶、蔗糖酶呈正相关;播种后140天,放线菌与蔗糖酶呈正相关。(3)部分土壤酶活性之间存在相关性,播种后67天,脲酶与纤维素酶、磷酸酶与蔗糖酶之间呈正相关;播种后140天,蔗糖酶与纤维素酶呈正相关,脲酶与蔗糖酶、纤维素酶呈负相关。(4)土壤酶活性与速效养分存在相关性,播种后40,112天的脲酶、67天的纤维素酶、112,140天的磷酸酶与碱解氮含量呈正相关;播种后40天,蔗糖酶与速效钾呈正相关,播种后40,67,112天脲酶活性与速效钾含量呈负相关。(5)碱解氮与速效磷含量呈负相关,播种后40,112,140天的碱解氮与速效钾含量呈负相关。     

不同耕作措施下秸秆还田对土壤速效养分和微生物量的影响

为揭示西辽河平原玉米秸秆还田的效应,在2014—2015年设秸秆深翻还田(DR)和秸秆旋耕还田(RR)2个处理,以旋耕不还田(CK)为对照,研究了不同耕作措施下秸秆还田当年和次年对土壤速效养分和微生物量的影响。结果表明:DR和RR均能不同程度的提高土壤碱解氮、速效钾的含量和细菌、真菌、放线菌的数量,且DR较RR的效果更为明显,RR对土壤有效磷含量影响不大。秸秆还田次年完熟期,3个土层(0—10,10—20,20—30cm)的平均值,土壤碱解氮含量DR和RR分别较CK增加了26.60%,16.34%,有效磷含量分别增加了19.81%,0.92%,速效钾含量分别增加了23.95%,12.53%,3个土层的总计,细菌数量分别增加36.46%,9.80%,真菌数量分别增加了22.10%,21.90%,放线菌数量分别增加23.55%,17.38%。秸秆还田当年与次年相比,土壤速效养分除拔节期当年增长幅度低于次年外,其他各时期均表现为当年增长幅度高于次年,微生物量表现为次年增长幅度高于当年;秸秆还田与对照相比,土壤速效养分和微生物量的增加,主要表现在0—10cm土层;不同生育时期相比,土壤速效养分还田当年以完熟期最大,次年以拔节期最大。     

Effect of Salinity on the Transformation of Wheat Straw and Microbial Communities in a Saline Soil

Currently, straw transformation in saline soil is largely unknown. The effect of soil salinity on wheat straw transformation and the roles of nitrogen (N) and phosphorus (P) were evaluated in a greenhouse experiment. By sodium chloride (NaCl) addition, straw was applied at the rate of 30 g kg^?1 in various saline soils (2.0–4.0 g kg^?1). N or combined N and P added in straw amended saline soil (3.0 g kg^?1). Three replications of each treatment were sampled to determine straw residues at 30, 60, and 90 d. Results showed straw application significantly increased microbial biomass, especially fungal biomass. Soil salinity increased by 1.0 g kg^?1, which decreased straw decomposed rate by 6.3 ~ 11.1%. N application significantly increased straw decomposed rate (p < 0.05), and high salinity obviously inhibited the humidification process of straw. We suggested that straw carbon transformation regulation and little straw residue accumulation in saline soil should arouse more attentions in future studies.