低温高效降解玉米秸秆复合菌系发酵条件优化及腐解菌剂的研究

为解决北方低温条件下玉米秸秆降解难的问题,利用筛选于锯末的一组玉米秸秆降解复合菌系GF-S72,通过单因素、正交试验及载体生物相容性试验,研究了复合菌系的发酵条件、菌剂载体类型、用量及保存条件。结果表明,复合菌系GF-S72最佳发酵条件为:尿素0.1%、碳氮比20∶1、培养温度10℃、初始p H为8.0、装液量18 m L/150 m L、培养时间6 d、接种量2%。基于试验选取硅藻作为最佳载体,在菌液∶载体=3∶1、菌剂与秸秆配比为0.05 g/2 g,制备低温高效降解玉米秸秆复合型菌剂。试验结果还表明,p H值为8.2、含水量为1.42%、保藏湿度为10%、保藏温度为15℃时,复合型菌剂降解玉米秸秆的效率最高。     

生物表面活性剂混合纤维素分解菌分解秸秆的研究

以玉米秸秆为原料进行堆肥,施入不同种类的生物菌剂,研究接种复合菌剂对堆肥中微生物量与酶活性变化的影响.结果表明,纤维素分解菌显著改善了真菌数量,对纤维素、半纤维素和木质素的降解起主要作用:添加一定量的生物表面活性剂对纤维素分解菌不会起到抑制作用,还能在一定程度上激发纤维素分解菌的活性,生物表面活性剂优秀的表面活性改善了...     

秸秆还田配施微生物菌剂与有机肥施用对黑土微生物量碳的影响

为研究在"三分法"大垄深松耕作的基础上,施加秸秆还田配施微生物菌剂及有机肥对土壤微生物生物量碳的影响,在东北农业大学试验基地玉米种植模式下设置了田间试验。试验设5个处理,分别为大垄、大垄配施有机肥、大垄秸秆还田、大垄秸秆还田配施纤维素分解菌、大垄秸秆还田配施生物表面活性剂。经过2年的田间取样,测定玉米不同生育时期土壤微生物量碳含量。试验结果表明,在大垄深松的情况下,施用有机肥和秸秆还田均可提高土壤微生物量碳含量,年平均量提高了23.04%、25.13%,且达显著水平;在大垄秸秆还田的基础上配施纤维素分解菌菌剂和生物表面活性剂,在玉米生育后期即灌浆期、成熟期对土壤微生物量碳影响显著,与大垄秸秆还田不配施菌剂处理相比,微生物量碳年平均量增加了14.82%、26.70%,表明秸秆还田配施微生物菌剂具有更大的生态效益;2010、2011年试验,二者呈现相似结果,与对照比较2011年不同处理土壤微生物量碳含量的增加更为明显。     

低温菌剂降解秸秆还田对东北黑土微生物活性的影响

研究了东北黑土区低温菌剂降解秸秆还田对玉米田土壤微生物量和土壤酶活性的影响.结果表明,低温菌剂的施入较常温菌剂显著提高了土壤微生物数量、土壤酶活性及微生物碳、氮含量.经低温复合菌剂处理和低温生物表面活性剂处理后,土壤细菌数量分别高于对照(不施菌剂)5.12％和3.72％,其他处理均明显低于对照.各处理土壤真菌、放线菌的数量均高于对照,且低温复合菌土壤真菌、放线菌的数量最多,分别高于对照2.11倍和21.34％.除生物表面活性剂处理和纤维素分解菌处理土壤脲酶活性低于对照外,低温纤维素分解菌处理、低温复合菌处理、低温表面活性剂处理和复合菌处理土壤脲酶活性分别高于对照14.67％、7.43％、6.17％和1.67％.低温复合菌剂处理、复合菌处理、纤维素分解菌处理、低温生物表面活性剂处理、低温纤维素分解菌处理和生物表面活性剂处理土壤过氧化氢酶活性分别高于对照9.01％、4.71％、4.23％、3.66％、2.89％和1.48％.施菌剂能显著提高土壤微生物量以及碳、氮含量,且施加低温菌剂的处理在提高土壤微生物量方面优于常温菌剂.     

不同腐解剂对麦秸秆腐解的初步研究

从土壤、瑞莱特菌系中分离筛选出高效纤维素降解菌,组建TZ和RES 2个复合菌系,利用2个复合菌系、瑞莱特菌系作为外加菌剂对小麦秸秆进行腐熟,研究3种菌系对小麦秸秆腐解进程的影响.结果表明:外加腐解剂,秸秆的腐解温度、粗纤维和有机质含量的变化与对照相近;腐熟60 d后,未加菌剂的粗纤维及有机质含量最低分别为55.2%和86.7%,说明外加此3种腐解剂不能促进秸秆腐熟,秸秆腐熟主要依赖其自身含有的微生物.     

秸秆还田对土壤生物特性的影响研究

为探讨秸秆还田以及应用纤维分解菌剂对土壤微生物、酶活性和生物缓冲性等生物学特性的影响,进行了秸秆不还田与秸秆还田并应用微生物菌剂的试验。结果表明,秸秆还田和应用微生物菌剂后土壤纤维素酶、转化酶、脲酶和多酚氧化酶活性升高,土壤微生物群体增大,微生物总量从4.0×107个/g土壤上升到1.2×108个/g土壤和1.5×108个/g土壤,土壤生物缓冲性增强。     

EM生物菌分解秸秆的效应及其在有机蔬菜生产上的应用

简要阐述了EM生物菌分解作物秸秆的营养机制,分析了EM生物菌分解作物秸秆的环境效应,并举例说明了EM生物菌和秸秆在有机蔬菜生产上的应用方法与效果。作物秸秆和EM生物菌相结合,将在有机蔬菜生产上发挥重要作用。     

微生物菌剂对茭白秸秆堆肥过程的影响

为提高茭白秸秆堆肥的质量,以上海市青浦区的茭白秸秆和普通废菌菇渣为材料,设置加微生物菌剂和不加菌剂(对照)2个处理,进行了微生物菌剂对茭白秸秆堆肥过程影响的试验。结果表明:接种菌剂的茭白秸秆堆肥温度上升迅速,升温后堆体的温度比对照高8.5℃以上;在堆肥过程中,堆体的含水量和pH均呈下降趋势,2个处理的变化趋势基本一致;接种菌剂处理堆体的EC值变化幅度大于对照,但总体变化趋势基本一致;在堆肥前期,接种菌剂处理的发芽率低于对照,堆肥结束后2个处理的发芽率均达到94%以上。总的来看,接种菌剂可明显提高茭白秸秆堆肥的温度,加快茭白秸秆中有机物质的分解速度,加速茭白秸秆腐熟的进程,有利于堆肥质量的提高。     

环境温度和酸碱变化适应性广的纤维素降解菌复合系筛选

【目的】外源微生物在生物堆肥过程中的作用是否稳定对生物堆肥意义重大,本研究旨在获得具有较好环境耐受性的复合微生物菌,增强菌剂在生物堆肥中的竞争力和实用效果。【方法】将前期从自然环境中分离到的具有纤维素分解能力的20株菌,构建25组复合微生物菌剂,经过拮抗关系试验筛选到21组复合微生物剂,并通过液体发酵培养,采用DNS法测定复合菌的纤维素酶活:包括滤纸酶活(FPA)和不同环境条件下(温度、酸碱)的羧甲基纤维素钠酶活(CMC酶活)。【结果】筛选得到的复合微生物CM17,该菌系在35、45、55℃,pH值6、7.5、10,都能正常分解纤维素,具有良好的环境耐受性。16SrDNA分子鉴定表明,CM17复合菌剂中包含有链格孢菌(Alternaria alternate)、链霉菌(Streptomyces sp.)、厄氏菌(Oerskovia sp.)和短梗霉菌(Aureobasidium sp.)等。CM17复合菌剂的纤维素酶活远远比单菌株强,当4种菌的混合体积配比为1∶1∶1∶1时,其分解纤维素的酶活功能表现最佳。【结论】CM17复合菌剂具有较强的环境耐受性,对复杂环境下生物堆肥具有一定的理论和应用价值。     

接菌剂对水稻秸秆和白菜尾菜混合堆肥进程及细菌多样性的影响

接种秸秆分解菌剂强化秸秆降解效果是生产上普遍采用的人工强化措施,水稻秸秆和白菜尾菜是两种特征不同的农业有机固体废弃物,将二者混合堆肥发酵会通过营养互补提高处理效果。以收获后风干水稻秸秆和白菜尾菜为混合原料（二者质量比7∶3）进行堆肥试验,研究接种秸秆分解菌剂（接种量5%,体积比）对堆肥过程的影响,通过高通量测序技术分析堆肥化过程中细菌多样性动态变化。结果表明,添加秸秆分解菌剂处理（T1）与不接菌对照（CK）相比,堆体的高温期长6 d,发芽指数（GI）提升9.0%。堆肥结束时,物料的全氮、全钾含量显著提升至1.39%和2.15%(P<0.05)。TI高温期与降温期丰富度大于10%的优势细菌属分别为纤维杆菌属（Fibrobacter）、Demequina。CK高温期丰富度大于10%的优势细菌属为假黄单胞杆菌属（Pseudoxanthomonas）、螯合球菌属（Chelatococcus）,降温期丰富度最高的优势细菌属为高温双岐菌属（Thermobifida）。添加秸秆分解菌剂能够提升物料养分含量,促进物料腐熟,并且提高堆肥高温期、降温期细菌多样性和丰富度。     

秸秆常温快速腐熟生物技术的研究

在常温条件下,由不同菌系组成的腐解剂对秸秆进行分解试验。结果表明,7号腐解剂分解秸秆后的残留率、剪切力最低。说明7号腐解剂分解效果最好。由此确定由细菌1号、2号;真菌1号、3号;放线菌1号组成的7号腐解剂为最佳配方。     

具有生防功效的玉米秸秆降解复合菌系的构建

【目的】构建具有生防功效的玉米秸秆降解复合菌系,以提高玉米秸秆的降解率,并有效防治植物病害。【方法】通过对可产芽孢的11株纤维素降解菌（X₁～X₁₁）、17株半纤维素降解菌（B₁～B₁₇）、19株木质素降解菌（M₁～M₁₉）及1株生防菌（L）间亲和性的测定,构建复合菌系。测定复合菌系对玉米秸秆的降解能力,筛选出最优的复合菌系;通过16S rDNA序列分析,对组成最优复合菌系的菌株进行鉴定。以小麦种子发芽指数（GI）为指标,利用模拟堆肥试验研究最优复合菌系对玉米秸秆腐熟进程的影响;通过田间试验,研究最优复合菌系对番茄生长、产量的影响,并探讨其对番茄灰霉病的防治效果。【结果】通过亲和性试验初步构建了Z1(LM₅X₄B₂)、Z2(LM₃X₇B₅)、Z3(LM₃X₁₀B₂)和Z4(LM₅X₁₀B₁₂)4个复合菌系,其中复合菌系Z1综合效果最好,其对玉米秸秆的降解率最高（45.9%）。喷施复合菌系Z1的发酵液可加快玉米秸秆腐熟进度,堆肥第25天时GI值超过85%,玉米秸秆完全腐熟,腐熟进程较喷施清水的对照提前了4 d。秸秆还田时喷施Z1发酵液,可促进番茄生长,提高番茄产量,并且对番茄灰霉病具有一定的防治效果（防治效果为27.92%）。经16S rDNA测序,鉴定组成复合菌系的L为类芽孢杆菌、X₄为枯草芽孢杆菌、M₅和B₂为解淀粉芽孢杆菌。【结论】构建的复合菌系Z1具有生防和降解秸秆的双重功效,且使用成本低、操作简单,具有潜在的应用价值。     

附子秸秆残茬对水稻的化感效应

[目的]探明附子秸秆残茬对水稻的化感效应。[方法]通过添加附子秸秆残茬不同腐解液,采用平板培养法进行水稻种子萌发和幼苗生长试验。[结果]除秸秆残茬添加附子田土壤腐解15 d原液(SBW15)处理7 d外,其余附子残茬腐解原液处理3 d与7 d的水稻种子均不发芽,其25%稀释液处理3 d亦不同程度抑制水稻种子萌发与根系生长,但处理7 d对根系生长表现出抑制与促进双重作用;除25%SBW15稀释处理7 d外,其余腐解液对水稻发芽率、根长及发芽指数均表现化感抑制作用,且处理3 d的抑制作用强于7 d。[结论]附子秸秆残茬对水稻的化感效应与秸秆残茬腐解液浓度及处理时间有关。     

秸秆腐熟剂品种筛选试验

为验证不同秸秆腐熟剂的应用效果,研究不同秸秆腐熟剂对秸秆腐烂程度和早稻生长发育及产量的影响。试验结果表明,秸秆腐熟剂可以加速还田秸秆的腐烂,提高土壤有机质的含量,同时具有显著的增产效果。     

秸秆还田方式与施氮量对秸秆腐解及玉米氮素利用的影响

为探究高效秸秆还田方式与施氮量结合模式，明确黑土区玉米秸秆腐解和氮素释放规律对还田方式和氮肥管理的响应及其对玉米产量和氮素利用效率的影响，以玉米秸秆为研究对象，在吉林省四平市设置连续两年(2021和2022年)的田间定位试验，采用尼龙网袋法探究覆盖(Straw mulch，SM)和翻压(Straw bury，SB)2 种秸秆还田方式和不施氮肥(N0)、180 kg/hm²(N1)、270 kg/hm²(N2)3个施氮水平的组合下，秸秆腐解率和氮素释放率。结果表明:秸秆还田方式和施氮量显著影响秸秆腐解特征，其中SB处理的秸秆两年累积腐解率平均为83.0%，显著高于SM处理的65.3%；与N0处理相比，施氮处理(N1和N2)秸秆腐解率提高9.8%。SB处理秸秆氮素两年累积释放率为62.5%，显著高于SM处理的46.0%，秸秆氮释放量分别为51和38 kg/hm²；施氮促进秸秆氮素释放，提高秸秆氮素释放率的比例为12.5%；秸秆还田方式与施氮量显著影响玉米产量和植株氮素吸收，且具有交互效应，其中SBN2处理的玉米产量和植株氮素吸收量均为最高，分别为11 017.0和184.9 kg/hm²。统计显示，SB处理中施氮量、秸秆氮素释放量、穗粒数与玉米产量和吸氮量间均具有明显的正相关关系。因此，在翻压还田和高施氮量组合时，可以促进秸秆腐解和玉米氮素利用。     

新疆寒冷地区腐木中产纤维素酶菌株的筛选与低温产酶特性

为筛选出能在低温条件下高效降解纤维素的菌株,提高秸秆在低温条件下纤维素的降解速度,以新疆寒冷地区腐木为试验材料,对低温纤维素降解菌进行筛选,在4 ℃条件下筛选得到4株可在低温下生长且具有纤维素降解作用的真菌,通过形态学和分子生物学的方法对低温菌进行鉴定,分别为产黄青霉(Penicillium chrysogenum)、桔绿木霉(Trichoderma citrinoviride)2株、脉纹孢菌(Neurospora sitophila);耐冷试验表明,筛选获得的菌株都为耐冷菌。通过对4株低温菌产酶特性进行研究,结果表明,菌株产纤维素酶的最佳培养时间为9 d,培养基最适初始pH值为7,最佳温度为25 ℃,最佳接种量为5%。秸秆降解试验表明,筛选获得的4株真菌对秸秆具有降解能力,对玉米秸秆降解效果最好,酵解率都在40%以上。     

早稻秸秆还田添加腐熟剂对晚稻产量及土壤养分的影响

[目的]研究秸秆还田添加腐熟剂对晚稻生长发育及土壤养分含量的影响。[方法]以协优46为供试晚稻品种,以秸秆不还田为对照,在秸秆还田的情况下添加家农、金葵子、鱼米香秸秆腐熟剂,研究秸秆腐熟剂对晚稻产量及土壤养分的影响。[结果]与秸秆不还田相比,秸秆还田可使晚稻穗粒数、实粒数、结实率及千粒重分别提高1.1~7.5粒、3.0~6.6粒、1.0个百分点~5.2个百分点、0.2~0.9 g,明显提高晚稻产量,平均增产357.5 kg/hm~2,增幅为5.8%;可使土壤容重减少0.03~0.06 g/cm3,pH降低0.20,土壤有机质、全氮、速效钾、阳离子交换量(CEC)分别增加0.15~0.26 g/kg、0.04~0.11 g/kg、5.00~10.00 mg/kg、0.18~1.04 cmol/kg;添加秸秆腐熟剂对早稻秸秆腐解比自然情况下的腐解时间缩短15 d。[结论]秸秆还田添加腐熟剂可提高晚稻产量和土壤养分含量,3种腐熟剂增产和改善土壤养分的效果从好到差依次为金葵子、家农、鱼米香。     

室内模拟条件下玉米秸秆的分解特征及物质组成变化

以玉米秸秆为材料,研究了在室内模拟的条件下不同处理的玉米秸秆的腐解率、粗纤维以及全钾含量的变化。结果表明,随着腐解时间的延长,各处理的腐解率不断增大,在其他条件一致的前提下,添加微生物的处理平均腐解率 大于未添加微生物的处理,秸秆长度为1 cm的处理平均腐解率大于秸秆长度为3 cm的处理;粗纤维含量的变化总体趋势是下降,其他条件一致的前提下,秸秆长度为1 cm的处理粗纤维含量小于秸秆长度为3 cm的处理,在添加物微生物的处理中秸秆长度为1 cm且C/N=25的处理粗纤维平均含量最小,其含量为31.57%;其他条件一致的前提下,秸秆长度为1 cm的处理全钾含量大于秸秆长度为3 cm的处理。     

不同添加剂处理对水稻秸秆腐解效果的影响

【目的】研究不同化学添加剂处理下水稻秸秆腐解产物的理化特性、养分含量、腐殖酸性质变化以及腐解产物浸提液对种子发芽指数的影响,为秸秆高效、高质腐熟以及有机废弃物合理利用提供理论依据和技术参考。【方法】以水稻秸秆作为供试有机物料,EM菌作为供试腐解菌剂,FeSO4、Na2SO4、石灰和碱渣作为添加剂,布置室内培育试验,观测不同添加剂处理下水稻秸秆腐解产物的pH,有机质,氮、磷、钾养分,腐殖酸性质的变化,分析各处理腐解产物浸提液对萝卜种子发芽的影响。【结果】培养54 d后,各添加剂处理的pH为8.17—8.65,呈微碱性,并且其物理特性也达到腐熟标准;10%碱渣、3%FeSO4、10%碱渣配合3%FeSO4处理下秸秆腐解产物的有机质残留和养分含量水平较高;3%FeSO4和10%碱渣配合3%FeSO4处理下,秸秆腐解产物的腐殖酸含量分别为76.1、78.0 g•kg-1,明显高于其它处理。化学添加剂处理也显著提高了腐殖酸品质,10%碱渣和10%石灰处理下,秸秆腐解产物中的胡敏酸（HA）含量为47.7和50.3 g•kg-1,胡敏酸与富里酸比（HA/FA）>2;添加10%碱渣、3%FeSO4以及10%碱渣配合3% FeSO4处理下,萝卜种子发芽指数（germination index,GI）均达到80%以上,表明上述处理不仅能促进秸秆的高效腐熟,还能有效消除秸秆腐解产物的毒害作用。【结论】有机物料腐解过程中添加碱渣和FeSO4能明显促进秸秆腐熟,提高腐解产物的品质。     

温度与微生物制剂对小麦秸秆腐解及土壤碳氮的影响

【目的】探讨不同温度和添加微生物制剂条件下,小麦秸秆腐解对土壤中不同形态碳、氮含量的影响,为评价秸秆还田措施补充土壤养分、改善土壤肥力的贡献提供理论依据。【方法】采用室内模拟恒温培养方法,于15和20 ℃条件下,在装有127.5 g风干土样的培养盆中,分别添加不同量秸秆（0.961,0 g/盆）和微生物制剂（2.88,0.961,0 mg/盆）,后培养75 d,测定秸秆腐解期间CO₂释放量及腐解后土壤中不同形态碳、氮的含量。【结果】温度对秸秆腐解和养分释放影响较大,而微生物制剂未表现出作用效果。经75 d腐解培养后,添加秸秆与对照相比,15 ℃下秸秆CO₂-C的净累积释放量较20 ℃下低37.1%,而土壤有机碳和微生物量碳净增量分别增加了260%和949%;同时,15 ℃下土壤全氮和铵态氮含量分别较20 ℃下降低了100%和18.4%,微生物量氮提高了262%。【结论】较低的温度有利于秸秆对土壤有机碳和微生物量碳、氮的截留和保蓄,而较高的温度会加速秸秆有机碳向无机碳转化,同时微生物制剂在本研究的水热条件下未能发挥作用。