不同二氧化碳浓度对玉米秸秆分解期间土壤微生物生物量碳的影响

通过室内模拟试验,研究了不同二氧化碳浓度对玉米秸秆分解期间土壤微生物生物量碳(SMBC)的响应。研究结果表明:土壤添加玉米秸秆后,激发了土壤微生物的生长,在培养第1 d各处理SMBC达到了整个培养期的最高峰后迅速下降,90 d以后SMBC的下降趋势趋于平缓。在不同浓度的二氧化碳培养条件下,0～15 d短期培养期间,各处理SMBC间差异不显著。30～270 d长期培养期间,SMBC随着二氧化碳浓度的升高而减少,各处理之间差异显著。通过相关性分析,各处理的SMBC分别与土壤有机碳、腐殖物质、富里酸、胡敏素间均呈显著正相关。二氧化碳浓度为0.03%的SMBC与土壤可溶性有机碳呈显著正相关(r=0.649,P<0.05),表明正常大气条件更有利于土壤微生物的活动。     

不同温湿条件对土壤微生物量碳的影响

[目的]研究不同利用方式土壤在不同温度和水分培养条件下其微生物量碳的变化规律,为揭示土壤微生物量碳在不同气候条件下的变化规律提供理论依据.[方法]采用完全随机试验设计方法,进行室内模拟试验,设置两个温度水平（25和35℃）,5个土壤相对含水量水平（20％、40％、60％、80％和100％）,对水稻田和旱地土壤进行100 d的培养,分别测定其土壤微生物量碳（SMBC）.[结果]水稻田SMBC高于旱地SMBC,差异达极显著水平（P＜0.01,下同）.在土壤微生物生长高峰阶段（17～25 d）不同温度对SMBC影响差异达极显著水平;不同温度对水稻田SMBC的影响在60％土壤相对含水量处理中差异达显著水平（P＜0.05,下同）,对旱地SMBC的影响在100％处理中差异达极显著水平.在培养的每个时期,SMBC均随着土壤相对含水量的增加而增加;在培养高峰期,不同土壤相对含水量处理间的SMBC差异均达显著水平.不同利用方式土壤与温度间的互作不显著,但与土壤相对含水量互作显著;温度与土壤相对含水量也呈显著互作.[结论]在海南气候环境下实施有机物料还田时,应根据不同的土地利用方式选择最佳控水措施,提高土壤微生物量碳,增加土壤固碳作用.     

添加有机物料后红壤CO2释放特征与微生物生物量动态

 【目的】对不同有机物料施入红壤后CO2释放特征及几种形态碳、氮变化进行了观测,并分析其相互关系,以阐明添加有机物料后红壤中CO2释放量及几种碳、氮形态的变化特征。【方法】采用室内恒温培养试验,向红壤中添加5种有机物料（猪粪、牛粪、鸡粪、玉米秸秆和小麦秸秆）,培养期间定期采样分析红壤CO2释放量及土壤微生物量碳、氮（SMBC、SMBN）的动态变化。【结果】添加有机物料后,各处理CO2释放速率在培养前期较高,在培养18-20 d后基本趋于稳定。整个培养期间,土壤CO2-C的累积过程符合一级反应动力学方程。添加不同有机物料后红壤CO2潜在释放量从高到低顺序为：小麦秸秆（1.51 g•kg-1）＞玉米秸秆（1.38 g•kg-1）＞猪粪（0.89 g•kg-1）＞鸡粪（0.78 g•kg-1）＞牛粪（0.50 g•kg-1）。添加几种有机物料后红壤CO2释放量存在显著差异,秸秆类有机物料分解释放CO2量相当于动物有机肥的2倍以上,其中小麦秸秆最高,牛粪最低,且有机物料分解释放CO2量与SMBC、SMBN、土壤可溶性有机碳（WSOC）和有机物料C/N呈显著相关。【结论】等碳量的有机物料施入红壤后能显著提高土壤CO2的释放速率和释放量,且土壤CO2释放量与土壤微生物量、可溶性碳和有机物料的C/N紧密相关。添加有机物料处理,土壤微生物生物量和碳源、氮源的有效性较高,有利于土壤养分的转化和释放。     

培养条件下CO2对施入玉米秸秆后土壤有机质的影响

通过室内模拟试验研究了玉米秸秆分解期间土壤有机质及其各组分对CO2浓度升高的响应。研究结果表明:随着培养时间的延长,土壤有机碳、水溶性有机碳、胡敏素逐渐减少,可提取腐殖物质先增加后下降,可提取腐殖物质中胡敏酸(HA)的相对比例(PQ)则在玉米秸秆分解初期表现为先减少后增加、最后趋于稳定,表明富里酸(FA)和HA经历了一段相互转化的过程后达到了动态平衡。土壤微生物量碳随着CO2浓度升高而减少,高浓度CO2处理抑制土壤微生物的活动,降低了土壤有机碳的分解速度,有利于水溶性有机碳的积累;CO2浓度升高使PQ下降,不利于HA的形成。通过相关分析,表明不同处理的土壤有机碳与土壤微生物量碳、可提取腐殖物质与土壤微生物量碳、土壤有机碳与FA间均呈显著正相关,在正常大气培养条件下,土壤微生物量碳与水溶性有机碳呈显著正相关(r=0.649,P<0.05)。     

旱作覆膜条件下秸秆促腐还田土壤微生物量碳氮的变化特征

采用盆钵培养法,研究了旱作覆膜耕作条件下,小麦、玉米秸秆添加腐解剂还田腐解120d时土壤微生物量碳氮含量的动态变化特征.结果表明:小麦、玉米秸秆各处理微生物量碳氮表现出一定的规律,玉米秸秆各处理的土壤微生物量碳均大于小麦秸秆,土壤微生物量氮则均小于后者,这与秸秆C/N的大小一致;小麦秸秆各处理土壤微生物量碳含量变化特点为先增加后减小,土壤微生物量氮呈现两次增减交替的变化;玉米秸秆各处理土壤微生物量碳则变化情况较为复杂,土壤微生物量氮变化趋势为先增后减再增;不同腐解剂对小麦、玉米秸秆微生物量碳氮含量的增加效果一致表现为:F2F3F1,即添加微生物腐秆剂效果最好,"满园春"生物发酵剂次之,最后为有机废物发酵菌曲.     

灰漠土农田长期碳投入与微生物商的关系

[目的]探讨由于长期施化肥和有机肥导致的碳投入差异对土壤微生物商的影响.[方法]依托国家灰漠土肥力与肥料效益长期监测试验中的5个典型化肥和有机肥料处理,分析长期不同施肥对小麦各生育期土壤微生物生物量碳(SMBC)和微生物商(qSMBC)的动态变化特征,揭示灰漠土微生物生物量碳(SMBC)、微生物商(qSMBC)、土壤有机碳(SOC)与碳投入量和小麦籽粒产量间的相关性.[结果]长期不同施肥措施下,灰漠土SMBC含量和qSMBC在冬小麦不同生育期存在显著差异,SMBC和qSMBC均在扬花期达到最大值,分别为37.5～ 106.0 mg/kg、0.41; ～0.61;.各施肥处理全生育期SMBC平均含量为:高量氮磷钾化肥与有机肥配施(hNPKM)＞常量NPK化肥与有机肥配施(NPKM)＞氮磷钾化肥配施秸秆(NPKS)＞不施肥(CK)＞氮磷钾配施(NPK),其中hNPKM与NPKM处理、CK与NPK处理之间差异不显著.全生育期qSMBC的变化趋势为:NPKS＞ NPKM＞ CK＞ hNPKM＞ NPK.在试验中,尽管化肥配施秸秆(NPKS)的SMBC含量低于化肥与有机肥配施(hNPKM或NPKM),但其提高qSMBC的作用优于化肥配施有机肥或单施化肥(NPK),能够增加土壤活性有机碳在土壤总有机碳中所占的比例.相关性分析表明,SOC、SMBC含量均与碳投入量呈极显著线性正相关(P＜0.01),小麦籽粒产量与灰漠土SOC含量呈显著线性正相关(P＜0.05),而qSMBC与碳投入量无明显相关性.[结论]长期有机(有机肥、秸秆)无机肥料配施是新疆绿洲灰漠土农田增加土壤有机碳、提升土壤质量的有效措施,长期大量单施化学肥料不利于土壤肥力的保持.     

不同CO_2浓度长期培养玉米秸秆对土壤腐殖质组成和胡敏酸结构特征的影响

通过室内模拟试验,采用元素分析和红外光谱等技术手段,研究添加玉米秸秆1 440 d后,不同CO_2浓度培养条件下,玉米秸秆对水稻土腐殖质组成和胡敏酸结构特征的影响。试验共设6个处理:CO_2浓度分别为48%~52%(C)、8%~12%(F)和2%(G)添加秸秆的处理及不同CO_2浓度条件下不添加秸秆的对照,分别记为CKC、CKF、CKG。结果表明:在培养1 440 d后,不同CO_2浓度条件下,秸秆处理的土壤有机碳(SOC)和腐殖质各组分有机碳(水溶性碳、富里酸、胡敏酸、胡敏素)含量均高于对照,且在F处理下最高; PQ值的大小顺序是F C G;与对照相比,玉米秸秆培养1 440 d H/C和2920/1620增加,(O+S)/C下降,也是F处理最明显。上述结果表明:8%~12%CO_2浓度有利于土壤HA的形成和稳定;有利于降低土壤HA结构的缩合度和氧化度,增加脂族链烃比例。     

模拟玉米秸秆及其生物炭还田对黑土有机质数量及化学结构特征的影响

通过365 d田间原位模拟试验,以典型黑土为研究对象,采用土壤腐殖质化学分组以及固态13C-核磁共振技术研究了全量（12 t/hm2）玉米秸秆还田至0～15 cm土层以模拟秸秆浅旋还田（SI15）、0～35 cm土层以模拟秸秆深混还田（SI35）、玉米秸秆覆盖（SM）、全量玉米秸秆制备的生物炭（BC4）以及与全量玉米秸秆相等碳量的生物炭施入量还田（BC12）至0～15 cm土层处理对土壤有机碳含量、土壤腐殖物质形成以及土壤有机质的化学结构特征的影响。结果表明：与ck相比,SI15与BC12处理分别显著提高土壤总有机碳（SOC）含量21.83%和20.34%,对SOC数量提升作用最大,其次为BC4处理。于活性有机碳而言,SI15、BC4和BC12均显著提高土壤水溶性有机碳、易氧化有机碳和微生物量碳含量。对于相对稳定的土壤腐殖物质而言,不同秸秆还田方式均显著增加胡敏素（HM）和胡敏酸（HA）含量（SI35处理HA除外）,不同秸秆还田方式之间相比,SI15、BC4和BC12处理对提高HM的作用最大。玉米秸秆及其制备的生物炭还田对土壤有机质（SOM）的化学结构特征影响不同,SM、SI15和SI...     

秸秆还田配施氮肥对稻田土壤活性碳氮动态变化的影响

【目的】土壤微生物量碳氮和水溶性有机碳氮是土壤中最活跃的碳氮组分,是衡量土壤碳氮周转与养分有效性的重要指标。探讨秸秆配施氮肥、氮肥用量及基追比例对稻田土壤微生物量碳氮、水溶性有机碳氮、易氧化有机碳和速效氮的影响,明确秸秆还田条件下水稻生长季不同氮肥用量与基追比的土壤活性碳氮变化特征,为稻麦轮作区秸秆还田的氮肥管理提供理论依据。【方法】2012—2015年在湖北省荆门市田间试验中设置施氮量、秸秆配施氮肥和施氮时期3个大田试验。施氮量：不施氮（N0）,推荐施氮（165 kg·hm ^-2,N165）,习惯施氮（195 kg·hm ^-2,N195）;秸秆配施氮肥：秸秆移除（CK）,秸秆还田（移栽前将上季小麦秸秆全部还田,S）,秸秆还田+习惯施氮量（SN）,秸秆还田+推荐施氮量（SF）,秸秆还田+推荐施氮量+腐解菌剂（SM）;施氮时期：基施﹕拔节期﹕抽穗期氮肥施用比例为7﹕3﹕0（R1）,5﹕3﹕2（R2）,10﹕0﹕0（R3）。【结果】秸秆还田+习惯施氮量（SN）显著提高了水稻拔节期土壤微生物量碳（SMBC）含量,但是其成熟期水溶性有机碳含量（DOC）显著降低。秸秆还田+推荐施氮量（SF）显著提高了水稻拔节期土壤水溶性有机氮含量（DON）。腐解菌剂的施用显著降低了水稻成熟期DON含量,拔节期易氧化有机碳含量（ROC）也显著降低。秸秆还田下增加氮肥用量显著提高了水稻抽穗期和灌浆期土壤速效氮含量（AN）;推荐施氮处理（165 kg N·hm ^-2）的DON和AN含量显著升高;农民习惯施氮处理（195 kg N·hm ^-2）降低了DON和AN含量;增加追施氮肥比例对土壤SMBC和DOC含量无明显影响,但提高了水稻拔节期SMBN和ROC含量。【结论】施氮量及其基追比是影响秸秆还田下稻田土壤活性碳氮含量的主要因素,合理配施氮肥能提高土壤微生物量碳、速效氮及水溶性有机氮等活性碳氮组分含量,增加追肥比例也能提高水稻生育期内土壤活性碳氮含量。     

纳米碳溶胶配施尿素对土壤N2O排放的影响

为研究纳米碳材料对土壤N₂O排放的影响,选用纳米碳溶胶（一种纳米级材料,利用电解石墨制备而成）作为供试材料,以未经秸秆还田改良（秸秆离田）和秸秆还田改良的潮土为供试土壤,通过培养试验探讨纳米碳溶胶对潮土N₂O排放的影响,培养条件为25℃和80%田间持水量。结果表明：施氮条件下,添加纳米碳溶胶显著增加了秸秆离田土壤N₂O排放,但显著降低了秸秆还田土壤N₂O排放,减排效率达63%。纳米碳溶胶显著提高了两种处理土壤的硝化潜势（PNR）,但降低了秸秆还田土壤反硝化潜势（PDR）。然而,秸秆离田土壤PDR对纳米碳溶胶无显著响应。纳米碳溶胶通过促进秸秆离田土壤的硝化作用提高N₂O排放。对于秸秆还田土壤,纳米碳溶胶减排N₂O的机理可能是土壤可溶性有机碳含量的增加一方面激发了土壤异养微生物对底物无机氮的固持,另一方面促进了土壤彻底反硝化过程。     

秸秆型育苗基质理化性质的研究

[目的]筛选最佳的紫背竹芋育苗基质。[方法]以紫背竹芋为供试材料,玉米秸秆、草炭和园田土为育苗基质,对紫背竹芋幼苗在各种秸秆型育苗基质上的理化指标进行研究。[结果]随着玉米秸秆的腐解和作物的生长,不同配比的玉米秸秆与园田土制成的育苗基质的容重和总孔隙度逐渐降低。基质中氮、磷、钾元素含量基本呈下降趋势。其中以配比比例为玉米秸秆：园田土=3：7的处理中各元素含量下降的速度较快,而且通过对紫背竹芋幼苗外观长势观察发现,幼苗在此处理下的育苗基质中逐渐适应生长环境,长势健壮,发育较好。[结论]玉米秸秆：园田土=3：7的基质是紫背竹芋良好的育苗基质。     

玉米秸秆还田对东北黑土地生态效益的影响

[目的]为了研究秸秆还田的生态及经济效益。[方法]通过长达2年的试验,探讨了秸秆还田在东北黑土地所具有的生态经济效益。[结果]秸秆还田既能控制农业碳排放量,又能代替部分化肥使用,增加土壤含水量。[结论]秸秆还田是一种环保、经济且适用于东北黑土地地区农业耕作的耕作模式。     

高秆大穗型鲜食甜玉米栽培密度和优化施肥研究

[目的]探讨适宜海南土壤类型和品种特性的鲜食甜玉米高产高效栽培技术。[方法]以高秆大穗型鲜食甜玉米新品种泰鲜甜1号为试验材料,进行不同密度、不同施肥效应的栽培试验。[结果]泰鲜甜1号在海南最适宜的种植密度在3.75万~4.50万株/hm~2;氮、磷、钾肥的贡献顺序为氮最大,其次是磷,最后是钾;氮、磷、钾施肥量均与产量呈一元二次抛物线方程,且方程均显著;当N、P_2O_5、K_2O为336、160、213 kg/hm~2,施肥比例为N∶P_2O_5∶K_2O=1.00∶0.50∶0.65时,可获得最佳经济产量,此时氮、磷、钾肥的肥料利用率、肥料效益较高。[结论]该研究结果适用于高秆大穗型鲜食甜玉米品种在海南中等肥力土壤上的种植。     

白腐真菌菌株共培养降解玉米秸秆的研究

[目的]探究白腐真菌菌株共培养对降解玉米秸秆的影响。[方法]以白腐真菌(P-6和L-9)为供试菌株,采用分光光度法、DNS法、凯氏定氮法、索氏提取法等,分别测定两菌共同降解玉米秸秆时纤维素酶和木质素酶的酶活力、全纤维素的降解率、粗蛋白和粗脂肪的增加率,并与两菌分别培养进行综合比较。[结果]两菌共培养的最佳条件为pH值5.5、含水量60%、菌量(L-9/P-6)1∶3、含氮量2.5%;共培养后粗蛋白含量和粗纤维含量分别提高了35.6%和3.6%,粗纤维含量降低了21.3%。[结论]从总体思路考虑,两菌共培养优于单独培养。该试验同时获得了1种高蛋白、多营养的饲料载体,为研究玉米秸秆饲料奠定了基础。     

玉米秸秆酸解产糖影响因素研究

[目的]考察影响玉米秸秆稀酸水解产糖的主要因素,为进一步提高玉米秸秆利用率提供参考。[方法]通过单因素和正交设计试验分别考察稀酸浓度（稀H2SO4）、酸解温度、固液比、酸解时间对玉米秸秆酸解产糖得率的影响。[结果]酸解温度、酸解时间、稀酸浓度、固液比对酸解产糖得率均有影响,影响大小顺序依次为酸解温度〉稀酸浓度〉酸解时间〉固液比。正交试验结果表明,最适酸解条件为酸解温度120℃,稀酸浓度1.5%,酸解时间60min,固液比7.5%,在该试验条件下还原糖得率为29.64%。[结论]此研究为进一步提高玉米秸秆利用率和转化率提供重要的理论依据和借鉴意义。     

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。     

添加玉米秸秆及其生物质炭对砖红壤N2O排放的影响

为比较秸秆和生物质炭对土壤氧化亚氮排放的影响,利用室内培养试验研究生物质炭、秸秆添加对土壤性质、硝化作用及N_2O排放的影响。试验设生物质炭、秸秆和空白3个处理,试验培养条件为30℃和75%田间持水量。结果表明,添加秸秆和生物质炭显著提高土壤pH、有机碳和速效K含量,其中秸秆对土壤pH的增加作用更为突出。与对照(1 604.82±168.93μgN_2O-N·kg~(-1))相比,添加秸秆和生物质炭减少N_2O排放量分别为58.0%和65.6%,但二者减排机理不同;秸秆对N_2O的减排因生物的氮固定,降低了硝化反应底物的有效性,生物质炭对N_2O减排可能源于硝化过程中较低的N_2O产生比例。由于生物质炭显著促进土壤硝化速率,而产生较多的NO_3~-,使得热带地区砖红壤硝态氮的淋失风险增大。     

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。