秸秆还田及配施氮肥对土壤微生物群落结构及铁氧化菌丰度的影响

选用镇江含铁量较高的水稻田土壤,设置单施氮肥(T1)和秸秆还田配施不同量氮肥(T2、T3、T4、T5)的小区试验,采用16S rDNA高通量测序分析测定水稻成熟期不同处理土壤养分与细菌群落结构及铁氧化菌。结果表明：与单施氮肥相比,秸秆还田及秸秆还田配施不同比例氮肥可提高土壤细菌均匀度,但对细菌丰富度及群落组成无显著影响;在细菌门水平上,各处理土壤中优势菌群中前3位均为变形菌门(Proteobacteria)、绿弯菌门(Chloroflexi)和酸杆菌门(Acidobacteria)。秸秆还田配施氮肥后变形菌门的相对丰度有所增加,而绿弯菌门则呈下降趋势。典型的铁氧化细菌Gallionellacea为变形菌门主要细菌科,其丰度随氮肥配施量的增加而增加,且与土壤三价铁呈正相关、与含水量呈负相关。综上所述,秸秆还田配施氮肥对水稻土微生物的多样性及铁氧化菌丰度具有一定的影响。     

秸秆还田对银北盐碱地土壤主要肥力指标及细菌群落多样性的影响

为探索粉碎玉米秸秆对银北盐碱地土壤肥力的可持续提升效果，于2016-2021年建立5 a连续玉米秸秆粉碎还田定位试验，以未还田为对照，分别设置1/3全量还田（3 000 kg·hm^-2）、2/3全量还田（6 000 kg·hm^-2）、全量还田（9 000 kg·hm^-2）处理，分析不同还田量下土壤肥力及细菌群落多样性变化。结果表明：相比未还田处理，秸秆还田处理虽降低0～20 cm土层含水量，但能显著增加土壤水稳性团聚体的平均质量直径，且降低土壤团聚体破坏率。其中，还田量9 000 kg·hm^-2处理相比未还田处理显著降低土壤全盐含量 15.06%，增加有机质14.06%，增加全氮50.82%及微生物量氮71.75%。酶活性在秸秆还田措施下均明显提升，但各处理下差异不显著。基于16s rDNA测序发现，相比未还田处理，秸秆还田增加不同分类水平下的OTU数，还田量9 000 kg·hm^-2处理显著增加Chao1、Simpson指数以及优势菌群变形菌门的相对丰度。相关性发现，土壤微生物量氮、土壤含水量与群落结构组成间存在显著性差异。总之，秸秆还田有利于改善盐碱地土壤结构，增加土壤养分及微生物氮含量，抑制盐分表聚，提升土壤酶活性，提高土壤细菌微生物多样性及丰富度。     

添加碳氮对大豆秸秆还田土壤酶活性及微生物量碳的影响

试验设置3因素(秸秆(S)、红糖(T)、氮素(N))、2水平(添加(1)、未添加(0)),共8个处理STN1、STN0、SN1、SN0、TN1、TN0、N1、N0,在室温下进行60d的土壤培养试验,测定各处理在培养时期内的土壤呼吸、微生物量碳、3种土壤酶(蔗糖酶、脲酶、过氧化氢酶)的变化特征。结果表明:各处理的土壤呼吸速率均表现为前期快速增加,达到峰值后逐渐下降随之趋于稳定;随培养时间变化,各处理土壤酶活性呈现先升高后降低的趋势,大豆秸秆还田与不还田处理相比,对3种酶(蔗糖酶、过氧化氢酶、脲酶)以及微生物量碳含量有促进作用,其中秸秆+氮肥对土壤脲酶活性的提高最显著,秸秆+红糖+氮肥处理对土壤呼吸速率、蔗糖酶活性、过氧化氢酶活性、微生物量碳含量的影响最显著。     

冬绿肥联合稻秆还田对水稻产量及稻田土壤肥力的影响

【目的】研究不同品种冬绿肥联合稻秆还田对汉中盆地水稻产量和土壤肥力的影响,为探索适宜汉中水稻生产的绿色栽培技术提供科学依据。【方法】通过连续2年定位试验,设置水稻秸秆不还田（WSN）、水稻秸秆还田（WS）、紫云英和稻秆还田（CS）、油菜秸秆和稻秆还田（RS）、毛苕子和稻秆还田（HS） 5个处理,研究紫云英、毛苕子、油菜、冬闲联合稻秆还田对水稻产量及其构成要素、土壤养分含量、微生物数量和酶活性的影响,并对各因子与水稻产量的关系进行相关性分析。【结果】与WSN处理相比,冬绿肥联合稻秆还田显著提高了水稻产量,CS、HS和RS处理水稻产量2年平均增产14.51%,14.52%和8.49%。稻田土壤速效磷、有机质和全氮含量均以CS处理最高,且均与WSN处理达到差异显著水平。与WSN比较,CS、RS和HS处理稻田土壤微生物总量分别增加70.15%~336.19%,48.57%~183.11%和57.33%~293.55%,其中CS处理显著提高了土壤微生物数量,细菌数量比例上调,而真菌和放线菌数量比例下调,细菌与真菌数量的比值（B/F）升高,有效改善了稻田土壤微生物群落结构。CS处理土壤脲酶、过氧化氢酶、蔗糖酶、脱氢酶活性显著高于其他处理,较WSN处理分别增加17.69%,3.85%,35.36%和62.32%。相关性分析表明,水稻产量与土壤速效磷、全氮含量,土壤细菌、放线菌数量及土壤脲酶、过氧化氢酶活性之间呈显著（P<0.05）或极显著（P<0.01）正相关。【结论】冬季种植紫云英联合稻秆还田有利于提高水稻产量和土壤养分含量,改善土壤微生物群落结构,增强土壤酶活性,是适宜汉中水稻生产的绿色高效栽培种植模式。     

玉米秸秆还田量对砂姜黑土酶活性、微生物生物量及细菌群落的影响

为探讨砂姜黑土区秸秆还田量对土壤生物学特性的影响，以小麦-玉米轮作为研究对象，通过2年的大田试验，分析了0、1/3、2/3和100%玉米秸秆还田量处理（CK、S3、S6和S9）土壤酶活性、微生物生物量及细菌群落变化的特征。结果表明：与CK处理相比，S6和S9处理显著提高了土壤有机碳（12.9%和14.4%）、碱解氮（21.4%和25.6%）、有效磷（17.9%和20.5%）和速效钾含量（25.9%和29.8%）。秸秆还田处理下土壤脲酶、纤维素酶活性和微生物生物量碳含量显著增加，增幅分别为22.5%~44.6%、23.9%~52.1%和16.6%~46.7%，且S6和S9处理较CK处理显著提高了木聚糖酶活性（32.7%和21.2%）和微生物生物量氮含量（53.5%和54.4%）。与CK处理相比，S6和S9处理细菌群落多样性显著增加，而S3处理则无显著变化。放线菌门、变形菌门、酸杆菌门、绿弯菌门和厚壁菌门为优势细菌门，其中酸杆菌门相对丰度在秸秆还田处理下显著降低了2.6~4.7个百分点，而变形菌门相对丰度在S6和S9处理下显著增加了3.8、4.9个百分点；热酸菌属、布氏杆菌属和芽孢杆菌属为优势细菌属，其中芽孢杆菌属相对丰度在秸秆还田处理下显著增加了1.2~2.9个百分点，而布氏杆菌属相对丰度在S6和S9处理下显著降低了1.4、1.8个百分点。冗余分析结果表明，有机碳、微生物生物量碳和脲酶是影响细菌群落组成的关键因子。综上，在砂姜黑土区，2/3（6 000 kg·hm^-2）和100%玉米秸秆还田量（9 000 kg·hm^-2）均能够改善土壤养分状况及生物学特性，可根据当地情况选择适宜用量。     

不同小麦秸秆还田量对水稻生长、土壤微生物生物量及酶活性的影响

通过大田试验研究了不同小麦秸秆还田量(0、1500、3000、4500、6000 kg· hm-2)对水稻生长、土壤微生物量及酶活性的影响.结果表明:秸秆还田后,水稻分蘖数、株高、SPAD及干物质积累量均高于秸秆不还田(对照),但是未全部达到显著性差异;50％秸秆还田处理增产效果最显著(P＜0.05),与对照相比,理论增产10.2％,实际增产9.0％;秸秆还田处理显著增加了土壤全氮和速效氮含量,对土壤有机质、有效磷和速效钾含量影响不显著;50％秸秆还田处理对微生物量碳、氮的提高作用最明显(P＜0.05),分别较对照提高46.0％和90.0％;25％和50％秸秆还田显著提高了土壤脲酶活性(P＜0.05);25％、50％和75％秸秆还田土壤过氧化氢酶活性较对照提高9.3％、12.1％和8.5％(P＜0.05);与对照相比,50％秸秆还田土壤蔗糖酶活性提高20.3％(P＜0.05).鉴于秸秆还田对作物产量和土壤肥力的长期效应以及对土壤微生物生理代谢影响的复杂性,合理秸秆还田量的选择还需进行长期定位试验研究.     

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。     

秸秆覆盖还田对桑园土壤生物学性状及其细菌群落结构的影响

[目的]分析秸秆覆盖还田对桑园土壤肥力及其细菌多样性的影响,阐明秸秆覆盖还田技术对南方桑园土壤肥力及健康的影响机制与应用前景,为构建稳定高产、可持续发展的桑树栽培管理体系提供参考依据.[方法]设秸秆覆盖还田桑园和对照桑园(非秸秆覆盖还田桑园)2个处理,其中,秸秆覆盖还田处理是将水稻秸秆切碎、自然堆沤50~60 d后覆盖于桑树根系两旁,覆盖45 d后分别采集秸秆覆盖还田桑园和对照桑园的土壤样品,利用传统的测定方法和Illumina高通量测序技术分析秸秆覆盖还田对桑园土壤生物学性状及土壤细菌群落结构特征的影响.[结果]秸秆覆盖还田桑园土壤β-葡糖苷酶、氨肽酶和磷酸酶活性及土壤微生物生物量碳(MBC)、微生物生物量氮(MBN)和微生物生物量磷(MBP)含量均显著高于对照桑园土壤(P<0.05,下同);秸秆覆盖还田桑园土壤的菌群Chao1和Shannon指数也显著高于对照桑园土壤.在秸秆覆盖还田桑园和对照桑园土壤中相对丰度大于1.00%的优势细菌门分类数量均为11个,但二者的优势细菌门分类组成比例存在一定差异;相对于对照桑园土壤,秸秆覆盖还田桑园土壤中Bac-teroidota的相对丰度急剧增加,而绿弯菌门(Chloroflexi)和Verrucomicrobiota的相对丰度急剧下降.在秸秆覆盖还田桑园和对照桑园土壤中相对丰度大于1.00%的优势细菌属分类数量分别为23和24个;与对照桑园土壤相比,秸秆覆盖还田桑园土壤中虽然慢生根瘤菌属(Bradyrhizobium)、假双头斧形菌属(Pseudolabrys)、Dongia、Candidatus_Udaeo-bacter和norank_f_JG30-KF-AS9等优势细菌属部分缺失,但富集了类诺卡氏菌属(Nocardioides)、norank_f_Methyloli-gellaceae、黄杆菌属(Flavobacterium)和微枝形杆菌属(Microvirga)等特有优势菌属.秸秆覆盖还田桑园土壤的特有细菌属为199个、特有细菌种为390个,分别是对照桑园土壤特有细菌属和细菌种的3.75和2.52倍.[结论]秸秆覆盖还田不仅显著提高桑园土壤肥力,还改变桑园土壤优势细菌不同(门、属)分类水平的组成比例,形成更丰富多样的土壤细菌群落结构,而有助于维护桑园土壤健康.     

秸秆还田配施不同激发剂对潮土有机碳和微生物群落的影响

选用黄淮海平原典型潮土,设置只添加秸秆(CK)、秸秆还田配施纸浆(P)、秸秆还田配施樟木屑(CW)、秸秆还田配施鸡粪(CM)、秸秆还田配施木本泥炭(MT)5个试验处理,将土柱原位放于田间。180 d后,测定土壤有机碳及其组分含量、土壤养分含量、碳氮磷相关酶活性、微生物生物量碳含量,利用16S rRNA基因高通量测序分析细菌群落结构,研究秸秆还田配施不同激发剂对潮土有机碳含量提升的主控途径以及细菌群落的影响。结果显示,与CK相比,添加激发剂处理显著提高了土壤有机碳含量,其中MT处理对颗粒态有机碳(POC)含量提升效果最为显著,CM处理对矿物结合态有机碳(MOC)含量提升效果最显著。与CK相比,MT处理土壤碳氮比提高最为显著(15.6%);CW处理在所有处理中单位微生物生物量的β-1,4-葡萄糖苷酶活性与β-1,4-乙酰氨基葡萄糖苷酶活性比值(EEA/MBC_C/N)、单位微生物生物量的β-1,4-葡萄糖苷酶活性与碱性磷酸酶活性的比值(EEA/MBC_C/P)均最高(P<0.05)。基于微生物群落特性分析发现,与CK相比,CM处理土壤中绿弯菌门...     

稻鳅共作模式对土壤营养、酶活性及微生物多样性的影响

为探明稻鳅共生对稻田土壤表层养分、酶活性和微生物的影响,测定了稻鳅共生前后土壤的主要氮、磷、钾、酶活性和微生物多样性的变化,并以施肥和施药的稻田为对照.结果显示,稻田养殖泥鳅,土壤表层微生物丰度Chao指数和多样性Shannon指数明显上升,增加5门735属,对照田变化不明显;稻鳅田中性磷酸酶、酸性磷酸酶和碱性磷酸酶活性极显著低于对照田(P<0.01),脲酶和蔗糖酶活性极显著高于对照田(P<0.01),使得稻鳅田土壤磷肥出现累积,钾肥变化不明显,氮肥和有机质明显下降.因此,稻鳅共生模式丰富了稻田土壤表层微生物群落构成,提高了酶活性,促进了营养物质转化、循环与利用.     

土壤微生物对邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯胁迫的生态响应

为了探讨和分析典型酞酸酯邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯(DEHP)对土壤微生物的生态毒性效应,采用室内避光培养模拟实验,设定DEHP在土壤中的染毒浓度为0、0.1、1、10、50 mg·kg-1,取样时间为7、14、21、28 d,考察了DEHP对3种土壤酶、土壤呼吸和土壤微生物生物量碳、氮的影响。结果表明:在染毒初期,过氧化氢酶活性受到明显抑制,且随DEHP浓度增大抑制作用减弱,抑制率为25.0%~14.3%;0.1~10 mg·kg-1处理组脱氢酶活性受到显著抑制,抑制率分别为86.3%、54.7%和31.7%,但50 mg·kg-1处理组脱氢酶活性则是对照组的2.05倍;染毒前期脲酶对DEHP胁迫不敏感,染毒后期其活性受到抑制,且随DEHP浓度增大抑制作用增强;过氧化氢酶和脲酶活性随时间呈下降趋势,而脱氢酶活性随时间呈先上升后下降的趋势。此外,在DEHP的胁迫下土壤呼吸强度和土壤微生物生物量碳及生物量氮均受到刺激,且随DEHP浓度的增加均呈先升高后降低的趋势,随时间均呈下降的趋势。总体来说,DEHP胁迫下,土壤酶活性、土壤呼吸强度和微生物生物量均发生明显变化,土壤微生物生态环境受到一定影响。     

外源Cd胁迫对红壤性水稻土微生物量碳氮及酶活性的影响

研究外源Cd对红壤性水稻土微生物学指标的影响。采集湖南长沙红壤性水稻土,设置外源Cd胁迫浓度梯度为0、1、3、5、7 mg·kg~(-1)和10 mg·kg~(-1),进行室内模拟土壤Cd污染培养实验,测定土壤微生物生物量碳、氮和土壤酶活性指标。结果表明:土壤微生物生物量碳、氮含量随外源Cd胁迫浓度的增加表现为先上升后降低的趋势,当外源Cd胁迫浓度为1 mg·kg~(-1)时,土壤微生物生物碳、氮含量达到最大值;土壤脱氢酶、过氧化氢酶和脲酶的活性随着外源Cd胁迫浓度的增加而显著降低;而土壤蔗糖酶活性随外源Cd胁迫浓度的增加表现为先下降后上升再下降的趋势。由通径分析可知:外源Cd胁迫可以直接影响土壤微生物生物量,也可以通过酶活性间接影响土壤微生物生物量,Cd污染对酶活性的影响也有同样的作用机制;其中Cd胁迫对微生物生物量碳的直接抑制作用系数最大(-1.110),与脱氢酶的相关系数最大(-0.952~(**))。综上,外源Cd胁迫对土壤微生物生物量和酶活性均有不同程度的抑制作用,其中对脱氢酶活性抑制作用最为明显。     

果壳种类对生物膜特性及废水处理效果的影响

为促进植物果壳的资源化利用,选择花生壳、核桃壳和夏威夷果壳3种果壳,使用SEM和FTIR表征其表面微观特征与化学基团,探索植物果壳作为SBBR反应器填料的可行性,考察果壳类型对生物膜特性和废水处理效果的影响。结果表明：3种果壳表面粗糙多孔且富有OH、COOH等亲水性基团,有利于微生物附着生长。花生壳上生物膜量呈现“先增后降”变化,试验前期从6.80 mg·cm^-3上升至24.66 mg·cm^-3。后期花生壳软化分解,生物膜量不断降低,与试验前期基本持平,生物膜中夹杂过多腐烂的代谢产物,导致EPS含量最低（49.90 mg·g^-1）,DHA低,生物膜活性差,对COD、NH₄⁺-N长期去除效果不理想,仅能达到约65%;核桃壳、夏威夷果壳上生物膜量含量高,试验前期分别从7.98 mg·cm^-3和8.45 mg·cm^-3快速上升至26.75 mg·cm^-3和25.96 mg·cm^-3,之后缓慢上升。悬浮于反应器中的核桃壳受到强烈水力剪切作用,污染物传质效果的增强促进微生物EPS分泌,EPS含量最高达66.44 mg·g^-1;2种果壳生物膜DHA均呈现“先增后稳”变化,最高达到81.72 mg·g^-1·h^-1,生物膜活性高,对COD、NH₄⁺-N去除率不断增长,最高均达到90%左右。因此,除花生壳外,核桃壳和夏威夷果壳结构稳定,生物膜特性良好、污染物去除效果较好,可作为填料长期使用。     

长期氮添加对贝加尔针茅草原土壤微生物群落多样性的影响

以贝加尔针茅草原不同土层土壤为研究对象,开展了连续6年的氮添加野外控制试验,8个氮素添加处理分别为N0(0 kg N·hm~(-2))、N15(15 kg N·hm~(-2))、N30(30 kg N·hm~(-2))、N50(50 kg N·hm~(-2))、N100(100 kg N·hm~(-2))、N150(150 kg N·hm~(-2))、N_200(200 kg N·hm~(-2))、N300(300 kg N·hm~(-2)),采用氯仿熏蒸提取法和Biolog生态板法,分析了不同氮添加量下草原土壤微生物生物量碳、氮及微生物群落功能多样性的变化规律。结果表明,长期添加无机氮素,土壤微生物生物量碳降低;高氮添加(N100、N150、N_200、N300)提高了微生物生物量氮,显著降低了微生物熵。培养96 h时,生态板的平均颜色变化率(AWCD)在0~10 cm土层大小顺序依次为N50N30N100N15N0N_200N150N300。相同氮添加量下,不同深度土层土壤微生物生物量碳、氮和AWCD值总体表现为0~10 cm土层高于10~20 cm土层。0~10 cm土层,高氮添加(N100、N150、N_200、N300)下,土壤微生物群落功能多样性指数H低于或显著低于对照(N0),均匀度指数E高于或显著高于对照,各处理间优势度指数D差异不明显。主成分分析结果表明,高氮处理、低氮处理及无氮添加下土壤微生物对碳源利用能力存在较大差异。土壤pH、有机碳、全氮、全磷、微生物生物量氮、微生物熵、微生物量碳氮比、硝态氮与土壤微生物群落功能多样性密切相关,100 kg N·hm~(-2)氮添加量是土壤微生物活性从促进到抑制的一个阈值。     

季胺盐化合物在水稻土中的吸附与淋溶行为

通过吸附批处理实验及土柱淋溶实验, 探讨了3种典型季胺盐化合物(QACs)十二烷基三甲基氯化胺(DTAC)、十六烷基三甲基溴化胺(CTAB)及双十二烷基二甲基氯化胺(DDAC)在水稻土中的吸附和淋溶行为。结果表明, QACs(20 mg·L^-1)的吸附过程符合拟二级动力学方程(R₂>0.995),其有机碳分配系数(K_oc)为3056~36 245 mL·g^-1,与其分子量及碳链长度显着正相关(P<0.01),即其吸附性能强弱为DDAC>CTAB>DTAC.DDAC和CTAB为易吸附型污染物, DTAC为中等吸附型污染物。中性淋溶条件(pH=7)下, QACs(20 mg·kg^-1)难被淋溶, 土柱淋溶率为27%~41%,与其分子量及碳链长度显着负相关(P<0.01);酸性淋溶(pH=4)及去除土壤有机质条件下, QACs的淋溶能力均大幅提高, 土柱淋溶率分别为42%~63%及58%~74%.     

沈抚灌区耕地重金属Cd、Pb的变化特征分析

选择沈抚灌区东部13个自然村庄的农业种植区，以1500 m间距网格化布点29处，调查研究区历史耕作情况，选取18个停灌时间不同的耕地样点，每个样点按0~20、20~40、40~60 cm采集3层土壤样品，分析测定重金属Cd、Pb的全量及化学形态，并测定了地上作物的茎叶、籽粒中重金属含量，探究研究区不同停灌时间及利用类型耕地土壤中Cd、Pb的分布特征及变化规律。结果表明：0~20、20~40、40~60 cm土壤中Cd含量分别为0.65~1.57、0.66~1.18、0.61~1.18 mg·kg^-1，停灌20~25年的土壤0~20 cm土层Cd含量最高，为1.57 mg·kg^-1；各土层Pb变化范围分别为21.07~38.59、14.97~30.59、15.71~25.66 mg·kg^-1，未随停灌时间发生明显变化；Cd在20~40、40~60 cm土层迁移率分别为0.42~0.50、0.46~0.52，而Pb仅为0~0.34、0~0.68；玉米茎叶、籽粒中Cd含量分别为0.33~0.47、0.02~0.07 mg·kg^-1，水稻茎叶、籽粒中Cd含量分别为0.33~0.89、0.02~0.09 mg·kg^-1，Pb含量分别为1.51~2.32、0.47~0.62mg·kg^-1，Cd、Pb在作物茎叶、籽粒中未随不同耕作方式及停灌时间表现出明显差异；水田土壤可交换态Cd含量占总量的37.33%，旱田可交换态Cd含量占总量的7.82%~13.95%；水田土壤可交换态Pb含量占总量的9.03%，旱田占总量的0.87%~4.18%。研究结果可为重金属污染耕地的利用管理及污染修复提供依据。     

生物炭和秸秆还田对华北农田玉米生育期土壤微生物量的影响

基于华北农田长期定位试验,研究了长期施用生物炭和秸秆还田对整个玉米生育期内土壤微生物量的影响.试验共设4个处理:CK(单施氮磷钾肥)、C1(生物炭4.5 t·hm^-2·a^-1+氮磷钾肥)、C2(生物炭9.0 t·hm^-2·a^-1+氮磷钾肥)和SR(秸秆还田+氮磷钾肥).结果表明,各处理土壤微生物量碳、氮(MBC、MBN)动态变化趋势基本一致,均在玉米拔节期达到最高值,施用生物炭和秸秆还田均显著提高了土壤MBC、MBN含量(P <0.05),并且随着施炭量的增加而增加.与CK相比,C1、C2和SR处理的土壤MBC和MBN分别提高了105.2%、146.5%、96.4%和123.9%、183.6%、114.3%;与秸秆直接还田相比,施用高量生物炭更有利于增加土壤MBC、MBN含量.土壤MBC、MBN均与土壤温度呈现显著的正相关关系,而与土壤水分的相关性较差,说明在玉米生育期土壤温度是影响土壤微生物量变化的主要因素之一.施用生物炭显著降低了MBC、MBN的季节波动,而对土壤微生物量碳氮比(MBC/MBN)没有显著影响.综上所述,施用生物炭更有利于维持较高的微生物活性和较稳定的土壤环境.     

MC1预处理对豆秸水解特性及产甲烷效率的影响

为提高大豆秸秆厌氧发酵产气性能,本文利用复合菌系MC1对灭菌秸秆(SS)及未灭菌秸秆(NSS)进行预处理,研究预处理时间对秸秆水解特性及产甲烷效率的影响。结果表明:MC1能有效降解大豆秸秆,SS经12 d预处理,其纤维素及木质素降解率分别为41.71%和29.92%,显著高于NSS(P0.05)。SS预处理体系中VFAs含量显著高于NSS(P0.05),且两者分别在预处理3 d及7 d浓度达到最高,分别为2.18 g·L~(-1)(SS)和1.52 g·L~(-1)(NSS),预示杂菌减缓了MC1对秸秆的降解速率。乙酸是预处理体系中最主要的VFAs产物,整个预处理期间SS和NSS水解液乙酸含量分别高于72.41%和56.23%。与未处理大豆秸秆相比,经过3 d预处理,SS和NSS预处理体系的甲烷累积产量分别提高了36.86%和34.27%,其最大产甲烷速率分别为21.69 mL·d-1·g-1VS和17.44mL·d-1·g-1VS,表明MC1预处理能有效提高大豆秸秆厌氧发酵性能。     

复合微生物菌剂发酵制备生物腐植酸的条件优化及其结构特性

为探究利用农业废弃物制备生物腐植酸的工艺条件,本研究筛选具有木质纤维素腐殖化功能菌株并复配高效微生物菌剂,研究发酵条件对生物腐植酸产量的影响,探究制备获得的生物腐植酸产物的结构特性。本研究以小麦秸秆为主要底物共筛选获得14株腐殖化功能菌株,其中哈茨木霉DLT21、绒毛木霉DLS32、裂褶菌JLD3和拟康氏木霉DLS12腐植酸产量显著高于其他菌株,4株菌具有良好的相容性并且木质纤维素降解酶系互补。利用复合微生物菌剂发酵获得的最佳生物腐植酸制备条件为：麸皮为碳源、豆粕为氮源、麸皮与豆粕质量比为1∶0.8、初始含水率为70%、接种量为10⁷个·g^-1（以干质量计）,在此条件下发酵20 d,腐植酸产量达338 mg·g^-1。与商品腐植酸相比,本研究制备获得的生物腐植酸具有更高的N、H元素含量以及更多的羟基、亚甲基和酰胺基官能团。