高温堆肥碳氮循环及腐殖质变化特征研究

堆肥化处理，是指依靠自然界广泛分布的细菌、放线菌、真菌等微生物，对有机物有控制地进行生物降解，使之转化为腐殖质的生物化学处理技术。作者采用畜禽粪便条垛式高温堆肥实验方法，研究了堆肥过程中碳氮循环及腐殖质变化特征。结果表明，堆肥过程中，碳素和氮素变化最大，表现为二者总量的减少，其中以碳素总量减少较多，氮素总量次之，从而导致碳氮质量分数比降低。腐殖酸总量、胡敏酸和富里酸总量均呈下降趋势，但腐殖酸占有机碳的比例以及胡敏酸与富里酸质量分数比却在提高，速效养分含量也在升高，表明堆肥过程是一个有机质数量减少、有机质质量提高的过程。     

污泥堆腐过程中腐殖酸组分及结构变化特征

污泥是污水处理过程中的副产物,含有重金属、有机污染物、病原菌和寄生虫卵等有毒有害物质。为了明确堆腐对污泥中腐殖酸的影响,本研究在污泥∶草炭∶稻草=3∶1∶2(干重比)和55%含水量条件下,开展了为期30 d的堆腐试验。采用紫外光谱仪、红外光谱仪等仪器手段,研究了污泥堆腐过程中腐殖酸组成及结构变化。结果表明,污泥堆腐过程中腐殖酸含碳量呈先下降后上升的变化规律,但变幅较小;胡敏酸含碳量由23.5 g·kg~(-1)逐渐增至51.4 g·kg~(-1),增幅为118.9%;而富里酸碳含量则由46.1 g·kg~(-1)逐渐降至20.8 g·kg~(-1),降幅为54.8%。紫外光谱表明,堆腐过程中胡敏酸和富里酸的最大吸收峰位置没有发生明显变化,但峰形变宽,E_(465)/E_(665)值降低;傅立叶变换红外光谱表明,堆腐前后胡敏酸和富里酸特征吸收峰位置比较相近,但某些官能团的强度发生改变,堆腐后胡敏酸和富里酸的芳构化和腐殖化程度提高。     

免耕与常规耕作下黑土腐殖酸含量与结构的差异

以东北农业科学院长期耕作定位实验为研究对象,结合元素分析和红外光谱来研究免耕与翻耕两种耕作方式对黑土腐殖酸含量与胡敏酸结构的影响。结果表明：免耕处理的腐殖酸含量高于常规耕作处理18.28%,两种耕作处理间HA/FA值差异很小;免耕处理的碳、氮和氢元素含量分别高于翻耕处理5.48%、36.49%和27.65%,N/C和H/C值也高于翻耕处理,而翻耕处理的O/C值高于免耕处理;不同耕作处理的红外光谱吸收带表现相似趋势,其中2920、2580、1620、1420和1220σ·cm-1处吸光度免耕信号高于翻耕,而1026、721σ·cm-1处吸光度相反。免耕增加了腐殖酸、胡敏酸及富里酸含量;免耕增加了黑土胡敏酸的芳香度、脂肪化程度和聚合程度,而翻耕作增加了黑土胡敏酸的氧化程度,这说明经过长达26年的免耕处理使黑土腐殖质结构趋于稳定,而翻耕处理使黑土腐殖质结构趋于简单。     

市政污泥堆肥过程胡敏酸电子转移能力的演变规律

腐殖质作为电子穿梭体在介导有机污染物和重金属降解和转化过程中具有十分重要的作用.本研究通过电化学方法测定了市政污泥堆肥胡敏酸的电子转移能力(electron transfer capability,ETC),并利用三维荧光光谱和紫外-可见光光谱分析探讨堆肥过程胡敏酸化学组成和结构变化对其ETC的影响.结果表明,堆肥胡敏酸的电子接受能力(electron accepting capacity,EAC)和电子供给能力(electron donating capacity,EDC)分别在12.46—18.62μmol e-·g~(-1)C和165.07—257.84μmol e-·g~(-1)C之间,从堆肥初期到堆肥末期,两者均呈现增加的趋势.元素分析结果表明在堆肥前期N、C和H含量下降较快,而S含量在后期下降较快.平行因子分析发现,随着堆肥进行胡敏酸中代表类腐殖质物质的组分1和组分3的含量逐渐升高,而代表类蛋白物质的组分2的含量逐渐减少.胡敏酸HIX、S_R和SUVA_(269)分别从初期的0.523、3.33和1.69变至0.732、2.20和2.39,说明胡敏酸中有机质的腐殖质化程度、分子量和芳香性均随着堆肥腐熟呈现出增大趋势.相关性分析表明,随着堆肥进行胡敏酸中类腐殖质物质增多、类蛋白物质减少,导致胡敏酸分子量、芳香度与腐殖质化程度增大,从而促进了胡敏酸EDC和EAC的增加.     

农业有机废弃物蚯蚓堆制因素优化及堆制产物主要性状变化特征

采用模拟培养法,对农业有机废弃物的蚯蚓堆制条件进行因素优化,并以优化后条件组合作为培养条件,进一步研究了蚯蚓堆制物性状的变化.结果表明,随蚯蚓处理时间增加,堆制物pH和C/N比值均显著降低,电导率却显著增加;速效N、P含量均在处理45天时达到最高,速效K含量在处理30天时达到最高;在堆制前期,蔗糖酶、脲酶及过氧化氢酶活性均增强,而磷酸酶活性则呈下降趋势.在蚯蚓堆制60天时,与猪粪+稻草混合堆制物[m(猪粪):m(稻草)=7:3,温度15℃,湿度75%,接种密度10尾·盆-1]的特性相比,猪粪+木屑混合堆制物[m(猪粪):m(木屑)=7:3,温度20℃,湿度75%,接种密度15尾·盆-1]的pH、电导率及速效K含量相对较低,而蔗糖酶、磷酸酶活性均相对较高.相对而言,利用蚯蚓对猪粪和木屑进行混合堆制可同时达到安全和资源化利用的目的.     

不同碳氮比条件下鸡粪和椰糠高温堆肥腐熟过程研究

用鸡粪和椰糠作为基本堆肥原料进行高温堆肥试验,通过控制鸡粪和椰糠的添加量调节堆体初始C/N比,研究其对堆肥过程中堆体温度、p H值、C/N比及养分全量等理化指标的影响,探究鸡粪和椰糠高温堆肥的最适C/N比。结果表明,当C/N比为25时,堆体达到最高温度(57℃),且高温持续时间最长(14 d)。堆肥过程中各处理有机质、全碳、C/N比均呈下降趋势,p H值均呈先上升后下降趋势,全氮和种子发芽指数呈上升趋势。堆肥结束后,堆体F1(初始C/N比为20)、F2(初始C/N比为25)和F3(初始C/N比为30)的C/N比分别为11.13、11.19和10.24,总养分含量w分别为7.94%、8.63%和8.29%,种子发芽指数分别为77.90%、100.65%和93.30%。     

河北省承德地区秸秆堆肥特性及腐熟度评价

以河北省承德地区的油葵秸秆、玉米秸秆、大豆秸秆与鸡粪为原料,设置4种不同配比（F1、F2、F3、F4）,于2009年秋末接种EM菌进行堆肥试验.通过对堆肥过程中堆体的温度、含水率、NH4＋-N、NO3--N、pH值、C/N、T值的测定,研究了不同配比对堆肥腐熟度的影响.采用大白菜种子发芽指数（GI）评价了堆肥的腐熟度和...     

无回流A1/O/A2/VFCW工艺处理农村生活污水的荧光光谱解析

利用三维荧光光谱结合荧光区域积分法(FRI),考察无回流厌氧/好氧/缺氧/垂直潜流人工湿地(NrA_1/O/A_2/VFCW)处理农村生活污水过程中DOM降解机制.结果表明,原水中DOM主要由酪胺酸类蛋白、色氨酸类蛋白、胡敏酸类物质,以及较低含量的富里酸类物质、溶解性微生物代谢产物构成;总荧光标准体积与TOC、UV_(254)呈正相关(R~2=0.93、0.96);在生物-生态耦合法协同作用下,装置有效降解DOM,荧光区域Ⅰ—Ⅴ中的积分标准体积的降解率达到89.0%、77.1%、36.0%、77.5%、59.9%;好氧对生物处理单元DOM的去除贡献最高,荧光区域Ⅰ、Ⅱ和Ⅳ中物质的相对去除率达到34.7%、23.2%、41.2%,对荧光区域Ⅲ和Ⅴ中的腐殖质类物质降解率为-6.5%、9.2%;生态处理单元由于填料络合作用与植物根系的吸收,有效降解可生化性较弱的富里酸、胡敏酸等腐殖质,相对去除率分别为39.9%、55.8%,弥补了生物单元对腐殖质类物质降解的不足.本研究对于生物-生态法处理农村生活污水机制及工艺设计有一定参考价值.     

秸秆与秸秆生物炭对采煤塌陷复垦区土壤活性有机碳的影响

为了解农业废弃物对典型采煤塌陷复垦地活性有机碳的影响,采用盆栽培养试验,研究秸秆与秸秆生物炭对复垦3年(3 a)和7年(7 a)土壤总有机碳(TOC)、水溶性有机碳(DOC)、易氧化有机碳(ROC)与土壤微生物生物量碳(SMBC)的影响.对复垦3 a和7 a土壤分别设置4个处理,包括不施肥(CK3与CK7)、只施氮肥(N3与N7)、氮肥与秸秆配施(NS3与NS7)以及氮肥与秸秆生物炭配施(NB3与NB7).结果表明,秸秆与秸秆生物炭均能显著提高复垦土壤TOC与各活性有机碳含量.与只施氮肥相比,施用秸秆处理的TOC、DOC、ROC与SMBC平均增幅为25.0%、46.0%、48.8%与41.5%,施用秸秆生物炭的平均增幅为37.8%、40.4%、37.2%与39.5%.秸秆生物炭对TOC的提升效应强于秸秆,对DOC与ROC的提高弱于秸秆,对SMBC影响与秸秆间无显著差异.除了复垦3 a土壤SMBC组分外,4个处理在复垦3 a土壤DOC、ROC组分与复垦7 a土壤3种活性有机碳组分从大到小均依次为NS、NB、N与CK.复垦7 a土壤的TOC、DOC、ROC与SMBC分别比复垦3 a土壤对应指标高35.2%、36.7%、31.9%与28.2%.此外,TOC分别与DOC、ROC、SMBC间呈显著的指数正相关,分别能解释DOC、ROC与SMBC变异的88.4%、84.7%与89.6%.可见,秸秆施用在短时间内对土壤活性有机碳的提升效应强于秸秆生物炭,但对土壤固碳潜力的提高弱于生物炭,二者均可以作为有益物质施用于复垦土壤中.     

秸秆还田下长期连作棉田土壤有机碳活性组分的变化特征

以棉花长期连作定位试验田为研究对象,分析了秸秆还田条件下长期连作棉田土壤有机碳活性组分及难降解组分含量的变化特征,为评价秸秆还田对长期连作棉田土壤有机碳库的稳定性及指导区域农业管理措施增强土壤固碳能力提供了科学的理论依据。试验在石河子大学农学院试验站棉花长期连作定位试验田进行,设有秸秆还田模式下5、10、15、20、25和30年棉田连作小区(标记为5、10、15、20、25和30年),无秸秆还田模式下1、5、10和15年连作小区(标记为CK1、CK5、CK10和CK15),共计10个处理,每个处理3次重复,小区土壤初始背景值相近。棉花种植品种为"新陆早46号",按"30+60+30"宽窄行距配置,采用膜下滴灌,种植密度为每公顷19.8万株。全生育期滴灌11次,滴灌总量5 400 m3·hm-2,共施纯N 495kg·hm-2,用氮肥的30%作基肥,于棉花收获后结合翻耕施入,其余70%氮肥作追肥随水滴施,其他管理措施同一般大田管理。研究结果表明:秸秆还田可以显著提高0~60 cm土层总有机碳(TOC)含量,随着连作年限的增加,TOC含量逐渐升高,连作30年棉田土壤TOC含量最高;秸秆还田处理下各连作棉田0~20和20~40 cm土层有机碳活性组分含量随着连作年限的增加而呈现明显增加后减少的趋势,而难降解组分(酸解残余碳)含量与活性组分含量呈相反的趋势。秸秆还田能够显著地增加长期连作棉田0~60 cm土层有机碳活性组分和难降解组分的含量,且各组分含量均为0~2020~4040~60 cm土层。秸秆还田处理下0~60 cm土层有机碳活性指数(LIc)均小于无秸秆还田处理,且除连作15年外,随连作年限增加LIc呈下降趋势,30年时达到最低,3个土层连作30年LIc比连作5年分别降低了42.86%、49.21%和48.45%;而秸秆还田条件下0~60 cm土层土壤有机碳难降解指数(RIc)均大于无秸秆还田处理,且表现出与活性指数(LIc)相反的趋势,随连作年限增加RIc呈增加趋势,30年时达到最大,3个土层连作30年RIc比连作5年分别增加了28.31%、35.02%和40.53%。秸秆还田能够提高长期连作棉田土壤总有机碳和难降解组分含量,减少有机碳活性组分含量,并使各组分占总有机碳比例间呈动态变化而保持TOC含量呈稳定增加趋势,使长期连作棉田土壤品质朝好的方向转化,同时增加有机碳的稳定性,有利于提高地力。     

水稻秸秆腐解液对水稻根部吸收纳米银(AgNP)速率的影响

以水稻秸秆腐解液作为有机质加入纳米银(Ag NP)体系中,考察总有机碳(TOC)浓度和分子量组分对水稻根部吸收Ag NP速率的影响。结果表明,当ρ(TOC)为0~20 mg·L~(-1)时,水稻根部对Ag NP的吸收速率随TOC浓度的升高呈线性降低;当ρ(TOC)达20~80 mg·L~(-1)时,水稻根部对Ag NP的吸收速率趋于稳定。溶液中Ag NP的动力学过程表明,水稻秸秆腐解液抑制了Ag NP溶出的过程,不同TOC浓度处理组ρ(Ag+)比对照降低27.5%~95.5%,且ρ(TOC)越高,溶液中Ag+浓度越低。水稻秸秆腐解液能促进Ag NP颗粒的团聚,增大Ag NP颗粒尺度,使Ag NP不易被水稻吸收。水稻秸秆腐解液的不同分子量组分也会影响水稻根部对Ag NP的吸收速率,且低分子量组分(3 k Da)和未超滤的对照组水稻秸秆腐解液对水稻根部吸收Ag NP速率的影响相近,说明低分子量组分对水稻根部吸收Ag NP起重要作用。     

高山森林不同类型粗木质残体腐殖化特征

高山森林粗木质残体腐殖化是促进生态系统土壤发育和碳吸存的主要途径之一,并可能受到腐烂等级和木质残体类型的影响,但一直缺乏必要的关注。因此,在2013年8月,以青藏高原东缘海拔3 600 m左右的高山森林中具有代表性的岷江冷杉(Abies faxoniana)原始林为研究对象,根据区域内坡度和物种组成设置3个100 m×100 m的典型样地,在研究样地内随机选取5个腐烂等级的岷江冷杉粗木质残体,每个腐烂等级3株,4种粗木质残体,共计60株,调查和研究区域内不同腐烂等级倒木、枯立木、根桩和大枯枝等主要类型粗木质残体的腐殖化特征。结果表明:枯立木、大枯枝和倒木腐殖质碳、胡敏酸碳和富里酸碳含量随腐烂等级增加而增大,而根桩腐殖质碳、胡敏酸碳和富里酸碳含量随腐烂等级增加而减小,并且枯立木在各个分解阶段腐殖质碳、胡敏酸碳和富里酸碳含量均保持较高水平。同时,枯立木、大枯枝和倒木的腐殖化度随腐烂等级增加呈增大趋势,根桩腐殖化度却随着腐烂等级增加而减小,其腐殖化度分别为52.93%~85.88%、49.2%~73.68%、54.94%~67.21%和53.41%~68.68%。枯立木腐殖化度明显高于其他3种类型粗木质残体,且在腐殖化后期(腐烂Ⅳ级或Ⅴ级)腐殖化度最大。这对进一步认识高山森林生态系统植物-土壤互作过程具有重要意义。     

微生物肥料对呼伦贝尔打孔羊草草甸草原土壤微生物及酶活性的影响研究

以呼伦贝尔退化羊草(Leymus chinensis)草甸草原割草场为研究对象,研究在打孔羊草草甸草原施加不同微生物肥料处理下土壤养分、微生物量碳氮和酶活性的变化及影响土壤微生物量碳氮和酶活性的关键土壤因子,旨在为退化羊草草甸草原生态系统的改良、恢复及合理利用提供科学依据。结果表明,(1)水分正常年份,土壤中全碳和全氮含量最高值均出现在腐殖酸+微生物菌剂(F+J)处理,分别比对照(CK)提高1.84%~18.53%、1.24%~31.67%,其他不同处理土壤养分无显著差异。(2)土壤生物活性与土壤水热状况密切相关,在雨水正常的2014年,土壤微生物量碳、氮含量最高值分别出现在F+J和海藻酸+微生物菌剂(H+J)处理,分别比CK提高36.52%和28.56%;在降水较少、气候干燥的2015年,土壤微生物量碳、氮含量最高值分别出现在海藻酸(H)和糖蜜发酵(T),分别比CK提高9.86%和15.02%;(3)打孔+施微肥短期效应能够影响土壤蔗糖酶和过氧化氢酶,2014年土壤蔗糖酶表现为H+J和F+J显著高于其他处理,较CK分别提高了10.68%和10.12%,2015年不同打孔与施微生物肥料处理比CK提高4.72%~9.84%,且腐殖酸(F)、H、T以及F+J处理显著高于CK;2015年土壤过氧化氢酶表现为F和F+J显著高于CK,提高了2.50%。(4)土壤全碳,速效钾、速效氮,电导率分别为土壤蔗糖酶,脲酶,过氧化氢酶的关键影响因子,土壤全磷、速效磷为土壤微生物量的关键影响因子。综合分析表明,施入复合微生物肥料与微生物菌剂有助于提高呼伦贝尔打孔羊草草甸草原土壤微生物量碳氮含量和土壤酶活性,有利于改善草原土壤生物化学肥力状况。     

长期连作及秸秆还田对棉田土壤微生物量及种群结构的影响

通过采用常规微生物培养技术分析长期不同连作年限及秸秆还田棉田土壤微生物量及种群结构变化,揭示棉花连作及秸秆还田与土壤微生物多样性关系。研究表明,随着连作年限增加,秸秆还田连作模式下真菌数量持续增加,细菌和微生物总量在连作5-20 a逐渐下降,25 a后又上升;非秸秆还田连作模式随着连作年限增加其微生物种群变化与秸秆还田连作模式变化一致,但非秸秆还田连作模式土壤细菌和微生物总量分别比秸秆还田连作模式在连作5、10和15 a降低42.9%、57.9%、70.6%和41.9%、54.7%和65.7%,而真菌数量增加28.4%、80.8%和116.7%。说明棉花秸秆还田能够增加微生物数量,改善棉田土壤微生物种群结构。连作棉田土壤Simpson指数和Shannon指数呈随连作年限增加呈增加的趋势,连作棉田土壤微生物细菌/真菌（B/F）和放线菌/真菌（A/F）比值在秸秆还田模式下先逐渐减小至连作25 a有升高,而非秸秆还田模式下持续下降。     

3种菌剂对水稻秸秆降解性能的影响

为寻求秸秆的高效快速处理途径,采用EM、VT1000、强兴3种菌剂作用于秸秆与果皮蔬菜混合垃圾按不同配比混合的物料,无需发酵,通过分析不同菌剂处理后秸秆混合物料的理化性质、降解性能和微生物种群结构变化,探讨不同菌剂对秸秆降解性能的影响。结果表明,3种菌剂均对物料的全碳、全氮、C/N具有降低作用,可提高速效磷和速效钾的含量,加快半纤维素的降解。EM对全碳、速效磷和C/N的作用效果较好,VT1000对全氮、速效钾和半纤维素的作用效果较好,且各菌剂于物料配比3?2时处理效果最佳,EM菌剂处理后物料全碳质量分数和C/N比值分别为8.19%和14.44,速效磷上升幅度为51.49%;VT1000菌剂处理后物料全氮下降幅度为55.24%,速效钾上升幅度为83.60%,半纤维素降解率为60.09%。采用高通量测序技术分析微生物群落结构对物料性能的影响,结果表明,不同菌剂处理后物料的优势细菌菌群为Proteobacteria(变形菌门)、Actinobacteria(放线菌门)、Bacteroidetes(拟杆菌门)、Acidobacteria(酸杆菌门)和Chlorobacteria(绿弯菌门),优势真菌菌群为Ascomycota(子囊菌门)、Zygomycota(接合菌门)、Basidiomycota(担子菌门)和Unclassified-k-Fungi(未经分类的真菌)。研究发现,优势菌群的相对丰度是影响秸秆性质变化的主要原因,EM菌剂处理的物料,优势菌群Unclassified-k-Fungi的相对丰度明显高于其他菌剂的处理,这直接影响物料的C/N变化;而VT1000菌剂处理的物料,优势菌群Acidobacteria相对丰度明显高于其他菌剂,其与物料中全氮和速效钾存在一定的相关性。该研究可为探索菌剂复配或研发新型菌剂用于秸秆的微生物降解奠定理论基础。     

生防枯草芽孢杆菌SQR9固体发酵生产生物有机肥的工艺优化

枯草芽孢杆菌SQR9是一株广谱性的拮抗菌,为促进农业废弃物的资源化利用以及植物土传病害的生物防治,分别以氨基酸有机肥、牛粪堆肥、猪粪堆肥、中药渣堆肥为原料,研究利用SQR9进行二次固体发酵生产微生物有机肥的最佳工艺条件及其原料最佳配比.结果表明,SQR9固体发酵的最佳参数为:发酵最佳原料为中药渣堆肥,接种量10%(φ/mL g-1),麸皮添加量15%,初始含水量65%,发酵温度37℃,翻抛次数1次/24 h,在此发酵条件下,SQR9菌株的活菌总量可达到1.20×1011CFU g-1.中药渣堆肥︰牛粪堆肥︰猪粪堆肥︰氨基酸有机肥的最佳配比为为40︰6︰0︰8,在此原料配比和最佳发酵条件下,SQR9活菌总量可达1.97×1010CFU g-1.因此,用农业废弃物采用合适的工艺条件可以生产出高质量的生物有机肥.     

香蕉茎秆、桉树皮和猪粪不同配比堆肥研究

通过固定猪粪添加量,依次增加桉树皮添加量,减少香蕉茎秆添加量,研究了桉树皮、香蕉茎秆和猪粪不同配比,不同C/N比值等对堆肥温度、pH值、微生物数量以及种子发芽率等堆肥发酵指标的影响,并用腐熟的有机肥进行香蕉幼苗盆栽试验。结果表明,堆肥材料C/N比值为25.24和27.01的处理堆肥温度较高,均达到56℃以上,持续高温时间分别为10和11 d,堆肥中各养分含量相对较高,达到NY 525—2012《有机肥料》标准。盆栽试验也表明,利用堆肥材料C/N比值为25.24和27.01的堆肥配制的有机肥对盆栽香蕉幼苗有一定的促生效果。     

菌渣好氧堆肥过程中腐熟度指标及红外光谱的动态变化

为实现食用菌菌渣的合理处置及资源化利用,以食用菌菌渣、鸡粪和豆渣为原料,共设计3个堆肥处理(菌渣与黄豆渣混堆,C1;菌渣与鸡粪混堆,C2;菌渣直接堆制,C3),通过高温好氧堆肥方式研究堆肥过程中相关腐熟度指标及红外光谱的动态变化。结果表明,堆肥过程中温度变化经历了3个阶段,50℃以上高温持续时间均大于10 d。pH总体呈上升趋势,至堆肥结束达到8.0—9.0之间,符合腐熟堆肥的标准;EC值在1.0—2.5 mS·cm~(-1)范围内浮动,C1处理的EC值大于C3的EC值;C/N总体呈下降趋势,堆肥结束时3种处理的比值均低于20;种子发芽指数(GI)随着堆肥过程逐渐上升,至21d时,3种处理的GI值均超过50%,堆肥结束时,C3的GI值达到72.46%,C1、C2的GI值分别为81.02%和82.36%。堆肥过程中胡敏酸(HA)含量逐渐升高,富里酸(FA)的含量变化不大,3种处理胡敏酸与富里酸的比值(HA/FA)总体呈升高趋势,C1、C2和C3的HA/FA值分别由初始的2.38、2.20和2.28增加到3.92、3.22和3.82。红外光谱数据表明,随着堆肥过程的进行,多糖类物质含量减少,有机物中不饱和结构的多聚化或联合程度增大,芳香结构物质与氨基基团有所增加,说明堆肥过程中有机物质的变化规律先是大分子物质(如蛋白质、多糖类等)被降解,然后是腐殖质类物质的逐渐合成。     

秸秆促腐菌剂对稻麦轮作土壤养分变化特征的影响

采用大田小区的试验方式,通过分析常规施肥+秸秆还田(CK)和常规施肥+秸秆还田+秸秆促腐菌剂(IT)两个处理土壤团聚体、理化性质和酶活性以及phoD微生物群落结构和多样性,研究稻麦轮作秸秆还田条件下秸秆促腐菌剂配施对土壤养分变化特征及解磷菌微生物多样性的影响。结果表明,促腐菌剂处理秸秆腐解率显著提升42.1%,土壤团聚体水稳定性显著增加,土壤平均重量直径(MWD)显著提升46.7%,大团聚体数量(R_0.25)和几何平均直径(GMD)分别增加62.5%和22.2%,但无显著差异。促腐菌处理土壤有机质、速效氮和速效磷含量以及土壤碱性磷酸酶活性分别提高11.8%、59.8%、62.6%和33.8%,但土壤pH、EC以及腐殖酸、全量氮磷钾和速效钾含量等无显著差异。促腐菌处理小麦产量增加不显著,而籽粒全磷含量较CK显著提升28.1%。基于phoD基因的微生物群落对比分析,IT处理显著增加了phoD微生物群落物种数量,同时显著改变phoD微生物群落结构,但两个处理phoD微生物群落多样性指数无显著差异。冗余分析(RDA)结果显示,phoD微生物群落结构与pH、速效氮和MWD均...     

腐秆剂用量、含水量及初始碳氮比对水稻秸秆腐解性能的影响初探

为了探明秸秆腐解的最佳初始条件,为腐熟秸秆还田提供科学依据,以水稻秸秆为腐解对象,设置不同的"金葵子"腐秆剂用量(因素A:A_0、A_(0.5)、A_(1.0);%)、含水量(因素B:B_(50)、B_(60)、B_(70);%)及初始碳氮(C/N)比(因素C:C_(20)、C_(22)、C_(25))等初始条件,进行正交试验,研究水稻秸秆腐解过程中pH、种子发芽指数(GI)、C/N比、腐解率(DR)、水溶性有机碳(DOC)及紫外光谱参数(SUVA_(280)、E_2/E_3和A_(226-400))等指标的动态变化,以确定这些初始条件对水稻秸秆腐解性能的影响。结果表明,(1)在腐解过程中,所有处理GI和DR值均随着腐解的进行逐渐升高;A_0B_(70)C_(25)和A_(0.5)B_(70)C_(22)处理C/N比持续下降,其他处理先升高后下降;A_0B_(50)C_(20)和A_(1.0)B_(70)C_(20)处理DOC含量先升高后下降,其他处理持续升高,紫外光谱参数的变化反映了水溶性有机物芳香性结构和腐殖化程度变化情况。(2)腐解结束时,未腐熟完全的A_(0)B_(50)C_(20)处理pH、GI和DR值(分别为7.05、34.9%和30.7%)明显较低,其C/N比(25.7)则明显较高,而大多数处理pH值符合腐熟堆肥标准(8.00-9.00),GI值符合毒性较低(≥50%)或完全腐熟状态(≥80%);A_0B_(70)C_(25)、A_(0.5)B_(70)C_(22)和A_(1.0)B_(60)C_(25)处理C/N比(分别为13.1、14.4、16.4)基本符合腐解产物最佳C/N比标准(15.0);A_(0.5)B_(70)C_(22)处理DR值(47.1%)最高。通过紫外光谱参数测定来预测GI值大小,为判断秸秆是否腐熟完全提供了一种替代性评价方法。直观分析法表明,水稻秸秆腐解最佳初始条件为"金葵子"腐秆剂0.5%、含水量70%、初始C/N比25;腐秆剂用量对DOC含量影响最大,含水量对C/N比、DR、SUVA280、E_2/E_3和A_(226-400)值影响最大,初始C/N比对pH和GI值影响最大。