主要粮食作物秸秆降解菌剂的制备及应用研究

【摘要】：本文采用室内摇瓶法制备和筛选出最佳秸秆降解组合菌剂,通过温室盆栽和大田小区试验,探讨施用菌剂对秸秆降解和作物生长的影响。主要研究结果如下:1.小麦、水稻和玉米秸秆在土壤中均表现出阶段性降解的特点,其降解过程可分为初期、前期、中期和后期四个阶段:(1)盆栽试验中,降解初期均为0~10d,小麦、水稻和玉米秸秆失重率分别达到15%、20%和35%左右;前期为10d~30d,小麦和水稻秸秆失重率均达到20%~30%,玉米秸秆失重率达到35%~45%;中期为30d~80d,小麦秸秆失重率达到30%~50%,水稻秸秆失重率达到30%~55%,玉米秸秆失重率达到50%~70%。80d以后为降解后期,小麦、水稻和玉米秸秆秸秆失重率分别达到50%、65%和70%以上。(2)大田试验中,小麦秸秆的降解初期为0~45d,秸秆失重率达到40%左右;降解前期为45d~90d,失重率达到40%~50%;降解中期为90d~135d,失重率达到50%~60%;135d以后为降解后期,失重率达到60%以上。水稻秸秆的降解初期为0~45d,秸秆失重率达到20%左右;降解前期为45d~90d,失重率达到25%~30%;降解中期为90d~150d,失重率达到30%~55%;150d以后为降解后期,失重率达到55%以上。玉米秸秆的降解初期为0~45d,秸秆失重率达到50%左右;降解前期为45d~120d,失重率达到40%~50%;降解中期为120d~210d,失重率达到50%~70%;210d以后为降解后期,失重率达到70%以上。2.施用菌剂不会改变秸秆在土壤中的降解过程,菌剂处理对盆栽和大田条件下秸秆降解的影响不尽相同。盆栽条件下,菌剂处理对小麦秸秆降解的影响主要发生在前期,对水稻和玉米秸秆降解的影响主要在初期,在中期和后期三种秸秆施菌处理和不施菌处理差异不显著。对于小麦秸秆,20d时施菌处理的秸秆失重率、纤维素和半纤维素降解率分别达到27.65%~30.96%、27.97%~32.50%和29.59%~32.85%,比不施菌CK分别提高36.22%~52.52%、43.67%~66.90%和30.86%~45.28%;对于水稻秸秆,10d时施菌处理的秸秆失重率、纤维素和半纤维素降解率分别达到24.74%~26.70%、30.17%~33.44%和28.61%~34.48%,比不施菌CK分别提高33.57%~44.17%、29.14%~43.17%和70.37%~105.38%;对于玉米秸秆,10d时施菌处理的秸秆失重率、纤维素和半纤维素降解率分别达到35.24%~41.15%、17.27%~27.53%和37.18%~40.63%,比不施菌CK分别提高11.26%~29.92%、183.62%~352.13%和25.99%~37.67%。3.菌剂处理对不同秸秆不同时期的降解影响不一致。(1)对于小麦秸秆,30d时施菌处理的秸秆失重率、纤维素和半纤维素降解率分别达到39.14%~45.77%、41.70%~43.92%和41.57%~47.11%,比不施菌CK分别提高6.16%~24.15%、28.10%~34.93%和2.54%~16.21%。3种菌剂均有利于小麦秸秆的降解,在秸秆降解初期阶段施用菌剂可使小麦秸秆降解提前10d~15d。(2)对于水稻秸秆,45d时菌剂A和B处理的秸秆失重率、纤维素和半纤维素降解率分别达到26.91%和27.35%、42.40%和44.08%以及25.46%和26.02%,比不施菌CK分别提高34.53%和36.74%、68.86%和75.55%以及56.10%和59.55%。菌剂A和B在降解初期可使水稻秸秆降解提前10d~15d,菌剂C没有作用。(3)对于玉米秸秆,45d时菌剂B处理的秸秆失重率、纤维素和半纤维素降解率分别达到53.90%、17.65%和26.78%,比不施菌CK分别提高13.35%、46.00%和43.50%,菌剂B处理可使玉米秸秆降解提前15d~20d,菌剂A和C效果不明显。施用菌剂能促进秸秆降解,明显增加土壤活性有机碳含量,有利于提高出苗率,增加植株生物量。 【关键词】：小麦秸秆 玉米秸秆 水稻秸秆 秸秆降解菌剂 降解阶段 促腐还田
【学位授予单位】：河南农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：S141.4
【目录】：

• 致谢4-8
• 摘要8-10
• 1 文献综述10-16
• 1.1 传统秸秆还田技术10-13
• 1.1.1 秸秆还田方式10-12
• 1.1.2 秸秆还田的生态效应12
• 1.1.3 存在的问题12-13
• 1.2 秸秆快速腐熟还田技术13-14
• 1.2.1 秸秆快速腐熟还田的含义13
• 1.2.2 秸秆快速腐熟还田菌剂的分类13
• 1.2.3 秸秆降解/腐熟菌剂的应用效果研究13-14
• 1.3 秸秆腐熟还田的实际应用问题14-15
• 1.4 研究目的15
• 1.5 研究内容、方法15-16
• 2 引言16-17
• 3 材料与方法17-22
• 3.1 试验设计17-20
• 3.1.1 室内试验17-18
• 3.1.2 盆栽试验18-19
• 3.1.3 大田试验19-20
• 3.2 测定指标及方法20-21
• 3.2.1 秸秆失重率20
• 3.2.2 微生物计数20
• 3.2.3 秸秆纤维素和半纤维素20-21
• 3.2.4 土壤活性有机碳21
• 3.2.5 植株生长情况及产量21
• 3.3 数据测定方法及分析21-22
• 4 结果与分析22-47
• 4.1 秸秆降解菌剂的制备22-29
• 4.1.1 秸秆降解菌株的优化组合筛选22
• 4.1.2 碳源种类对秸秆的降解影响22-24
• 4.1.3 氮源种类对秸秆的降解影响24-25
• 4.1.4 钾素种类对秸秆的降解情况25-27
• 4.1.5 摇瓶条件下添加各种外源物质对秸秆降解的影响27-28
• 4.1.6 稻壳替代草炭作为吸附材料制备菌剂对微生物生长的影响28
• 4.1.7 小结28-29
• 4.2 盆栽条件下施用菌剂对秸秆降解的影响29-34
• 4.2.1 盆栽条件下施用菌剂对小麦秸秆失重率、纤维素和半纤维素降解率的影响29-31
• 4.2.2 盆栽条件下施用菌剂对水稻秸秆失重率、纤维素和半纤维素降解率的影响31-32
• 4.2.3 盆栽条件下施用菌剂对玉米秸秆失重率、纤维素和半纤维素降解率的影响32-34
• 4.3 盆栽条件下施用菌剂对植株生长的影响34-35
• 4.3.1 施用菌剂处理水稻秸秆对小麦植株生长的影响34-35
• 4.3.2 施用菌剂处理小麦秸秆对玉米植株生长的影响35
• 4.4 大田条件下施用菌剂对秸秆降解的影响35-40
• 4.4.1 大田条件下施用菌剂对小麦秸秆失重率、纤维素和半纤维素降解率的影响35-36
• 4.4.2 大田条件下施用菌剂对水稻秸秆失重率、纤维素和半纤维素降解率的影响36-38
• 4.4.3 大田条件下施用菌剂对玉米秸秆失重率、纤维素和半纤维素降解率的影响38-40
• 4.5 大田条件下施用菌剂的秸秆还田对植株生长的影响40-41
• 4.5.1 玉米秸秆大田促腐降解对小麦千粒重的影响40
• 4.5.2 小麦秸秆大田促腐降解对水稻产量的影响40-41
• 4.5.3 小麦秸秆大田促腐降解对土壤活性有机碳变化的影响41
• 4.6 秸秆促腐还田关键指标对土壤活性有机碳含量和作物苗期生长的影响41-47
• 4.6.1 不同秸秆还田长度对植株生物量的影响41-43
• 4.6.2 不同秸秆还田长度对土壤活性有机碳含量变化的影响43
• 4.6.3 秸秆还田量及菌剂用量对植株生物量的影响43-44
• 4.6.4 秸秆还田量及菌剂用量对小麦出苗率的影响44-45
• 4.6.5 秸秆还田量及菌剂用量对土壤活性有机碳含量变化的影响45
• 4.6.6 小结45-47
• 5 结论与讨论47-51
• 5.1 秸秆降解过程的阶段特征47-48
• 5.2 秸秆降解菌剂对秸秆降解影响分析48-51
• 参考文献51-56
• ABSTRACT56-58

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