不同氮源，鋅源及外源性微生物添加對小麥玉米秸稈腐解的影響及對土壤質(zhì)量的作用研究

【摘要】：秸稈還田對于提升土壤健康及作物產(chǎn)量具有巨大潛力，然而秸稈中較難降解的復雜碳化合物的存在仍是世界性的問題。添加氮肥和外源性微生物制劑途徑可以有效加快秸稈腐解過程，被農(nóng)民廣泛接受。在我們的試驗中，我們設計了兩個系列的室內(nèi)培養(yǎng)試驗來探究不同礦質(zhì)氮肥來源和外源微生物菌劑施用對秸稈直接還田入土的影響及對土壤質(zhì)量的作用效果。 試驗一表明不同氮源處理及施鋅與否對小麥和玉米的腐解速率和土壤質(zhì)量均有影響。供試土壤分別添加三種不同氮源（尿素，(NH_4)_2SO_4和NH4Cl）和鋅源。其他處理包括秸稈+鋅，秸稈+土壤和不添加土壤對照。每盆中裝入150g風干土和1.125g秸稈，濕度保持為田間持水量的80%，在25℃下培養(yǎng)53天。除活性有機碳外，所有結(jié)果均在p0.05下達到顯著水平。小麥和玉米秸稈呈現(xiàn)不同的CO_2呼吸趨勢。通過測量CO_2的總釋放量我們得出鋅肥的施入和尿素具有協(xié)同作用，而和其他氮源呈現(xiàn)拮抗作用。玉米+尿素+鋅處理下的腐解速率最高，氯化銨處理（無論是否添加鋅肥）的腐解速率最低。添加NH_4Cl的處理中總有機碳（TOC）含量最高。此外，和玉米相比，小麥的腐解過程具有較高的微生物生物量富集作用。 試驗二通過研究三種化工合成微生物制劑（任遠生物RW,太谷生物TB和中國綠健GH）和純化學養(yǎng)分的添加并和只添加秸稈的處理（WS）對比，表明其對小麥腐解和土壤生化性質(zhì)的影響。結(jié)果顯示除土壤銨態(tài)氮含量外，其他指標均在p0.05下達到顯著水平。相對于土壤-秸稈分層處理而言，土壤和秸稈混勻處理具有較高的初始CO_2釋放值，而這種激發(fā)效應并未持續(xù)到試驗的結(jié)束。在為期61天的室內(nèi)培養(yǎng)試驗中，RW處理具有最高的CO_2總釋放量，CN處理次之。不同微生物菌劑中只有RW顯著提高了CO_2釋放量。CO_2總釋放量與纖維素酶活性之間成正相關(guān)性(R2=0.81)，與脫氫酶活性成負相關(guān)性(R2=-0.66)?；旌咸幚韺O_2釋放量，總有機碳（TOC），微生物量碳（MBC）含量，真菌細菌數(shù)量和纖維素酶活性均有影響。接種微生物菌劑和秸稈混合處理均能增加土壤TOC，DTPA-Zn，DTPA-Mn，總含氮量，硝態(tài)氮量，細菌數(shù)和纖維素酶活性。RWL處理下的微生物量碳和細菌量最高，而TBL處理具有最高的TOC含量。 以上試驗結(jié)果表明，不同礦質(zhì)氮源能夠影響微生物對秸稈的腐解作用和土壤碳分組情況。秸稈放置試驗處理表明土壤和秸稈的混合能夠誘發(fā)更高的初始腐解速率。配合適宜的微生物制劑，秸稈直接還田能夠有效的提高腐解速率，提升土壤理化性質(zhì)。 【關(guān)鍵詞】：土壤酶活性 外源微生物菌劑 秸稈腐解 小麥和玉米秸稈 活性有機碳
【學位授予單位】：西北農(nóng)林科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：S141
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• CHAPTER ONE LITERATURE REVIEW10-26
• 1.1 importance of residue in sustainable crop and environmental management10-13
• 1.1.1 Crop residue potentials12-13
• 1.2 Residue Management Options13-17
• 1.2.1 Residue burning13-14
• 1.2.2 Residue incorporation14-15
• 1.2.3 Surface retention and mulching15-16
• 1.2.4 Baling and removing the straw16-17
• 1.3 Residue Management Effects on Soil Properties17-20
• 1.3.1 Soil physical properties17-18
• 1.3.2 Soil chemical properties18-19
• 1.3.3 Soil biological properties19-20
• 1.4 Straw placement options20
• 1.5 Nitrogen fertilizer20-21
• 1.6 Roles of soil enzymes in residue decomposition and soil quality measurement21-22
• 1.6.1 Cellulases21-22
• 1.6.2 β-glucosidase22
• 1.6.3 Dehydrogenase22
• 1.7 Microbial inoculation22-23
• 1.8 The Guanzhong Plain23-25
• 1.9 Conclusion25-26
• CHAPTER TWO DIFFERENT MINERAL NITROGEN SOURCES AND ZINC CAN INFLUENCE MAIZE AND WHEAT STRAW DECOMPOSITION AND SOIL QUALITY26-42
• 2.1 Introduction26-27
• 2.2 Material and methods27-29
• 2.2.1 Sampling27-28
• 2.2.2 Incubation procedure28
• 2.2.3 Analytical procedure28-29
• 2.2.4 Statistical analyses29
• 2.3 Results29-38
• 2.3.1 Effect of the applied treatments on rate of straw decomposition29-36
• 2.3.2 Effects of applied nutrients and straw decomposition on soil quality36-37
• 2.3.3 Soil pH37-38
• 2.4 Discussion38-42
• 2.4.1 CO_2-C Evolution rate and Cumulative CO_2evolution38-39
• 2.4.2 Influence of nitrogen sources, straw type and zinc on CO_2-C production39-40
• 2.4.3 Effects of the straws and applied nutrients on soil quality40-42
• CHAPTER THREE WHEAT STRAW DECOMPOSITION UNDER THE INFLUENCED OF EXOGENOUS MICROBIAL COMPOUNDS42-60
• 3.1 Introduction42-43
• 3.2 Material and methods43-45
• 3.2.1 Sampling43-44
• 3.2.2 Incubation procedure44-45
• 3.2.3 Soil Analytical procedures45
• 3.2.4 Statistical analysis45
• 3.3 Results45-55
• 3.3.1 Wheat straw decomposition45-47
• 3.3.2 Total and cumulative CO_247-49
• 3.3.3 Total soil organic carbon (TOC) and microbial biomass carbon (MBC)49-50
• 3.3.4 Available Soil micronutrients (Fe, Cu, Zn and Mn)50-51
• 3.3.5 Soil microflora51-52
• 3.3.6 Cellulase and dehydrogenase activity52-53
• 3.3.7 Soil available Phosphorus (P)53-54
• 3.3.8 Total nitrogen, NO3--N and NH4+-N54-55
• 3.4 Discussion55-60
• 3.4.1 Effect of straw and inoculants on rate, cumulative and total CO_2emission55-56
• 3.4.2 Effect of straw and inoculants on soil carbon and biological property56-58
• 3.4.3 influence of straw addition and inoculation on soil chemical properties58-60
• CHAPTER FOUR CONCLUSIONS60-62
• REFERENCES62-71
• ACKNOWLEDGEMENT71-72
• BIOGRAPHY72

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