稻秆腐解影响条件优化及其对土壤养分和蔬菜生长的影响

发布时间：2020-11-10 14:05

　　 农作物秸秆是农业生产过程中的主要废弃物之一,同时因其富含有机质、氮、磷等营养物质,也是一种用途广泛的可再生生物质资源。但由于其产量巨大,处理困难,且处置不当会造成环境污染等严重问题,因此需要一种高效、安全环保的处置方式,使农作物秸秆资源化利用最大化。秸秆腐解还田作为处置农作物秸秆的最有效手段之一,近年来备受关注。本论文利用农作物秸秆与化学肥料生物好氧共堆肥技术,以水稻秸秆为研究对象,将稻秆腐解与化学氮、磷肥有机结合,通过调节腐秆剂添加量、含水量、初始碳氮比(C/N比)及碳磷比(C/P比)等腐解初始条件,使其初始条件最优化,为稻秆腐解还田提供理论依据和技术支撑;同时通过大田试验进行了稻秆腐解还田对土壤养分和蔬菜生长的影响研究。主要得到以下研究结果:(1)以不同的腐秆剂A添加量(因素A:A_0、A_(0.5)、A_(1.0);%,质量百分数)、含水量(因素B:B_(50)、B_(60)、B_(70);%,质量百分数)、初始C/N比(因素C:C_(20)、C_(22)、C_(25))为稻秆腐解初始条件,进行正交实验,研究稻秆腐解过程中pH、C/N比、腐解率(DR)、水溶性有机碳(DOC)及紫外-可见光谱参数、NH_4~+-N、种子发芽指数(GI)等指标的变化情况,筛选稻秆腐解最佳初始条件。结果表明:1)腐解结束(42 d)时,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);而A_0B_(50)C_(20)处理pH、GI和DR值(分别为7.05、34.9%和30.7%)与其他处理相比明显较低,其C/N比(25.7)则明显较高。2)不同的腐秆剂用量、含水量、初始C/N比影响下的最佳腐解条件为:腐秆剂A用量0.5%、含水量70%、初始C/N比25。(2)通过调节不同初始C/P比的稻秆腐解实验,研究稻秆腐解过程中pH、C/N比、C/P比、DR、DOC及紫外-可见光谱参数、NH_4~+-N、NO_3~--N、GI等指标的变化情况,进一步筛选稻秆腐解最佳初始C/P比。结果表明:1)未调节初始C/P比的处理GI值不符合对植物种子毒害作用较小的要求(GI≥50.0%对植物种子毒害较小),而其他调节了初始C/P比的处理GI值符合要求,调节初始C/P比对pH值等指标影响不明显。2)不同的初始C/P比影响下的最佳腐解条件为:初始C/P比120。(3)通过添加稻秆腐解产物的土壤培养实验,研究土壤培养过程中pH、土壤氮形态转化、土壤有效磷及磷素形态分级的动态变化。结果表明,不同稻秆腐解产物加入土壤中可以提高土壤铵态氮和硝态氮总量47.4%~69.2%。将该实验结果与初始C/P比对稻秆腐解的影响实验结果进行综合对比分析后可知,初始C/P比为120时,其腐解产物加入土壤后更利于土壤养分的提升。(4)将稻秆腐解产物作为基肥进行大田试验,研究其对土壤养分和蔬菜生长的影响。结果表明:1)添加稻秆腐解产物作为基肥,施用量为8000 kg·hm~(-2)时,可提高土壤有机质含量9.12%~24.4%,提高菜心产量5.31%,且降低菜心硝酸盐含量10.1%,但生菜产量降低16.2%;2)施用量为2000 kg·hm~(-2)时,虽然菜心产量降低8.69%,但菜心硝酸盐含量可降低31.2%,且生菜产量增加13.1%。
【学位单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：S158;S63;X712
【部分图文】：

第二章 实验材料与方法2.1 研究区概况2.2.1 地理环境大田试验地点设在中山市沙溪镇聚龙围农场。聚龙围农场位于中山市西北部，与中山市隔河相望（见图 2.1），直线距离 5 km 以内。坐落于广东省中南部、地处珠江出海口、地理坐标为：东经 113°09′02″至 113°46′00″，北纬 22°11′12″至 22°46′35″的一个美丽城市——中山。靠东与深圳市、香港隔海相望（中山港至香港 51 海里）；靠东南与珠海市接壤，毗邻澳门，石岐至澳门 60 km；而在其西面和西南面则是江门市、新会市和斗门县；在其北面和西北面则是广州市的南沙区和佛山市的顺德区；马鞍和大茅等海岛也环绕在市境东西的珠江口沿岸。

长安大学硕士学位论文从 1.34g·kg 1、1.48g·kg 1下降到了 1.32g·kg 1、1.47g·kg 1）。4）P0 处理全磷含量无太大变化，而其他三个处理则明显降低，结合各处理残dual-Pt，图 4.9 中未列出）含量进行分析，P0 处理 Residual-Pt 含量无太大个处理则略有增加（0 d~28 d，约增加了 10.0 mg·kg 1）。明了随着各处理加入土壤的时间的延长，磷的形态会发生转变。若只加入形态会从能被植物直接吸收的形态向难溶态转变，但残渣态磷和全磷含量化；而稻秆腐解产物和过磷酸钙同时加入土壤，短期内（14 d 内）能被植磷向难溶态磷转变，但随着时间的增加（大于等于 28 d），难溶态磷含量转化成残渣态磷，另外一部分磷则流失，使得全磷含量降低。结果表明， 比的稻秆腐解物加入土壤中，对土壤磷素的固定及活化无明显作用。

图 5.1 不同样品中细菌群落门水平组成分布比较（n=3）Figure 5.1 Comparison of the bacterial community composition distribution at the phylum level indifferent samples (n=3)细菌在属水平上的群落组成情况，见图 5.2。结果如下：1）0 d 时，两个样品中细菌的主要菌属相近，均为芽孢杆菌属（Bacillus）、泛菌属（Pantoea）、假单胞菌属（Pseudomonas）、肠杆菌属（Enterobacter）、沙门氏菌属（Salmonella）、不动杆菌属（Acinetobacter）、甲基杆菌属（Methylobacterium）、类芽孢杆菌属（Paenibacillus）、短小杆菌属（Curtobacterium）、志贺氏埃希菌属（Escherichia-Shigella）等。2）0 d 到28 d，样品中细菌的主要菌属发生了改变，其中芽孢杆菌属相对丰度分别由 28.2%（D10）和 28.3%（D20）下降到 10.9%（D11）和 7.36%（D21）；除芽孢杆菌属外，其它主要菌属相对丰度已极低或检测不出，但 D11 和 D21 均出现了热双歧菌属（Thermobifida)、假黄单胞菌属（Pseudoxanthomonas）、热多孢菌属（Thermopolyspora）、放线菌目属（Actinotalea）、未定名 Thermovum、热杆菌属（Thermobacillus）等，D11 还出现了独
【参考文献】

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本文编号：2878017