复合腐秆菌剂对稻秆堆腐和水稻促生效果

发布时间：2017-07-28 19:23

  本文关键词：复合腐秆菌剂对稻秆堆腐和水稻促生效果

  更多相关文章： 复合菌剂 堆腐 促生效应和机理 T-RFLP法 机插栽培

【摘要】：秸秆是农业生产过程中产生的可再生废弃物,含有丰富的氮、磷、钾、微量元素和有机碳,是一种重要的有机肥料。我国水稻秸秆资源丰富,随意焚烧不仅污染了环境,也浪费了宝贵的生物质资源。本文通过将实验室筛选所得的一组快速腐秆菌制备成复合腐秆菌剂,研究了菌剂的保质时间,探索了菌剂在秸秆堆腐、水稻旱育秧及秸秆还田应用效果,主要研究结果如下:(1)在180天检测菌剂的有效活菌数,细菌为6.62×108CFU/g,真菌为1.83×108CFU/g;pH随着保藏时间的延长而基本保持稳定,范围稳定在6.0-7.0之间;复合菌剂的含水率随时间延长而逐渐减小,第120天后低于20%并趋于稳定;纤维素酶活力随着保质时间的延长而大体上趋于变小,在第120天后趋于稳定,180天的酶活为50.16μg/g。研究发现自制复合腐秆菌剂基本达到了国标农用微生物菌剂的要求,且保质时间大于六个月。(2)在以稻秆为主要堆腐原料进行好氧堆肥试验中,通过对堆腐过程中稻秆颜色、温度变化、含水率、pH和电导率、容重与孔隙度、发芽指数、有机质与全氮变化、C/N变化以及微生物数量变化等指标的追踪测定,探索复合菌剂对堆肥的影响。结果显示:与对照组相比,添加复合腐秆菌剂可以有效促进稻秆的微生物发酵,提高发酵温度,延长堆体的高温发酵阶段,缩短堆腐时间。而且,接种复合腐秆菌剂有利于稻秆中大分子纤维素等物质的分解,提前解除堆体的植物毒性,降低氮素损失,提高种子发芽指数。(3)通过调查秧苗素质,测定不同处理水稻根系活力、叶绿素含量、可溶性糖含量、根系盘结力和发根力,研究复合腐秆菌剂对水稻秧苗素质和促生效应的影响。结果显示:接种5%复合腐秆菌剂,能显著地促进水稻秧苗的生长,提高秧苗素质,其中幼苗的株高、假茎宽、叶宽、叶长、鞘长、总根数、白根数、主根长、鲜重、干重与对照组相比,分别提高了14.41%、50.17%、5.77%、0.87%、0.95%、11.02%、36.81%、8.45%、47.39%、43.80%,差异显著;在水稻根系活力、叶绿素含量、茎秆可溶性糖含量方面,加菌剂处理组与对照相比,分别提高了58.30%、43.04%和8.33%,存在显著差异;同时,接种菌剂还能极显著地提高秧苗的发根力和根系盘结力,与对照相比分别提高了57.70%和93.92%。2个处理的植株全磷含量几乎无差异,而处理组的植株全钾和全氮含量极显著高于对照组,其中全钾含量提高了55.99%,全氮含量提高了16.67%。(4)通过根际土壤酶活性测定和土壤矿质元素变化实验,发现接种5%复合腐秆菌剂的处理组显著提高了土壤酶活性,其中脲酶、蔗糖酶、纤维素酶、过氧化氢酶的活性分别为24.49±0.88mg/(g·24h)、0.60±0.05mg/(g·24h)、0.31±0.0083mg/(g·72h)、0.43±0.01ml/(h·g),与对照相比提高了43.72%、7.14%、47.62%、10.26%。土壤中脲酶参与氮循环,蔗糖酶对有机质变化敏感,纤维素酶参与有机物的分解,过氧化氢酶促进过氧化氢的分解,防止毒害作用。加菌剂处理组的土壤较于对照组,碱解氮含量几乎无差异,而有机质、全氮、有效磷和速效钾含量则提高分别了67.67%、35.57%、48.98%、42.43%,差异极显著。结果表明加入稻草复合腐秆菌剂在一定程度上提高了土壤肥力,从而为作物生长提供了有利的土壤环境和营养物质。(5)采用MPN法测定功能微生物数量,并采用T-RFLP法分析土壤微生物群落结构,探究添加复合菌剂对塑盘育秧根际土壤微生物群落结构的组成变化的影响。结果显示接种复合腐秆菌剂可以抑制土壤病原微生物的生长,改善土壤微生物生态结构,使土壤中有益菌与功能菌迅速生长繁殖,形成优势菌群,从而改善土壤理化性质、降解化感物质、促进营养元素循环。(6)在机插栽培模式下,稻草全量还田配施腐秆菌剂与单一稻草全量还田相比,土壤中的细菌、放线菌和真菌数量显著提高,干物质总量和实际产量分别提高了7.46%、5.92%,其中有效穗和产量差异显著。在水稻的成熟期,加菌剂处理的植株N、P、K含量分别提高了8.46%、8.14%、7.07%。加菌剂的实验组微生物多样性指数比对照组高出0.53%,说明实验组的微生物群落多样性更丰富;优势度指数与多样性指数变化趋势相反,说明复合腐秆菌剂促进了某些菌的生长。两组的均匀度指数差异不显著,表明添加复合腐秆菌剂并未使原有生境的微生物群落失衡;相似性指数表明根际土壤微生物群落结构发生了显著变化。综上所述,自制复合腐秆菌剂保质时间优良,不仅可以缩短秸秆腐熟时间,还显著促生水稻的生长,在农业实践生产中具有较好地运用前景。
【关键词】：复合菌剂 堆腐 促生效应和机理 T-RFLP法 机插栽培
【学位授予单位】：江西农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：S141.4;S511
【目录】：

• 摘要8-10
• Abstract10-12
• 第一章 文献综述12-20
• 引言12
• 1 农业废弃物的种类及研究现状12-13
• 1.1 农业废弃物的种类和数量12
• 1.2 农业废弃物的研究现状12-13
• 2 秸秆资源的利用方式13-15
• 2.1 秸秆还田13-14
• 2.2 秸秆生产饲料14
• 2.3 秸秆生产食用菌菇14
• 2.4 秸秆用作能源14-15
• 2.5 秸秆用作工业原料15
• 3 秸秆腐熟菌剂研究进展15-16
• 3.1 秸秆腐熟菌剂的开发15-16
• 3.1.1 单一微生物菌剂15
• 3.1.2 复合微生物菌剂15-16
• 3.2 秸秆腐熟菌剂的运用16
• 3.2.1 秸秆腐熟菌剂在堆肥中的运用16
• 3.2.2 秸秆腐熟菌剂在稻草还田中的运用16
• 4 微生物群落分析方法的研究进展16-17
• 4.1 经典培养分离法16-17
• 4.2 群落水平生理学指纹方法(CLPP)17
• 4.3 分子生物学方法17
• 5 本文立题背景和研究内容17-20
• 5.1 立题背景17
• 5.2 课题来源17-18
• 5.3 本论文研究意义18
• 5.4 研究内容和技术路线18-20
• 5.4.1 研究内容18-19
• 5.4.2 技术路线19-20
• 第二章 复合腐秆菌剂保质期的研究20-27
• 1 材料和方法20-23
• 1.1 材料20-21
• 1.1.1 菌株及原料20
• 1.1.2 培养基20
• 1.1.3 主要仪器20-21
• 1.2 复合腐秆菌剂的制备21-22
• 1.2.1 真菌制剂的制备21
• 1.2.2 复合细菌制剂的制备21
• 1.2.3 复合菌剂的制备21-22
• 1.3 复合腐秆菌剂质量标准检测22-23
• 1.3.1 外观(感官)测定22
• 1.3.2 含水率测定22
• 1.3.3 pH测定22-23
• 1.3.4 纤维素酶活力测定23
• 1.3.5 有效活菌数平板计数测定23
• 1.6 数据统计分析23
• 2 结果与分析23-26
• 2.1 复合腐秆菌剂的制备23
• 2.1.1 高效分解稻草的真菌制剂孢子浓度检测23
• 2.1.2 高效分解稻草的复合细菌制剂菌体浓度检测23
• 2.2 复合腐秆菌剂质量标准检测23-26
• 2.2.1 含水率的变化趋势23-24
• 2.2.2 pH变化趋势24
• 2.2.3 纤维素酶活力的变化趋势24-25
• 2.2.4 有效活菌数的变化趋势25
• 2.2.5 复合腐秆菌剂与现行国标有机物料腐熟剂产品的比较25-26
• 3 小结与讨论26-27
• 第三章 腐秆菌剂对腐熟稻秆过程的影响27-38
• 1 材料与方法27
• 1.1 试验材料及地点27
• 1.2 试验设计27
• 2 测定指标与方法27-29
• 2.1 颜色27
• 2.2 温度27-28
• 2.3 含水率28
• 2.4 酸碱度(pH)和电导率(EC)28
• 2.5 容重与孔隙度28
• 2.6 发芽指数（GI）28
• 2.7 有机质、全氮和碳氮比28-29
• 2.8 微生物数量29
• 3 稻秆腐熟过程研究结果29-37
• 3.1 稻秆腐熟过程颜色的变化29-30
• 3.2 稻秆腐熟过程中温度的变化30
• 3.3 稻秆腐熟过程含水率的变化30-31
• 3.4 添加腐秆菌剂对稻秆腐熟过程pH和EC的影响31-32
• 3.5 添加腐秆菌剂对稻秆腐熟过程容重与孔隙度的影响32-33
• 3.6 添加腐秆菌剂对稻秆腐熟过程发芽指数（GI）的影响33-34
• 3.7 添加腐秆菌剂对稻秆腐熟过程有机质、全氮及碳氮比的影响34-35
• 3.8 添加腐秆菌剂对稻秆腐熟过程微生物数量的影响35-37
• 4 小结与讨论37-38
• 第四章 复合腐秆菌剂在秸秆基质育秧的应用研究38-59
• 1 材料和方法38-42
• 1.1 材料38-39
• 1.1.1 供试原料38
• 1.1.2 培养基38
• 1.1.3 仪器设备38-39
• 1.2 试验设计39
• 1.3 指标的测定方法39-42
• 1.3.1 水稻秧苗生长情况统计39
• 1.3.2 水稻秧苗素质统计及植株和土壤养分的测定39-40
• 1.3.3 根系盘结力和发根力40
• 1.3.4 水稻根际土壤酶活的测定40-41
• 1.3.5 土壤可培养功能微生物测定41
• 1.3.6 土壤微生物群落结构的测定41-42
• 3 结果与分析42-58
• 3.1 复合腐秆菌剂对水稻秧苗的促生效果42-48
• 3.1.1 对幼苗生长速率的影响42-44
• 3.1.2 对幼苗生物量的影响44-45
• 3.1.3 腐秆菌剂对幼苗生长的影响45-46
• 3.1.4 对根活力、叶绿素、可溶性糖的影响46-47
• 3.1.5 对根系盘结力和发根力的影响47-48
• 3.2 复合腐秆菌剂对水稻秧苗的促生机制48-50
• 3.2.1 对土壤酶活的影响48
• 3.2.2 对土壤可培养功能微生物数量的影响48-49
• 3.2.3 对植株和土壤矿质养分含量的影响49-50
• 3.3 复合腐秆菌剂对土壤微生物群落结构的影响50-58
• 3.3.1 土壤微生物 16S rDNA的扩增产物和不同酶切之后的产物50-51
• 3.3.2 T-RFLP图谱51-53
• 3.3.3 复合腐秆菌剂对根际土壤微生物群落结构多样性的影响53
• 3.3.4 与水稻生长相关的土壤细菌功能分析53-58
• 4 小结与讨论58-59
• 第五章 复合腐秆菌剂在秸秆还田机插栽培的应用59-74
• 1 材料与方法59-60
• 1.1 试验地点及材料59
• 1.2 试验设计59
• 1.3 测定指标与方法59-60
• 1.3.1 茎蘖动态59
• 1.3.2 干物质及植株N、P、K养分积累59-60
• 1.3.3 叶面积60
• 1.3.4 产量及其构成60
• 1.3.5 土壤中3大类微生物数量的测定60
• 1.3.6 土壤可培养功能微生物测定60
• 1.3.7 土壤矿质养分测定60
• 1.3.8 土壤微生物群落结构分析60
• 2 结果及分析60-73
• 2.1 水稻茎蘖动态及叶面积指数60-61
• 2.2 菌剂对干物质的影响61-62
• 2.3 菌剂对植株N、P、K含量的影响62
• 2.4 产量及其构成62-63
• 2.5 可培养微生物数量63-64
• 2.6 对土壤矿质养分的影响64-65
• 2.7 复合腐秆菌剂对土壤微生物群落结构的影响65-73
• 2.7.1 土壤微生物 16S rDNA的扩增产物和不同酶切之后的产物65-66
• 2.7.2 T-RFLP图谱66-67
• 2.7.3 复合腐秆菌剂对根际土壤微生物群落结构多样性的影响67-68
• 2.7.4 与水稻生长相关的土壤细菌功能分析68-73
• 3 小结与讨论73-74
• 第六章 结论与创新点74-76
• 1 结论74-75
• 1.1 复合腐秆菌剂的质量及保质期检测74
• 1.2 复合腐秆菌剂的稻秆堆腐运用74
• 1.3 复合腐秆菌剂的促生效应和促生机理74-75
• 1.4 复合腐秆菌剂的秸秆还田机插栽培运用75
• 2 主要创新点75-76
• 2.1 腐秆菌剂催腐有机废弃物开发新型旱育秧基质的技术创新75
• 2.2 我省农业有机废弃物资源再利用的应用研究创新75-76
• 参考文献76-81
• 致谢81-82
• 作者简介82-83
• 附录83-88

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