【摘要】：秸稈是一種重要的有機(jī)肥源物質(zhì),其含有豐富的氮、磷及鉀,腐解的秸稈是土壤有機(jī)質(zhì)的重要來源。本論文以貴州和山西土壤微生物進(jìn)行室內(nèi)培養(yǎng)實驗,以尼龍網(wǎng)袋法比較研究高粱、玉米秸稈腐解過程中秸稈理化性質(zhì)變化及其微生物變化。試驗共設(shè)8個處理:1)貴州土壤微生物浸提液培養(yǎng)玉米秸稈(G-Y),2)貴州土壤微生物浸提液培養(yǎng)高粱秸稈(G-G),3)貴州土壤微生物浸提液培養(yǎng)調(diào)節(jié)C/N的玉米秸稈(G-YN),4)貴州土壤微生物浸提液培養(yǎng)培養(yǎng)調(diào)節(jié)C/N的高粱秸稈(G-GN),5)山西土壤微生物浸提液培養(yǎng)玉米秸稈(S-Y),6)山西土壤微生物浸提液培養(yǎng)高粱秸稈(S-G),7)山西土壤微生物浸提液培養(yǎng)調(diào)節(jié)C/N的玉米秸稈(S-YN),8)山西土壤微生物浸提液培養(yǎng)調(diào)節(jié)C/N的高粱秸稈(S-GN);以尿素調(diào)節(jié)秸稈C/N=25:1。通過分別接種不同土壤微生物浸提液的兩種秸稈腐解過程中結(jié)構(gòu)的變化、腐解率以及微生物的響應(yīng),比較兩種秸稈腐解特性的差異,探明秸稈腐解過程中微生物特性,為秸稈資源的農(nóng)業(yè)利用提供理論依據(jù),主要結(jié)果和結(jié)論如下:(1)利用傅里葉變換光譜儀分析各處理高粱和玉米秸稈腐解過程中官能團(tuán)變化,結(jié)果表明高粱和玉米秸稈腐解過程中官能團(tuán)變化基本相似:在腐解過程中碳水化合物和糖類含量逐漸減少,氨基酸、有機(jī)酸等可溶性有機(jī)物分解,甲基、亞甲基及酰胺類化合物含量降低,羧基含量增多,脂肪性減弱。腐解30 d時,貴州土壤微生物浸提液培養(yǎng)的秸稈在吸收峰為2917 cm~(-1),2850 cm~(-1),1033 cm~(-1)的吸收峰強(qiáng)度下降幅度大于山西土壤微生物浸提液培養(yǎng)的秸稈,表明與山西土壤比較貴州土壤促進(jìn)秸稈分解;高粱秸稈在吸收峰為2917 cm~(-1),2850 cm~(-1),1033 cm~(-1),890 cm~(-1)吸收峰強(qiáng)度下降幅度大于玉米秸稈,表明高粱秸稈碳水化合物含量的降低、脂肪性的減弱速度要快于玉米秸稈;調(diào)節(jié)C/N后兩種秸稈在吸收峰為2917 cm~(-1),2850 cm~(-1),1457 cm~(-1)吸收強(qiáng)度下降明顯,說明調(diào)節(jié)C/N促進(jìn)秸稈分解。(2)采用失重法測定秸稈腐解速率,結(jié)果表明高粱和玉米秸稈均表現(xiàn)出前期腐解快(培養(yǎng)前30 d)后期慢(培養(yǎng)第30~90 d)的趨勢。在培養(yǎng)結(jié)束時未調(diào)節(jié)C/N比的高粱和玉米秸稈腐解率分別為60.50%和49.38%,其中培養(yǎng)前30 d的分解率為總分解率的53.93%和51.40%;調(diào)節(jié)C/N比的高粱和玉米秸稈腐解率分別為63.00%和54.25%,培養(yǎng)前30 d的分解率為各總分解率的53.02%和58.07%。與山西土壤比較貴州土壤促進(jìn)了秸稈的分解,但差異不顯著。高粱、玉米秸稈的纖維素和木質(zhì)素的分解趨勢與總腐解率變化一致。(3)采用Biolog ECO微平板法研究高粱、玉米秸稈腐解過程中的秸稈中微生物對碳源利用情況,結(jié)果表明分解30 d時各處理秸稈中微生物對碳水化合物和氨基酸利用率最高,其次為脂類和酸類;腐解90 d時秸稈中微生物主要利用氨基酸和酸類。聚類分析表明在腐解30 d時,不調(diào)節(jié)C/N時兩種土壤的玉米秸稈的微生物具有相似的碳源利用能力,進(jìn)一步與S-G以山西土壤培養(yǎng)的調(diào)節(jié)C/N的處理具有相似性。培養(yǎng)結(jié)束時,微生物對碳源利用能力的聚類分析表明G-G與G-YN,S-G與S-YN,G-Y與S-Y,G-GN與S-GN聚類在一起;進(jìn)一步前兩者又聚在一起,后兩類聚在一起;說明同一浸提液培養(yǎng)下,高粱秸稈和調(diào)節(jié)C/N比的玉米秸稈碳源利用率相似;不同浸提液培養(yǎng)下的同一種C/N比處理的同一種秸稈碳源利用率相似。
【學(xué)位授予單位】：山西大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：S141.4
【圖文】：

圖 3.1 供試高粱和玉米秸稈的紅外光譜圖3 腐解過程不同處理的紅外光譜變化圖 3.2 至圖 3.4 為不同處理在不同腐解時期（30、90 d）的紅外光譜圖。從以看出，高粱秸稈和玉米秸稈在各腐解階段的紅外光譜圖圖形基本相近，也有征峰及其強(qiáng)度出現(xiàn)了變化，與秸稈原樣光譜特征比較，在腐解過程中秸稈殘渣特征表現(xiàn)為主要吸收峰強(qiáng)度降低，腐解后逐漸變平緩。高粱、玉米秸稈的各處理在 2917、2850、1240、1033、890cm-1的吸收峰強(qiáng)著腐解的進(jìn)行逐漸下降，而在 1646、1602、1507、1457cm-1處的吸收峰強(qiáng)度為先下降后增強(qiáng)，最終秸稈在培養(yǎng)后 90 d 與秸稈原樣比較表現(xiàn)為降低。1730 吸收峰強(qiáng)度在腐解第 30 d 到 90 d 增強(qiáng)。在培養(yǎng)后 30 d，與秸稈原樣光譜特征比較，調(diào)節(jié) C/N 后秸稈殘渣的光譜特為在 2917、2850、1457 cm-1的吸收峰強(qiáng)度明顯的下降，890 cm-1則在 30 d 到現(xiàn)明顯的下降，而未調(diào)節(jié) C/N 比的秸稈處理在 30d，90d 下降強(qiáng)度均低于調(diào)節(jié)

不同C/N比處理秸稈的紅外光譜圖

高粱和玉米秸稈腐解特性比較研究12圖 3.1 供試高粱和玉米秸稈的紅外光譜圖3.3 腐解過程不同處理的紅外光譜變化圖 3.2 至圖 3.4 為不同處理在不同腐解時期（30、90 d）的紅外光譜圖。從圖中可以看出，高粱秸稈和玉米秸稈在各腐解階段的紅外光譜圖圖形基本相近，也有一些特征峰及其強(qiáng)度出現(xiàn)了變化，與秸稈原樣光譜特征比較，在腐解過程中秸稈殘渣的光譜特征表現(xiàn)為主要吸收峰強(qiáng)度降低，腐解后逐漸變平緩。高粱、玉米秸稈的各處理在 2917、2850、1240、1033、890cm-1的吸收峰強(qiáng)度都隨著腐解的進(jìn)行逐漸下降，而在 1646、1602、1507、1457cm-1處的吸收峰強(qiáng)度則表現(xiàn)為先下降后增強(qiáng)，最終秸稈在培養(yǎng)后 90 d 與秸稈原樣比較表現(xiàn)為降低。1730 cm-1處吸收峰強(qiáng)度在腐解第 30 d 到 90 d 增強(qiáng)。在培養(yǎng)后 30 d，與秸稈原樣光譜特征比較，調(diào)節(jié) C/N 后秸稈殘渣的光譜特征表現(xiàn)為在 2917、2850、1457 cm-1的吸收峰強(qiáng)度明顯的下降，890 cm-1則在 30 d 到 90 d出現(xiàn)明顯的下降，而未調(diào)節(jié) C/N 比的秸稈處理在 30d，90d 下降強(qiáng)度均低于調(diào)節(jié) C/N的處理（圖 3.2）。利用貴州土壤微生物浸提液培養(yǎng)高粱和玉米秸稈均表現(xiàn)出在腐解30 d 時 2917、2850、1033 cm-1的吸收峰強(qiáng)度下降幅度均大于山西土壤微生物浸提液培養(yǎng)的秸稈（圖 3.3）。就玉米和高粱秸稈而言

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