制漿造紙是國民經(jīng)濟(jì)中的重要產(chǎn)業(yè)之一,我國制漿造紙業(yè)受木材資源限制,非木纖維造紙占重要地位,但非木質(zhì)纖維制漿受制漿黑液有機(jī)負(fù)荷高、污染重、處理難的限制。黑液中含有的大量木質(zhì)素如能有效利用,既能減輕污染,又利于秸稈造紙的健康可持續(xù)發(fā)展,因此制漿木質(zhì)素資源化利用是目前備受關(guān)注的重要課題。本文利用兩種草漿工藝生產(chǎn)的木質(zhì)素-銨法木質(zhì)素(ALS)和堿法木質(zhì)素(KL),以小麥秸稈(WS)為對照,通過土培、盆栽和田間試驗(yàn)對施用秸稈木質(zhì)素對紅壤和潮土的土壤碳結(jié)構(gòu)、土壤性質(zhì)以及木質(zhì)素農(nóng)用效果進(jìn)行研究,以期為麥秸造紙廢棄物資源化利用提供基礎(chǔ)資料。主要結(jié)論如下: 1、紅壤中,施秸稈的土壤中脂族碳比例增加,分子結(jié)構(gòu)趨于簡單;施KL土壤中脂族性減弱,芳香性增加;潮土中,施WS土壤中脂族C/芳香C比值隨培養(yǎng)時(shí)間逐漸降低;施KL與施WS趨勢相近;施ALS土壤中脂族C/芳香C比值先增后降。 2、土培試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),在紅壤和潮土中,施用有機(jī)物料顯著增加土壤腐殖酸含量,施木質(zhì)素的效果比WS顯著。紅壤中ALS的效果比KL顯著,潮土中KL的效果比ALS明顯。土培期間,紅壤和潮土中各處理的土壤活性有機(jī)碳(LOC)含量隨培養(yǎng)時(shí)間延長先升后降,峰值出現(xiàn)在180 d左右。 3、土培條件下,施ALS和KL均使紅壤的土壤pH升高,施KL使潮土的土壤pH顯著提高。盆栽和田間試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),施KL能顯著提高土壤pH。 4、在土壤培養(yǎng)高水分條件下,紅壤各處理土壤多酚氧化酶(PPO)活性先升后降,潮土趨勢相似,最高值出現(xiàn)在180 d。紅壤過氧化物酶(POD)活性在培養(yǎng)120 d后,施KL的土壤POD活性顯著高于其他處理;而潮土中,施ALS的土壤POD活性在整個培養(yǎng)期均高于其他處理。盆栽第一茬收獲后,紅壤施ALS土壤PPO活性顯著降低,施WS和KL土壤POD活性顯著高于其他處理。潮土施ALS土壤POD活性顯著提高。兩茬玉米收獲后,紅壤施有機(jī)物料的兩種酶活性均顯著提高;潮土中,施WS的土壤PPO活性顯著高于其他處理,施有機(jī)物料的土壤POD活性顯著提高。 5、田間試驗(yàn)中,2009年小麥、玉米產(chǎn)量均以施ALS最高,施KL和單施化肥最低;施WS的小麥產(chǎn)量居中,與其他處理差異顯著,而玉米產(chǎn)量與施KL的無顯著差異。2010年施ALS與WS的小麥產(chǎn)量相近,顯著高于其他處理。 綜合以上結(jié)論,造紙木質(zhì)素作為潛在的土壤有機(jī)改良劑應(yīng)用,會對土壤化學(xué)、生物學(xué)性狀,以及農(nóng)作物生長產(chǎn)生明顯的影響。造紙木質(zhì)素對土壤性質(zhì)的影響程度與方向,與造紙工藝過程及其廢棄物成分及土壤種類等密切相關(guān)。本研究結(jié)果表明,銨法木質(zhì)素具有潛在的農(nóng)用價(jià)值。
【學(xué)位單位】：中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位年份】：2011
【中圖分類】：X793
【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 研究目的和意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 秸稈還田效應(yīng)研究
        1.2.2 木質(zhì)素、木質(zhì)素降解及農(nóng)用
    1.3 研究內(nèi)容與技術(shù)路線
        1.3.1 研究內(nèi)容
        1.3.2 技術(shù)路線
第二章 材料與方法
    2.1 試驗(yàn)材料
        2.1.1 供試土壤
        2.1.2 供試秸稈和秸稈木質(zhì)素
    2.2 研究方法
        2.2.1 測定方法
        2.2.2 數(shù)據(jù)分析
第三章 秸稈和秸稈木質(zhì)素在土壤中的降解
    3.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)
    3.2 結(jié)果與討論
        3.2.1 秸稈和秸稈木質(zhì)素對土壤中有機(jī)物結(jié)構(gòu)變化的影響
        3.2.2 秸稈和秸稈木質(zhì)素對不同類型碳分布的影響
    3.3 小結(jié)
第四章 秸稈和秸稈木質(zhì)素對土壤碳的影響
    4.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)
        4.1.1 土壤培養(yǎng)試驗(yàn)
        4.1.2 盆栽試驗(yàn)
        4.1.3 田間試驗(yàn)
    4.2 結(jié)果與討論
        4.2.1 秸稈和秸稈木質(zhì)素對土壤腐殖酸含量的影響
        4.2.2 秸稈和秸稈木質(zhì)素對土壤活性有機(jī)碳含量的影響
        4.2.3 秸稈和秸稈木質(zhì)素對土壤C/N 比的影響
    4.3 小結(jié)
        4.3.1 土壤腐殖酸
        4.3.2 土壤活性有機(jī)碳
        4.3.3 土壤碳氮比
第五章 秸稈和秸稈木質(zhì)素對土壤性質(zhì)的影響
    5.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)
        5.1.1 培養(yǎng)試驗(yàn)
        5.1.2 盆栽試驗(yàn)
        5.1.3 田間試驗(yàn)
    5.2 結(jié)果分析
        5.2.1 秸稈和秸稈木質(zhì)素對土壤pH 和土壤EC 的影響
        5.2.2 秸稈和秸稈木質(zhì)素對土壤硝態(tài)氮和土壤銨態(tài)氮含量的影響
        5.2.3 秸稈和秸稈木質(zhì)素對土壤酶活性的影響
    5.3 土壤腐殖酸、土壤活性有機(jī)碳及土壤酶活性之間的關(guān)系
        5.3.1 土壤腐殖酸含量與土壤酶活性的關(guān)系
        5.3.2 土壤活性有機(jī)碳與土壤酶活性的關(guān)系
        5.3.3 土壤腐殖酸與土壤活性有機(jī)碳的關(guān)系
    5.4 本章小結(jié)
        5.4.1 土壤pH 值和土壤電導(dǎo)率
        5.4.2 土壤硝態(tài)氮和土壤銨態(tài)氮
        5.4.3 土壤酶活性
        5.4.4 土壤腐殖酸、土壤活性有機(jī)碳和土壤酶活性的關(guān)系
第六章 秸稈和秸稈木質(zhì)素對作物生長的影響
    6.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)
        6.1.1 盆栽試驗(yàn)
        6.1.2 田間試驗(yàn)
    6.2 結(jié)果與討論
        6.2.1 秸稈和秸稈木質(zhì)素對作物產(chǎn)量的影響
        6.2.2 秸稈和秸稈木質(zhì)素對植株全氮的影響
        6.2.3 秸稈和秸稈木質(zhì)素對作物吸氮量的影響
    6.3 小結(jié)
        6.3.1 秸稈和秸稈木質(zhì)素對盆栽試驗(yàn)產(chǎn)量的影響
        6.3.2 秸稈和秸稈木質(zhì)素對田間試驗(yàn)產(chǎn)量的影響
第七章 全文結(jié)論及展望
    7.1 研究結(jié)論
    7.2 創(chuàng)新點(diǎn)
    7.3 研究展望
附圖：核磁共振譜圖
參考文獻(xiàn)
致謝
作者簡歷

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2833514