本文關(guān)鍵詞：復合腐稈菌劑對稻稈堆腐和水稻促生效果

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【摘要】：秸稈是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的可再生廢棄物,含有豐富的氮、磷、鉀、微量元素和有機碳,是一種重要的有機肥料。我國水稻秸稈資源豐富,隨意焚燒不僅污染了環(huán)境,也浪費了寶貴的生物質(zhì)資源。本文通過將實驗室篩選所得的一組快速腐稈菌制備成復合腐稈菌劑,研究了菌劑的保質(zhì)時間,探索了菌劑在秸稈堆腐、水稻旱育秧及秸稈還田應(yīng)用效果,主要研究結(jié)果如下:(1)在180天檢測菌劑的有效活菌數(shù),細菌為6.62×108CFU/g,真菌為1.83×108CFU/g;pH隨著保藏時間的延長而基本保持穩(wěn)定,范圍穩(wěn)定在6.0-7.0之間;復合菌劑的含水率隨時間延長而逐漸減小,第120天后低于20%并趨于穩(wěn)定;纖維素酶活力隨著保質(zhì)時間的延長而大體上趨于變小,在第120天后趨于穩(wěn)定,180天的酶活為50.16μg/g。研究發(fā)現(xiàn)自制復合腐稈菌劑基本達到了國標農(nóng)用微生物菌劑的要求,且保質(zhì)時間大于六個月。(2)在以稻稈為主要堆腐原料進行好氧堆肥試驗中,通過對堆腐過程中稻稈顏色、溫度變化、含水率、pH和電導率、容重與孔隙度、發(fā)芽指數(shù)、有機質(zhì)與全氮變化、C/N變化以及微生物數(shù)量變化等指標的追蹤測定,探索復合菌劑對堆肥的影響。結(jié)果顯示:與對照組相比,添加復合腐稈菌劑可以有效促進稻稈的微生物發(fā)酵,提高發(fā)酵溫度,延長堆體的高溫發(fā)酵階段,縮短堆腐時間。而且,接種復合腐稈菌劑有利于稻稈中大分子纖維素等物質(zhì)的分解,提前解除堆體的植物毒性,降低氮素損失,提高種子發(fā)芽指數(shù)。(3)通過調(diào)查秧苗素質(zhì),測定不同處理水稻根系活力、葉綠素含量、可溶性糖含量、根系盤結(jié)力和發(fā)根力,研究復合腐稈菌劑對水稻秧苗素質(zhì)和促生效應(yīng)的影響。結(jié)果顯示:接種5%復合腐稈菌劑,能顯著地促進水稻秧苗的生長,提高秧苗素質(zhì),其中幼苗的株高、假莖寬、葉寬、葉長、鞘長、總根數(shù)、白根數(shù)、主根長、鮮重、干重與對照組相比,分別提高了14.41%、50.17%、5.77%、0.87%、0.95%、11.02%、36.81%、8.45%、47.39%、43.80%,差異顯著;在水稻根系活力、葉綠素含量、莖稈可溶性糖含量方面,加菌劑處理組與對照相比,分別提高了58.30%、43.04%和8.33%,存在顯著差異;同時,接種菌劑還能極顯著地提高秧苗的發(fā)根力和根系盤結(jié)力,與對照相比分別提高了57.70%和93.92%。2個處理的植株全磷含量幾乎無差異,而處理組的植株全鉀和全氮含量極顯著高于對照組,其中全鉀含量提高了55.99%,全氮含量提高了16.67%。(4)通過根際土壤酶活性測定和土壤礦質(zhì)元素變化實驗,發(fā)現(xiàn)接種5%復合腐稈菌劑的處理組顯著提高了土壤酶活性,其中脲酶、蔗糖酶、纖維素酶、過氧化氫酶的活性分別為24.49±0.88mg/(g·24h)、0.60±0.05mg/(g·24h)、0.31±0.0083mg/(g·72h)、0.43±0.01ml/(h·g),與對照相比提高了43.72%、7.14%、47.62%、10.26%。土壤中脲酶參與氮循環(huán),蔗糖酶對有機質(zhì)變化敏感,纖維素酶參與有機物的分解,過氧化氫酶促進過氧化氫的分解,防止毒害作用。加菌劑處理組的土壤較于對照組,堿解氮含量幾乎無差異,而有機質(zhì)、全氮、有效磷和速效鉀含量則提高分別了67.67%、35.57%、48.98%、42.43%,差異極顯著。結(jié)果表明加入稻草復合腐稈菌劑在一定程度上提高了土壤肥力,從而為作物生長提供了有利的土壤環(huán)境和營養(yǎng)物質(zhì)。(5)采用MPN法測定功能微生物數(shù)量,并采用T-RFLP法分析土壤微生物群落結(jié)構(gòu),探究添加復合菌劑對塑盤育秧根際土壤微生物群落結(jié)構(gòu)的組成變化的影響。結(jié)果顯示接種復合腐稈菌劑可以抑制土壤病原微生物的生長,改善土壤微生物生態(tài)結(jié)構(gòu),使土壤中有益菌與功能菌迅速生長繁殖,形成優(yōu)勢菌群,從而改善土壤理化性質(zhì)、降解化感物質(zhì)、促進營養(yǎng)元素循環(huán)。(6)在機插栽培模式下,稻草全量還田配施腐稈菌劑與單一稻草全量還田相比,土壤中的細菌、放線菌和真菌數(shù)量顯著提高,干物質(zhì)總量和實際產(chǎn)量分別提高了7.46%、5.92%,其中有效穗和產(chǎn)量差異顯著。在水稻的成熟期,加菌劑處理的植株N、P、K含量分別提高了8.46%、8.14%、7.07%。加菌劑的實驗組微生物多樣性指數(shù)比對照組高出0.53%,說明實驗組的微生物群落多樣性更豐富;優(yōu)勢度指數(shù)與多樣性指數(shù)變化趨勢相反,說明復合腐稈菌劑促進了某些菌的生長。兩組的均勻度指數(shù)差異不顯著,表明添加復合腐稈菌劑并未使原有生境的微生物群落失衡;相似性指數(shù)表明根際土壤微生物群落結(jié)構(gòu)發(fā)生了顯著變化。綜上所述,自制復合腐稈菌劑保質(zhì)時間優(yōu)良,不僅可以縮短秸稈腐熟時間,還顯著促生水稻的生長,在農(nóng)業(yè)實踐生產(chǎn)中具有較好地運用前景。
【關(guān)鍵詞】：復合菌劑 堆腐 促生效應(yīng)和機理 T-RFLP法 機插栽培
【學位授予單位】：江西農(nóng)業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：S141.4;S511
【目錄】：

• 摘要8-10
• Abstract10-12
• 第一章 文獻綜述12-20
• 引言12
• 1 農(nóng)業(yè)廢棄物的種類及研究現(xiàn)狀12-13
• 1.1 農(nóng)業(yè)廢棄物的種類和數(shù)量12
• 1.2 農(nóng)業(yè)廢棄物的研究現(xiàn)狀12-13
• 2 秸稈資源的利用方式13-15
• 2.1 秸稈還田13-14
• 2.2 秸稈生產(chǎn)飼料14
• 2.3 秸稈生產(chǎn)食用菌菇14
• 2.4 秸稈用作能源14-15
• 2.5 秸稈用作工業(yè)原料15
• 3 秸稈腐熟菌劑研究進展15-16
• 3.1 秸稈腐熟菌劑的開發(fā)15-16
• 3.1.1 單一微生物菌劑15
• 3.1.2 復合微生物菌劑15-16
• 3.2 秸稈腐熟菌劑的運用16
• 3.2.1 秸稈腐熟菌劑在堆肥中的運用16
• 3.2.2 秸稈腐熟菌劑在稻草還田中的運用16
• 4 微生物群落分析方法的研究進展16-17
• 4.1 經(jīng)典培養(yǎng)分離法16-17
• 4.2 群落水平生理學指紋方法(CLPP)17
• 4.3 分子生物學方法17
• 5 本文立題背景和研究內(nèi)容17-20
• 5.1 立題背景17
• 5.2 課題來源17-18
• 5.3 本論文研究意義18
• 5.4 研究內(nèi)容和技術(shù)路線18-20
• 5.4.1 研究內(nèi)容18-19
• 5.4.2 技術(shù)路線19-20
• 第二章 復合腐稈菌劑保質(zhì)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 培養(yǎng)基20
• 1.1.3 主要儀器20-21
• 1.2 復合腐稈菌劑的制備21-22
• 1.2.1 真菌制劑的制備21
• 1.2.2 復合細菌制劑的制備21
• 1.2.3 復合菌劑的制備21-22
• 1.3 復合腐稈菌劑質(zhì)量標準檢測22-23
• 1.3.1 外觀(感官)測定22
• 1.3.2 含水率測定22
• 1.3.3 pH測定22-23
• 1.3.4 纖維素酶活力測定23
• 1.3.5 有效活菌數(shù)平板計數(shù)測定23
• 1.6 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析23
• 2 結(jié)果與分析23-26
• 2.1 復合腐稈菌劑的制備23
• 2.1.1 高效分解稻草的真菌制劑孢子濃度檢測23
• 2.1.2 高效分解稻草的復合細菌制劑菌體濃度檢測23
• 2.2 復合腐稈菌劑質(zhì)量標準檢測23-26
• 2.2.1 含水率的變化趨勢23-24
• 2.2.2 pH變化趨勢24
• 2.2.3 纖維素酶活力的變化趨勢24-25
• 2.2.4 有效活菌數(shù)的變化趨勢25
• 2.2.5 復合腐稈菌劑與現(xiàn)行國標有機物料腐熟劑產(chǎn)品的比較25-26
• 3 小結(jié)與討論26-27
• 第三章 腐稈菌劑對腐熟稻稈過程的影響27-38
• 1 材料與方法27
• 1.1 試驗材料及地點27
• 1.2 試驗設(shè)計27
• 2 測定指標與方法27-29
• 2.1 顏色27
• 2.2 溫度27-28
• 2.3 含水率28
• 2.4 酸堿度(pH)和電導率(EC)28
• 2.5 容重與孔隙度28
• 2.6 發(fā)芽指數(shù)（GI）28
• 2.7 有機質(zhì)、全氮和碳氮比28-29
• 2.8 微生物數(shù)量29
• 3 稻稈腐熟過程研究結(jié)果29-37
• 3.1 稻稈腐熟過程顏色的變化29-30
• 3.2 稻稈腐熟過程中溫度的變化30
• 3.3 稻稈腐熟過程含水率的變化30-31
• 3.4 添加腐稈菌劑對稻稈腐熟過程pH和EC的影響31-32
• 3.5 添加腐稈菌劑對稻稈腐熟過程容重與孔隙度的影響32-33
• 3.6 添加腐稈菌劑對稻稈腐熟過程發(fā)芽指數(shù)（GI）的影響33-34
• 3.7 添加腐稈菌劑對稻稈腐熟過程有機質(zhì)、全氮及碳氮比的影響34-35
• 3.8 添加腐稈菌劑對稻稈腐熟過程微生物數(shù)量的影響35-37
• 4 小結(jié)與討論37-38
• 第四章 復合腐稈菌劑在秸稈基質(zhì)育秧的應(yīng)用研究38-59
• 1 材料和方法38-42
• 1.1 材料38-39
• 1.1.1 供試原料38
• 1.1.2 培養(yǎng)基38
• 1.1.3 儀器設(shè)備38-39
• 1.2 試驗設(shè)計39
• 1.3 指標的測定方法39-42
• 1.3.1 水稻秧苗生長情況統(tǒng)計39
• 1.3.2 水稻秧苗素質(zhì)統(tǒng)計及植株和土壤養(yǎng)分的測定39-40
• 1.3.3 根系盤結(jié)力和發(fā)根力40
• 1.3.4 水稻根際土壤酶活的測定40-41
• 1.3.5 土壤可培養(yǎng)功能微生物測定41
• 1.3.6 土壤微生物群落結(jié)構(gòu)的測定41-42
• 3 結(jié)果與分析42-58
• 3.1 復合腐稈菌劑對水稻秧苗的促生效果42-48
• 3.1.1 對幼苗生長速率的影響42-44
• 3.1.2 對幼苗生物量的影響44-45
• 3.1.3 腐稈菌劑對幼苗生長的影響45-46
• 3.1.4 對根活力、葉綠素、可溶性糖的影響46-47
• 3.1.5 對根系盤結(jié)力和發(fā)根力的影響47-48
• 3.2 復合腐稈菌劑對水稻秧苗的促生機制48-50
• 3.2.1 對土壤酶活的影響48
• 3.2.2 對土壤可培養(yǎng)功能微生物數(shù)量的影響48-49
• 3.2.3 對植株和土壤礦質(zhì)養(yǎng)分含量的影響49-50
• 3.3 復合腐稈菌劑對土壤微生物群落結(jié)構(gòu)的影響50-58
• 3.3.1 土壤微生物 16S rDNA的擴增產(chǎn)物和不同酶切之后的產(chǎn)物50-51
• 3.3.2 T-RFLP圖譜51-53
• 3.3.3 復合腐稈菌劑對根際土壤微生物群落結(jié)構(gòu)多樣性的影響53
• 3.3.4 與水稻生長相關(guān)的土壤細菌功能分析53-58
• 4 小結(jié)與討論58-59
• 第五章 復合腐稈菌劑在秸稈還田機插栽培的應(yīng)用59-74
• 1 材料與方法59-60
• 1.1 試驗地點及材料59
• 1.2 試驗設(shè)計59
• 1.3 測定指標與方法59-60
• 1.3.1 莖蘗動態(tài)59
• 1.3.2 干物質(zhì)及植株N、P、K養(yǎng)分積累59-60
• 1.3.3 葉面積60
• 1.3.4 產(chǎn)量及其構(gòu)成60
• 1.3.5 土壤中3大類微生物數(shù)量的測定60
• 1.3.6 土壤可培養(yǎng)功能微生物測定60
• 1.3.7 土壤礦質(zhì)養(yǎng)分測定60
• 1.3.8 土壤微生物群落結(jié)構(gòu)分析60
• 2 結(jié)果及分析60-73
• 2.1 水稻莖蘗動態(tài)及葉面積指數(shù)60-61
• 2.2 菌劑對干物質(zhì)的影響61-62
• 2.3 菌劑對植株N、P、K含量的影響62
• 2.4 產(chǎn)量及其構(gòu)成62-63
• 2.5 可培養(yǎng)微生物數(shù)量63-64
• 2.6 對土壤礦質(zhì)養(yǎng)分的影響64-65
• 2.7 復合腐稈菌劑對土壤微生物群落結(jié)構(gòu)的影響65-73
• 2.7.1 土壤微生物 16S rDNA的擴增產(chǎn)物和不同酶切之后的產(chǎn)物65-66
• 2.7.2 T-RFLP圖譜66-67
• 2.7.3 復合腐稈菌劑對根際土壤微生物群落結(jié)構(gòu)多樣性的影響67-68
• 2.7.4 與水稻生長相關(guān)的土壤細菌功能分析68-73
• 3 小結(jié)與討論73-74
• 第六章 結(jié)論與創(chuàng)新點74-76
• 1 結(jié)論74-75
• 1.1 復合腐稈菌劑的質(zhì)量及保質(zhì)期檢測74
• 1.2 復合腐稈菌劑的稻稈堆腐運用74
• 1.3 復合腐稈菌劑的促生效應(yīng)和促生機理74-75
• 1.4 復合腐稈菌劑的秸稈還田機插栽培運用75
• 2 主要創(chuàng)新點75-76
• 2.1 腐稈菌劑催腐有機廢棄物開發(fā)新型旱育秧基質(zhì)的技術(shù)創(chuàng)新75
• 2.2 我省農(nóng)業(yè)有機廢棄物資源再利用的應(yīng)用研究創(chuàng)新75-76
• 參考文獻76-81
• 致謝81-82
• 作者簡介82-83
• 附錄83-88

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