秸秆育苗容器对土壤微生态的影响

【摘要】：中国是一个农业大国,每年都会产生大量的农作物秸秆。农作物秸秆资源化利用是现阶段的研究热点,利用秸秆辅以生物胶粘剂加工制作育苗容器,是近年来国内外秸秆综合利用新的研究方向之一。已有研究结果表明,秸秆育苗容器具有良好的生物可降解性,通过高温堆肥或埋入土中可以快速分解。但针对秸秆容器在进入土壤之后与环境相容性及其对土壤微生物区系的影响以及土壤和植物生态影响报道较少。本文目的在于了解秸秆育苗容器在土壤中的养分释放情况、对土壤微生物区系的影响及其对植物病原菌侵染植物幼苗能力及植物感病的影响,采用以改性淀粉胶和改性豆胶为胶粘剂、稻壳粉为填充料制作而成的秸秆育苗器土埋试验。主要研究结果如下：在稻草秸秆盆钵65d的土埋过程中,两种育苗容器均发生了不同程度的降解并伴随有碳、氮、磷、钾养分释放。起初5d养分释放较快,主要为水溶性养分的释放；中后期释放平稳,主要是微生物降解引起的养分释放。土埋65d,淀粉胶容器碳、氮、磷、钾释放量为67.1%、68.0%、80.2%、85.9%,豆胶容器为25.9%、55.5%、73.8%、81.3%,两种容器养分释放速率均表现为KPNC。秸秆容器碳、氮、钾释放量与土壤总凯氏氮、有效钾增长速率呈极显著相关关系(p0.01),磷素和碳素释放量与土壤速效磷增加和土壤有机碳增长无确定相关性(p0.05)。对土埋试验过后的豆胶育苗容器进行的结构特征分析表明：65 d时,该育苗容器中的纤维素、半纤维素、木质素及灰分的含量分别比土埋前降低了11.19%、24.53%、7.15%和31.01%。从红外分析结果可知,土壤中微生物对豆胶容器中的纤维素、木质素以及胶粘剂有很强的降解作用。对该容器的热重分析显示,降解后容器稳定性得到部分提高。总的说来,秸秆育苗容器在土埋条件下具有良好的生物可降解性,能够与土壤环境良好的相容。试验过程中,土壤中磷酸酶和脲酶活性在培养结束时都得到了提高,其中埋有淀粉胶容器的处理两类酶活性分别是豆胶处理酶活的1.17倍和1.31倍。不论是土壤微生物还是秸秆容器残体中微生物,豆胶容器的微生物活性、微生物多样性指数和微生物均匀度指数均高于淀粉胶处理。两类秸秆育苗容器的降解均能提高土壤中微生物活性,促进土壤中微生物的繁殖和代谢。从上述结果可知,秸秆育苗容器作为一种新型的营养钵,可以促进植物的生长,同时该容器在土壤中能够降解并且能够与环境相容。 【关键词】：秸秆育苗容器 元素释放 土壤微生物 酶活性
【学位授予单位】：南京信息工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：S359;S154
【目录】：

• 摘要7-9
• ABSTRACT9-11
• 缩略词11-12
• 第一章 引言12-24
• 1.1 研究背景与意义12-15
• 1.1.1 我国农作物秸秆利用情况12-13
• 1.1.2 常规育苗容器研究情况13-15
• 1.2 秸秆容器育苗研究进展15-18
• 1.2.1 秸秆育苗容器简介15
• 1.2.2 秸秆育苗容器特点15-16
• 1.2.3 国内外研究进展16-18
• 1.3 土壤微生物多样性研究18-22
• 1.3.1 壤微生物多样性18-19
• 1.3.2 土壤微生物群落多样性19-22
• 1.4 研究内容和技术路线22-24
• 第二章 材料方法24-28
• 2.1 试验材料24-25
• 2.1.1 供试容器24
• 2.1.2 供试土壤24
• 2.1.3 装土容器24-25
• 2.2 分析方法25-27
• 2.2.1 常规指标分析方法25
• 2.2.2 化学组分分析25
• 2.2.3 傅里叶变换红外光谱分析(FTIR)25
• 2.2.4 微观形态分析(SEM-EDS)25
• 2.2.5 热重测定(TG/DTG)25-26
• 2.2.6 酶活测定26
• 2.2.7 土壤微生物数量和BiologEco分析方法26-27
• 2.3 数据处理与分析27-28
• 第三章 秸秆育苗容器土埋条件下元素释放规律28-38
• 3.1 试验设计28
• 3.2 取样方法28-29
• 3.3 结果与讨论29-36
• 3.3.1 育苗容器养分含量变化29-31
• 3.3.2 土埋过程中土壤养分含量的变化31-34
• 3.3.3 育苗容器养分释与土壤养分含量相关性分析34-36
• 3.4 本章小结36-38
• 第四章 秸秆育苗容器土埋条件下结构特征分析38-45
• 4.1 试验设计38
• 4.2 结果与讨论38-44
• 4.2.1 化学组分分析38-39
• 4.2.2 傅里叶红外光谱分析39-40
• 4.2.3 扫描电镜X射线SEM-EDX分析40-42
• 4.2.4 热稳定分析42-44
• 4.3 本章小结44-45
• 第五章 秸秆育苗容器土埋条件下对微生物区系的影响45-59
• 5.1 试验设计45
• 5.2 取样方法45-47
• 5.3 结果与讨论47-57
• 5.3.1 秸秆育苗容器降解过程中酶活变化47-49
• 5.3.2 土壤酶活变化49-50
• 5.3.3 土壤和容器中微生物多样性分析50-51
• 5.3.4 BIOLOG分析51-57
• 5.4 本章小结57-59
• 第六章 全文结论、讨论与展望59-62
• 6.1 全文结论59-60
• 6.2 创新点60
• 6.3 存在的问题和不足60
• 6.4 讨论和展望60-62
• 参考文献62-71
• 致谢71-73
• 个人简介及发表论文73-74

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