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一种含链霉菌的腐熟菌剂在麦秸还田中的初步应用研究

周淑霞  
【摘要】:麦秸是农业生产中的主要固体废弃物,目前对麦秸的利用效率很低,这是由于麦秸年产量大、不便运输,且麦秸成分中的木质纤维素不能被动物消化,相当一部分秸秆被废置或焚烧,不仅造成了资源浪费,同时也产生了各种环境污染问题。秸秆还田被认为是解决秸秆利用的一个重要途径,但是在自然条件下,秸秆直接还田分解速度慢,并且可能会增加土壤病原菌,对后继作物的生长不利,同时也给农田管理带来不便。因此,麦秸快速腐解技术的研究,对秸秆还田技术的推广具有十分重要的意义。 为满足农业秸秆快速腐解的需要,制备一种有效的有机物料腐熟剂产品、选择适合的高效降解菌株尤为关键。本试验在前人筛选的一株纤维素高效降解菌的基础上,对该菌株的形态、培养特性、产酶特性、拮抗作用及其在系统进化树的发育地位进行了进一步的研究,以期为该菌株研制成适用于麦秸还田的有机物料腐熟剂提供理论支撑。结果表明,该菌株不仅产纤维素酶能力强,还可分泌淀粉酶及蛋白酶等胞外水解酶;此外该菌对小麦赤霉病、小麦纹枯病致病菌具有一定的拮抗作用。通过分子学方法,该菌株鉴定为娄彻氏链霉菌(Streptomyces rochei, S.rochei),并根据其16S rDNA序列构建成系统进化树。 为检验S.rochei制备成的有机物料腐熟剂对麦秸的腐解效果,进行了室内模拟试验,在常温及90%湿度下,试验21天,对比娄彻氏链霉菌腐熟剂及其他13种腐熟剂对麦秸的降解效果。结果表明,接种各种腐熟剂均可加快麦秸降解,并且不同的腐熟剂对麦秸的降解效果有显著差异(P0.05)。试验第21天,娄彻氏链霉菌腐熟剂处理的麦秸失重率、纤维素降解率、半纤维素降解率分别为20.47%、36.09%、28.46%,比空白对照提高了5.17%、25.10%、6.39%。各组纤维素酶活的动态数据显示,纤维素酶活呈现先上升后下降的趋势,在第15天,娄彻氏链霉菌腐熟剂的纤维素酶活最高,综合秸秆失重率、纤维素降解率等其他指标,娄彻氏链霉菌腐熟剂的麦秸降解效果在所选腐熟剂产品中处于优势地位,对进一步将其产品化并应用到实际田间提供了有力的试验依据。 鉴于江苏大部分地区麦稻轮作的耕作习惯,小麦还田后,很快田间被大量灌水,娄彻氏链霉菌腐熟剂如何使用才能在这种环境下更好地发挥对麦秸的腐熟作用?因此,在验证了娄彻氏链霉菌是一种兼气性厌氧菌的前提下,对娄彻氏链霉菌腐熟剂的接种方式进行了探讨,室内模拟稻田土淹水环境,以稻田土为统一装料、麦秸为原料,按以下处理施入秸秆和腐熟剂:不施加腐熟剂;施加粉剂腐熟剂;施加水剂腐熟剂;施加粉剂和Tween80混合的腐熟剂;施加水剂和Tween80混合的腐熟剂;施加粉剂和聚丙烯酸钠混合的腐熟剂;施加水剂和聚丙烯酸钠混合的腐熟剂;施加粉剂和Tween80混合的腐熟剂并与秸秆充分混匀;施加水剂和Tween80混合的腐熟剂并与秸秆充分混匀;空白处理。25℃淹水条件下腐熟60天,定期测定COD、GI、娄彻氏链霉菌数量、总酚酸、呼吸速率、色度等指标。综合分析各指标,结果表明,腐熟剂的不同添加方式对各指标有影响,粉剂处理组应用效果比水剂处理组好;添加Tween80和聚丙烯酸钠对粉剂应用效果有一定的促进作用,但不显著;添加Tween80和聚丙烯酸钠对水剂几乎没有促进作用;添加Tween80和菌剂混合腐熟剂时和秸秆先进行充分混匀对菌剂使用效果有一定的促进作用。


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