秸秆降解菌系对玉米秸秆发酵的影响

doi:10.11924/j.issn.1000-6850.casb2022-0603

中国农学通报 ›› 2023, Vol. 39 ›› Issue (27): 45-51.doi: 10.11924/j.issn.1000-6850.casb2022-0603

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秸秆降解菌系对玉米秸秆发酵的影响

杨陶阳¹(), 萨如拉¹^,²(), 晔薷罕³, 杨恒山¹, 韩烽¹, 吴清云¹

¹ 内蒙古民族大学，内蒙古通辽 028000
² 科尔沁沙地生态农业国家民委重点实验室，内蒙古通辽 028000
³ 内蒙古农牧业科学院，呼和浩特 010018

收稿日期:2022-07-21 修回日期:2022-10-27 出版日期:2023-09-25 发布日期:2023-09-22
通讯作者: 萨如拉，女，1982年出生，副教授，博士，主要从事资源高效利用。通信地址：028000 内蒙古通辽市科尔沁区霍林河大街西536号内蒙古民族大学农学院，Tel：0475-8314829，E-mail：625968785@qq.com。
作者简介:
杨陶阳，女，2000年出生，本科，专业：农业资源与环境。通信地址：028000 内蒙古通辽市科尔沁区霍林河大街西536号，Tel：0475-8314829，E-mail：2904424270@qq.com。
基金资助:
国家自然科学基金资助项目“低温秸秆降解复合菌系作用机制与途径研究”(31960383); 中央引导地方科技发展资金项目“轻度盐碱地玉米大豆复合种植产量效率与地力协同提升生理生态机制”(2022ZY0032); 科尔沁沙地生态农业国家民委重点实验室开放基金项目“玉米大豆轮作增产增效生理生态机制研究”(MDK2022025)

Effects on Maize Stalk Fermentation: Straw Degrading Bacteria

YANG Taoyang¹(), SA Rula¹^,²(), YE Ruhan³, YANG Hengshan¹, HAN Feng¹, WU Qingyun¹

¹ Inner Mongolia Minzu University, Tongliao, Inner Mongolia 028000
² State Key Laboratory of eco-agriculture of Horqin Sandy Land, Tongliao, Inner Mongolia 028000
³ Inner Mongolia Academy of Agricultural and Animal Husbandry Sciences, Hohhot, Inner Mongolia 010018

Received:2022-07-21 Revised:2022-10-27 Published-:2023-09-25 Online:2023-09-22

摘要/Abstract

摘要：

为明确秸秆降解菌系发酵秸秆效果，以秸秆堆(A)、腐熟堆肥(B)、秸秆还田土壤(C)、腐烂羊粪(D)为菌源筛选的秸秆降解菌系和生产中主推秸秆腐熟剂(E)为试材，与灭菌蒸馏水(CK1)对照，接种于玉米秸秆20℃发酵。通过测定45、52、59 d发酵物浸出液理化性质、秸秆腐熟度及微生物数量，鉴选降解效果好的发酵液；发酵液用土壤浸出液适当稀释，并水培玉米，测定幼苗农艺性状及生理指标，研究秸秆发酵进程。发酵观测期B处理滤纸酶活性和纤维素酶活性较稳定、含氮量较高、对种子发芽率无影响，其固氮菌、解钾细菌、有机无机磷细菌数大于其余处理，并显著提高幼苗株高、根长、根数、根冠比、根鲜重、叶绿素含量、根系SOD和POD活性。接种秸秆降解菌系可加快秸秆降解，增强玉米幼苗抗逆性。

关键词: 玉米秸秆, 发酵, 秸秆降解菌系, 玉米幼苗, 水培

Abstract:

In order to clarify the effect of straw-degrading strains on straw fermentation, the straw degradation strains screened from straw compost (a), compost (b), straw returning soil (c), sheep manure (d), and the main straw decomposing agent (E) in the production were used as the test materials, and compared with the sterilized distilled water (CK1), the corn straw was inoculated at 20℃ for fermentation. The physicochemical properties, straw maturity and microbial quantity of 45, 52, 59 days fermentation were determined, and the fermentation broth with good degradation effect was selected. The fermentation broth was diluted with soil extract, and the corn was cultured in the culture broth. The agronomic characters and physiological indexes of the seedlings were determined to study the process of straw fermentation. During the observation period of fermentation, the activity of filter paper enzyme and cellulase in treatment B was more stable, the content of nitrogen was higher, and had no effect on the germination rate of seeds, the seedling height, root length, root number, root-shoot ratio, root fresh weight, chlorophyll content, SOD and POD activities of roots were significantly increased. Inoculation of straw degradation strains could accelerate straw degradation and enhance stress resistance of maize seedlings.

Key words: corn stalk, fermentation, straw-degrading bacteria, maize seedlings, hydroponics

杨陶阳, 萨如拉, 晔薷罕, 杨恒山, 韩烽, 吴清云. 秸秆降解菌系对玉米秸秆发酵的影响[J]. 中国农学通报, 2023, 39(27): 45-51.

YANG Taoyang, SA Rula, YE Ruhan, YANG Hengshan, HAN Feng, WU Qingyun. Effects on Maize Stalk Fermentation: Straw Degrading Bacteria[J]. Chinese Agricultural Science Bulletin, 2023, 39(27): 45-51.

图/表 7

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处理	发酵45 d		发酵52 d		发酵59 d
处理	pH	电导率/(S/m)	pH	电导率/(S/m)	pH	电导率/(S/m)
A	7.46Aa	0.64Aa	7.63Aa	0.70Aa	7.72Aa	0.60Aa
B	7.61Aa	0.77Aa	7.57Aa	0.74Aa	7.90Aa	0.67Aa
C	7.74Aa	0.55Aa	7.63Aa	0.58Aa	8.08Aa	0.72Aa
D	7.53Aa	0.65Aa	7.68Aa	0.69Aa	8.08Aa	0.86Aa
E	7.71Aa	0.70Aa	7.62Aa	0.61Aa	7.94Aa	0.55Aa
CK1	7.83Aa	0.58Aa	7.57Aa	0.61Aa	7.77Aa	0.64Aa

处理	发酵45 d		发酵52 d		发酵59 d
处理	pH	电导率/(S/m)	pH	电导率/(S/m)	pH	电导率/(S/m)
A	7.46Aa	0.64Aa	7.63Aa	0.70Aa	7.72Aa	0.60Aa
B	7.61Aa	0.77Aa	7.57Aa	0.74Aa	7.90Aa	0.67Aa
C	7.74Aa	0.55Aa	7.63Aa	0.58Aa	8.08Aa	0.72Aa
D	7.53Aa	0.65Aa	7.68Aa	0.69Aa	8.08Aa	0.86Aa
E	7.71Aa	0.70Aa	7.62Aa	0.61Aa	7.94Aa	0.55Aa
CK1	7.83Aa	0.58Aa	7.57Aa	0.61Aa	7.77Aa	0.64Aa

处理	发酵45 d		发酵52 d		发酵59 d
处理	氮含量/%	E4/E6值	氮含量/%	E4/E6值	氮含量/%	E4/E6值
A	1.50Ab	4.85ABab	1.21Ab	4.15Aab	1.24Ab	3.78Aa
B	1.63Ab	4.60ABab	1.51Ab	3.50Aab	1.34Aa	3.45Aa
C	2.11Ab	4.85ABab	1.49Ab	3.68Aab	1.18Ab	3.33Aa
D	2.32Ab	3.03Bb	1.50Ab	3.02Ab	1.12Ab	2.97Aa
E	3.16Aa	4.42ABab	2.09Aa	3.24Ab	1.40Aa	3.17Aa
CK1	2.75Aa	6.77Aa	1.97Aa	5.09Aa	1.68Aa	3.43Aa

处理	发酵45 d		发酵52 d		发酵59 d
处理	氮含量/%	E4/E6值	氮含量/%	E4/E6值	氮含量/%	E4/E6值
A	1.50Ab	4.85ABab	1.21Ab	4.15Aab	1.24Ab	3.78Aa
B	1.63Ab	4.60ABab	1.51Ab	3.50Aab	1.34Aa	3.45Aa
C	2.11Ab	4.85ABab	1.49Ab	3.68Aab	1.18Ab	3.33Aa
D	2.32Ab	3.03Bb	1.50Ab	3.02Ab	1.12Ab	2.97Aa
E	3.16Aa	4.42ABab	2.09Aa	3.24Ab	1.40Aa	3.17Aa
CK1	2.75Aa	6.77Aa	1.97Aa	5.09Aa	1.68Aa	3.43Aa

处理	发酵45 d		发酵52 d		发酵59 d
处理	滤纸酶活性	纤维素酶活性	滤纸酶活性	纤维素酶活性	滤纸酶活性	纤维素酶活性
A	2.83Aa	4.95Aa	1.73Aa	1.73Aa	1.70Aa	2.15Aa
B	1.87Bb	1.73Cc	1.93Aa	1.93Aa	1.71Aa	1.85Aa
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D	2.69Aa	3.47Bb	1.67Aa	1.67Aa	1.71Aa	1.77Aa
E	1.84Bb	1.70Cc	1.88Aa	1.88Aa	1.67Aa	2.03Aa
CK1	1.88Bb	1.69Cc	1.70Aa	1.70Aa	1.67Aa	1.67Aa

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Effects on Maize Stalk Fermentation: Straw Degrading Bacteria

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处理	发酵45 d	发酵52 d	发酵59 d
A	57%Aa	60%Aa	82%Aa
B	57%Aa	65%Aa	87%Aa
C	30%Bb	60%Aa	80%Aa
D	37%Bb	57%Aa	80%Aa
E	37%Bb	68%Aa	78%Aa
CK1	37%Bb	62%Aa	82%Aa
蒸馏水	60%Aa	73%Aa	75%Aa

处理	细菌(×10¹⁰)	真菌(×10⁹)	放线菌(×10⁷)	固氮菌(×10⁹)	解钾细菌(×10⁹)	有机磷细菌(×10⁹)	无机磷细菌(×10⁹)
A	1.27Dd	1.11Dd	4.25Cc	1.40Cc	1.10Cc	1.30Cc	0.40Cc
B	14.46Bb	32.99Aa	18.70Aa	5.10Bb	3.20Bb	9.20Bb	3.40Bb
C	75.45Aa	3.39Cc	15.02ABa	0.90Cc	0.90Cc	1.50Cc	1.10Cc
D	12.34Bb	6.41BCb	6.91BCc	2.60Cc	2.50Bb	2.60Cc	1.50Cc
E	3.29Cc	8.22Bb	13.25ABab	10.10Aa	6.20Aa	24.50Aa	15.70Aa
CK1	1.48Dd	8.31Bb	12.64ABab	0.80Cc	0.80Cc	0.40Cc	0.30Cc

处理	根长/cm	根数/个	株高/cm	根冠比	地上部鲜重/g	地上部干重/g	根鲜重/g	根干重/g
B-1	13.57a	16a	28.00a	1.89a	0.87a	0.08a	0.96a	0.16a
E-1	10.27b	10b	24.10bc	1.12b	0.81b	0.07ab	0.89b	0.16a
CK2	9.83c	9bc	25.00b	0.82c	0.84ab	0.07ab	0.67c	0.14b
CK3	6.20d	7d	23.80c	0.73d	0.58c	0.06b	0.61d	0.14b

处理	叶绿素含量/ (mg/g)	MDA含量/(μmol/g)		POD活性/[u/(g·min)]		SOD活性/(U/g)
处理	叶绿素含量/ (mg/g)	叶片	根系	叶片	根系	叶片	根系
B-1	0.86a	1.69a	4.38a	0.78a	6.52a	75.30a	68.90a
E-1	0.59b	1.49bc	4.26ab	0.37bc	1.99c	69.80b	62.30b
CK2	0.54bc	1.19c	2.58c	0.11c	0.92d	61.50c	24.40d
CK3	0.28c	1.52b	2.81b	0.39b	3.43b	78.70a	53.31c

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