中国农学通报 ›› 2024, Vol. 40 ›› Issue (14): 76-81.doi: 10.11924/j.issn.1000-6850.casb2023-0483
刘乃嘉1(), 胡晓林1, 丁亚玲1, 萨如拉1,2(
), 孙广涛1, 李智霖1
收稿日期:
2023-06-23
修回日期:
2023-11-28
出版日期:
2024-05-15
发布日期:
2024-05-09
通讯作者:
作者简介:
刘乃嘉,女,2000年出生,内蒙古通辽人,硕士研究生,研究方向:作物学。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:1016969576@qq.com。
基金资助:
LIU Naijia1(), HU Xiaolin1, DING Yaling1, SA Rula1,2(
), SUN Guangtao1, LI Zhilin1
Received:
2023-06-23
Revised:
2023-11-28
Published:
2024-05-15
Online:
2024-05-09
摘要:
为提升秸秆降解菌系发酵秸秆效果,以前期筛选的秸秆降解菌系8号和生产中主推的秸秆腐熟剂A为试材,接种在埋入成熟期玉米秸秆的土壤,并添加尿素、生物炭、PEG6000,与不接种菌剂和外源添加物埋有成熟期玉米秸秆的土壤为对照20℃进行固态发酵;通过测定秸秆发酵产物特性指标,筛选出对秸秆降解效果较好的发酵液;发酵液水培玉米,测定玉米幼苗农艺性状及生理指标;研究外源添加物对秸秆固态发酵的影响。结果表明:8号+生物炭、8号菌系+尿素和A菌系+PEG6000极显著提高秸秆发酵体系脲酶活性,8号+生物炭、8号菌系+尿素处理分别显著提高速效磷和碱解氮含量,8号+生物炭、8号菌系+尿素处理显著增加玉米幼苗株高、根长和地上部鲜重,两种菌系加外源添加物显著增强根系抗氧化活性。秸秆降解菌系8号添加生物炭和尿素,秸秆腐熟剂A添加PEG6000均能改善发酵体系性能。
刘乃嘉, 胡晓林, 丁亚玲, 萨如拉, 孙广涛, 李智霖. 外源添加物对秸秆固态发酵的影响[J]. 中国农学通报, 2024, 40(14): 76-81.
LIU Naijia, HU Xiaolin, DING Yaling, SA Rula, SUN Guangtao, LI Zhilin. Effect of Exogenous Additives on Solid State Fermentation of Straw[J]. Chinese Agricultural Science Bulletin, 2024, 40(14): 76-81.
处理 | 脲酶活性 | 磷酸酶活性 | 纤维素酶活性 |
---|---|---|---|
R1 | 307.17Aa | 1.13Aa | 0.05Aa |
R2 | 248.23ABab | 0.18Aa | 0.04Aa |
R3 | 183.16BCbc | 0.28Aa | 0.05Aa |
A1 | 96.49Cd | 0.37Aa | 0.06Aa |
A2 | 129.98Ccd | 0.09Aa | 0.04Aa |
A3 | 305.13Aa | 0.09Aa | 0.04Aa |
CK | 149.83Ccd | 0.88Aa | 0.01Aa |
处理 | 脲酶活性 | 磷酸酶活性 | 纤维素酶活性 |
---|---|---|---|
R1 | 307.17Aa | 1.13Aa | 0.05Aa |
R2 | 248.23ABab | 0.18Aa | 0.04Aa |
R3 | 183.16BCbc | 0.28Aa | 0.05Aa |
A1 | 96.49Cd | 0.37Aa | 0.06Aa |
A2 | 129.98Ccd | 0.09Aa | 0.04Aa |
A3 | 305.13Aa | 0.09Aa | 0.04Aa |
CK | 149.83Ccd | 0.88Aa | 0.01Aa |
处理 | 碱解氮 | 速效磷 | 速效钾 |
---|---|---|---|
R1 | 343.97Bb | 54.02Aa | 2986.96ABab |
R2 | 483.47Aa | 23.46Bb | 3182.73ABa |
R3 | 264.60Bb | 22.41Bb | 1346.96Cc |
A1 | 306.25Bb | 22.39Bb | 3426.96Aa |
A2 | 301.35Bb | 22.38Bb | 1350.29Cc |
A3 | 274.40Bb | 22.44Bb | 2460.29Bb |
CK | 362.60ABb | 22.38Bb | 3403.63Aa |
处理 | 碱解氮 | 速效磷 | 速效钾 |
---|---|---|---|
R1 | 343.97Bb | 54.02Aa | 2986.96ABab |
R2 | 483.47Aa | 23.46Bb | 3182.73ABa |
R3 | 264.60Bb | 22.41Bb | 1346.96Cc |
A1 | 306.25Bb | 22.39Bb | 3426.96Aa |
A2 | 301.35Bb | 22.38Bb | 1350.29Cc |
A3 | 274.40Bb | 22.44Bb | 2460.29Bb |
CK | 362.60ABb | 22.38Bb | 3403.63Aa |
处理 | 细菌/ (×106 CFU/g) | 真菌/ (×105 CFU/g) | 放线菌/ (×104 CFU/g) | 固氮菌/ (×105 CFU/g) | 硅酸盐细菌/ (×105 CFU/g) | 纤维素分解菌/ (×105 CFU/g) |
---|---|---|---|---|---|---|
R1 | 6.67Aab | 8.67ABab | 3.33Bd | 5.00Aa | 5.00Aa | 5.00Aa |
R2 | 7.00Aa | 4.00BCc | 6.33Bcd | 14.8Aa | 4.10Bb | 2.93Cc |
R3 | 2.33Abc | 4.67BCbc | 50.07Aa | 4.90Aa | 5.00Aa | 5.00Aa |
A1 | 1.67Ac | 3.67BCc | 35.00Ab | 3.10Aa | 1.27Cc | 4.60Bb |
A2 | 4.00Aabc | 3.00Cc | 8.00Bcd | 3.90Aa | 5.00Aa | 5.00Aa |
A3 | 1.67Ac | 11.00Aa | 16.33Bc | 5.00Aa | 5.00Aa | 5.00Aa |
处理 | 细菌/ (×106 CFU/g) | 真菌/ (×105 CFU/g) | 放线菌/ (×104 CFU/g) | 固氮菌/ (×105 CFU/g) | 硅酸盐细菌/ (×105 CFU/g) | 纤维素分解菌/ (×105 CFU/g) |
---|---|---|---|---|---|---|
R1 | 6.67Aab | 8.67ABab | 3.33Bd | 5.00Aa | 5.00Aa | 5.00Aa |
R2 | 7.00Aa | 4.00BCc | 6.33Bcd | 14.8Aa | 4.10Bb | 2.93Cc |
R3 | 2.33Abc | 4.67BCbc | 50.07Aa | 4.90Aa | 5.00Aa | 5.00Aa |
A1 | 1.67Ac | 3.67BCc | 35.00Ab | 3.10Aa | 1.27Cc | 4.60Bb |
A2 | 4.00Aabc | 3.00Cc | 8.00Bcd | 3.90Aa | 5.00Aa | 5.00Aa |
A3 | 1.67Ac | 11.00Aa | 16.33Bc | 5.00Aa | 5.00Aa | 5.00Aa |
处理 | 根长/cm | 株高/cm | 地上部鲜重/g | 根鲜重/g |
---|---|---|---|---|
R1 | 6.77Aa | 40.87Aa | 0.88Aa | 0.79Aa |
R2 | 5.70ABabc | 38.27Aa | 0.66ABb | 0.92Aa |
R3 | 6.23ABab | 29.60Bb | 0.46BCbc | 0.88Aa |
A1 | 4.97ABCabcd | 28.50Bb | 0.46BCbc | 0.90Aa |
A2 | 4.07BCcd | 27.17Bb | 0.40Cc | 0.79Aa |
A3 | 4.47ABCbcd | 24.53Bb | 0.40Cc | 0.73Aa |
CK | 3.13Cd | 26.77Bb | 0.39Cc | 0.85Aa |
处理 | 根长/cm | 株高/cm | 地上部鲜重/g | 根鲜重/g |
---|---|---|---|---|
R1 | 6.77Aa | 40.87Aa | 0.88Aa | 0.79Aa |
R2 | 5.70ABabc | 38.27Aa | 0.66ABb | 0.92Aa |
R3 | 6.23ABab | 29.60Bb | 0.46BCbc | 0.88Aa |
A1 | 4.97ABCabcd | 28.50Bb | 0.46BCbc | 0.90Aa |
A2 | 4.07BCcd | 27.17Bb | 0.40Cc | 0.79Aa |
A3 | 4.47ABCbcd | 24.53Bb | 0.40Cc | 0.73Aa |
CK | 3.13Cd | 26.77Bb | 0.39Cc | 0.85Aa |
处理 | 相对叶绿素含量 | MDA含量/(μmol/g) | POD活性/[μ/(g·min)] | SOD活性/(U/g) |
---|---|---|---|---|
R1 | 22.42Ab | 0.55Bc | 28.74Aa | 47.33ABa |
R2 | 27.53Aab | 0.90Aa | 24.42ABCbc | 54.22Aa |
R3 | 25.72Aab | 0.84ABab | 16.13Dd | 51.11Aa |
A1 | 29.58Aab | 0.63ABab | 23.7BCc | 37.33ABab |
A2 | 31.98Aa | 0.71ABabc | 11.00Ee | 38.89ABab |
A3 | 26.52Aab | 0.64ABbc | 21.59Cc | 27.11Bb |
CK | 29.79Aab | 0.71ABabc | 27.38ABab | 50.22Aa |
处理 | 相对叶绿素含量 | MDA含量/(μmol/g) | POD活性/[μ/(g·min)] | SOD活性/(U/g) |
---|---|---|---|---|
R1 | 22.42Ab | 0.55Bc | 28.74Aa | 47.33ABa |
R2 | 27.53Aab | 0.90Aa | 24.42ABCbc | 54.22Aa |
R3 | 25.72Aab | 0.84ABab | 16.13Dd | 51.11Aa |
A1 | 29.58Aab | 0.63ABab | 23.7BCc | 37.33ABab |
A2 | 31.98Aa | 0.71ABabc | 11.00Ee | 38.89ABab |
A3 | 26.52Aab | 0.64ABbc | 21.59Cc | 27.11Bb |
CK | 29.79Aab | 0.71ABabc | 27.38ABab | 50.22Aa |
处理 | MDA含量/(μmol/g) | POD活性/[μ/(g·min)] | SOD活性/(U/g) | 根系总吸收面积/m2 | 根系活跃吸收面积/m2 |
---|---|---|---|---|---|
R1 | 0.15Bb | 25.42Aa | 104.09Aa | 530.56Bb | 277.37Aa |
R2 | 0.25Bb | 21.06ABab | 93.29Aa | 262.65Cc | 280.24Aa |
R3 | 0.14Bb | 16.08BCbc | 71.10Bb | 814.08Aa | 278.08Aa |
A1 | 0.28Bb | 19.09ABCb | 26.99Dd | 278.00Cc | 279.64Aa |
A2 | 0.28Bb | 6.00Dd | 32.17Dd | 149.99Cd | 280.67Aa |
A3 | 0.21Bb | 13.45Cc | 30.30Dd | 217.57Ccd | 280.30Aa |
CK | 0.67Aa | 16.59BCbc | 51.59Cc | 255.86Cc | 279.92Aa |
处理 | MDA含量/(μmol/g) | POD活性/[μ/(g·min)] | SOD活性/(U/g) | 根系总吸收面积/m2 | 根系活跃吸收面积/m2 |
---|---|---|---|---|---|
R1 | 0.15Bb | 25.42Aa | 104.09Aa | 530.56Bb | 277.37Aa |
R2 | 0.25Bb | 21.06ABab | 93.29Aa | 262.65Cc | 280.24Aa |
R3 | 0.14Bb | 16.08BCbc | 71.10Bb | 814.08Aa | 278.08Aa |
A1 | 0.28Bb | 19.09ABCb | 26.99Dd | 278.00Cc | 279.64Aa |
A2 | 0.28Bb | 6.00Dd | 32.17Dd | 149.99Cd | 280.67Aa |
A3 | 0.21Bb | 13.45Cc | 30.30Dd | 217.57Ccd | 280.30Aa |
CK | 0.67Aa | 16.59BCbc | 51.59Cc | 255.86Cc | 279.92Aa |
[1] |
赵桂芝, 梁晓军. 通辽农作物秸秆综合利用现状及发展建议[J]. 时代农机, 2015, 42(6):88-89.
|
[2] |
doi: 10.2136/sssaj2004.1390 URL |
[3] |
|
[4] |
doi: 10.3390/agronomy12040890 URL |
[5] |
冯应建. 肃州区秸秆利用现状及玉米秸秆腐熟还田应用研究[D]. 兰州: 甘肃农业大学, 2018.
|
[6] |
doi: 10.1111/jam.14435 pmid: 31495045 |
[7] |
doi: 10.1007/s00253-017-8170-3 pmid: 28197689 |
[8] |
BELLO,
doi: 10.1002/bab.v67.5 URL |
[9] |
|
[10] |
李有兵, 把余玲, 李硕, 等. 作物残体与其生物炭配施对土壤有机碳及其自身矿化率的提升[J]. 植物营养与肥料学报, 2015, 21(4):943-950.
|
[11] |
李栋梁, 舒月力, 韩琳洁, 等. 表面活性剂对汽爆小麦秸秆高固体含量酶解的影响[J]. 江苏农业科学, 2020, 48(3):266-272.
|
[12] |
于慧娟. 秸秆降解菌的筛选及耐旱性优化[D]. 郑州: 郑州大学, 2019.
|
[13] |
王风芹, 苏增平, 付晨青, 等. 表面活性剂降低烟碱对纤维素酶活性抑制作用的研究[J]. 河南农业大学学报, 2018, 52(3):412-417,423.
|
[14] |
杜健. 草酸青霉纤维素酶系降解木质纤维素效率提高策略的研究[D]. 济南: 山东大学, 2018.
|
[15] |
滕彦淇. 基于高剂量辐照预处理玉米秸秆的酶解及发酵的研究[D]. 长沙: 湖南科技大学, 2017.
|
[16] |
李轲娜. 化学助剂辅助酶解竹材制取可发酵糖的研究[D]. 杨凌: 西北农林科技大学, 2016.
|
[17] |
辛东林. 木聚糖对纤维素酶水解的抑制及其缓解方法研究[D]. 杨凌: 西北农林科技大学, 2015.
|
[18] |
李明铭. 粗糙脉孢菌CBH 60降解纤维素体系的构建[D]. 哈尔滨: 黑龙江大学, 2015.
|
[19] |
席琳乔. 棉花秸秆木质纤维素降解及其青贮复合菌系的筛选和协同机理研究[D]. 哈尔滨: 东北农业大学, 2014.
|
[20] |
葛小燕. 化学助剂促进植物纤维原料酶解机制研究[D]. 杨凌: 西北农林科技大学, 2014.
|
[21] |
欧阳嘉, 李鑫, 陈牧, 等. 外源添加物强化中温碱抽提玉米秸秆渣酶解过程的研究[J]. 林产化学与工业, 2012, 32(4):5-9.
|
[22] |
席琳乔, 吴书奇, 马春晖. 非离子表面活性剂PEG对棉秆木质纤维素酶解的影响[J]. 农业工程学报, 2012, 28(23):176-183.
|
[23] |
FIRSONI,
doi: 10.1088/1755-1315/465/1/012016 URL |
[24] |
doi: 10.1088/1755-1315/358/3/032061 |
[25] |
doi: 10.3390/agriculture11020083 URL |
[26] |
doi: 10.1038/s41598-022-06042-9 pmid: 35132132 |
[27] |
|
[28] |
doi: 10.1139/cjss-2019-0092 URL |
[29] |
姚皎洁. 干旱胁迫下DSE真菌与有机残渣配施对菘蓝生长和营养吸收的影响[D]. 石家庄: 河北大学, 2022.
|
[30] |
葛君, 孟自力, 张志标, 等. 肥料配施对小麦根系、根际土壤微生物及秸秆养分积累的影响[J]. 江苏农业科学, 2022, 50(11):214-219.
|
[31] |
doi: 10.1186/s40538-022-00362-8 |
[1] | 杨庆楠, 高士军, 张何普, 徐金忠. 秸秆覆盖对土壤水热状况的影响[J]. 中国农学通报, 2024, 40(8): 80-85. |
[2] | 滕青, 林炫洁, 刘维. 鸟粪石结晶反应在香蕉秸秆堆肥中的试验研究[J]. 中国农学通报, 2024, 40(8): 86-90. |
[3] | 邓博, 郭澎, 卫磊嘉, 陈上茂, 马泽, 陈丹, 毕利东. 外源添加物对不同土地利用方式下土壤肥力的影响[J]. 中国农学通报, 2024, 40(8): 91-100. |
[4] | 王志刚, 韩雪, 刘运平, 李伟, 宋潇, 郭立月. 沼液和秸秆还田对土壤氮磷淋溶的影响[J]. 中国农学通报, 2024, 40(6): 107-114. |
[5] | 原韬, 安琦, 牛彦波, 孟利强, 吴皓琼, 樊川, 曹亚彬. 玉米秸秆堆腐还田对黑土区土壤性状的影响[J]. 中国农学通报, 2024, 40(5): 47-52. |
[6] | 闫实, 梁金凤, 刘瑜, 于跃跃, 韩宝, 郭宁. 蔬菜秸秆配合石灰氮土壤消毒研究[J]. 中国农学通报, 2024, 40(3): 76-80. |
[7] | 吕真真, 刘秀梅, 冀建华, 蓝贤瑾, 侯红乾, 冯兆滨, 刘益仁. 不同原料配比对芦笋秸秆堆肥发酵效果的影响[J]. 中国农学通报, 2024, 40(14): 70-75. |
[8] | 刘磊, 陈晨, 陈金, 蒋末云, 贾震, 杨星莲, 曾勇军, 黄山. 施石灰和秸秆还田对清洁的酸性稻田籽粒镉含量的影响[J]. 中国农学通报, 2024, 40(12): 53-58. |
[9] | 杨杰, 魏素珍. 高原环境下农业废弃物堆肥发酵参数研究[J]. 中国农学通报, 2024, 40(10): 89-94. |
[10] | 朱懿, 徐志宇, 孙仁华, 袁毅, 冯浩杰, 薛颖昊. 基于文献计量的秸秆饲料化利用研究进展[J]. 中国农学通报, 2024, 40(1): 102-111. |
[11] | 苗欢, 乔云发, 李清, 苗淑杰. 模拟降雨对稻田氮素损失修复效果的影响研究[J]. 中国农学通报, 2023, 39(9): 85-91. |
[12] | 赵向杰, 袁彬乔, 黄天祥, 耿书宝, 张金勇, 涂洪涛. 大蒜秸秆提取工艺响应面法优化及粗提物杀螨毒力测定[J]. 中国农学通报, 2023, 39(8): 99-105. |
[13] | 孙力扬, 徐明岗, 王晋峰, 李建华, 刘平, 孙楠. 北方地区土壤速效养分及容重对秸秆还田的响应[J]. 中国农学通报, 2023, 39(5): 100-108. |
[14] | 林梓君, 刘婉玲, 陈一民, 隋跃宇, 焦晓光. 秸秆添加下土壤氮矿化对冻融交替响应的研究进展[J]. 中国农学通报, 2023, 39(36): 75-82. |
[15] | 李文倩, 张海军, 韩明明, 牟群, 吕连杰. 秸秆还田条件下耕作措施与施氮量对冬小麦干物质积累转运及产量的影响[J]. 中国农学通报, 2023, 39(34): 1-8. |
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