蚕豆秸秆还田减施氮肥对烟田氮流失控制及氮素利用效率的影响

【目的】在高原湖泊流域烤烟—蚕豆轮作体系下,探讨蚕豆秸秆还田对烟田化学氮肥的替代能力,研究秸秆还田对氮肥利用率、氮流失控制及烤烟产量产值的影响,为该轮作体系下秸秆资源化利用及氮肥减量提供科学依据。【方法】针对一年两熟制的烤烟—蚕豆轮作模式,以烤烟K326品种和蚕豆秸秆为试验材料,通过2年田间定位试验,设置不同氮肥用量、秸秆直接还田(S)和腐熟后还田(DS)8个处理:T1(CK,不施氮)、T2(习惯施肥,100%N)、T3(85%N+S)、T4(70%N+S)、T5(55%N+S)、T6(85%N+DS)、T7(70%N+DS)、T8(55%N+DS),分析不同处理对烤烟产量、产值、氮素吸收量、氮肥利用率及农田水环境全氮含量的影响。【结果】T4(蚕豆新鲜秸秆直接还田下减施氮肥30%)与T2(习惯施肥)相比烤烟上等烟比例提高11.2%~19.0%,产值提高2.3%~10.7%,氮肥利用率增加30.4%~37.3%,地表径流水全氮含量下降11.6%~17.5%,土壤渗漏水全氮含量下降8.3%~19.6%;T7(秸秆腐熟还田下减施氮肥30%)与T2(习惯施肥)相比烤烟上等烟比例提高14.0%~20.4%,产值提高1.6%~7.3%,氮肥利用率增加25.9%~26.5%,地表径流水全氮含量下降5.1%~10.9%,土壤渗漏水全氮含量下降20.5%~28.5%。2种秸秆还田方式下减施氮肥30%,均不会对烤烟产量、产值产生显著负效应,均有利于提高烤烟氮肥利用率,能明显降低地表径流和土壤渗漏水中全氮含量。同等氮肥替代量下,新鲜秸秆还田和腐熟秸秆还田2种方式综合效益差异不显著(P<0.05)。【结论】在烤烟—蚕豆轮作模式下,新鲜秸秆直接还田和秸秆腐熟后还田均可减少烤烟季30%化学氮肥投入量,结合节本增效考虑推荐采用蚕豆新鲜秸秆还田减施30%氮肥。

芽孢杆菌YF-15的筛选、鉴定及对蚕豆秸秆青贮营养品质的影响

研究旨在从新鲜的育肥猪粪中筛选鉴定优良芽孢杆菌(Bacillus),探究菌株特性,评价其对蚕豆秸秆发酵效果。从猪粪中获得芽孢杆菌,通过形态特征观察、革兰氏染色以及生长趋势、产酸性能、抗生素耐受性分析确定芽孢杆菌的基本特性;利用分子生物学方法进行16S rDNA同源性分析,构建系统发育树鉴定芽孢杆菌;将筛选到的芽孢菌株接种到蚕豆秸秆中青贮,确定其对蚕豆秸秆气味、结构、色泽以及营养成分的综合影响效果。结果显示,试验筛选到1株疑似芽孢菌的菌株,该菌株在LB琼脂培养基上的单菌落呈杆状、灰白色、圆形、表面光滑、边缘整齐,单生或成对生长,革兰氏染色阳性。结合生物学分析,鉴定菌株为芽孢杆菌,命名为Bacillus YF-15。耐药性试验结果显示,该菌株对卡那霉素和庆大霉素中度敏感。发酵试验结果显示,添加YF-15芽孢杆菌可提高蚕豆秸秆发酵物的风味,降低pH值和粗纤维(CF)含量,提高粗脂肪(EE)、粗蛋白(CP)含量。研究表明,试验筛选到的芽孢杆菌YF-15能够改善蚕豆秸秆青贮饲料营养品质,在蚕豆秸秆发酵方面具有良好的开发和应用前景。

丛枝菌根真菌对蚕豆秸秆降解及玉米养分和镉铅吸收的影响

【目的】丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)有利于作物对养分的吸收。在镉、铅污染的土壤中,作物常将镉、铅积累在秸秆中,随着秸秆的还田而释放回土壤。探究前茬蚕豆秸秆还田和丛枝菌根真菌单施或联合施用对土壤肥力、后茬玉米的矿质养分与镉、铅吸收的影响,为AMF在调控污染农田轮作体系矿质养分与镉铅累积的生态功能提供新认识。【方法】采用四室隔板分室系统进行蚕豆秸秆降解试验,供试土壤和蚕豆秸秆均来源于云南省会泽铅锌矿区污染区,土壤全镉和铅含量分别为4.5和269.0 mg/kg,蚕豆秸秆镉和铅含量分别为1.9和10.9 mg/kg。将蚕豆秸秆粉碎至粒径0.5~2.0 mm装入尼龙袋中,埋于土壤内进行腐解培养试验。玉米盆栽试验设4个处理:污染土壤对照(CK)、接种AMF菌根(AMF)、添加蚕豆秸秆(SI)、接种AMF菌根同时添加蚕豆秸秆(SI+AMF)。分析AMF对蚕豆秸秆降解、矿质养分(N、P、K)与镉铅释放、土壤速效养分含量、玉米生长、矿质营养和镉铅吸收的影响。【结果】接种AMF显著提高蚕豆秸秆的降解量、矿质养分和镉铅释放量,促进蚕豆秸秆降解。与AMF处理相比,AMF+SI处理玉米根系的AMF侵染率提高了12%。SI处理显著增加土壤速效养分含量和玉米植株钾含量,降低玉米根部的镉含量,但对玉米株高和生物量没有显著影响。接种AMF、SI+AMF处理显著提高土壤速效氮、磷、钾含量,增加玉米氮、磷、钾含量与吸收量,显著提高玉米株高和生物量,同时显著降低土壤有效态镉、铅含量和玉米植株镉、铅含量。双因素分析表明,接种AMF和添加秸秆对土壤速效氮、磷、钾含量影响显著,但接种AMF对植株矿质元素吸收量、土壤有效态镉、铅含量和植株镉、铅含量作用显著,接种AMF与添加秸秆对各测定指标没有显著的交互作用。【结论】AMF能促进前茬秸秆降解、养分和镉铅的释放。接种AMF在提高土壤氮、磷、钾养分含量,降低有效态镉、铅含量,提高玉米对氮、磷、钾的吸收,降低镉和铅在玉米植株内的积累量等方面,均显示出良好的应用前景。虽然接种AMF与秸秆还田没有表现出显著的交互作用,但秸秆还田可增加AMF在玉米根部的侵染率,因此,在使用AMF菌剂时应考虑秸秆还田。