Fluorescence characteristic changes of dissolved organic matter during municipal solid waste composting

Dissolved organic matter（DOM） of municipal solid waste（MSW） consists of minerals, water, ash and humic substances, and is known to enhance plant growth. In this study, inoculating microbes（Z J, MS） were used in municipal solid wastes composting, and composting implemented a industrialized technology. During composting, dissolved organic matter was extracted from the compost and purified. The spectral characteristics of dissolved organic matter was determined by fluorescence emission, excitation, and synchronous spectroscopy. Fluorescence emission, excitation, and synchronous spectra characterized by different relative fluorescent intensities and peaks over time. Fluorescence spectra were similar to that of fulvic acid in sewage sludge, indicating the presence of dissolved organic matter with aromatic structures and a high degree of molecular polymerization. Compared with the controls with no microbial inoculation, the microbe-inoculated treatments exhibited the increase of aromatic polycondensation, in the following order： MS ＋ ZJ 〉 ZJ 〉 MS 〉 CK.

接种蚯蚓和腐解菌对秸秆腐解及土壤矿物结合有机碳形成的影响

为了探究接种蚯蚓和腐解菌对秸秆分解及土壤矿物结合有机碳形成的影响,本研究以商品腐解菌和赤子爱胜蚓为接种物,分别设置仅添加秸秆(CK)、添加秸秆并接种腐解菌(SM)、添加秸秆并接种赤子爱胜蚓(SE)和添加秸秆并同时接种腐解菌和赤子爱胜蚓(SME)的试验处理,探讨腐解菌和蚯蚓的交互作用对土壤温室气体排放、细菌和真菌丰度、团聚体结构、金属离子含量、颗粒有机碳含量及矿物结合有机碳含量的影响及潜在机制。结果表明:(1)与CK相比,SE和SME处理显著增加了秸秆的腐解率;(2)与CK相比,SE和SME处理显著促进了土壤CO_(2)和N_(2)O的排放;SE和SM处理显著增加了土壤细菌的丰度,但是各处理间土壤真菌丰度无显著差异;(3)与CK相比,SE和SME处理显著增加了土壤中可提取钙镁含量,但是各处理间的非晶型铁铝含量和团聚体结构无显著差异;(4)与CK相比,SE和SME处理显著增加了土壤矿物结合有机碳和钙镁结合碳的含量,但是各处理间颗粒有机碳、铁铝结合碳的含量无显著差异;(5)线性回归分析结果表明,土壤钙镁结合碳含量与土壤可提取钙镁含量显著正相关,土壤矿物结合有机碳含量与细菌基因拷贝数呈正相关。综上所述,蚯蚓主导了秸秆的腐解和矿物结合有机碳的形成,蚯蚓和腐解菌的交互作用没有进一步促进秸秆腐解转化为土壤矿物结合有机碳。

促生菌剂及有机肥的添加对高寒草甸土壤酶活性的影响

【目的】探究促生菌剂及有机肥施用对高寒草甸土壤环境的影响,为促生菌剂在天然草甸中施用及高寒地区草甸生态系统的管理提供理论依据。【方法】以甘南玛曲高寒草甸为研究对象,设计随机区组研究,设置对照(CK)、促生菌剂(PG)、有机肥(OF)、促生菌剂和有机肥1∶1配施(PG+OF)4个处理,通过测定土壤理化性质、微生物量碳(MBC)、微生物氮(MBN)、微生物磷(MBP)和水解酶活性(AP、βG、CBH、βX、NAG),研究促生菌剂及有机肥对高寒草甸土壤酶及酶化学计量比的影响。【结果】与对照(CK)相比,处理PG、OF及PG+OF的电导率显著降低,MBC、N、P含量显著升高;处理PG+OF高寒草甸土壤的MBN含量显著高于其他处理,即促生菌剂和有机肥相互作用显著提升土壤中微生物数量。与CK相比,处理PG、OF及PG+OF显著促进水解酶活性升高,MBC、MBP、MBN、EC是土壤中酶活性及酶化学计量比变化的重要驱动因子,不同处理间酶化学计量比差异显著。【结论】促生菌剂及有机肥施用显著增加土壤中微生物数量,增强土壤中微生物活性,且对缓解土壤内碳源、磷源缺失具有正向作用,配施促生菌剂和有机肥对土壤的改良效果最为显著。

化肥与腐秆剂施用对秸秆还田下水稻土肥力和水稻产量的影响

为探明秸秆还田条件下,化肥和腐秆剂对土壤肥力和作物产量的影响,本研究选用在安徽省霍邱县麦稻轮作区的秸秆促腐还田定位试验,对比了秸秆完全破碎直接还田(S)、秸秆完全破碎直接还田+NPK优化施肥(SF),秸秆完全破碎直接还田+腐秆剂(SD)、秸秆完全破碎直接还田+NPK优化施肥+腐秆剂(SFD)处理后土壤活性有机碳库水平、土壤养分含量和作物产量的状况。研究结果显示:与对照S处理相比,仅SFD处理显著提高了土壤总有机碳、活性有机碳、碳库指数、土壤速效磷、速效钾和水稻产量,增幅分别为38.12%、38.47%、40.63%、55.38%、24.73%和439.44%(P<0.05);水稻产量与活性有机碳、碱解氮、速效磷之间呈显著正相关(P<0.05),与总有机碳、速效钾之间呈极显著正相关(P<0.01)。腐秆剂是培肥增产的关键因子,腐秆剂的促腐效果需在化肥施用后才能得以充分发挥,化肥与腐秆剂同时施用能最大化提升土壤肥力,并增加水稻产量。

微生物肥料及其对黑土旱田作物应用的效果

微生物肥料因其具有促进养分转化、增强作物抗性、改善土壤结构、降低环境污染等特性,在推进减肥增效、养分资源高效利用与农业绿色发展进程中发挥着重要的作用。然而,有关微生物肥料的研究大多聚焦在经济作物上,粮食作物尤其旱田作物方面还很欠缺,且微生物肥料功效是否适用于所有作物尚不明确。而且,微生物肥料种类繁多、功能各异、效果多样形成的认知与使用方法误区阻碍了其更大范围的应用。探明微生物肥料对粮食作物生长发育影响作用机制有助于推进农业生产提质增效,对促进东北黑土地资源利用与保护具有重要的科学意义。本文通过梳理微生物肥料分类与功效,阐明了微生物肥料影响粮食作物生长发育的作用机制,在此基础上阐述了黑土旱田作物应用微生物肥料效果及其制约因素,提出了存在问题与研究展望,以期为微生物肥料在黑土旱田作物上的大面积推广应用提供科学依据。

生物有机肥配施微生物菌剂对蒜苗生长、生理、产量及品质的影响

【目的】研究生物有机肥配施微生物菌剂对蒜苗生产的影响,为蒜苗的高产优质提供合理的生物有机肥及微生物菌剂施用方案。【方法】以紫皮大蒜为试验材料,研究不同用量生物有机肥与微生物菌剂配施对塑料大棚蒜苗生理生长、产量及品质的影响。【结果】单施生物有机肥400~800 kg/667m^(2),产量提高4.3%~12.8%,维生素C、可溶性糖和大蒜素含量分别提高26.9%~52.3%、21.9%~24.8%和62.2%~94.1%,硝酸盐含量降低5.8%~37.3%。400~800 kg/667m^(2)生物有机肥配施80 kg/667m^(2)微生物菌剂,产量提高4.9%~14.5%,维生素C、可溶性糖和大蒜素含量分别提高29.6%~80.7%、79.0%~91.4%和11.4%~76.5%,硝酸盐含量降低57.7%~62.6%。【结论】适宜用量的生物有机肥与微生物菌剂配施可显著促进蒜苗植株生长,提高产量,增强根系活力及硝酸还原酶活性,提高蒜苗叶绿素、维生素C、可溶性糖及大蒜素含量,降低硝酸盐含量。配施生物有机肥800 kg/667m^(2)、微生物菌剂80 kg/667m^(2)为最优处理,宜作为当地蒜苗生产的施肥模式推广应用。

不同腐秆剂施用对安徽沿淮稻田土壤养分及活性有机碳库的影响

为探明安徽沿淮地区麦秆粉碎还稻田时配施不同的腐秆剂对土壤养分以及活性有机碳的影响,遴选出适合该区域使用的腐秆剂,通过安徽省霍邱县的秸秆促腐还田定位试验,比较了秸秆还田+优化平衡施肥+不施腐秆剂(SF)、秸秆还田+优化平衡施肥+腐秆剂1号(SFD1)、秸秆还田+优化平衡施肥+腐秆剂2号(SFD2)和秸秆还田+优化平衡施肥+腐秆剂3号(SFD3)4个处理在耕层土壤养分、总有机碳、活性有机碳、微生物生物量碳、不同形态碳素有效率和碳库管理指数等方面的差异。结果表明,配施腐秆剂处理中SFD1和SFD2的土壤碱解氮含量显著高于不施腐秆剂处理SF(P<0.05),分别增加了14.3%和15.6%;SFD1和SFD2处理较SF处理活性有机碳、微生物生物量碳、活性有机碳有效率和微生物生物量碳有效率分别显著提高了18.8%、48.0%、6.5%、33.3%和18.0%、51.0%、5.2%、37.5%(P<0.05),SFD3较SF处理微生物生物量碳及有效率显著降低了52.2%和41.7%(P<0.05);配施腐秆剂SFD1和SFD2处理的土壤碳库管理指数(CPMI)值整体显著高于不施腐秆剂处理SF,均增加了22.4%(P<0.05);土壤总有机碳能够表征土壤养分及碳素动态变化。综上可知,安徽沿淮稻田秸秆还田配施1号或2号腐秆剂均有利于提高土壤养分,提升土壤碳库管理指数。

生物强化技术在难降解有机物处理中的应用

介绍生物强化技术的原理、特点、发展及这一技术在难降解有机物处理方面的应用；讨论这一技术在改善传统生物处理构筑物处理难降解有机物的效能、去除土壤及地下水和地表水中难降解有机物的可行性；

城市生活垃圾外源微生物堆肥对有机酸变化及堆肥腐熟度的影响

利用外源微生物(美商复合菌,MS;中加发酵菌,ZJ)进行城市生活垃圾工厂化堆肥,在堆肥过程中,分析了小分子有机酸及大分子腐殖酸动态变化.结果表明,接种外源微生物可明显提高堆肥前期小分子有机酸含量,在堆肥后期又呈明显的降低趋势.而腐殖酸与胡敏酸则呈现先降低而后增加的趋势.通过对堆肥过程中有机酸、腐殖化指数分析表明,接种外源微生物可明显提高堆肥的腐熟度,并且ZJ发酵菌优于MS复合菌,而2种外源菌混合接种具有协同促进作用.

秸秆促腐还田对土壤养分及活性有机碳的影响

通过2年的小麦-玉米轮作田间定位试验,设置5个处理:不施肥(CK)、单施化肥(F)、化肥+秸秆(FS)、化肥+秸秆+腐秆剂(FSD)、磷钾肥减施20%(按P2O5和K2O计,与F比较)+秸秆+腐秆剂(F4/5SD),通过分析作物收获后土壤耕层养分、活性有机碳和微生物生物量碳含量,计算土壤不同形态碳素有效率和碳库管理指数等,探讨秸秆促腐还田对沿淮砂姜黑土土壤养分和活性有机碳的影响。结果表明:(1)与单施化肥处理相比,常规秸秆还田处理土壤碱解氮、有效磷和速效钾含量分别增加13.0%、4.6%和10.7%,土壤活性有机碳有效率增加12.0%和11.1%,土壤碳库管理指数提高30.6%;(2)秸秆促腐还田处理土壤碱解氮、有效磷和速效钾含量分别增加17.4%、40.5%和12.4%,土壤活性有机碳、活性有机碳有效率和可溶性有机碳分别增加12.0%、9.5%和51.3%,土壤碳库管理指数提高了102.3%;(3)土壤碳库管理指数与土壤养分含量、土壤碳素有效率等的相关性较土壤总有机碳含量有显著提高。可见,秸秆促腐还田较常规秸秆还田更利于提高沿淮砂姜黑土土壤养分含量、有机碳中活性组分含量及其有效率和土壤碳库管理指数;即使减施磷、钾肥20%,该措施的增肥和培土效果也不会明显下降。

堆肥作为微生物菌剂载体的研究

以自然风干的堆肥为载体,吸附3株功能芽胞细菌液体菌剂制成不同生物肥料,通过不同时间取样比较堆肥、有机无机肥和生物有机肥以及生物复混肥中功能芽胞细菌和普通微生物数量以及pH等指标变化,探讨堆肥作为载体生产生物肥料的可行性。研究结果表明,经过自然风干的堆肥与蛭石比较,吸附液体微生物菌剂后无论外观、手感还是功能芽胞细菌死亡率,差异均不大。含水量小于15%堆肥吸附液体菌剂比例为6%比较合适,吸附比例高时,生物肥料含水量和pH较高,影响保存效果。生物有机肥和生物复混肥保存6个月时,3株功能芽胞细菌总数分别为0.59×108 CFU.g-1和0.38×108 CFU.g-1,依然可达到农业行业标准要求。生物有机肥中功能芽胞细菌数量最高,生物复混肥集合了三大肥料优点,堆肥中普通微生物数量和多样性最高。完全腐熟的堆肥经过自然风干后可作为微生物菌剂载体。

味精废液与微生物菌剂联用对基质培番茄的促生效应

通过随机区组设计盆栽试验,研究了不同接种处理以及不同营养液(即稀释30倍并调整pH的味精废液、无机营养液和清水)对番茄根、茎、叶全氮含量,干物重,产量构成因子,功能叶片叶绿素SPAD值,基质pH和电导率的影响。结果表明,基质接种微生物菌剂能显著提高番茄茎、叶全氮含量,并对基质pH和电导率有一定的改善作用;味精废液由于含有丰富的有机、无机营养,在提高番茄营养组织含氮量、结果数、叶绿素SPAD值方面作用显著;特别是味精废液和微生物菌剂联用对提高番茄茎含氮量具有显著的正交互作用。显然,味精废液经稀释降低电导率、调整pH等改性处理后作为基质栽培营养液应用对改善番茄营养特性、提高番茄产量、降低成本、解决其处理难的问题具有很好的效果,可望作为植物营养资源化循环利用的一条有效途径。

牛粪生物堆肥有机酸变化及对腐熟度的影响

利用外源微生物(发酵菌,EM)进行牛粪工厂化堆肥,堆肥期间,分析了小分子有机酸及大分子腐殖酸动态变化。结果表明,接种外源微生物可明显提高堆肥前期小分子有机酸含量,在堆肥后期又呈明显降低的趋势;腐殖酸呈先降低而后趋于稳定的趋势,胡敏酸呈先降低而后增加的趋势,富里酸呈一直下降的趋势。对堆肥过程中有机酸、腐殖化指数分析表明,接种外源微生物可明显提高堆肥的腐熟度,但与微生物添加量有关。

云锦杜鹃菌根真菌吸收氮源特性及其接种效应

【目的】研究从云锦杜鹃根系分离的欧石南菌根(eriocoid mycorrhiza,ERM)真菌对铵态氮、硝态氮和无机氮吸收特性及其接种效应,检测ERM菌株吸收利用不同氮源能力及筛选培养菌株适宜的氮源,并分析ERM对寄主植物氮源吸收的影响。【方法】采用菌丝干重定量研究菌株的氮源吸收特性;在不同氮源培养基上,采用单菌株接种无菌云锦杜鹃(Rhododendron fortunei)幼苗研究ERM对寄主植物生长的影响。【结果】供试ERM真菌菌株在不同氮源培养基中生长量差异明显,所有菌株在各单一氮源培养基中菌丝干重均增加,其中铵态氮和硝态氮中生长量较大;各氮源培养基上,菌株接种幼苗生长均优于非接种苗,而且在牛血清蛋白培养基上接种苗干重显著高于其它氮源。【结论】铵态氮和硝态氮是供试ERM菌株培养的比较适宜氮源;ERM增加了云锦杜鹃对氮源的吸收,尤其是硝态氮和有机氮的吸收。

生活垃圾堆肥过程中有机态氮形态的动态变化

利用接种不同外源微生物进行城市生活垃圾的堆肥试验,研究在堆肥过程中不同形态有机态氮组分的变化规律。结果表明,随着堆肥的进行,全氮与酸水解性氮含量均呈下降的趋势,其中外源微生物处理能加速全氮与酸水解性氮含量的降低,但至堆肥结束时,与不加外源微生物处理相比,并没有引起氮素的损失。氨基酸态氮含量则呈现先降低后增加的趋势,堆肥结束时,外源微生物处理氨基酸态氮含量明显高于不加微生物处理,表明外源微生物处理可促进氨基酸态的形成;酰胺态氮与氨基糖态氮含量有相同的变化趋势,各处理都是在堆肥的升温期、高温期增加,随着堆肥温度的下降而降低,在堆肥的腐熟阶段,则呈现较为平稳的走势。但相对于堆肥的不同时期,由于处理不同,酰胺态氮与氨基糖态氮含量有明显的差异,其中外源微生物处理酰胺态氮含量明显低于不加微生物处理,而氨基糖态氮则相反。

可同化有机碳测定方法探讨

研究了以3种不同接种方法测定水中可同化有机碳(AOC),结果显示,混合接种法所测结果较接近实际值,分别接种法结果明显高于实际值,依次接种法可能存在P17(荧光假单胞菌,Pseudomonasfluorescens)溶解、释放细胞中有机物所致的AOC偏高问题.依次接种法有时存在巴氏消毒不能完全杀灭P17,从而干扰AOC-NOX的测定;混合接种法缩短了实验时间,简化了操作步骤,当1个平皿中P17和NOX(Spirillumsp.)菌的总菌落数<300时,2种菌的菌落特征典型,易于辨认、计数.

接种微生物条件下牛粪+麦秸堆腐过程有机组分的动态变化

大量排放的畜禽粪便若利用不当则会对环境构成威胁,经微生物发酵、制成高效有机肥料是粪肥与秸秆综合利用的一种重要方式。试验以牛粪添加不同比例的小麦秸秆为原料,在接种和非接种微生物的条件下进行堆腐,研究了腐解过程有机组分及腐殖物质的动态变化。结果表明,随着腐解进行,乙醇溶性组分含量逐渐降低;水溶性组分含量先升高再降低;半纤维素和纤维素含量随腐解进行呈现一定波动,但总体呈降低趋势;木质素含量呈增加趋势;全碳含量降低,腐殖物质碳占全碳的比例逐渐增加,H/F比值逐渐升高。秸秆的加入比例越高越有利于木质素的积累,牛粪所占比例越大则越有利于腐殖物质的形成。接种微生物可促进有机物料中各有机组分的分解,并有利于腐殖物质的形成。

腐熟剂对鸡粪堆肥过程中物质变化的影响

【目的】研究腐熟剂对鸡粪堆肥过程中堆料理化性质的影响,为畜禽粪便的工厂化处理提供参考。【方法】以取自郑州某养鸡场的鸡粪为供试材料,设计腐熟剂组（堆肥中添加了腐熟剂,其活菌数为2×1010 CFU/g）和正常堆肥发酵组（对照组,未添加腐熟剂）2个处理,测定发酵过程（0~40d）中2个处理鸡粪堆肥的温度、含水率、pH值、C/N和NH＋4-N含量,并采用种子发芽指数对堆肥腐熟的毒害性进行评估,然后对发酵结束后2个处理鸡粪堆肥的养分含量进行测定。【结果】腐熟剂组鸡粪堆肥升温速度快,高温维持时间长;水分蒸发快,腐熟后的鸡粪含水率明显下降;发酵结束时,堆肥pH值维持在有利于微生物发酵的弱碱性环境。在发酵过程中,腐熟剂组的C/N在第20天时已小于20,达到腐熟。在发酵第35天时,腐熟剂组种子发芽指数达到80%,明显高于对照组。发酵结束时,腐熟剂组的堆肥臭味减轻,养分含量高于对照组。【结论】利用腐熟剂可以提高鸡粪堆肥发酵效率,减少堆肥养分的流失及对环境的污染。

有机-无机肥协同调控小麦-玉米两熟作物产量及土壤培肥效应

【目的】在小麦-玉米两季秸秆全还田条件下,探索不同有机-无机运筹模式对作物产量、氮效率和土壤养分的影响,为小麦-玉米一年两季种植合理利用有机养分资源和科学培肥地力提供理论支撑。【方法】通过设计化肥与不同用量有机肥配合并结合施用秸秆腐熟剂措施,研究不同有机无机运筹模式对产量构成、氮养分吸收、土壤有机质及团聚体等特征的影响。试验共设6个处理,分别为F处理(单施化肥),FA处理(化肥配秸秆腐熟剂),FM1处理(化肥配1500 kg·hm-2有机肥),FM2处理(化肥配3000 kg·hm-2有机肥),FM3处理(化肥配4500 kg·hm-2有机肥),FAM2处理(化肥配3000 kg·hm-2有机肥和秸秆腐熟剂)。【结果】(1)与单施化肥相比,施用不同用量有机肥和秸秆腐熟剂均可显著增加小麦-玉米籽粒产量,其中FM3处理产量最高,小麦增产20.6%,玉米增产10.6%,FAM2处理小麦增产19.5%,玉米增产8.2%。产量增加源于产量各构成要素的协同提高,小麦以公顷穗数和穗粒数增加较为显著,玉米以行粒数增加最为显著。(2)增施有机肥和秸秆腐熟剂可以促进氮素向籽粒运移,提高氮素收获指数,随有机肥用量增加,小麦和玉米氮素积累量均增加,其中FM3处理和FAM2处理籽粒氮素累积量和收获指数均较高,与F处理达显著差异。配合施用秸秆腐熟剂的FA和FAM2处理较不施菌剂处理周年氮肥偏生产力提高了1.3—1.6 kg·kg-1。(3)增施有机肥和施用秸秆腐熟剂显著增加土壤全氮、碱解氮和有机质含量,其中FM3处理土壤全氮和有机质含量最高,施用2年后相比F处理全氮增加0.17 g·kg-1,有机质增加1.97 g·kg-1。各有机无机配施模式显著降低土壤容重、提高孔隙度和水稳性团聚体比例。【结论】连续2年试验表明,增施有机肥、配施秸秆腐熟剂可以增加小麦-玉米产量,促进籽粒氮素吸收和转运,改善土壤结构和培肥地力,推荐FAM2处理作为本地区小麦-玉米轮作模式下有效的增产及土壤培肥技术模式。

施用木本泥炭及添加物对芒果产量与品质的影响

为提升芒果产量及品质,以"金煌芒"为试验材料,设置常规施肥以及在常规施肥基础上施用木本泥炭+不同添加物共4个处理开展田间试验,研究不同处理对芒果生长、产量和品质的影响。结果表明:相比不施用木本泥炭处理,施用添加微生物菌剂的木本泥炭处理和添加腐植酸钾的木本泥炭处理可以增加芒果树叶面积,增大花横茎,同时有利于增加芒果大果单果重和单株大果个数,从而提高产量。3个施用木本泥炭肥的处理均可以提高芒果雌花占比,提高芒果的维生素C含量和总糖含量,降低总酸度,对于改善口感、提升品质具有良好的效果。因此,建议施用添加菌剂或添加腐植酸钾的木本泥炭,不仅能提高芒果产量,还能不同程度提高芒果品质。