還田秸稈配施外源酶效應(yīng)研究.pdf

1、農(nóng)作物秸稈是豐富的自然資源，秸稈還田可以提高土壤肥力和作物產(chǎn)量，促進(jìn)農(nóng)業(yè)良性循環(huán)。但是秸稈直接還田分解速度慢，影響后季作物生根，并會(huì)造成作物的氮饑餓現(xiàn)象。土壤中纖維素酶對秸稈中纖維素的降解有重要促進(jìn)作用，土壤中蛋白酶有利于秸稈中蛋白質(zhì)等含氮有機(jī)化合物的分解轉(zhuǎn)化，但是自然條件下土壤酶的活性較低，為探求促進(jìn)還田秸稈降解的新途徑，筆者將外源纖維素酶、外源蛋白酶應(yīng)于還田秸稈，通過室內(nèi)培養(yǎng)和盆栽試驗(yàn)研究了外源酶對還田秸稈降解速率、發(fā)酵效率以及后季

2、作物生長的影響。主要研究結(jié)果和結(jié)論如下： 1.外源纖維素酶可以提高還田秸稈降解速率和土壤速效養(yǎng)分含量。在小麥秸稈和玉米秸稈上的培養(yǎng)試驗(yàn)證明，到培養(yǎng)結(jié)束時(shí)小麥秸稈加酶處理降解率高于不加酶處理7.10％～11.86％，玉米秸稈加酶處理降解率高于不加酶處理8.01％～14.04％，各加酶處理與不加酶處理間在0.01水平上存在極顯著性差異。纖維素酶還可以加速秸稈養(yǎng)分礦化進(jìn)程，提高土壤中速效養(yǎng)分的含量。在整個(gè)培養(yǎng)期內(nèi)，小麥秸稈，玉米秸稈各

3、加酶處理與不加酶處理間土壤速效氮、磷、鉀含量各自在0.01水平上達(dá)到極顯著性差異水平。培養(yǎng)105天后，小麥秸稈處理結(jié)果最好的處理5與對照相比，堿解氮含量高出4.15mg/kg，有效磷含量高出3.60mg/kg，速效鉀含量高出32.35mg/kg，所有加酶處理和不加酶處理之間仍能保持顯著性差異水平。纖維索酶添加量高的處理秸稈降解速率和養(yǎng)分釋放速率更快一些。 2.秸稈配施外源纖維素酶能夠促進(jìn)后季作物生長，作物葉綠素含量、根系活力、產(chǎn)

4、量均有大幅度提高。盆栽試驗(yàn)證明，小麥葉綠素含量，根系活力均比對照有所提高；施酶處理的株高、干物質(zhì)含量、小麥產(chǎn)量也顯著高于對照；施酶處理與對照在0.01水平上存在顯著性差異，產(chǎn)量高于對照1.13g/pot～1.91g/pot，增加了17.52％～29.61％。玉米幼苗施酶處理與不施酶處理間干鮮重、葉面積、葉綠素含量、根長、根系活力等指標(biāo)存在顯著性差異，比對照有大幅度提高，但是各施酶處理之間差別一直不是很大，從經(jīng)濟(jì)角度出發(fā)，活力為1000U

5、/g的纖維素酶添加量以占秸稈重量的0.1％為宜。 3.蛋白酶可以加速秸稈養(yǎng)分礦化進(jìn)程，提高土壤中速效養(yǎng)分和有機(jī)質(zhì)含量。盆栽小麥在整個(gè)種植期內(nèi)，秸稈各施酶處理土壤速效氮、磷、鉀含量都高于不施酶處理，小麥?zhǔn)斋@時(shí)，施酶處理速效氮、磷、鉀含量高于對照2.78mg/kg～3.78mg/kg，0.53mg/kg～1.33mg/kg，3.90mg/kg～6.57mg/kg，有機(jī)質(zhì)含量水平高出對照0.07g/kg～0.13g/kg，盆栽玉米幼苗

6、在整個(gè)種植期內(nèi)，秸稈各施酶處理土壤速效氮、磷、鉀含量也都高于不施酶處理，六周后，施酶處理速效氮、磷、鉀含量高于對照1.33mg/kg～3.53mg/kg，0.23mg/kg～2.00mg/kg，4.58mg/kg～5.81mg/kg，有機(jī)質(zhì)含量水平高出對照0.06g/kg～0.11g/kg。 4.秸稈配施外源蛋白酶能夠促進(jìn)后季作物生長，作物葉綠素含量、根系活力、產(chǎn)量均有提高。盆栽試驗(yàn)證明，玉米秸稈配施外源蛋白酶對小麥生長有明顯促

7、進(jìn)作用。小麥葉綠素含量，根系活力均比對照有所提高，施酶處理分別高于對照0.307mg·g-1～0.457mg·g-1，13.46μg·g-1·h-1～31.66μg·g-1·h-1，施酶處理與不施酶處理之間都達(dá)到了0.01顯著性差異水平；小麥產(chǎn)量也有提高，施酶處理產(chǎn)量高于對照1.28g/pot～2.20g/pot，增加了19.84％～34.11％；株高和干重與對照相比也都有所提高。小麥秸稈配施外源蛋白酶也可促進(jìn)玉米幼苗生長，玉米幼苗葉綠

8、素含量，根系活力均比對照有所提高，施酶處理分別高于對照3.29mg·g-1～8.33mg·g-1，93.73μg·g-1·h-1～119.73μg·g-1·h-1，施酶處理與不施酶處理之間都達(dá)到了0.01極顯著性差異水平；株高和干鮮重與對照相比也都有所提高。從經(jīng)濟(jì)角度出發(fā)，活力為50000U/g的蛋白酶添加量以占秸稈重量的0.005％為宜。5.外源纖維素酶與外源蛋白酶配施可以更大程度的加速秸稈養(yǎng)分礦化進(jìn)程，提高土壤中速效養(yǎng)分和有機(jī)質(zhì)含量

9、。六周后，復(fù)合應(yīng)用處理結(jié)果最好，分別為82.69mg/kg，34.08mg/kg，118.40mg/kg，分別高出秸稈單施纖維素酶處理4.07mg/kg，0.96mg/kg，3.29mg/kg，高出秸稈單施蛋白酶處理2.51mg/kg，0.86mg/kg，2.51mg/kg。 6.小麥秸稈配施外源蛋白酶和外源纖維素酶對玉米幼苗的生長有很大的促進(jìn)作用，玉米幼苗葉綠素含量，根系活力均比對照有所提高。復(fù)合應(yīng)用處理分別高出秸稈單施纖維素

10、酶處理5.54mg·g-1FW、20.01μg·g-1FW·h-1，高出秸稈單施蛋白酶處理1.23mg·g-1FW、15.95μg·g-1FW·h-1，復(fù)合應(yīng)用處理與單施纖維素酶和單施蛋白酶處理之間都達(dá)到了0.01極顯著性差異水平，株高和干鮮重與對照相比也都有所提高。 7.外源蛋白酶應(yīng)用效果優(yōu)于外源纖維素酶。還田秸稈單施外源蛋白酶比單施外源纖維素酶土壤速效氮磷鉀氮含量高出1.56mg/kg，0.10mg/kg，0.78mg/kg