水稻秸秆腐解产生溶解性有机质的生物降解特性
水稻秸秆腐解产生溶解性有机质的生物降解特性
本研究采用培养法，通过doc、ph、280nm吸光度指标研究水稻秸秆腐解不同阶段产生dom的生物降解特性与结构变化，阐明秸秆还田对土壤co2排放与碳固定的影响，为选择秸秆还田的正确方法提供科学依据，为可持续发展战略提供科学资料。
通过培养不同天数的水稻腐解液来控制变量，以研究不同腐解天数的dom溶液中doc降解特性及ph、280nm吸光度变化。doc采用比色法；ph值采用电极法；280nm吸光度值采用分光光度法。
基于dom是不同降解速率和不同降解程度的成分的混合物的假定，我们使用双倍指数模型（double exponential model）来描述doc的矿化动力学，模型公式表达式为：
残留c%=（100-b）+be （1）
式中：t为时间/天， b为稳定doc所占最初doc的百分含量（%），100-b为易矿化doc所占最初doc的百分含量（%），k1为易矿化doc 矿化速率常数（天），k2为稳定doc矿化速率常数（天）。
同时计算半衰期：
1.不同腐解阶段产生dom的生物降解性
水稻秸秆不同腐解阶段dom液的doc随时间变化如图1所示。
图1 不同腐解阶段dom残留doc随时间的变化
不同腐解阶段dom整个降解过程都可分为残留doc的迅速减少和缓慢减少两个阶段。在14天前doc的浓度迅速降低，14天后降解速率明显减慢，doc浓度趋于稳定。但不同腐解阶段dom降解特性
不同有机物料的腐解特征及对土壤肥力的影响
Hans Journal of Soil Science 土壤科学, 2018, 6(4), 94-99 Published Online October 2018 in Hans. https://www.360docs.net/doc/2718811528.html,/journal/hjss https://https://www.360docs.net/doc/2718811528.html,/10.12677/hjss.2018.64012 Decomposition Characteristics of Different Organic Materials and Their Effects on Soil Fertility Qingwei Zhang1, Xiaoli Wang1*, Jianjun Duan2, Fang Yang1, Zhen Guo3, Xiucai Yang1, Ling Chen1 1College of Agriculture, Guizhou University, Guiyang Guizhou 2Tobacco College, Guizhou University, Guiyang Guizhou 3Shaanxi Land Engineering Construction Group, Xi’an Shaanxi Received: Sep. 17th, 2018; accepted: Oct. 3rd, 2018; published: Oct. 10th, 2018 Abstract This paper summarizes the characteristics of decomposition rate of organic nutrients and their ef-fects on soil fertility after returning organic materials to soil. This paper summarized the decompo-sition characteristics of three organic materials, maize straw, rice straw and wheat straw, and their effects on soil fertility. The results showed that the decomposition rates of rice straw, wheat straw and maize straw were significantly different (P > 0.05), which showed that corn straw > rice straw > wheat straw, and dried straw > fresh straw; the release of organic nutrients was K > P > N > C; after adding maize straw, soil organic carbon, microbial biomass carbon, total nitrogen and the microbial biomass carbon increased significantly. The CO2 release rate of corn straw was higher than that of rice straw and wheat straw, and the indexes of soil without corn straw were lower than those of soil with three kinds of straw. All of the three straws improved soil fertility, physical and chemical prop-erties, microbial quantity and activity to some extent, and increased organic carbon and effective nutrient content. It provides a reliable basis for studying organic fertilizer and its effect on soil, promoting crop growth, increasing crop yield and improving soil physical and chemical properties. Keywords Organic Materials, Decomposition, Soil Fertility 不同有机物料的腐解特征及对土壤肥力的影响 张青伟1，王小利1*，段建军2，杨芳1，郭振3，杨秀才1，陈领1 1贵州大学农学院，贵州贵阳 *通讯作者。
真菌的生物学特性
木霉菌属于半知菌亚门、丝孢纲、丝孢目，粘孢菌类，是一类普遍存在的真菌。绿色木霉是木霉菌中具有重要经济意义的一种，目前在工业、农业和环境科学等方面有着广泛的用途。绿色木霉在自然界分布广泛，常腐生于木材、种子及植物残体上。绿色木霉能产生多种具有生物活性的酶系，如：纤维素酶、几丁质酶、木聚糖酶等。绿色木霉是所产纤维素酶活性最高的菌株之一，所产生的纤维素酶的降解作用，目前日益受到重视，国内外对这方面的研究也很多。同时，绿色木霉又是一种资源丰富的拮抗微生物，在植物病理生物防治中具有重要的作用。它的作用机制有以下几种：产生抗生素；重寄生作用，这是木霉菌作为拮抗菌最重要的机制；溶菌作用；竞争作用。 纤维单胞菌属拉丁学名[Cellulomonas (Bergey et al.,1923),Clark,1952] 在幼龄培养物中细胞为细长的不规则杆菌，0.5～0.6μm×2.0～5.0μm，直到稍弯，有的呈V字状排列，偶见分支但无丝状体。老培养物的杆通常变短，有少数球状细胞出现。革兰氏阳性，但易褪色。常以一根或少数鞭毛运动。不生孢，不抗酸。兼性厌氧，有的菌株在厌氧条件下可生长但很差。在蛋白胨-酵母膏琼脂上的菌落通常凸起，淡黄色。化能异养菌，可呼吸代谢也可发酵代谢。从葡萄糖和其他碳水化合物在好氧和厌氧条件下都产酸。接触酶阳性。能分解纤维素。还原硝酸盐到亚硝酸盐。最适生长温度30℃。广泛分布于土壤和腐败的蔬菜。 康宁木霉菌丝有隔膜,蔓延生长,广铺于固体培养基上,菌外观为浅绿,黄绿或绿色,反面无色,分生孢子.梗为菌丝的短侧枝,其上对生或互生分枝,分枝上又可继续分枝,形成2级,3级分枝,分枝末端即为瓶状梗.分生孢子由小梗相继生出面,靠黏液把它们聚成球形或近球形的孢子头,分生孢子卵形成椭圆形,壁光滑.单个孢子近无色,形成堆状为绿色,与此相似的还有绿色木霉! 此菌有很强的纤维素霉及纤维,二糖淀粉酶等,它能利于农副产品,如麦杆,木材,木屑等纤维素原料,使之转变为糖质原料 佛州侧耳子实体覆瓦状丛生。菌盖直径3~12cm，低温时白色，高温时带青蓝色转黄色至白色，初半球形，边缘完整，后平展成扇形或浅漏斗形，边缘不齐或有深刻。菌肉稍薄，白色。菌褶浅黄白色，干时变淡黄色，稍密集至稍稀疏，延生，常在菌柄上形成脉络状。菌柄侧生（有孢菌株），或偏心生至中央生（无孢菌株），细长，内实，白色，长3~7cm，粗1~2cm，基部有时有白色绒毛。孢子印白色；孢子近柱形，6~9μm×2.5~3μm。 黑曲霉半知菌亚门，丝孢纲，丝孢目，丛梗孢科，曲霉属真菌中的一个常见种。 分生孢子梗自基质中伸出，直径15～20pm，长约1～3mm，壁厚而光滑。顶部形成球形顶囊，其上全面覆盖一层梗基和一层小梗，小梗上长有成串褐黑色的球状分生孢子。孢子直径2.5～4.0μm。分生孢子头球状，直径700～800μm，褐黑色。菌落蔓延迅速，初为白色，后变成鲜黄色直至黑色厚绒状。背面无色或中央略带黄褐色。有时在新分离的菌株中能找到白色、圆形、直径约1mm的菌核。分生孢子头褐黑色放射状，分生孢子梗长短不一。顶囊球形，双层小梗。分生孢子褐色球形。 广泛分布于世界各地的粮食、植物性产品和土壤中。是重要的发酵工业菌种，可生产淀粉酶、酸性蛋白酶、纤维素酶、果胶酶、葡萄糖氧化酶、柠檬酸、葡糖酸和没食子酸等。有的菌株还可将羟基孕甾酮转化为雄烯。生长适温37℃，最低相对湿度为88%，能引致水分较高的粮食霉变和其他工业器材霉变。 侧孢霉是一种嗜热丝状真菌,具有分解纤维素的特性.固体PDA培养条件下进行形态观察表明,所采用的嗜热侧孢霉菌株,菌丝丛枝状、有隔,分生孢子浅褐色,顶生或侧生.利用ITS序列
溶解性有机质及对重金属迁移转化的影响综述
溶解性有机质及对重金属迁移转化的影响 摘要：溶解性有机质（Dissolved organic matter, DOM ）由于含有羧基、羟基、羰基等活性功能团，是生态系统中极为活跃的一种有机组分，具有很强的反应活性和迁移特性。DOM 可以作为有机和无机污染物的载体，通过与水体、土壤和沉积物中的金属离子之间的离子交换吸附、络合、螯合、氧化还原等一系列反应，影响金属离子的吸附解吸，从而影响重金属的最终归宿。因此，具体介绍了DOM的来源、提取方法和种类组成以及不同来源DOM的性质的表征，同时综述了溶解性有机质对重金属的影响迁移转化的影响尤其是对土壤中重金属吸附的影响及其影响机理的研究进展。 关键词：溶解性有机质；重金属；迁移转化；影响 引言 重金属是指密度高于4.5g·cm-3（也有文章指出为5g·cm-3）的常见金属。重金属污染则是指因人类活动导致环境中的重金属或其化合物含量增加，超出正常范围并导致环境质量恶化。重金属污染主要来源于工业生产，如金属采矿和冶炼产生的废渣、废水、废气排入
环境；其次来源于交通和生活活动产生的污染，如汽车尾气和家庭燃煤产生的金属污染等。重金属污染与其他有机化合物的污染不同，大多数有机化合物可以通过自然净化作用降解消除危害。生物体内的各种酶和蛋白质能和重金属在发生强烈的相互作用失去活性。重金属也可能在人体的某些器官中富集会造成人体急性中毒、亚急性中毒、慢性中毒等，如果超过人体所能耐受的临界限度，对人体会造成很大的危害。 溶解性有机质（（Dissolved organic matter, DOM）能结合对环境和生物有重要影响的Hg、Cu、Pb、Cd、Ni 等重金属，从而改变这些物质的迁移、生物可利用性[1,2]。从而越来越多的研究开始关注DOM 与重金属作用对金属迁移转化及其生物利用性的影响。在DOM 与金属离子的络合反应中,普遍认为低分子量DOM 易与重金属络合，高分子量DOM 则与重金属反应多形成难溶络合物[3]。研究同时表示DOM 主要通过氢键、范德华力、疏水作用等作用与金属离子以及其它污染物发生，形成溶解度不同的络合物，通过改变金属自由离子浓度来改变其迁移性[3-5]。从而可能影响重金属的迁移转化和生物利用性。 1. 溶解性有机质（DOM）的概念、来源和提取 1.1 DOM的概念 DOM 指能通过0.45 um的滤膜，具有不同结构及分子量大小的有机物（如低分子量的游离氨基酸、碳水化合物、有机酸等和大分子量的酶、多糖、酚和腐殖质等）的连续体或混合体。它是陆生生态系统和水生生态系统中极为活跃的一种有机组分，具有很强的反应活性和迁移特性[6]。其主要成分可以分为腐殖质类和非腐殖质类，腐殖质分为富里酸、胡敏酸和胡敏素等；非腐殖质主要包括为碳水化合物、碳氢化合物、脂肪族、醇类、醛类和含氮化合物等[9]。 DOM作为环境中许多有机、无机污染物的迁移载体或配位体，其自身在环境中的行为和性质直接影响这些污染物在环境中的毒性。通常认为，DOM中移动性强的组分能够提高污染物在介质中的运移能力；反之，如果DOM在迁移过程中易被介质吸附固定，则可为污染物提供吸附位点，从而降低了与其相结合的污染物的迁移性或活性[10]。 因此，溶解性有机质DOM对于重金属的迁移转化（尤其土壤和沉积物中的重金属）有很大的影响作用。 1.2 DOM的来源 在自然生态系统中，DOM主要来自植物凋落物、根系分泌物和微生物体的分解、渗滤、腐殖化等。在农业生态系统中，DOM除上述来源外，施用的外源有机物料（如：还田秸秆、
水稻参考资料的生物学特性
水稻的生物学特性 2.1水稻品种生育期水稻的一生，包括营养生长和生殖生长两个阶段，一般以幼穗开始分化作为生殖生长开始的标志。 2.1水稻品种生育期水稻的一生，包括营养生长和生殖生长两个阶段，一般以幼穗开始分化作为生殖生长开始的标志。 2.1.1 营养生长阶段是水稻营养体的增长，它分为幼苗期和分蘖期。在生产上又分为秧田期和大（本）田期(从移栽返青到拔节)。 2.1.2 生殖生长阶段是结实器官的增长，从幼穗分化到开花结实，又分为长穗期和开花结实期。幼穗分化到抽穗是营养生长和生殖生长并进时期，抽穗后基本上是生殖生长期。长穗期从幼穗分化开始到抽穗止，一般30天左右。结实期从抽穗开花到谷粒成熟，因气候和品种而异一般25?/FONT>50天之间。 2.1.3 水稻生育类型（幼穗分化和拔节的关系）早、中、晚稻品种各异，早稻品种先幼穗分化后拔节，称重叠生育型;中稻品种，拔节和幼穗分化同时进行，称衔接生育型;晚稻品种拔节后隔一段时间再幼穗分化，称分离生育型。 2.2 水稻品种生育期的稳定性和可变性水稻品种的生育期受自身遗传特性的控制，又受环境条件的影响。 2.2.1 水稻品种生育期的稳定性同一品种在同一地区.同一季节，不同年份栽培，由于年际间都处于相似的生态条件下，其生育期相对稳定，早熟品种总是表现早熟，迟熟品种总是表现迟熟。这种稳定性主要受遗传因子所支配。因此在生产实践中可根据品种生育期长短划分为早稻，全生育期100?/FONT>125天，中稻130?/FONT>150天，连作晚恼120?/FONT>140天，一季晚稻150?/FONT>170天，还可把早、中、迟熟稻中生育期长短差异划分为早、中、迟熟品种，以适应不同地区自然条件和耕作制度的需要，从而保证农业生产在一定时期内的相对的稳定性和连续性。 2.2.2 水稻品种生育期的可变性随着生态环境和栽培条件不同而变化，同一品种在不同地区栽培时，表现出随纬度和海拔的升高而生育期延长，相反，随纬度和海拔高度的降低，生育期缩短;同一品种在不同的季节里栽培表现出随播种季节推迟生育期缩短，播种季节提早其生育期延长。早稻品种作连作晚稻栽培，生育期缩短;南方引种到北方，生育期延长。 2.3 水稻品种的“三性”三性是感光性、感温性和基本营养生长性的遗传特性。不同地区、不同栽培季节，水稻品种生育期长短(从播种到抽穗的日教)，基本上决定于品种“三性”的综合作用。因此水稻品种的三性是决定品种生育期长短及其变化的实质。水稻三性是气候条件和栽培季节的影响下形成的，对任何一个具体品种来说，三性是一个相互联系的整体。 在适于水稻生长的温度范围内，因日照长短使生育期延长或缩短发生变化的特性，称水稻的感光性。对于感光性品种，短日照可以加速其发育转变而提早幼穗分化，这就是指短于某一日长时抽穗较早；长于某一日长时抽穗显著推迟，这又称为“延迟抽穗的临介日长”，即是诱导幼穗分化的日长高限。水稻品种不同，种植地区不同，延迟抽穗的临介日长亦不同。我国南北稻区，水稻生育期间大多处于11?/FONT>16小时之间。 2.3.2 水稻品种的感温性在适于水稻生长的温度范围内，高温可使水稻生育期缩短，低温可使生育期延长，这种因温度高低而使生育期发生变化的特性，称水稻品种的感温性。水稻在高温条伴下品种生育期会缩短，但缩短的程度因品种特性而有所不同。晚稻品种的感温性比早稻更强，但晚稻品种其发育转变，主要受日长条件的支配，当日长不能满足要求时，则高温的效果不能显现。中稻品种介于早、晚稻之间。 2.3.3 水稻品种的基本营养生长性水稻进入生殖生长之前，在受高温短日影响下，而不能被缩短的营养生长期，称为水稻的基本营养生长期。它不受环境因子所左右的品种本身所固有的特性，又称为品种的基本营养生长性。营养
各种细菌的生物学特性
金黄色葡萄球菌 形态与染色：G+，球形葡萄串状排列，无特殊结构。无鞭毛无芽胞，一般不形成荚膜。 菌落特点：呈圆形，表面光滑、凸起、湿润、边缘整齐、有光泽、不透明的白色或金黄色菌落，周围有β溶血环 培养基：营养要求不高，琼脂平板、血平板均可。 生化反应：β溶血（+），触酶试验（+），能分解葡萄糖、麦芽糖、蔗糖，产酸不产气，分解甘露醇（致病菌）。 a群链球菌（化脓性链球菌） 形态染色：G+，球菌链状排列，可有荚膜，无芽胞，无鞭毛，有菌毛。 菌落特点：在血平板上可形成灰白色、圆形、凸起、有乳光的细小菌落，菌落周围出现透明溶血环。 培养基：营养要求较高，加有血液、血清等成分的培养基。 生化反应：β溶血（+），触酶（-），分解葡萄糖，产酸不产气，不分解菊糖，不被胆汁溶解肺炎链球菌 形态与染色：G+，矛头状尖向外双球菌，有荚膜 ，无鞭毛，无芽胞。 菌落特点：在固体培养基上形成小圆形、隆起、表面光滑、湿润的菌落，菌落周围有草绿色溶血环。随着培养时间延长，细菌产生的自溶酶裂解细菌，使血平板上的菌落中央凹陷，边缘隆起成“脐状” 培养基:营养要求较高，加有血液、血清等成分的培养基。 生化反应：分解葡萄糖、麦芽糖、乳糖、蔗糖等，产酸不产气。对菊糖发酵，大多数新分离株为阳性。肺炎链球菌自溶酶可被胆汁或胆盐激活，使细菌加速溶解，故常用胆汁溶菌试验与甲型链球菌区别。 淋病奈瑟菌 形态与染色：G-，双球菌 ,肾形，似一对咖啡豆，无芽胞，无鞭毛，有菌毛，新分离菌株有荚膜。 菌落特点：菌落凸起、圆形、灰白色或透明、表面光滑的细小菌落。 培养基：专性需氧，营养要求高，多用巧克力培养基 生化反应：氧化酶、触酶试验阳性,对糖类的生化活性最低,只能氧化分解葡萄糖，产酸不产气。 脑膜炎奈瑟菌 形态染色：G-菌，呈肾形或豆形，两菌相对呈双球状，无鞭毛，无芽胞，新分离的菌株有多糖荚膜和菌毛。 菌落特点：无色、圆形、凸起、光滑、透明、似露滴状的小菌落。 培养基：专性需氧，在普通琼脂培养基上不能生长。需在巧克力色血琼脂培养基上。 生化反应：绝大多数菌株能分解葡萄糖和麦芽糖，产酸不产气(因淋病奈瑟菌不分解麦芽糖，借此可与淋球菌区别)，不分解乳糖、甘露醇、半乳糖和果糖，触酶试验阳性，氧化酶试验阳性。能产生自容酶。 大肠杆菌（大肠埃希菌） 形态染色：G-菌，短杆状，有周身鞭毛和周身菌毛，无芽胞。 菌落特点：灰白色，圆形，湿润，有的可出现溶血环，中等大小S型菌落。 培养基：无特殊要求，琼脂平板、血平板均可。 生化反应：β溶血+，能发酵葡萄糖、乳糖等多种糖类，产酸并产气。吲哚试验阳性、甲基红反应阳性、VP试验阴性、枸橼酸盐（IMViC）试验阴性。
常见有机溶剂的溶解性汇总
常用溶剂的沸点、溶解性和毒性 溶剂名称沸点（101.3kPa）溶解性毒性 液氨-33.35℃特殊溶解性：能溶解碱金属和碱土金属剧毒性、腐蚀性 液态二氧化硫-10.08 溶解胺、醚、醇苯酚、有机酸、芳香烃、溴、二硫化碳，多数饱和烃不溶剧毒 甲胺-6.3 是多数有机物和无机物的优良溶剂，液态甲胺与水、醚、苯、丙酮、低级醇混溶，其盐酸盐易溶于水，不溶于醇、醚、酮、氯仿、乙酸乙酯中等毒性，易燃 二甲胺7.4 是有机物和无机物的优良溶剂，溶于水、低级醇、醚、低极性溶剂强烈刺激性 石油醚不溶于水，与丙酮、*****、乙酸乙酯、苯、氯仿及甲醇以上高级醇混溶与低级烷相似 ***** 34.6 微溶于水,易溶与盐酸.与醇、醚、石油醚、苯、氯仿等多数有机溶剂混溶*****性 戊烷36.1 与乙醇、*****等多数有机溶剂混溶低毒性员?婷疋0? 二氯甲烷39.75 与醇、醚、氯仿、苯、二硫化碳等有机溶剂混溶低毒，*****性强 二硫化碳46.23 微溶与水，与多种有机溶剂混溶*****性，强刺激性 溶剂石油脑与乙醇、丙酮、戊醇混溶较其他石油系溶剂大 丙酮56.12 与水、醇、醚、烃混溶低毒，类乙醇，但较大 1，1-二氯乙烷57.28 与醇、醚等大多数有机溶剂混溶低毒、局部刺激性 氯仿61.15 与乙醇、*****、石油醚、卤代烃、四氯化碳、二硫化碳等混溶中等毒性，强*****性甲醇64.5 与水、*****、醇、酯、卤代烃、苯、酮混溶中等毒性，*****性 四氢呋喃66 优良溶剂，与水混溶，很好的溶解乙醇、*****、脂肪烃、芳香烃、氯化烃吸入微毒，经口低毒己烷68.7 甲醇部分溶解，比乙醇高的醇、醚丙酮、氯仿混溶低毒。*****性，刺激性 三氟代乙酸71.78 与水,乙醇,*****,丙酮,苯,四氯化碳,己烷混溶,溶解多种脂肪族,芳香族化合物 1，1，1-三氯乙烷74.0 与丙酮、、甲醇、*****、苯、四氯化碳等有机溶剂混溶低毒类溶剂 四氯化碳76.75 与醇、醚、石油醚、石油脑、冰醋酸、二硫化碳、氯代烃混溶氯代甲烷中,毒性最强 乙酸乙酯77.112 与醇、醚、氯仿、丙酮、苯等大多数有机溶剂溶解，能溶解某些金属盐低毒，*****性 乙醇78.3 与水、*****、氯仿、酯、烃类衍生物等有机溶剂混溶微毒类，*****性 丁酮79.64 与丙酮相似，与醇、醚、苯等大多数有机溶剂混溶低毒，毒性强于丙酮 苯80.10 难溶于水，与甘油、乙二醇、乙醇、氯仿、*****、、四氯化碳、二硫化碳、丙酮、甲苯、二甲苯、冰醋酸、脂肪烃等大多有机物混溶强烈毒性 乙睛81.60 与水、甲醇、乙酸甲酯、乙酸乙酯、丙酮、醚、氯仿、四氯化碳、氯乙烯及各种不饱和烃混溶，但是不与饱和烃混溶中等毒性，大量吸入蒸气，引起急性中毒 异丙醇82.40 与乙醇、*****、氯仿、水混溶微毒，类似乙醇 1，2-二氯乙烷83.48 与乙醇、*****、氯仿、四氯化碳等多种有机溶剂混溶高毒性、致癌 乙二醇二甲醚85.2 溶于水，与醇、醚、酮、酯、烃、氯代烃等多种有机溶剂混溶。能溶解各种树脂，还是二氧化硫、氯代甲烷、乙烯等气体的优良溶剂吸入和经口低毒 三氯乙烯87.19 不溶于水，与乙醇.*****、丙酮、苯、乙酸乙酯、脂肪族氯代烃、汽油混溶有机有毒品_ 三乙胺89.6 水:18.7以下混溶，以上微溶。易溶于氯仿、丙酮，溶于乙醇、***** 易爆,皮肤黏膜刺激性强 丙睛97.35 溶解醇、醚、DMF、乙二胺等有机物，与多种金属盐形成加成有机物高度性，与氢氰酸相似 庚烷98.4 与己烷类似低毒，刺激性、*****性
不同还田方式作物秸秆腐解特征研究
中国生态农业学报 2008年5月 第16卷 第3期 C h i n e s e J o u r n a l o f E c o-A g r i c u l t u r e,M a y2008,16(3):607-610 D O I:10.3724/S P.J.1011.2008.00607 不同还田方式作物秸秆腐解特征研究＊ 王允青 郭熙盛 (安徽省农业科学院土壤肥料研究所 合肥 230031) 摘 要 利用网袋法模拟田间秸秆还田的3种方式,探索研究不同还田方式的小麦、油菜秸秆腐解特征和养分释放特征。结果表明,经过120d腐解后,不同还田方式的小麦、油菜秸秆土埋处理的59.5%～60.3%、露天处理的40.2%～49.8%和水泡处理的24.6%～29.8%被腐解。作物秸秆的腐解速度为土埋>露天>水泡。 经过120d腐解后,露天处理、水泡处理和土埋处理的小麦、油菜秸秆中的氮有58.7%～61.3%、63.9%～ 74.9%、50.8%～58.2%释放出来,磷有92.1%～96.5%、98.6%～100%、66.5%～81.3%释放出来,钾有 56.0%～64.3%、74.3%～77.6%、41.9%～46.5%释放出来。作物秸秆磷的释放率最大,氮次之,钾最小。3 种还田方式作物秸秆养分释放率为水泡>露天>土埋。 关键词 小麦和油菜 作物秸秆 秸秆还田方式 腐解特征 养分释放率 中图分类号:S341.9 文献标识码:A 文章编号:1671-3990(2008)03-0607-04 D e c o m p o s i t i o nc h a r a c t e r i s t i c s o f c r o p-s t a l ku n d e r d i f f e r e n t i n c o r p o r a t i o nm e t h o d s WA N GY u n-Q i n g,G U OX i-S h e n g (I n s t i t u t e o f S o i l a n d F e r t i l i z e r,A n h u i A c a d e m y o f A g r i c u l t u r a l S c i e n c e s,H e f e i230031,C h i n a) A b s t r a c t N e t b a g m e t h o d w a s u s e dt o d e t e r m i n e d e c o m p o s i n g a n d n u t r i e n t r e l e a s i n g c h a r a c t e r i s t i c s o f c r o p-s t a l k s u n d e r t h r e e d i f f e r e n t i n c o r p o r a t i o n a p p r o a c h e s o f c r o p r e s i d u e s i n t o t h e f i e l d.T h e r e s u l t s i n d i c a t e t h a t a f t e r120d a y s,d e c o m p o s i t i o n r a t e s o f w h e a t a n d r a p e s e e d s t a l k s a r e59.5%～60.3%u n d e r s o i l c o v e r a g e t r e a t m e n t(S C),40.2%～49.8%u n d e r o p e n-a i r t r e a t m e n t (O A),a n d24.6%～29.8%u n d e r w a t e r s u b m e r g e n c e t r e a t m e n t(W C).S t a l k d e c o m p o s i t i o nr a t e s a r e i n t h e f o l l o w i n g o r d e r: S C>O A>W S.Nr e l e a s e r a t e o f w h e a t a n d r a p e s e e d s t a l k s a r e58.7%～61.3%i n O A,63.9%～74.9%i n W S a n d50.8%～58.2%i n S C;P i s92.1%～96.5%i n O A,98.6%～100%i n W S a n d66.5%～81.3%i n S C;a n d Ki s56.0%～64.3%i n O A,74.3%～77.6%i n W S a n d41.9%～46.5%i n S C.T h e o r d e r o f n u t r i e n t r e l e a s e r a t e b y t h e d i f f e r e n t c r o p-s t a l k s i s P> N>K,a n d t h a t u n d e r d i f f e r e n t t r e a t m e n t s i s WS>O A>S C. K e y w o r d s W h e a t a n d r a p e s e e d,C r o p-s t a l k,I n c o r p o r a t i o n m e t h o d,D e c o m p o s i t i o n c h a r a c t e r i s t i c s,N u t r i e n t r e l e a s e r a t e (R e c e i v e d N o v.25,2006;a c c e p t e d A p r i l12,2007) 我国农民对作物秸秆的利用有悠久的历史,只是由于从前农业生产水平低、产量低,秸秆数量少,秸秆除少量用于垫圈、喂养牲畜,部分用于堆沤肥外,大部分都作燃料烧掉了。随着农业生产的发展,我国自20世纪80年代以来,粮食产量大幅提高,秸秆数量增多,加之省柴节煤技术的推广,烧煤和使用液化气的普及,使农村有大量富余秸秆。秸秆还田以其改善土壤环境,增加土壤养分,调节小气候等优势,成为目前秸秆利用的主要方式之一。 关于秸秆不同还田方式下对作物生长特性、养分吸收和产量的影响已多见报道[1-4]。已有研究表明,耕作方式、秸秆腐熟剂与作物秸秆腐解速度有关[5-9],也有部分研究涉及到大田耕作秸秆养分释放转化和耕层土壤环境变化[10-14],但这些试验多是以一种秸秆还田方式为基础[5,6,15],未涉及多种还田方式下不同阶段秸秆氮磷钾养分释放特征。故本文采用模拟田间秸秆还田的3种方式,对不同还田方式下作物秸秆腐解特征和养分释放特征进行研究,为合理施用秸秆提供依据。 1 材料与方法 试验从2005年8月1日～11月28日在安徽省农业科学院土壤肥料研究所实验田中进行,试验期间降雨正常,约400m m。土壤理化性状为:p H5.6、有 ＊国家及安徽省粮食丰产项目“安徽麦稻高效生产条件下养分资源运筹技术研究”资助 王允青(1963～),男,安徽六安人,副研究员,主要从事土壤改良与施肥、节水农业研究。E-m a i l:y u n q i n g w a n g@s o h u.c o m 收稿日期:2006-11-25 接受日期:2007-04-12
土壤水溶性有机质测定方法参考
土壤有机质测定 常用重铬酸钾—硫酸溶液氧化——分光光度法 用水浴加热试管时，（设定最高温度为95），一个小时后取出。（标准溶液的制备:与土壤样品溶液制备的同时作一组(7个)空白处理，用石英砂代替样品，其他过程同上。即取7支试管各加入0.4 mol/L的重铬酸钾硫酸溶液2mL，和土壤样品一起硝化后分别加入0.12 mol/L 硫酸亚铁标准溶液0、1、2、3、4、5、6 mL，再分别加入0.1 mol/L H2SO4溶液10、9、8、 7、6、5、4 mL，摇匀澄清或离心待用。） 一、土壤有机质测定——分光光度法 光度法测定土壤中的有机质具有设备简单、操作简便、测定结果准确等特点，适合大批样品的快速测定。 1测定原理 在加热的条件下，用过量的重铬酸钾—硫酸(K2Cr2O7－H2SO4)溶液，来氧化土壤有机质中的碳，Cr2O72-等被还原成Cr+3。以硫酸亚铁为标准溶液，取不同量的硫酸亚铁分别与重铬酸钾—硫酸(K2Cr2O7－H2SO4)溶液进行反应，由于在585nm波长处对Cr3+有最大吸收而Cr6+却无吸收，且对一定浓度的H2S04溶液均无吸收。通过分光光度测定，根据标准样制作的标准曲线，找到样品所对应消耗的硫酸亚铁的量，再通过转换得到有机碳量，再乘以常数1.724，即为土壤有机质量。其中的反应式为： 重铬酸钾—硫酸溶液与有机质作用： 2K2Cr2O7+3C+8H2SO4=2K2SO4+2Cr2(SO4)3+3CO2↑+8H2O 硫酸亚铁与重铬酸钾—硫酸溶液的反应： K2Cr2O7+6FeSO4＋7H2SO4=K2SO4＋Cr2(SO4)3+3Fe2(SO4)3+7H2O 2仪器、试剂 分析天平(0.0001g)、硬质试管、长条腊光纸、温度计(0-360℃ )、滴定管(25ml)、吸管(10ml)、三角瓶(250ml)、小漏斗、烧杯、量筒(100ml)、角匙、滴定台、吸水纸、滴瓶(50ml)、试管夹、吸耳球、试剂瓶(500ml)、恒温箱 7230型分光光度计、5B-1型加热器、离心沉淀机。 (1/6 K2Cr2O7)=0.4 mol /L的H2SO4溶液：称取分析纯重铬酸钾40.00 g溶于600 mL水中（必要时可加热溶解），加水稀释至1L，置3 L烧杯中。另取分析纯浓H2SO41L，慢慢加入到重铬酸钾水溶液中，并不断搅拌，每加入200ml时，应放置10-20分钟使溶液冷却后，再加入第二份浓硫酸(H2SO4)。加酸完毕，待冷后存于棕色试剂瓶中备用（用时需标定）。(FeSO4)=0.12 mol /L标准溶液：称取分析纯硫酸亚铁(FeSO4?7H2O) 3.6 g溶于800 mL水中，加入20mL浓H2SO4，搅拌均匀，冷至室温，稀释至1L。 0.1 mol/L H2SO4溶液。 3测定方法 样品的制备：将土壤放在蒸发皿中风干10 d后，在分析天平上准确称取通过60目筛子(＜0.25mm)的土壤样品0.1-0.2g(精确到0.0001g)。用长条腊光纸把称取的样品全部倒入干的硬质试管中，用移液管缓缓准确加入0.4mol/L的重铬酸钾-硫酸(K2Cr2O7-H2SO4)溶液2mL (摇动试管，以使土壤分散)，然后在试管口盖消化玻泡或小漏斗，于100℃水浴消化，60 min 后取出样品。冷却后加入10mL0.1mol/L H2SO4溶液，摇匀后澄清或离心待测。 标准溶液的制备:与土壤样品溶液制备的同时作一组(7个)空白处理，用石英砂代替样品，其他过程同上。即取7支试管各加入0.4 mol/L的重铬酸钾硫酸溶液2mL，和土壤样品一起消化后分别加入0.12 mol/L硫酸亚铁标准溶液0、1、2、3、4、5、6 mL，再分别加入0.1 mol/L
水稻的特点
水稻从播种至成熟的天数称全育期，从移栽至成熟称大田（本田）生育期。水稻生育期可以随其生长季节的温度、日照长短变化而变化。同一品种在同一地区，在适时播种和适时移栽的条件下，其生育期是比较稳定的，它是品种固有的遗传特性。 水稻的一生（王维金，1998.8） 幼苗期：秧田期 秧苗分蘖期：返青期有效分蘖期无效分蘖期 幼穗发育期：分化期形成期完成期 开花结实期：乳熟期蜡熟期完熟期 水稻的一生要经历营养生长和生殖生长两个时期，其中，营养生长期主要包括秧苗期和分蘖期。秧苗期指种子萌发开始到拔秧这段时间；分蘖期是指秧苗移栽返青到拔节这段时间。秧苗移栽后由于根系受到损伤，需要5-7天时间地上部才能恢复生长，根系萌发出新根，这段时期称返青期。水稻返青后分蘖开始发生，直到开始拔节时分蘖停止，一部分分蘖具有一定量的根系，以后能抽穗结实，称为有效分蘖；一部分出生较迟的分蘖以后不能抽穗结实或渐渐死亡，这部分分蘖称为称为无效分蘖。分蘖前期产生有效分蘖，这一时期称有效分蘖期，而分蘖后期所产生的是无效分蘖，称无效分蘖期。 水稻营养生长期的主要生育特点是根系生长，分蘖增加，叶片增多，建立一定的营养器官，为以后穗粒的生长发育提供可靠的物质保障。这一阶段主要是通过肥水管理搭好丰产的苗架，要求有较高的群体质量，应防止营养生长过旺，否则不仅容易造成病虫为害而且也容易造成后期生长控制困难而贪青倒伏等，对水稻产量形成影响很大。 水稻生殖生长期包括拔节孕穗期、抽穗开花期和灌浆结实期。拔节孕穗期是指幼穗分化开始到长出穗为止，一般需一个月左右；抽穗开花期是指稻穗从顶端茎鞘里抽出到开花齐穗这段时间，一般5-7天；灌浆结实期是指稻穗开花后到谷粒成熟的时期，又可分为乳熟期、蜡熟期和完熟期。水稻生殖生长期的生育特点是长茎长穗、开花、结实，形成和充实籽粒，这是夺取高产的主要阶段，栽培上尤其要重视肥、水、气的协调，延长根系和叶片的功能期，提高物质积累转化率，达到穗数足，穗型大，千粒重和结实率高。 温度水稻为喜温作物。生物学零度粳稻为10℃、籼稻12℃，早稻三时期以前，日平均气温低于12℃三天以上易感染绵腐病，出现烂秧、死苗，后季稻秧苗温度高于40℃易受灼伤。日平均气温15～17℃以下时，分蘖停止，造成僵苗不发。花粉母细胞减数分裂期（幼小孢子阶段及减数分裂细线期），最低温度低于15～17℃，会造成颖花退化，不实粒增加和抽穗延迟。抽穗开花期适宜温度为25～32℃（杂交稻25～30℃），当遇连续3天平均气温低于20℃（粳稻）或2～3天低于22℃（籼稻），易形成空壳和瘪谷，但气温在35～37℃以上（杂交稻32℃以上）造成结实率下降。灌浆结实期要求日平均气温在23～28℃之间，温度低时物质运转减慢，温度高时呼吸消耗增加。温度在13～15℃以下灌浆相当缓慢。粳稻比籼稻对低温更有适应性，
天然水体中的溶解性有机氮
全世界河流中的总氮有14%~90%由有机氮组成。而作为有机氮的主要成分，溶解有机氮（Dissolved organic nitrogen, DON）是多数天然水体中溶解氮的主要组成部分，所占百分比约达60%~69%。传统观点认为DON是一类难以被利用、生物有效性（bioavailability）低的有机氮库，不会促进水体水质富营养化，因而不重视DON的管理和控制，甚至在水体氮负荷估算时忽略不计DON含量。DON 是天然水体有机质的重要组成成分，其含量、生物有效性及其生态环境效应逐渐受到关注。目前世界上DON的研究报道主要关注河口、近海和海洋生态系统，而淡水生态系统中的DON研究相对较为缺乏。 能利用DON的浮游植物，特别是一些有毒藻种（如水华束丝藻Aphanizomenon flosaquate、铜绿微囊藻Microcystis aeruginosa）具有其他藻种所没有的强大竞争力，可在无机氮缺乏而有机氮浓度相对较高的环境中很好的生长。有毒藻种可以产生肝毒素、神经毒素等藻毒素，不利于作为饮用水源的淡水水体的安全保障。当前我国微污染原水普遍存在有机物含量超标、含氮化合物浓度高、藻类大量繁殖等问题。另外，DON绝大部分物质本身对人体具有直接或间接的毒害作用。研究发现，水中DON 大部分组成物质本身对人体具有直接或间接致毒作用，可生成更多的消毒副产物、产生较为严重的膜污染等，因此DON 相关研究已成为国际饮用水处理领域新的研究方向。尤其是近年来，研究人员发现DON 易和消毒剂发生反应生成含氮消毒副产物( N-DBPs) ，如卤化腈、二甲基亚硝胺、卤代硝基甲烷、卤代酰胺等，这些N-DBPs 的浓度远低于三卤甲烷、卤乙酸等常规消毒副产物，但其“三致”特性却远超过后者。DON 是N-DBPs 的前体物，有效削减DON 是控制消毒过程中N-DBPs 生成的重要手段，而了解微污染原水中DON 的组成规律是关键。 1.淡水水体DON 含量与来源 （1）含量 多数自然水体中的TDN含量与其中的DON密切相关。开阔海洋表面DON 约占TDN的83%，河口DON约占13%；近海约占18%。在淡水生态系统中，其DON浓度要比DIN浓度高。 当前，测定DON含量的所有方法都是采用差减法，需依赖于测定总溶解性氮（TDN, Totaldissolved nitrogen）浓度的测定，然后再减去溶解性无机氮（DIN,
细菌的生物学特性
细菌就是一种具有细胞壁的单细胞微生物,在适宜条件下,能进行无性二分裂繁殖,其形态与结构相对稳定。掌握细菌形态结构特征,对鉴别细菌,研究致病性,诊断疾病与防治原则等都有 重要意义。 第一节细菌大小与形态 一细菌的大小 细菌体积微小,一般要用光学显微镜放大几百倍到一千倍左右才能观察到。通常以微米(μm)为测量其大小的单位。细菌种类不同,大小差异很大,同一种细菌在不同生长环境中,或在同一生长环境的不同生长繁殖阶段,其大小也有差别。 二细菌的形态 细菌的基本形态有球状、杆状及螺旋状,根据形态特征将细菌分为球菌、杆菌与螺形菌三大 类、 (一)球菌(coccus) 球菌单个菌细胞基本上呈球状。按细菌生长繁殖时的分裂平面及分裂后排列方式不同,可将球菌分为: 1、双球菌:细菌在一个平面分裂,分裂后两个菌细胞成双排列,如肺炎链球菌。 2、链球菌:细菌由一个平面分裂,分裂后菌细胞连在一起,呈链状,如乙型溶血性链球菌。 3葡萄球菌:细菌在多个不规则的平面上分裂,分裂后菌细胞聚集在一起似葡萄串状,如金黄色葡萄球菌。 4、四联球菌:细菌在两个相互垂直的平面上分裂,分裂后四个菌细胞联在一起。 5、八叠球菌:细菌在上下、前后与左右三个相互垂直的平面上分裂,分裂后八个菌细胞联在一起。 (二)杆菌(bacillus) 杆菌呈杆状,多数为直杆状,也有稍弯的。不同杆菌的大小、长短、粗细差异很大。大杆菌如 炭疽杆菌长3～10μm,中等的如大肠杆菌长2～3μm,小的如流感杆菌长0、7～1、5μm。菌体粗短呈卵园形的称为球杆菌;菌体末端膨大成棒状,称棒状杆菌;菌体常呈分枝生长趋势,称为分枝杆菌,大多数杆菌就是单个、分散排列的,但有少数杆菌分裂后菌细胞连在一起呈链状,称为链杆菌。 (三)螺形菌(spirillar bacterium) 螺形菌菌细胞呈弯曲或旋转状,可分为两类: 1、弧菌:菌细胞只有一个弯曲呈弧形或逗点状,如霍乱弧菌。 2、螺菌:菌细胞有多个弯曲,如鼠咬热螺菌。弯曲呈“S”或海鸥形者如空肠弯曲菌、幽门螺 杆菌等。 第二节细菌的结构与化学组成 细菌的基本结构有细胞壁、细胞膜、细胞质与核质四个部分组成。某些细菌除具有其基本结 构外,还有荚膜、鞕毛、菌毛、芽胞等特殊结构。 一、基本结构 (一)细胞壁(cell wall) 细胞壁位于细菌的最外层,就是一层质地坚韧而略有弹性的膜状结构,其化学组成比较复杂,并随不同细菌而异。用革兰染色法可将细菌分为革兰阳性菌与革兰阴性菌两大类。两类细菌细胞壁的共有组分为肽聚糖,但各自还有其特殊组成成分。 1、肽聚糖(peptidoglycan) 细菌细胞壁的基本结构就是肽聚糖,又称粘肽。它就是原核生物细 胞所特有的物质,不同种类的细菌,其组成与连接的方式亦有差别。革兰阳性菌的肽聚糖由聚 糖骨架、四肽侧链与五肽交联桥三部分组成(图11-3,a),革兰阴性菌的肽聚糖由聚糖骨架与四 肽侧链两部分组成(图11-3,b)。
溶解性有机物的去除技术
溶解性有机物的去除技术 活性炭处理 活性炭主要是利用固态活性炭将水中的有机污染物吸附在其表面，从而达到而去除的效果。由于活性炭具有疏水性，微孔的构造与其吸附的特性有关。生物活性炭则是将有机物通过微生物进行分解，延长了活性炭的吸附能力。经过生物活性炭处理后的水质指标可以满足《城市杂用水水质标准》和《再生水回用于景观水体的水质标准》（cj-t95-2000）。目前一些发达国家对生物活性炭技术的应用较为广泛。 膜处理技术 膜处理技术包括超滤（uf）、微滤（mf）、纳滤（nf）及反渗透（ro）。微滤能有效的去除水中0.1µm以上的有机物化合物、微生物及胶体物质等，对于金属离子和病毒的去除效果较差，一些研究发现[4]，微滤对有机碳的去处率为22%，对溶解性有机物的去除只有18.2%。超滤则是利用膜的不同孔径进行分离的过程，能去除分子量大于1000的有机污染物，并且能够截留水中大分子有机物、细菌和部分胶体等物质，但小分子有机物去除效果很差。董秉直发现超滤对总有机碳的去除率为16%[5]，而膜的性能是影响溶解性有机物的去除的主要因素。微滤超滤的筛分基于物理筛分的过程，它对水中微生物、悬浮物以及絮凝体胶体的去除效果良好，但是对水中有机污染物的去除不高，在水处理的过程中有其局限性，不能单独作为水深度处理的主要工艺。于宏兵等[6]通过研究发现，超滤-臭氧组合工艺后水中难降解的有机物去除效果较好。经过膜处理后，水质的生物稳定性还需要进一步的研究。 臭氧氧化技术 臭氧的氧化能力很强，廖日红等通过三维荧光光谱技术对水中溶解性有机物检测，发现臭氧能够导致水中有机物的结构发生变化[7]。而且臭氧还能将饮用水中一些有机物彻底氧化分解，也可以将以部分大分子有机物分解成为小分子有机物，使得水中有机物的分子量降低，但是小分子有机物更容易被微生物所利用，反而提高了水质的可生化性。许多研究结果发现，臭氧使水中有机营养物质的含量增加，可同化和可生物降解有机碳的浓度均升高。臭氧也改变了水的可生化性[8-10]。所以臭氧氧化必须要和其他处理工艺组合，才能够有效的去除水中的有机物。 生物氧化预处理技术 由于微生物也能够将分解大分子有机物降解成小分子有机物，微生物具很强的吸附絮凝作用，因此水体中的溶解性有机物可通过微生物的降解。吴红伟研究结果表明，生物预处理对水中生物可降解有机物和生物可同化有机物去除率分别是60%和45%[11]。hu等研究发现生物预处理后水中烷烃类有机物的去除效果较好，而芳烃类有机化合物的处理效果较差，水中生物可同化有机物的去除率达到了45%[12]。微生物对水中的有机物较强的降解能力，所以采用生物氧化预处理技术能够有效地去除再生水溶解性有机物，从而使出厂水水质的生物稳定性得到了提高。 参考文献 [1] 刘文君,吴红伟,张淑淇.某市饮用水水质生物稳定性研究[j].环境科学,1999,20(2):34-37. [2] kaplan l a,reasoner d j,rice e w.a survey of bom in us drinking water[j].american water works association,1994,86(2):121-132. [3] 欧阳二明,张锡辉,王伟.常规净水工艺去除有机物效果的三维荧光光谱分析法[j].光谱学