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黄腐酸生物有机肥贮藏性评价及其施用对土壤细菌和理化性质的影响

日期:2023年05月05日 编辑:ad201107111759308692 作者:无忧论文网 点击次数:143
论文价格:150元/篇 论文编号:lw202304281523138838 论文字数:38555 所属栏目:医药学论文
论文地区:中国 论文语种:中文 论文用途:硕士毕业论文 Master Thesis

本文是一篇医药学论文,本研究的8个处理之间拥有相同的优势菌群,分别是变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidota)、厚壁菌门(Firmicutes)、芽单胞菌门(Gemmatimonadetes),在各样本中的相对丰度总和超过70%。

1引言

1.1黄腐酸的研究与应用

1.1.1黄腐酸的来源

在自然界中广泛的分布着腐殖酸(Humic Acid,HA),它是由动植物残骸经过土壤环境中微生物的分解和转化和一系列的化学过程积累起来的一类天然有机物质,包括碳水化合物、木质素和蛋白质的降解产物。根据腐殖酸的酸碱溶解度将其分类,可将其分为棕腐酸、黄腐酸以及黑腐酸(Verrillo et al.,2022)。

黄腐酸(Fulvic Acid,FA)又叫富里酸,为有机胶体,带有大量负电荷,它不是单一的化合物,是由许多分子大小和结构不同的化合物组成的混合物;通过FA的来源可以将其分为矿源黄腐酸和生化黄腐酸,矿源黄腐酸呈黑色,主要来源于草炭、褐煤、风化煤等,而生化黄腐酸呈棕色,主要来源于秸秆磺化、食物残渣和农副产品发酵后提取;矿源黄腐酸成分较为固定,主要有乙酸、苯、吡咯、甲苯、糠醛、苯酚等物质,通过苯环连接,含量较多;生化黄腐酸结构根据原料不同成分差异较大,含有蛋白质、核苷酸、醇类、脂肪酸、糖类、单宁、纤维素、木质素等苯环含量较少。都具有羟基、羧基、碳基、醌等主要功能集团,具有极强的亲水性、络合性、氧化还原性、离子交换性和生理活性(Fang et al.,2020;Qiu et al.,2021)。矿源黄腐酸和生化黄腐酸有区别也有共同点,目前市场上推出的黄腐酸类肥料中采用矿源黄腐酸较多,成形也比较理想,在农作物中的使用效果较好,对植物生长效果明显。

1.2黄腐酸生物有机肥的研究进展

1.2.1黄腐酸生物有机肥的应用

半个世纪以来化肥是使用最多的肥料,中国的耕地面积不到世界总量的10%,化肥的使用量却是世界平均水平的3倍之多,化肥能快速为植物生长带来所需养分,但同时也会使得土壤板结、有机质含量减少、肥料利用率降低、增产的效果差以及造成生态环境上的重金属污染、水污染、大气污染等危害(Menget al.,2017;Tao et al.,2020;边建文等,2020;周璇等,2020;Kuila and Ghosh etal.,2022)。

黄腐酸生物有机肥是生物有机肥的一种,优势就在于它与普通生物有机肥之间添加了黄腐酸,相较于一些无机化肥,黄腐酸生物有机肥固定量小、损失少、利用率高(陈雪梅等,2021)。生物有机肥含有较高有机质和某种特定功能的微生物,兼顾微生物菌剂和传统有机肥的优势,是生物有机肥所具有的独特性质(Liu et al.,2021)。其原料来源广,主要为畜禽的粪便、城市生活垃圾、农副产品等,通过回收这些产业废弃物通过固态发酵等方式将其利用起来制成(高雪等,2019;Ren et al.,2021;Bibi et al.,2022)。

目前黄腐酸生物有机肥在应用上的研究较多,不仅在粮食及经济作物增产和品质有明显作用,还有生物防治、改良土壤结构、增强作物抗逆和抗病等作用(daSilva et al.,2021;Felippe Ratke et al.,2021)。Xiao等(2015)的研究发现生物有机肥能有效地提高土壤微生物碳氮含量,能在极短的时间内为土壤提供大量的碳、氮供给动植物的生长所需,是土壤中最活跃的有机碳、氨的储备库,不同耕作层的作用效果不同,在0-15cm耕层土壤的效果提升最为明显。吴茂前等(2020)通过大田试验利用黄腐酸生物有机肥和常规肥进行配施脐橙能够明显提高9.9%的产量,并能提高脐橙的出汁率和含糖量。王紫等(2021)通过田间小区试验验证了施用黄腐酸生物有机肥能促进水稻的生长发育,改善土壤供肥能力,提高水稻的产量。

2材料与方法

2.1试验材料

(1)矿源黄腐酸

由山东农大肥业科技有限公司制造并提供,外观为黑色粉末,矿源黄腐酸含量≥50%,pH为7~8。

(2)有机肥

由山东农大肥业有限公司提供的稻壳与鸡粪混合形成的腐熟物。其养分含量详见下表2-1。

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(3)膨润土

以蒙脱石为主要矿物成分的非金属矿产,是一种用途广泛的天然矿物材料。具有粘结性、悬浮性、分散性。膨润土主要用作农业土壤改良剂,肥料缓释剂,肥料添加剂和农药吸附剂。由山东农大肥业科技有限公司提供。

(4)菌粉

由山东农大肥业科技有限公司采用提供的初始活菌为1×1011CFU/g的解淀粉芽孢杆菌F1菌粉。是通过喷雾干燥方式获得的活菌数为1.5×1011CFU/g的菌粉并加入20%的膨润土混合制得。

2.2主要仪器与试剂

2.2.1主要仪器

试验中主要供试仪器有恒温恒湿培养箱、超净工作台、油浴锅、水浴锅、消化炉、半微量定氮仪、紫外分光光度计、火焰光度计、恒温振荡器、扫描电子显微镜、pH仪、电子烘箱、电子天平、漩涡混合仪、微波炉、冰箱。

2.2.2试验试剂

试验中主要供试化学试剂详见表2-2。

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3结果分析..................................17

3.1 FMO模拟保存试验..........................17

3.1.1材料表征.................................17

3.1.2模拟保存试验中FMO指标分析...............................20

4讨论......................................51

4.1黄腐酸(FA)在应用中的优势...............................51

4.2 FMO货架期内有效活菌和养分变化...........................52

5结论.................................55

4讨论

4.1黄腐酸(FA)在应用中的优势

医药学论文参考

本研究首次通过扫描电子显微镜(SEM)观察FA的分子结构,发现它呈球形,表面光滑内部多孔,容易被机械外力破坏,能吸附菌体,起到保护菌体的作用。了解黄腐酸分子结构特性能从很多方面得到新的开发与应用,拥有新的思路,制备成新的FA产品。Wang等(2020)将FA添加到碳酸钙(CaCO3)微球中,再利用海藻酸钾(PAL)和壳聚糖(CS)在外包裹,制备成PAL/CS/FA-CaCO3微球,一种新的土壤改良剂,并具有缓释性能和良好的生物降解能力。FA的功效取决于其极其复杂的化学结构(Jarukas et al.,2021),FA含有的官能团有较强络合、螯合以及吸附能力,可以减少土壤中氮素的流失(Liu et al.,2020)。杨光(2015)研究了黄腐酸与蛋白质的作用机制,为开发与设计转铁蛋白介导的药物分子载药体系提供一种新思路。

5结论

(1)明确了黄腐酸生物有机肥在所设立温度条件下保存的最佳时间:20℃下FMO的最佳保存时间是在135天,随温度的升高,稳定期会缩短,28℃缩短至105天;35℃缩短至45天左右。

(2)施入FMO、FO和MO都能显著提高土壤总氮、有效磷、速效钾、有机质和黄腐酸含量水平,降低土壤pH,其中FMO和FO对土壤养分提升最大;FA的施用能显著提高>0.25 mm的土壤水稳性团聚体含量,大约提高13%左右。

(3)施用肥料种类对土壤细菌群落结构的影响大于温度对其的影响;FA和解淀粉芽孢杆菌F1均能增加土壤中假单胞菌属的相对丰度,降低Massilia的相对丰度。

参考文献(略)