分解促进剂对木质纤维素转化、养分利用率及玉米产量的影响

《Journal of Soil Science and Plant Nutrition》：Influence of Decomposition Enhancers on Lignocellulose Transformation, Nutrient Availability and Maize Productivity

作物残体分解效率提升与玉米增产机制研究，通过添加木质素降解微生物和SSP显著加速分解（如T8处理木质素降解74.8%），提高土壤氮磷钾含量（N 153 kg/ha，P 61 kg/ha，K 332 kg/ha），玉米增产19%，木质纤维素与产量负相关。

　　

摘要

全球范围内产生了大量的农作物残余物，但其有效利用受到分解速度缓慢的限制，尤其是在木质素含量高且碳氮比（C:N）较大的残余物中。这通常会导致露天焚烧，从而降低土壤健康状况和环境质量。本研究评估了添加木质纤维素分解微生物菌群和单过磷酸钙（SSP）以加速多种农作物残余物的分解，并提高土壤养分可用性和玉米产量。实验采用完全随机设计，在盆栽中进行，设置了12个处理组，每个处理组重复三次。处理内容包括玉米秸秆、稻草、棉秆和太阳麻残余物，这些残余物可以单独处理，也可以与微生物菌群或SSP结合使用。研究分析了木质纤维素的分解情况以及土壤养分的可用性，并评估了它们与玉米产量的关系。与单独处理相比，添加微生物菌群的处理组表现出显著的残余物分解效果提升。在添加了微生物菌群的太阳麻残余物处理组（T₈）中，木质素（74.8%）、纤维素（81.1%）、半纤维素（83.6%）和蛋白质（90.9%）的减少幅度最大。该处理组还记录了最高的土壤有效氮含量（153 kg ha^?1）、磷含量（61 kg ha^?1）和钾含量（332 kg ha^?1）。T₈处理组的玉米产量达到了5.03 t ha^?1，比玉米秸秆处理组（T₃）高出19%。木质纤维素成分与产量之间存在强烈的负相关关系（r = ?0.81至?0.85；p < 0.001）。将农作物残余物与木质纤维素分解微生物菌群和SSP结合使用，可以显著提高分解效率、改善土壤养分状况并提升玉米产量，为露天焚烧残余物提供了一种可行的替代方案。

图形摘要

全球范围内产生了大量的农作物残余物，但其有效利用受到分解速度缓慢的限制，尤其是在木质素含量高且碳氮比（C:N）较大的残余物中。这通常会导致露天焚烧，从而降低土壤健康状况和环境质量。本研究评估了添加木质纤维素分解微生物菌群和单过磷酸钙（SSP）以加速多种农作物残余物的分解，并提高土壤养分可用性和玉米产量。实验采用完全随机设计，在盆栽中进行，设置了12个处理组，每个处理组重复三次。处理内容包括玉米秸秆、稻草、棉秆和太阳麻残余物，这些残余物可以单独处理，也可以与微生物菌群或SSP结合使用。研究分析了木质纤维素的分解情况以及土壤养分的可用性，并评估了它们与玉米产量的关系。与单独处理相比，添加微生物菌群的处理组表现出显著的残余物分解效果提升。在添加了微生物菌群的太阳麻残余物处理组（T₈）中，木质素（74.8%）、纤维素（81.1%）、半纤维素（83.6%）和蛋白质（90.9%）的减少幅度最大。该处理组还记录了最高的土壤有效氮含量（153 kg ha^?1）、磷含量（61 kg ha^?1）和钾含量（332 kg ha^?1）。T₈处理组的玉米产量达到了5.03 t ha^?1，比玉米秸秆处理组（T₃）高出19%。木质纤维素成分与产量之间存在强烈的负相关关系（r = ?0.81至?0.85；p < 0.001）。将农作物残余物与木质纤维素分解微生物菌群和SSP结合使用，可以显著提高分解效率、改善土壤养分状况并提升玉米产量，为露天焚烧残余物提供了一种可行的替代方案。

图形摘要