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改善科威特沙漠土壤肥力的生物硫肥的开发gydF4y2Ba

Qadreyah Ahmad AlmatawahgydF4y2Ba*gydF4y2Ba和Tahani Ibrahim Al-SurrayaigydF4y2Ba

科威特科学研究所,环境与生命科学研究中心,科威特萨法特,13109,邮政信箱24885gydF4y2Ba

通讯作者:gydF4y2Ba
Qadreyah Ahmad AlmatawahgydF4y2Ba
科威特科学研究所,环境与生命科学研究中心,科威特萨法特,13109,邮政信箱24885gydF4y2Ba
电子邮件:gydF4y2Ba (电子邮件保护)gydF4y2Ba

收到日期:gydF4y2Ba15/04/2019gydF4y2Ba接受日期:gydF4y2Ba10/05/2019gydF4y2Ba发表日期:gydF4y2Ba20/05/2019gydF4y2Ba

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摘要gydF4y2Ba

用途:科威特沙漠土壤的碱性导致植物在生长过程中发芽、吸收水分和肥料受到干扰,造成植物难以生长的环境。当地土壤呈碱性,pH值一般在9.00以上。这对许多植物来说都太高了。随着新开发的单质硫和硫氧化菌生物肥料的利用,假设土壤酸化程度足以改善土壤性质,从而提高养分有效性和作物生产力。方法:对科威特室内硫氧化微生物进行筛选、富集和分离。通过生长和营养改造对最有希望的菌株进行了优化。研究了利用副产硫和硫氧化菌接种物生产生物肥料颗粒的工艺。在温室和田间条件下,以紫花苜蓿为试验对象,对颗粒剂的土壤增强效果进行了试验。结果:总体而言,在温室条件下,增加施硫量可显著降低土壤pH值,增加苜蓿干物质产量。最高施用量为20 g S kg-1时,45 d内培养基pH值降低2个单位。 On the other hand, the field evaluation for the biofertilizer produced has slightly reduced soil pH compared to the greenhouse pH reduction. Conclusion: The use of the biological sulfur fertilizer has produced positive responses in terms of changing pH of the growth medium in greenhouse and field test as well as the growth responses by the test crop used in this investigation.

关键字gydF4y2Ba

碱土,单质硫,硫改良剂,生物肥料,硫氧化菌gydF4y2Ba

介绍gydF4y2Ba

可持续农业已确定生物肥料作为化学肥料的替代品,可提高土壤肥力和作物产量。作为生物肥料,有益微生物因其在食品安全和可持续作物生产方面的潜在作用而在农业部门中变得极为重要[gydF4y2Ba1gydF4y2Ba-gydF4y2Ba4gydF4y2Ba].施用生物肥料可以改善养分和水分的吸收,促进植物生长,提高植物对非生物和生物因素的耐受性。这些潜在的生物肥料对土壤的生产力和可持续性以及保护环境可以发挥关键作用,对农民来说是环境友好和具有成本效益的投入。gydF4y2Ba

在土壤中,微生物在硫氧化中起主要作用。微生物硫氧化在很大程度上有利于土壤肥力,导致硫酸盐的形成,这是植物利用的主要s离子,其中该元素氧化产生的酸度可用于改善高碱性土壤[gydF4y2Ba5gydF4y2Ba].广泛的微生物能够在环境中氧化硫,包括属的成员gydF4y2Ba硫杆菌gydF4y2Ba一些异养菌、光合硫细菌和无色丝状硫细菌。其中,在大多数农业土壤中,只有硫杆菌和异养菌在S氧化中起重要作用[gydF4y2Ba5gydF4y2Ba],例外情况是淹水土壤,在其中发现的微生物通常被认为是水生的,例如,gydF4y2BaBeggiatoagydF4y2Ba,但这可以从农业和非农业土壤中分离出来[gydF4y2Ba6gydF4y2Ba,gydF4y2Ba7gydF4y2Ba].gydF4y2Ba

硫杆菌gydF4y2Ba是最著名的无色细菌属[gydF4y2Ba8gydF4y2Ba,gydF4y2Ba9gydF4y2Ba].它们通常是假单胞菌样生物,尽管该属也含有非运动的杆状体和球虫生物。它们有一个共同的能力,即利用还原硫化合物氧化产生的能量。在该属中,有两大类:(1)专性化能养生物,它们从S的氧化中获得能量并利用COgydF4y2Ba2gydF4y2Ba作为它们的主要碳源;(2)兼性自养生物或混合养生物,它们可以自养、混合养或异养生长[gydF4y2Ba10gydF4y2Ba].gydF4y2Ba

然而,s氧化微生物在土壤中以联合体的形式生活,甚至可能以共生的方式生活。这个过程涉及一系列的微生物群[gydF4y2Ba11gydF4y2Ba].在中性至碱性土壤中,异养生物是pH值在7.5 ~ 6之间的主要s -氧化剂。gydF4y2Ba硫杆菌thioparusgydF4y2Ba然后接管,然后gydF4y2Bat . thiooxidansgydF4y2Ba在pH值低于5时占主导地位。硫酸盐还原剂和硫化物氧化细菌之间存在联合体,其行为类似于差异多细胞生物的原核等价物[gydF4y2Ba12gydF4y2Ba].同样,异养细菌也被发现与gydF4y2Bat . ferrooxidansgydF4y2Ba从煤层中分离出来[gydF4y2Ba13gydF4y2Ba].这些所谓的“卫星”生物对硫杆菌有益,消耗乙酸和丙酮酸等产物,可能抑制趋化养石。同样,卫星也被报道与硝化细菌有关[gydF4y2Ba14gydF4y2Ba].同样有趣的是,当使用混合培养物(包括异养菌)时,煤和焦炉废水的脱硫效率更高[gydF4y2Ba5gydF4y2Ba].在固体介质上生长的s -氧化剂之间有协同作用的报道[gydF4y2Ba5gydF4y2Ba].gydF4y2Ba

在钙质土壤中,养分有效性差而不是养分含量低是植物养分缺乏事件的主要因素之一。许多土壤因素控制着植物的养分吸收。其中,土壤pH和CaCO偏高gydF4y2Ba3.gydF4y2Ba含量是造成植物养分利用率低的主要因素[gydF4y2Ba15gydF4y2Ba].在高pH、高CaCO的不利土壤条件下,施用N、P、K肥不能解决养分缺乏问题gydF4y2Ba3.gydF4y2Ba.gydF4y2Ba

科威特沙漠土壤的碱性导致植物发芽、吸水和生长过程中的肥料受到干扰,导致植物几乎无法生长的环境。这个问题可以通过中和土壤中的碱性成分来解决。一种中和碱性土壤的方法是应用硫材料和硫氧化细菌作为土壤改良剂。含硫物质被土壤中的硫氧化微生物氧化生成硫酸盐离子,碱性成分被中和,同时可提供植物必需的可溶性硫。本研究的目的是开发和评价用于改善科威特沙漠碱性土壤植被的单质硫(石油加氢脱硫过程的副产品)和硫氧化菌生物肥料产品。gydF4y2Ba

材料与方法gydF4y2Ba

硫氧化细菌的筛选gydF4y2Ba

从科威特一个硫污染地区收集的51个土壤样本进行了硫氧化细菌筛选。测定了这些样品的pH值,并用于接种Starkey培养基。由3gl组成的介质gydF4y2Ba1gydF4y2BaKHgydF4y2Ba2gydF4y2Ba阿宝gydF4y2Ba4gydF4y2Ba, 0.5 gLgydF4y2Ba1gydF4y2BaMgSOgydF4y2Ba4gydF4y2Ba.7HgydF4y2Ba2gydF4y2BaO, 2glgydF4y2Ba1gydF4y2Ba(NHgydF4y2Ba4gydF4y2Ba)所以gydF4y2Ba4gydF4y2Ba, 0.25 gLgydF4y2Ba1gydF4y2BaCaClgydF4y2Ba2gydF4y2Ba, 0.01 gLgydF4y2Ba1gydF4y2BaFeSOgydF4y2Ba4gydF4y2Ba, 0.00075 gLgydF4y2Ba1gydF4y2BaNagydF4y2Ba2gydF4y2BaMoOgydF4y2Ba4gydF4y2Ba.2HgydF4y2Ba2gydF4y2Ba0, 10glgydF4y2Ba1gydF4y2BaS, 0.01 gLgydF4y2Ba1gydF4y2Ba溴百里酚蓝,pH为7。在37°C和50°C条件下对样品进行硫氧化细菌筛选。gydF4y2Ba

生长条件优化gydF4y2Ba

采用Starkey培养基,在不同浓度的单质硫(0% ~ 2.5%)、酵母浸膏(0% ~ 0.25%)、不同pH(3 ~ 9)和温度(30℃~ 60℃)条件下,对4株分离菌株产生物质的最佳条件进行了优化。gydF4y2Ba

土壤硫生物肥料生产gydF4y2Ba

土壤生物肥料是由硫磺、污水污泥、粘土矿物(<0.05 mm)和高分子化学物质(膨润土,广岛Wako株式会社)混合而成。硫生物肥料的形状被设计成直径为5米至10米(gydF4y2Ba图1gydF4y2Ba),考虑到使用情况。球团的抗压强度目标设定在0.5 kgfcm以上gydF4y2Ba2gydF4y2Ba.gydF4y2Ba

ecology-environmental-sciences-biofertilizer-pelletgydF4y2Ba

图1所示。gydF4y2Ba含硫生物肥料颗粒,直径5 ~ 10米。gydF4y2Ba

土壤生物肥料的发展与评价gydF4y2Ba

采用两种规模进行土壤生物肥料生产。在小规模(约300克),土壤改良剂是由捏合机和推式铸造机生产的。在大型(约10公斤),土壤改良剂是由混合机与辊和压块机。首先用捏合机或搅拌机将干燥的污泥和粘结剂以干燥的形式混合,然后加水后再次混合。然后,将它们放入推式铸锭机或压块机中制成球团。测定了材料的抗压强度和水稳定性。测定土壤生物肥料在水中的破坏半衰期作为水稳定性指标。本试验中,土壤改良剂10g,水100ml。gydF4y2Ba

温室试验gydF4y2Ba

试验在4 H × 7 W × 15 L m的玻璃纤维温室(3mm)中进行。温室配备了可移动的长凳,以节省空间,并通过蒸发风扇和垫冷却系统进行冷却。温室环境温度应控制在15℃~ 33℃之间。土壤生物肥料(以颗粒形式)由30%单质S, 50%干污泥,10%膨润土,10%沙子和1%细菌(KNPCN和KNPCF(1:1))组成,5 × 10gydF4y2Ba6gydF4y2Ba-5 × 10gydF4y2Ba7gydF4y2BaggydF4y2Ba1gydF4y2Ba(对干燥的土壤)与凹凸棒石结合。将该产品掺入经过细筛的当地土壤中,与园艺级珍珠岩按50:50 (v:v)的比例混合,以改善根培养基的物理性质。当地土壤质地为砂质(砂:粉土:粘土,92%:4%:4%),pH值在8.0左右。试验采用随机完全设计,S率分别为0、1.3、2.5、5.0、10和20 gSkggydF4y2Ba1gydF4y2Ba本地土壤和每个土壤处理8个重复。播种时土壤初始pH值为9.18。在直径20厘米的花盆中种植1克苜蓿种子。灌溉水中加入了必要的营养物质。它由以下化学物质组成,在营养液中使用浓度:常量营养素:硝酸钙(CaNO)gydF4y2Ba3.gydF4y2Ba)gydF4y2Ba2gydF4y2Ba.4HgydF4y2Ba2gydF4y2BaO, 2.5 mM),硝酸钾(KNOgydF4y2Ba3.gydF4y2Ba.3.0 mM),硫酸镁(MgSO)gydF4y2Ba4gydF4y2Ba.7HgydF4y2Ba2gydF4y2BaO, 1.5 mM),磷酸钾(KHgydF4y2Ba2gydF4y2Ba阿宝gydF4y2Ba4gydF4y2Ba(0.2 mM)和铁作为EDTA配合物(6.0 mg L)gydF4y2Ba1gydF4y2Ba)。微量元素:(霍格兰微量营养液);硼酸(HgydF4y2Ba3.gydF4y2Ba薄gydF4y2Ba3.gydF4y2Ba2,860.0毫升gydF4y2Ba1gydF4y2Ba)、氯化锰(MnC1.4H)gydF4y2Ba2gydF4y2Ba哦,1810.0毫升gydF4y2Ba1gydF4y2Ba)、硫酸锌(ZnSO)gydF4y2Ba4gydF4y2Ba.7HgydF4y2Ba2gydF4y2BaO, 220.0 mgLgydF4y2Ba1gydF4y2Ba)、硫酸铜(CuSO)gydF4y2Ba4gydF4y2Ba.7HgydF4y2Ba2gydF4y2Ba80.0毫升gydF4y2Ba1gydF4y2Ba)和钼酸盐(HgydF4y2Ba2gydF4y2BaMoOgydF4y2Ba4gydF4y2Ba.H2gydF4y2Ba0, 90.0毫升gydF4y2Ba1gydF4y2Ba)。每周监测pH值的变化,并采集植物组织样本进行干物质重和重要营养元素分析。gydF4y2Ba

田间试验gydF4y2Ba

样地面积为5 × 4 m (20 mgydF4y2Ba2gydF4y2Ba)由淡化水的洒水灌溉系统灌溉。所提供的小区施肥计划和剂量按以下方式施用:每小区1/2 kg和3/4 kg。硫生物肥料颗粒由S°(50%)、干污泥(10%)、砂土(20%)和膨润土(20%)组成,并放入土壤顶部10 ~ 15 cm。每亩施硫生物肥分别为0,16或26.5公斤(0,0.8或1.325公斤)gydF4y2Ba2gydF4y2Ba)。这相当于0,0.4或0.663 S°kgmgydF4y2Ba2gydF4y2Ba.试验采用随机完全设计,共8个重复。gydF4y2Ba

化学分析gydF4y2Ba

用元素分析仪(Thermo Flash 2000 CE EA1112)测定了土壤中有机质的元素组成(%碳、%氢和%氮)。采用电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)测定了植物组织和土壤样品中无机物和/或宏量元素和微量元素的总含量。方法6010 c)。用衍射仪(MiniFlex, Rigaku, Tokyo, Japan)测量x射线衍射(XRD)模式。gydF4y2Ba

结果gydF4y2Ba

硫氧化菌筛选及生长条件优化gydF4y2Ba

分离到革兰氏阴性球芽杆菌45株,37℃条件下分离26株,50℃条件下分离19株。选择孵育时间最短(3至7天)的分离株进行进一步研究。研究了菌株的生长和pH曲线。测定每个分离物的最大生长和pH降(gydF4y2Ba表1gydF4y2Ba)。分离物6 (18 × 10)在37℃时生长最快gydF4y2Ba7gydF4y2BaCFU),孵育4天后,pH值最大下降3.7。另一方面,分离物10 (pH=2.1)在37℃时pH值下降最大,最大生长量为14 × 10gydF4y2Ba7gydF4y2Ba8天后的CFU分离株10和2(最大生长量=6 × 10)gydF4y2Ba7gydF4y2Ba在37°C和50°C条件下,选择CFU,最大pH降=4.6)进行生长条件优化。分离物10标记为KNPCF,分离物2标记为KNPCN。gydF4y2Ba

隔离标识gydF4y2Ba 土壤pH值gydF4y2Ba 最大CFU (X107)gydF4y2Ba 最大pH值下降gydF4y2Ba 孵化温度gydF4y2Ba 潜伏期(天)gydF4y2Ba
1gydF4y2Ba 7.05gydF4y2Ba 5 + 0.3gydF4y2Ba 4.7 + 0gydF4y2Ba 50°CgydF4y2Ba 4gydF4y2Ba
2gydF4y2Ba 8.24gydF4y2Ba 6 + 0.6gydF4y2Ba 4.6 + 0gydF4y2Ba 50°CgydF4y2Ba 3.gydF4y2Ba
3.gydF4y2Ba 8.03gydF4y2Ba 7 + 0.4gydF4y2Ba 4.2 + 0gydF4y2Ba 37°CgydF4y2Ba 14gydF4y2Ba
4gydF4y2Ba 3.45gydF4y2Ba 6 + 0.4gydF4y2Ba 4.2 + 0gydF4y2Ba 37°CgydF4y2Ba 15gydF4y2Ba
5gydF4y2Ba 7.94gydF4y2Ba 7 + 0.4gydF4y2Ba 4.2 + 0gydF4y2Ba 37°CgydF4y2Ba 15gydF4y2Ba
6gydF4y2Ba 7.46gydF4y2Ba 18 + 6.0gydF4y2Ba 3.7 + 0gydF4y2Ba 37°CgydF4y2Ba 4gydF4y2Ba
7gydF4y2Ba 7.86gydF4y2Ba 4 + 0.6gydF4y2Ba 3.1 + 0gydF4y2Ba 37°CgydF4y2Ba 9gydF4y2Ba
8gydF4y2Ba 6.89gydF4y2Ba 11 + 1.0gydF4y2Ba 2.7 + 0.1gydF4y2Ba 37°CgydF4y2Ba 9gydF4y2Ba
9gydF4y2Ba 9.4gydF4y2Ba 7 + 0.2gydF4y2Ba 2.4 + 0.3gydF4y2Ba 37°CgydF4y2Ba 11gydF4y2Ba
10gydF4y2Ba 6.36gydF4y2Ba 14 + 0.5gydF4y2Ba 2.1 + 0.1gydF4y2Ba 37°CgydF4y2Ba 8gydF4y2Ba

表1。gydF4y2Ba所选菌株的最大生长和最大pH下降。gydF4y2Ba

KNPCF和KNPCN分离条件的优化gydF4y2Ba

KNPCF生物量生产的生长条件(gydF4y2Ba图2gydF4y2Ba)及KNPCN (gydF4y2Ba图3gydF4y2Ba)分别在37°C和50°C条件下优化。两株菌株的最佳发酵温度(45℃)、硫含量(2%)和酵母浸膏浓度(0.15%)相同。然而,它们有不同的最佳生长pH;KNPCF的最佳pH为3,而KNPCN的最佳pH为9。在优化后的条件下,以1:1的比例混合,与凹凸棒石结合。他们被确认为gydF4y2BaAcidithiobacillus thiooxidansgydF4y2Ba利用16s rRNA基因序列相似性,由MIDI Labs实验室(美国)鉴定的KNPCF和Thiobacillus sp. KNPCN,使用Perkin-Elmer Applied Biosystem的MicroSeqTM微生物分析软件和数据库进行。测定的16s rRNA基因序列与Acidithiobacillus thiooxidans和Thiobacillus sp.的匹配度分别为91%和99%。mk085107和MK085108)。gydF4y2Ba

ecology-environmental-sciences-Growth-conditiongydF4y2Ba

图2。gydF4y2BaKNPCF生物质生产生长条件优化。(一):pH值;(b):温度;(c):酵母膏;(d):单质硫。gydF4y2Ba

ecology-environmental-sciences-Elemental-SulfurgydF4y2Ba

图3。gydF4y2BaKNPCN生物质生产的生长条件优化。(一):pH值;(b):温度;(c):酵母膏;(d):单质硫。gydF4y2Ba

含硫生物肥料的生产、开发与评价gydF4y2Ba

表2gydF4y2Ba给出了硫生物肥料原料的化学分析结果。科威特土作为粘结剂不含有机化合物,主要成分是石英(SiO)gydF4y2Ba2gydF4y2Ba),此外,它还含有方解石(CaCO)gydF4y2Ba3.gydF4y2Ba)和钙石(钙石)gydF4y2Ba2gydF4y2Ba如果gydF4y2Ba2gydF4y2BaOgydF4y2Ba8gydF4y2Ba)。膨润土也不含有机化合物,它是累托石(K1.2Al)的混合物gydF4y2Ba4gydF4y2Ba如果gydF4y2Ba8gydF4y2BaOgydF4y2Ba2gydF4y2Ba0 (OH) 4.4 hgydF4y2Ba2gydF4y2BaO)和石英(SiO)gydF4y2Ba2gydF4y2Ba)。干污泥含有32%的有机碳,3.2%的有机氮和11%的磷酸(PgydF4y2Ba2gydF4y2BaOgydF4y2Ba5gydF4y2Ba)。主要成分是石英(SiO)gydF4y2Ba2gydF4y2Ba),除了石英,没有其他晶体材料。gydF4y2Ba

材料gydF4y2Ba 科威特土壤gydF4y2Ba 膨润土gydF4y2Ba 硫gydF4y2Ba 干污泥gydF4y2Ba
有机物质gydF4y2Ba CgydF4y2Ba 0.2gydF4y2Ba 0.3gydF4y2Ba 0.2gydF4y2Ba 32.1gydF4y2Ba
(wt %)gydF4y2Ba 年代gydF4y2Ba 0.1gydF4y2Ba 0.2gydF4y2Ba 99.8gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba
NgydF4y2Ba < 0.1gydF4y2Ba < 0.1gydF4y2Ba 3.2gydF4y2Ba
无机物gydF4y2Ba SiOgydF4y2Ba2gydF4y2Ba 82.5gydF4y2Ba 67.8gydF4y2Ba 30.gydF4y2Ba
(wt %)gydF4y2Ba 艾尔gydF4y2Ba2gydF4y2BaOgydF4y2Ba3.gydF4y2Ba 6gydF4y2Ba 23.1gydF4y2Ba 7.7gydF4y2Ba
曹gydF4y2Ba 5.8gydF4y2Ba 1.5gydF4y2Ba 7.8gydF4y2Ba
菲gydF4y2Ba2gydF4y2BaOgydF4y2Ba3.gydF4y2Ba 1.3gydF4y2Ba 1.3gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba
K2OgydF4y2Ba 1.6gydF4y2Ba 0.4gydF4y2Ba 1.1gydF4y2Ba
分别以gydF4y2Ba 1.7gydF4y2Ba 3.1gydF4y2Ba 2.9gydF4y2Ba
Na2OgydF4y2Ba 0.9gydF4y2Ba 2.1gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba
P2O5gydF4y2Ba < 0.1gydF4y2Ba < 0.1gydF4y2Ba 11gydF4y2Ba
二氧化钛gydF4y2Ba < 0.1gydF4y2Ba 0.3gydF4y2Ba < 0.1gydF4y2Ba
x射线衍射gydF4y2Ba 石英gydF4y2Ba 累托石gydF4y2Ba 石英gydF4y2Ba
结果gydF4y2Ba (主要)gydF4y2Ba (主要)gydF4y2Ba (矿物)gydF4y2Ba
方解石gydF4y2Ba 石英gydF4y2Ba
钙长石gydF4y2Ba (主要)gydF4y2Ba

表2。gydF4y2Ba硫生物肥料所用原料的化学分析结果。gydF4y2Ba

表3gydF4y2Ba给出了以科威特土和膨润土为粘结剂对生产的小型硫生物肥料的抗压强度和水稳定性的影响结果。如该表所示,科威特土壤可用作硫生物肥料生产的粘合剂。在相同量的膨润土和科威特土的存在下,抗压强度增加,在水中的稳定性也增加。压缩强度高于目标(0.5 kgfcm)gydF4y2Ba2gydF4y2Ba)。gydF4y2Ba

修正案。gydF4y2Ba 组件(wt %)gydF4y2Ba 抗压强度(kgf)gydF4y2Ba 水gydF4y2Ba
稳定gydF4y2Ba
(天)gydF4y2Ba
硫gydF4y2Ba 污泥gydF4y2Ba 土壤gydF4y2Ba 膨润土gydF4y2Ba PVAgydF4y2Ba
L1gydF4y2Ba 30.gydF4y2Ba 50gydF4y2Ba 20.gydF4y2Ba 0gydF4y2Ba 4gydF4y2Ba 2.7gydF4y2Ba 21gydF4y2Ba
L2gydF4y2Ba 30.gydF4y2Ba 50gydF4y2Ba 10gydF4y2Ba 10gydF4y2Ba 4gydF4y2Ba 4.2gydF4y2Ba 25gydF4y2Ba
L3gydF4y2Ba 30.gydF4y2Ba 50gydF4y2Ba 0gydF4y2Ba 20.gydF4y2Ba 4gydF4y2Ba 3.6gydF4y2Ba 21gydF4y2Ba

表3。gydF4y2Ba科威特土和膨润土对有机化合物(PVA)下生产的小型硫生物肥料抗压强度和水稳定性的影响。gydF4y2Ba

表4gydF4y2Ba给出了采用科威特土和膨润土作为粘结剂对大型土壤改良剂抗压强度的影响结果。在相同量的膨润土和科威特土的存在和不含有机化合物PVA的情况下,抗压强度增加。在这种情况下,抗压强度也高于目标(0.5 kgfcm)gydF4y2Ba2gydF4y2Ba)。gydF4y2Ba

修正案。gydF4y2Ba 组件(wt %)gydF4y2Ba
硫gydF4y2Ba 干污泥gydF4y2Ba 土壤gydF4y2Ba 膨润土gydF4y2Ba 抗压强度(kgf)gydF4y2Ba
L1gydF4y2Ba 30.gydF4y2Ba 50gydF4y2Ba 20.gydF4y2Ba 0gydF4y2Ba 1.7gydF4y2Ba
L2gydF4y2Ba 30.gydF4y2Ba 50gydF4y2Ba 20.gydF4y2Ba 0gydF4y2Ba 1.5gydF4y2Ba
L3gydF4y2Ba 30.gydF4y2Ba 50gydF4y2Ba 0gydF4y2Ba 20.gydF4y2Ba 2.3gydF4y2Ba
L4gydF4y2Ba 30.gydF4y2Ba 50gydF4y2Ba 10gydF4y2Ba 10gydF4y2Ba 3.gydF4y2Ba

表4。gydF4y2Ba科威特土和膨润土对不含有机物的大型硫磺生物肥料抗压强度的影响。gydF4y2Ba

温室硫生物肥料颗粒试验gydF4y2Ba

不同硫生物肥施用量下紫花苜蓿植株在第45天的生长均以两个最高水平(10 gSkg)最大gydF4y2Ba1gydF4y2Ba(33.5克)和20公斤gydF4y2Ba1gydF4y2Ba(66.7克))gydF4y2Ba图4gydF4y2Ba)。这种差异可能是由于随着S0量的增加,生长培养基的pH值发生了变化(gydF4y2Ba图5gydF4y2Ba)。应用20gskggydF4y2Ba1gydF4y2Ba在本盆栽试验中,45天内有效降低pH约2.0个单位。gydF4y2Ba图6gydF4y2Ba用二阶多项式模型拟合了苜蓿植株的干物质产量与S0处理之间的关系。DM与S的相关性有统计学意义gydF4y2Ba0gydF4y2Ba在99%显著性水平上用R表示gydF4y2Ba2gydF4y2Ba的87.9%。此外,对生长培养基pH值与紫花苜蓿DM产量的关系进行多项式回归分析,发现生长培养基pH值越低,DM产量越高(gydF4y2Ba图7gydF4y2Ba)。gydF4y2Ba

ecology-environmental-sciences-sulfur-biofertilizergydF4y2Ba

图4。gydF4y2Ba增加硫肥施用量对紫花苜蓿生长的影响。gydF4y2Ba

ecology-environmental-sciences-biofertilizer-applicationgydF4y2Ba

图5。gydF4y2Ba硫肥施用量对生长培养基pH的影响。gydF4y2Ba

ecology-environmental-sciences-dry-mattergydF4y2Ba

图6。gydF4y2Ba硫肥施用量对苜蓿干物质产量的影响。gydF4y2Ba

ecology-environmental-sciences-alterationgydF4y2Ba

图7。gydF4y2Ba土壤pH变化对苜蓿DM的影响(种植后45 d)。gydF4y2Ba

对紫花苜蓿植物组织样品进行了宏量元素和微量元素(gydF4y2Ba表5gydF4y2Ba)。特别重要的是显著SOgydF4y2Ba4gydF4y2Ba浓度在5.0 SgydF4y2Ba0gydF4y2Ba治疗,其中SOgydF4y2Ba4gydF4y2Ba在有硫氧化菌生长的苜蓿组织中,硫氧化菌的浓度比没有硫氧化菌生长的苜蓿组织高6倍以上。在1.3 gSkg条件下存在或不存在硫氧化菌的盆栽苜蓿植株生长比较gydF4y2Ba1gydF4y2Ba治疗组与对照组(0 gSkg)gydF4y2Ba1gydF4y2Ba在温室环境中盆栽播种20天和30天后的土壤)表明,有细菌存在的情况下的生长比没有细菌的情况下的生长要大。gydF4y2Ba

所以bgydF4y2Ba BgydF4y2Ba 毫克gydF4y2Ba PgydF4y2Ba CagydF4y2Ba KgydF4y2Ba 所以gydF4y2Ba4gydF4y2Ba 铜gydF4y2Ba 菲gydF4y2Ba 莫gydF4y2Ba 锌gydF4y2Ba
0gydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba 3131gydF4y2Ba 2081gydF4y2Ba 18603gydF4y2Ba 32995gydF4y2Ba 9160gydF4y2Ba 11.7gydF4y2Ba 554gydF4y2Ba <1gydF4y2Ba 16gydF4y2Ba
PgydF4y2Ba 2635gydF4y2Ba 3768gydF4y2Ba 21253gydF4y2Ba 41160gydF4y2Ba 14428gydF4y2Ba 9gydF4y2Ba 305gydF4y2Ba <1gydF4y2Ba 13gydF4y2Ba
1.3gydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba 1863gydF4y2Ba 1442gydF4y2Ba 21613gydF4y2Ba 38147gydF4y2Ba 10743gydF4y2Ba 7gydF4y2Ba 467gydF4y2Ba <1gydF4y2Ba 44gydF4y2Ba
PgydF4y2Ba 2533gydF4y2Ba 2891gydF4y2Ba 19273gydF4y2Ba 40166gydF4y2Ba 11910gydF4y2Ba 18gydF4y2Ba 602gydF4y2Ba <1gydF4y2Ba 17gydF4y2Ba
2.5gydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba 2925gydF4y2Ba 2021gydF4y2Ba 22237gydF4y2Ba 34529gydF4y2Ba 16188gydF4y2Ba 8gydF4y2Ba 687gydF4y2Ba <1gydF4y2Ba 18gydF4y2Ba
PgydF4y2Ba 2802gydF4y2Ba 3238gydF4y2Ba 17374gydF4y2Ba 27143gydF4y2Ba 19062gydF4y2Ba 24gydF4y2Ba 1168gydF4y2Ba <1gydF4y2Ba 17gydF4y2Ba
5gydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba 2181gydF4y2Ba 1152gydF4y2Ba 26848gydF4y2Ba 36823gydF4y2Ba 14228gydF4y2Ba 23gydF4y2Ba 1634gydF4y2Ba <1gydF4y2Ba 20.gydF4y2Ba
PgydF4y2Ba 2230gydF4y2Ba 2568gydF4y2Ba 24408gydF4y2Ba 40428gydF4y2Ba 90597gydF4y2Ba 5.5gydF4y2Ba 949gydF4y2Ba <1gydF4y2Ba 14gydF4y2Ba

表5所示。gydF4y2Ba在不同硫浓度的生物肥料中生长的紫花苜蓿植物组织中的宏量和微量元素52在硫氧化细菌存在(P)或不存在(A) (B)的情况下。gydF4y2Ba

硫生物肥料田间颗粒试验gydF4y2Ba

在田间评价中,硫生物肥颗粒土壤ph值略有降低,这可能是由于试验场土壤中CaCO含量较高,具有较高的缓冲能力gydF4y2Ba3.gydF4y2Ba以及白天的温度变化。在向日葵小区试验中,土壤pH随施硫量从0增加到0.8 kgSm-2而降低,同时土壤硫含量增加gydF4y2Ba4gydF4y2Ba土壤溶液浓度(gydF4y2Ba图8gydF4y2Ba)。同样,SO的浓度gydF4y2Ba4gydF4y2Ba在向日葵组织中也有类似的增加。玉米和紫花苜蓿也得到了类似的结果。根系吸收二价阴离子SOgydF4y2Ba4gydF4y2Ba2 -gydF4y2Ba在生理pH范围内,硫酸盐的长距离运输主要发生在木质部。在植物内部,硫酸盐的减少是必需的,以便将硫纳入氨基酸、蛋白质和辅酶中。gydF4y2Ba

ecology-environmental-sciences-sunflower-harvestgydF4y2Ba

图8。gydF4y2Ba硫生物肥对向日葵收获期土壤pH和SO4浓度的影响。gydF4y2Ba

讨论与结论gydF4y2Ba

碱土是由碳酸盐和重碳酸盐沉积形成的,这种沉积发生在世界上的几个地方[gydF4y2Ba16gydF4y2Ba].其特点是pH值高(bbb8.5),交换性钠含量高(esp>5),碳酸盐和重碳酸盐含量高,所有这些都对土壤的物理化学性质有害。石膏和单质硫(S)gydF4y2Ba0gydF4y2Ba),多年来一直用作土壤改良剂[gydF4y2Ba17gydF4y2Ba].因此,在某些钙质土壤中,这种应用发现增加了原生土壤中磷灰石或添加的磷灰石中的化学有效磷[gydF4y2Ba18gydF4y2Ba].在沙特阿拉伯,Falih [gydF4y2Ba19gydF4y2Ba]报道了SgydF4y2Ba0gydF4y2Ba导致pH和CaCO大幅下降gydF4y2Ba3.gydF4y2Ba锰、铁含量明显增加,总可溶性盐含量略有增加。此外,在美国阿肯色州,应用率为1,100 kghagydF4y2Ba1gydF4y2Ba的年代gydF4y2Ba0gydF4y2Ba在阿肯色州的三个地点中,有一个地方的水稻产量提高了,尽管如此,施用了4400千公顷gydF4y2Ba1gydF4y2Ba年代gydF4y2Ba0gydF4y2Ba土壤盐碱化导致林分损失和产量降低[gydF4y2Ba20.gydF4y2Ba].许多研究人员[gydF4y2Ba21gydF4y2Ba-gydF4y2Ba25gydF4y2Ba],但他们表示,对美国经济危机的反应gydF4y2Ba0gydF4y2Ba修正取决于缓冲能力和碳酸钙的量gydF4y2Ba3.gydF4y2Ba存在于土壤中的。S改性土壤gydF4y2Ba0gydF4y2Ba显著降低了土壤pH值,增加了土壤SOgydF4y2Ba4gydF4y2Ba与SgydF4y2Ba0gydF4y2Ba单独或单独的有机物。据报道,污水污泥可使硫氧化率提高50%gydF4y2Ba0gydF4y2Ba六星期内[gydF4y2Ba26gydF4y2Ba].gydF4y2Ba

生物氧化SgydF4y2Ba0gydF4y2Ba由硫氧化硫杆菌转化为HgydF4y2Ba2gydF4y2Ba所以gydF4y2Ba4gydF4y2Ba在好氧条件下经常用于降低土壤pH值和溶解不溶性微量元素和POgydF4y2Ba4gydF4y2Ba.在土壤中,首先是土壤碱直接中和和降低pH,其次是溶解原生土壤的CaCOgydF4y2Ba3.gydF4y2Ba形成石膏(CaSOgydF4y2Ba4gydF4y2Ba.2HgydF4y2Ba2gydF4y2Ba在伊朗石灰质土壤盆栽试验中,硫杆菌接种剂与SgydF4y2Ba0gydF4y2Ba对温室条件下玉米的生长参数和土壤pH值有显著影响[gydF4y2Ba27gydF4y2Ba].gydF4y2Ba

在本研究中,我们发现硫生物肥料产品的使用对温室中生长介质的pH值产生了一定的积极响应,在较小程度上对田间土壤的pH值产生了积极响应,并对被测作物的生长响应产生了积极响应。生物肥料中的氧化速率主要由微生物控制。因此,S的氧化速率受土壤温度、湿度等物理因素的调控,这些物理因素对微生物的生长起着重要的调节作用[gydF4y2Ba28gydF4y2Ba].在今后的研究工作中,还需要对硫生物肥料产品进行进一步的优化试验,并对更多的作物和/或观赏品种进行试验。此外,还需要对土壤中硫的长期环境影响进行研究。gydF4y2Ba

确认gydF4y2Ba

这项工作由科威特科学研究所(KISR)和日本石油合作中心(JCCP)资助。我们感谢JCCP在实验室方案方面提供的技术支持,并感谢Hamad Al-Mansour在大规模生产分离菌株方面提供的技术支持。gydF4y2Ba

利益冲突gydF4y2Ba

作者声明他们没有利益冲突。gydF4y2Ba

资金gydF4y2Ba

这项工作是由科威特科学研究所(KISR)和JCCP资助的。gydF4y2Ba

涉及人类和/或动物的研究gydF4y2Ba

这篇文章不包含任何研究与人类参与者或动物进行的任何作者。gydF4y2Ba

知情同意gydF4y2Ba

所有参与研究的个体都获得了知情同意。gydF4y2Ba

参考文献gydF4y2Ba

全球科技峰会gydF4y2Ba