粉垄深度对稻作烟区土壤理化特性及作物周年产量的影响

  背景和目的  为了揭示不同粉垄深度对湖南稻作烟区土壤理化性状及烤烟根系生长和烟稻周年产量的影响。   方法  大田试验于2019年在长沙浏阳永安镇开展,采用单因素随机区组试验设计,设置粉垄深耕20 cm（T1）、30 cm（T2）、40 cm（T3）和直接旋耕12 cm（CK）四个处理,采用50 cm土柱取样器,每个处理取土柱3个。研究了0~50 cm土层土壤理化性状的变化。并分析了不同处理对烤烟根系生长状况、烤后烟叶物理性状和化学成分、经济性状和作物周年产量的影响。  结果  与CK处理相比,T2和T3处理在0~40 cm土层土壤容重显著降低1.49%~8.97%,土壤孔隙度增加0.44%~12.88%,土壤紧实度降低0.37%~24.37%;T2处理在20~30 cm土层土壤碱解氮、有效磷和速效钾含量的提升效果最为显著,较CK处理分别提升了22.82%、58.02%、52.41%;T2处理改善烤烟物理性状及内在化学成分的效果最为显著,各粉垄深耕处理均提高了烤烟的产量和上等烟比例,并且也能提高后茬作物水稻产量,其中T2处理作物产量产值最高。  结论  粉垄耕作30 cm显著改善了稻作烟区土壤物理性质,提高了土壤速效养分在20~40 cm土层中的含量,提升了烟叶的品质和产量,作物周年产值显著提高18029.89元/hm2。      

基于长期浅耕模式的烟稻轮作区土壤速效养分垂直分布特征

为明确长期浅耕模式下湖南烟稻轮作区土壤速效养分的垂直分布特征，分析了30个典型烟田不同土层碱解氮、有效磷和速效钾的分布特征，探讨了其层化比率及与耕层深度的关系。结果表明，湖南烟稻轮作区耕层深度变幅为8.2~16.4 cm，均值为12.6 cm。碱解氮、有效磷和速效钾总体上呈现随土层深度的增加而下降的趋势。各地区不同土层速效养分含量均以0~10 cm土层最高，20~30 cm土层下降幅度最大，30~50 cm土层亏缺严重。碱解氮、有效磷和速效钾均表现出显著的层化性和表聚性，以有效磷表现最为突出。有效磷和速效钾与耕层深度呈显著负相关，关系式分别为y_P=97.04-4.42x（p<0.05）和y_K=977.12-58.80x（p<0.01）。湖南烟稻轮作区耕层深度较浅，土壤速效养分具有明显的表聚现象，需加深耕层、因地制宜控制化肥投入和增施有机肥。     

土壤深耕与秸秆还田对土壤物理性状及烟叶产质量的影响

为探明江西典型植烟区适宜耕作方式,改善烟区土壤理化性质,在稻烟轮作区开展田间试验研究深耕对土壤物理性状、烤烟生长与烟叶产质量的影响。结果表明,在5~10 cm土层,秸秆还田显著降低了土壤容重、增加了土壤总孔隙度、毛管孔隙和通气孔隙;在20~25 cm土层,深耕和秸秆还田均显著降低了土壤容重,提高了土壤通气孔隙。深耕显著降低了土壤的贯穿阻力,秸秆还田通过增加5~10 cm土层≥2 mm团聚体的含量进而增加了土壤大团聚体的比例。深耕和秸秆还田均能提高烟株根茎叶的干物质量、促进其对氮磷钾的吸收,以深耕处理与深耕+秸秆还田处理效果更显著。深耕和秸秆还田显著提高了烟叶产量、产值和烟叶评吸总分。利用圆盘犁深耕土壤结合水稻秸秆还田是改良植烟土壤、提高烟叶产质量的可行技术措施。     

不同种类有机肥对植烟土壤生物学特性及烤烟产质量的影响

为探究有机肥施用对广元植烟土壤的改良效果，采用大田试验，以纯施化肥为对照，研究了配施菜籽饼肥（T1）、芝麻饼肥（T2）、农家肥（T3）、高碳基肥（T4）对植烟土壤酶活性、可培养微生物数量、根际土壤微生物碳代谢特征及烤烟产质量的影响。结果表明，施用有机肥能够提高移栽后60d土壤酶活性，增加土壤细菌、真菌、放线菌数量，明显提高烟叶产量、产值，协调化学成分，以T3农家肥处理提质增产效果最显著，产量、产值分别增加214.91 kg/hm2、7 225.39元/hm2。不同配施处理，以T1处理菜籽饼肥土壤蔗糖酶活性最高，较对照提高了74.03%,T3处理农家肥对提高土壤脲酶活性作用明显，较对照提高42.42%；有机肥施用明显提高土壤真菌和放线菌数量，且T3处理农家肥显著增加细菌、真菌、放线菌数量，与对照相比增幅分别为44.50%、100.79%、162.45%；施用有机肥能提高根际土壤微生物碳代谢活性，尤其是T3处理农家肥AWCD值、Shannon指数、Simpson指数高于其他处理，氨基酸类、羧酸类碳源利用率分别较对照提高49.26%、60.56%。综上，配施农家肥效果最好。     

氮营养水平对植烟土壤养分含量及土壤酶活性的影响

田间试验研究了植烟土壤不同土层养分含量及土壤酶活性的变化规律。结果表明:在同一氮水平条件下,随着土层深度的增加,土壤有机质、全氮、速效氮、速效磷、速效钾以及土壤脲酶,蛋白酶,转化酶活性均呈降低趋势,通过方差分析可知,各处理间差异达到5%显著水平;0~40 cm土层范围内,随着施氮量的增加,土壤有机质、全氮、速效氮含量也增加,土壤脲酶活性增加,而蛋白酶活性呈降低趋势,转化酶活性呈先增加后降低的趋势,且在该土层范围内,酶与土壤养分之间存在显著或极显著的相关关系;60~80 cm土层范围内,氮对土壤养分及土壤酶的影响能力相对降低。以上说明在植烟土壤-土壤养分-土壤酶相互作用的系统中,土壤养分含量和土壤酶活性明显受氮营养水平和土层深度的共同影响。     

聚丙烯酸盐类改良剂对土壤理化性状及烤烟根系生长的影响

为探讨聚丙烯酸盐类土壤改良剂单施和复配作用下的土壤理化性状及烤烟根系生长变化,采用大田试验研究了土壤改良剂对植烟土壤肥力、含水量、容重及烤烟根系指标的影响。结果表明:(1)聚丙烯酰胺+腐殖酸钾处理的土壤有机质、碱解氮、速效磷含量最高,聚丙烯酸钾+腐殖酸钾处理的土壤速效钾含量最高;(2)在提高土壤含水率以及降低土壤容重上,聚丙烯酰胺+腐殖酸钾处理效果最好,各土层土壤含水率的提高幅度及容重的降低幅度均表现为20~40 cm10~20 cm0~10 cm;(3)聚丙烯酰胺+腐殖酸钾处理的根长、根体积、根干重和根冠比显著高于其他处理,施用土壤改良剂也明显提高了20~40 cm土层根系生物量的比重。总的来看,施用土壤改良剂能改善土壤理化性状,促进根系生长发育,以聚丙烯酰胺+腐殖酸钾处理效果最佳。     

洛阳典型植烟土壤肥力特征及其与土壤盐分关系分析

以河南省洛阳市植烟土壤为研究对象,应用常规统计学方法和冗余分析方法,分析20个典型烟田不同土层(0~20、20~40、40~60、60~80、80~100 cm)土壤基础肥力和全盐量,并探讨了土壤肥力与盐离子的关系。结果表明:(1)有机质(OM)、碱解氮(AN)、速效磷(AP)和速效钾(AK)含量均以0~20 cm土层最高,其中有机质和速效钾随着土层加深而减少,碱解氮、速效磷含量表现出先降后升趋势;各土层主要以碱性为主,0~20 cm的pH最低;全盐量自上而下呈现先降后升的趋势;(2)冗余分析结果表明,土壤有机质(OM)在0~100 cm与K~+、Na~+、Ca~(2+)和SO_4~(2-)表现出较好的相关性;碱解氮(AN)在0~40 cm与K~+有正相关性,与Na~+有负相关性;速效磷(AP)在0~100 cm受Ca~(2+)和SO_4~(2-)影响较大,在0~80 cm与K~+有较强的相关性;速效钾(AK)在不同土层与盐离子的相关性不同;pH与HCO_3~-有较强的相关性。综合考虑,洛阳典型植烟土壤表层肥力较高,盐分较多聚集在表层和底层土壤,其中K~+对各肥力指标均有较大影响,Cl~-则随着土层加深对肥力指标影响增强,其余各离子与肥力表现无明显规律。     

深耕对植烟土壤温湿度及烤烟根系发育和经济性状的影响

为揭示深耕方式对植烟土壤温湿度及烤烟根系生长和产量的影响机制,通过大田试验,采用单因素试验设计,设置深耕30 cm和常规耕作两个处理,研究了4个不同耕作层土壤温湿度在烤烟生育期中的变化,并分析了烤烟一级、二级侧根数量和经济性状指标的变化。结果表明:不同耕层植烟土壤日均温度无明显差异,变化趋势基本一致,总体上呈上升趋势;深耕与常规耕作相比,不同耕层土壤温度日较差均降低。从整个生育期来看,随着耕层深度的加深土壤相对湿度呈现出上升的趋势,深耕在30 cm和40 cm耕层的日均相对湿度明显高于常规耕作。移栽后80 d时,深耕比常规耕作的烤烟根系下扎深度增加8.07 cm,差异达到极显著水平(p0.01);一级侧根数提高40.57%,差异达到显著水平(p0.05);二级侧根数提高36.35%,差异达到显著水平(p0.05)。不同处理的烤烟经济性状指标差异显著(p0.05),深耕的产量比常规耕作提高7.44%,产值提高26.51%。因此,深耕能有效地减少植烟耕层土壤温度日较差,增加土壤相对湿度,有利于根系的生长发育,进而提高烟叶的产量。     

新疆兵团垦区‘红地球’葡萄根区主要土壤养分调查研究

葡萄根区土壤养分对葡萄品质和产量有直接影响,为了解新疆兵团鲜食葡萄产区土壤主要养分状况,在具有代表性的7个师的葡萄园0~60 cm土层土样采集,测定pH值、有机质、水解性氮、有效磷和速效钾的含量,为葡萄园合理施肥提供参考依据。结果表明:该葡萄产区根区土壤pH值整体偏高,平均值为8.27;有机质含量总体处于低水平,平均值为16.28 g/kg;水解性氮含量处于低及以下水平,平均值为66.95 g/kg;有效磷含量处于高水平,平均值为31.71 mg/kg;速效钾含量处于高及以上水平,平均值为161.56 mg/kg。整体来看,兵团垦区鲜食葡萄园土壤肥力整体状况较好,0~60 cm土层pH值随着土层深度的增加逐渐升高,有机质、水解性氮、有效磷和速效钾含量随着土层深度的增加逐渐降低。研究表明,通过合理的配方施肥,增施有机肥、腐殖酸肥、种植绿肥及养殖蚯蚓等措施可进一步提升葡萄园土壤肥力。     

稻作烟区土壤硼钼养分垂直分布及与有机质的关系

为探明湖南稻作烟区土壤有效硼和有效钼含量的垂直变化规律,采集湖南郴州、衡阳和长沙烟区0~50 cm剖面土壤150个,利用多元统计方法分析了植烟土壤有效硼和有效钼的垂直分布特征,并揭示了其与有机质的关系。结果表明,土壤有效硼和有效钼含量随土层加深逐渐降低;20~50 cm土层有效硼含量郴州和衡阳烟区“低”,长沙烟区“极低”。郴州和衡阳烟区各土层有效钼含量“中等”或“丰富”,长沙烟区30~50 cm土层有效钼含量“低”。土壤有效硼和有效钼含量与有机质含量显著正相关,且各土层有效硼与有机质均符合线性模型,有效钼与有机质在0~30 cm土层符合线性模型,30~50 cm土层符合线性加平台模型;随土壤深度增加,有机质与有效硼的相关性增强,与有效钼的相关性减弱。在长期小型机械和人工耕作制度下,土壤耕作层变浅,有效硼和有效钼呈现出表层富集化的趋势。     

施用等碳量生物炭和腐熟秸秆对土壤养分及有机碳库的影响

为明确生物炭和秸秆对植烟土壤养分和有机碳库的关系,采用田间定位试验,研究了等碳量的生物炭、腐熟秸秆、生物炭与腐熟秸秆配施对不同耕层土壤养分及有机碳库的影响。结果表明,施用等碳量的生物炭和腐熟秸秆处理后,不同耕层土壤除碱解氮外其他速效养分及碳库指标较常规化肥对照(CK)明显增加。单施生物炭处理对0~30 cm耕层土壤有机质含量(质量分数)的提升效果大于腐熟秸秆,而单施腐熟秸秆处理的不同耕层土壤可溶性有机碳及微生物量碳含量较单施生物炭处理均有所提高;生物炭与腐熟秸秆混施处理的10~20 cm耕层土壤速效磷、速效钾、有机质和总有机碳含量较单施腐熟秸秆处理分别提高22.26%、6.08%、8.68%和9.20%,且差异均达显著水平。可见,单施生物炭和单施腐熟秸秆对植烟土壤均有一定的改良作用,但二者混施的改良效果更好。     

不同土壤类型养分垂直分布特征

以昆明烟区几种典型土壤类型为研究对象,运用相关性分析法探讨了不同土壤类型剖面理化性状和真菌、细菌、放线菌数量与耕作深度的关系。结果表明,紫色土、水稻土和红壤的有机质、速效氮、速效钾和真菌、细菌及放线菌数量与剖面深度呈极显著负相关关系,水稻土的交换性钙和交换性镁含量均与剖面深度呈极显著负相关关系,而紫色土和红壤呈负相关关系;三种土壤类型剖面的各养分含量及真菌、细菌、放线菌数量具有较强的表聚性特征,自上而下存在明显的递减性;从养分含量及微生物数量的递减幅度来看,紫色土耕作深度以20 cm左右为宜,红壤和水稻土耕作深度以20～30 cm为宜。生产中,若耕作深度大于30 cm,3种土壤的养分均存在下降的风险。因此,针对深耕地块,建议合理提高施肥水平。     

钾用量与灌溉量对不同土层钾素及烟叶钾含量的积累效应

为探究烟叶钾素与不同土层不同种类土壤钾素关系和解决豫中烟区烟叶钾含量偏低的问题,在2013年河南省许昌市襄城县设置2个钾用量、3次灌水,采用灰色关联分析法对烟叶钾素积累与不同深度土层的不同形态钾素进行了关联分析。结果显示,当灌溉3次且施用低量钾肥时,烟叶钾含量与0~20 cm土层缓效钾关联最显著,关联度是0.7059。当灌溉3次且施用高量钾肥处理下的烟叶钾素与40~60 cm 土层的速效钾关联最显著,关联度度是0.7350,此时钾素含量最高达1.88%,烟叶质量也是最好。随着灌水减少与施钾量减少,烟叶钾与土壤钾含量关联度增加。干湿交替增加会造成各土层缓效钾释放,土壤速效钾增多。在氮磷钾比例为1:1:4.5且灌水3次条件下,在烟株生长后期,继续增施钾肥和增加灌水次数是解决烟叶钾素含量过低的重要途径。     

粉垄耕作深度对烤烟生长和物质积累及烟叶产质量的影响

为明确山地植烟土壤粉垄耕作的效果和适宜深度,设计粉垄深度30 cm、40 cm、50 cm和传统耕作4个处理,分析了粉垄耕作后烤烟根系和地上部分生长动态变化,研究了粉垄对烤烟干物质、氮、磷、钾、烟碱、氯的积累分配,以及对烤烟经济性状和烟叶化学成分的影响。结果表明,粉垄可促进烤烟根系和地上部生长,粉垄深度增加有利于根系下扎。粉垄有利于烤烟干物质、氮、磷、钾、烟碱、氯的积累;烤烟物质积累主要分配给烟叶,粉垄深度40~50 cm有利于干物质、氮、磷、钾向根系分配,粉垄深度50 cm有利于烟碱、氯向根系分配。适当深度的粉垄有利于提高烟叶产量和产值。粉垄可提高烟叶钾含量,但是也提高了烟叶的烟碱和氯含量。山地烟区可采用粉垄改良植烟土壤,以粉垄深度40 cm为佳。     

氮素在土壤中的转化及其对烤烟上部叶烟碱含量的影响

研究了烤烟生育期内植烟土壤中的氮素转化、供氮状况以及氮素对烤烟上部叶烟碱含量的影响。结果表明:施用无机氮肥可大幅度提高0～20cm深的土壤中的无机氮浓度,但维持时间较短;20～40cm深的土壤中无机氮的浓度受氮肥的影响较小;后期土壤供氮较多时易导致烤烟上部叶的烟碱含量过高。     

生物炭基肥对植烟土壤微生物功能多样性的影响

为探讨生物炭基肥对植烟土壤化学特性及微生物功能多样性的影响,通过大田试验,研究了施用不同量生物炭基肥（0、0.9、1.5、2.1 t·hm-2）后土壤养分和微生物群落功能多样性的变化。结果表明,添加生物炭基肥显著提高了土壤有机碳（SOC）、微生物量碳（MBC）和微生物量氮（MBN）含量,较对照分别提高了23%~40%、8%~49%和49%~97%,降低了矿质氮含量,降低范围30%~49%。微生物功能多样性结果显示,生物炭基肥可以增强土壤微生物对碳源的利用程度（AWCD）,显著增加Shannon多样性指数（H）、Simpson多样性指数（D）和McIntosh多样性指数（U）,降低了Shannon均一性指数（E）。主成分和热图分析表明,单施化肥处理和增施少量生物炭基肥处理（0.9 t·hm-2）的土壤微生物碳源利用差异较小,随着生物炭基肥用量的增加,土壤微生物群落碳源利用的分异程度加剧。研究认为,施用生物炭基肥提高了植烟土壤肥力,增加了微生物碳源利用能力和功能多样性,施用量1.5 t·hm-2即可对烟田土壤养分及生物学特性有较好的改善作用。