湘西北烤烟和玉米连作田土壤团聚体碳特征比较

选择湘西北烤烟和玉米连作两种典型耕地,分析不同粒径团聚体的有机碳差异及与土壤总有机碳及其活性组分的关系。结果表明,玉米及烤烟连作的土壤,较大的团聚体具有较高的有机碳含量;玉米田土壤有机碳主要储存于粒径>2 mm团聚体中,而烟田土壤有机碳主要储存于粒径>2 mm和2~0.25 mm的团聚体中;相较于烟田,玉米田土壤大团聚体具有较高的有机碳含量、固碳能力及有机碳贡献率;两种土壤均以粒径>2 mm团聚体有机碳对土壤总有机碳的响应最敏感;土壤易氧化有机碳（EOC）及颗粒有机碳（POC）均与粒径>2 mm和2~0.25 mm团聚体有机碳贡献率呈显著或极显著正相关。因此,山地烟区烤烟和玉米连作田土壤质量保育和退化修复工作均需提升大团聚体比例以提高其固碳能力。     

烤烟根系分泌物的分离鉴定及对种子萌发的影响

为研究烤烟根系分泌物在烟草连作障碍中的作用,揭示主要烤烟品种根系分泌物的种类、数量及其对烟草生长的影响,对中烟100、NC89、K326中不同组分根系分泌物的主要成分进行了分离鉴定,并调查了中烟100不同组分根系分泌物对烟草种子发芽率和发芽势的影响。结果表明,3个品种根系分泌物主要是有机酸类,其中在中性提取条件下,含量较高的物质有2-羟基丙酸、肉豆蔻酸、新植二烯、东莨菪素、辛酸等;在酸性提取条件下,含量相对较高的物质有3-羟基丁酸、新植二烯、丁二酸、棕榈酸、肉桂酸等;在碱性提取条件下,含量相对较高的物质有新植二烯、棕榈酸、硬脂酸等。2-羟基丙酸、苯甲酸、丁二酸、烟碱、新植二烯、肉豆蔻酸、棕榈酸、延胡索酸等为3个烤烟品种根系分泌物的共有成分。中烟100不同组分根系分泌物对种子发芽率和发芽势的影响程度依次为：中性组分＞酸性组分＞碱性组分。延胡索酸、丁二酸、烟碱3种物质对烟草种子发芽率均有抑制作用,并且随着浓度的增加而逐渐加强。     

连作对不同类型植烟土壤化学性状、酶活性及细菌群落的影响

为探明不同类型植烟土壤对连作的响应差异,以云南的红壤、水稻土和紫色土为研究对象,分析烤烟连作5年土壤化学指标、酶活性和细菌群落特征的变化。结果表明,连作5年后,与轮作处理比较,水稻土和红壤的有机质、全氮、全磷、碱解氮、有效磷含量显著增加,pH、速效钾含量显著降低,紫色土仅速效钾含量显著增加,其他指标无明显变化。3种土壤的过氧化氢酶活性显著下降,脲酶活性不同程度增加,但紫色土增加不显著;水稻土的蔗糖酶活性显著下降,红壤和紫色土则变化不明显。3种类型土壤均以变形菌门、蓝细菌门、酸杆菌门、绿弯菌门和拟杆菌门等5个菌门为优势菌群。连作5年后,不同类型土壤的细菌群落相对丰度与活性存在一定差异,其中紫色土的细菌群落结构组成与轮作处理最为相似,其ACE和Shannon指数在3种土壤中变幅较小。综合比较来看,烤烟连作对紫色土的主要生化指标微生物群落结构影响较小,说明紫色土对烤烟连作响应相对不敏感。     

万寿菊-烟草轮作调理植烟土壤细菌群落结构的作用

基于大田试验和Illumina Hiseq扩增子测序技术,分析了万寿菊-烟草轮作对植烟土壤细菌群落多样性和结构的影响,旨在为缓解烟草连作障碍提供理论依据。结果表明,万寿菊-烟草轮作可提高烟株根际土壤细菌群落Sobs、Shannon和Chao1等多样性和丰富度指数;提升土壤中酸杆菌门(Acidobacteria)和拟杆菌门(Bacteroidetes)的相对丰度;促使生防菌(Pseudomonas)、功能菌(Candidatus_Solibacter、Bryobacter和Bradyrhizobium)、降解菌(Massilia、Novosphingobium和Ramlibacter)和根际促生菌(Flavisolibacter)等菌属比例上升,有利于改善土壤微生态环境、缓解连作障碍。     

微生物菌剂对烟草连作土壤理化性质及土壤胞外酶酶活性的影响

  目的  为研究微生物菌剂对不同连作年限植烟土壤的影响。  方法  以不同连作年限植烟土壤为研究对象,研究微生物菌剂对植烟土壤理化性质、胞外酶活性以及烟草农艺性状的影响,旨在为缓解烟草连作障碍提供参考。  结果  （1）未添加微生物菌剂的土壤随连作年限增加,土壤养分含量有机碳（SOC）、全氮（TN）、有效磷（AVP）、铵态氮（NH₄+-N）和硝态氮(NO₃--N）呈降低趋势,土壤pH值呈下降趋势,介于5.0~6.4;土壤胞外酶过氧化物酶（PER）、酸性磷酸酶（ACP）、纤维二糖水解酶（CBH）活性不同程度下降;同时烟草长势变弱,株高、根、茎、叶鲜重和相同叶位叶片干重、鲜重、叶长和叶宽均呈降低,且均在连作8年达最低。（2）添加微生物菌剂后,土壤有机碳、全氮、有效磷、硝态氮和铵态氮含量呈上升趋势,土壤pH值呈上升趋势,介于6.0~7.1;土壤胞外酶活性得到不同程度改善。  结论  3种外源微生物均能改善土壤胞外酶活性,提高碳循环和氮循环能力,增加土壤养分,促进烤烟生长,缓解连作障碍。      

外源有机~(14)C对烟稻轮作土壤有机质特性的影响

为明确烟稻轮作周期内外源有机C还田后的分解转化规律及其对土壤有机质组成、转化和特性的影响,用~(14)C标记的黑麦草根以0、0.3%和0.6%添加到植烟土壤中,用砂滤管进行田间培养。结果表明,外源有机~(14)C的分解经历前期快速和后期缓慢分解阶段,其矿化率达到50%以上,其中种植烟草的旱作阶段为20%~30%,种植水稻的水作阶段为30%左右;烟草连作使土壤有机质含量(质量分数)和品质下降,外源有机~(14)C对土壤有机质含量无明显影响,但有机质组成和特性发生了较大变化,胡敏酸(HA)占腐殖酸的比例增加;旱作阶段,原有有机C和外源~(14)C形成HA和富里酸(FA)的量处于动态平衡;水作阶段,外源有机~(14)C形成的FA量增大,土壤有机质腐殖化系数增大。秸秆还田和烟稻轮作是活化和更新烟田土壤有机质,改善其品质的有效措施。     

烤烟连作对土壤养分的影响

分析了烤烟不同连作年限的土壤养分含量。结果表明烤烟连作1～2年的烟田土壤养分与正茬比较变化不大,而连作2年后,土壤中全氮、速效钾含量减少,全磷、碱解氮和速效磷含量增加,有机质含量下降,pH值有所升高;连作3年和4年时烤烟各生育期的土壤全磷和速效磷含量均处于较高水平,显著高于其它3个茬口,连作4年的土壤缓效钾含量高于其它茬口。     

休耕对连作障碍植烟土壤酶活性及细菌群落结构的影响

为揭示休耕对连作障碍土壤微生态环境的影响机制,选择常年连作烟草且青枯病发生严重的烟田为研究对象,研究了休耕对土壤酶活性及土壤细菌群落结构的影响。结果表明,休耕措施能有效提高连作烟田有机质、碱解氮含量和土壤酶活性,特别是休耕两年后土壤蔗糖酶、过氧化氢酶活性比未休耕烟田分别增加147.85%、64.13%。休耕措施有利于提高土壤细菌群落的丰富度,随着休耕年限的增加Chao指数与Shannon指数呈增加趋势,Simpson指数呈降低趋势。休耕后土壤中的有益菌酸杆菌门(Acidobacteria)和有益菌玫瑰弯菌属(Roseiflexus)均明显高于连作烟田,而致病菌青枯雷尔氏菌则明显低于连作烟田。休耕一年、两年的烟田青枯病发病率比连作烟田分别降低22.62%和32.55%。因此,休耕能改善连作障碍植烟土壤的微生态环境,提高土壤肥力,降低烟田青枯病的发病率。     

烤烟轮作与连作土壤细菌群落多样性比较

为了解烤烟轮作和连作对土壤细菌群落多样性的影响,分别提取轮作和连作土壤总DNA,用细菌16S rDNA特异引物扩增出细菌16S rDNA,建立克隆文库。用限制性内切酶Hae III和Afa I进行PCR-RFLP分析,分别得到177和147个酶切类型,采用多样性指数对试验结果进行分析统计表明,香农多样性指数和丰富度指数均表现为轮作大于连作。通过构建两克隆文库的系统发育树,并分析主要种群的组成表明:连作文库的优势种群主要集中在酸杆菌门,轮作文库的优势种群主要分布在酸杆菌门、γ-变形菌门、α-变形菌门。说明轮作方式可提高植烟土壤细菌群落的多样性,而连作使植烟土壤细菌群落结构趋于简单,从而导致微生物群落功能失调,可能是引发连作障碍的原因之一。     

轮作与连作对烤烟不同生育期根际土壤细菌群落结构的影响

为明晰烤烟连作是否对根际细菌群落结构产生影响,采集不同生育时期的轮作和连作烤烟根际土壤,运用 454焦磷酸测序技术,对根际土壤细菌 16S rDNA V1-V3片段序列结构组成进行分析。结果表明,与轮作处理相比,连作处理烤烟根际酸杆菌门丰度在生育前期低而在后期高,但 α-变形菌门和放线菌门表现出相反的变化趋势;烤烟连作降低了表征菌群丰度的 Chao指数和物种丰富度的 Shannon指数,表明烤烟连作降低了根际土壤细菌多样性。主成分分析和 NMDS(non-metric multidimensionalscaling)的聚类分析结果显示不同处理烤烟根际细菌群落结构随生育期而迁移,轮作与连作烤烟根际土壤细菌群落结构差异在生育前期体现明显,生育后期不明显,表明生育期是影响烤烟根际细菌群落结构变化的主要因素,而连作与轮作是次要因素。      

不同秸秆对植烟土壤有机碳矿化和腐殖质组成的影响

针对南方常见的烤烟轮作体系,研究添加不同作物秸秆（烟草、油菜和水稻）后土壤有机碳矿化特征和腐殖物质含量变化,为合理利用烟田废弃物提供理论依据。采用室内恒温培养试验,将3种秸秆分别以覆盖于土壤表层和与土壤混匀2种方式添加,分析不同处理土壤CO₂释放规律、总有机碳（TOC）和腐殖物质含量的变化与相关性。结果表明,以不同方式添加作物秸秆对土壤CO₂释放影响显著,覆盖处理土壤有机碳矿化强度高于混匀处理,达到极显著差异;3种秸秆的添加均能显著提高土壤CO₂释放速率和累积释放量,有机碳矿化强度表现为油菜秸秆 > 烟草秸秆 > 水稻秸秆。经过180 d的培养,添加秸秆的各处理土壤TOC、腐殖物质各组分含量和PQ值显著升高。相关性分析表明,土壤CO₂累积释放量与土壤中TOC、HE（可提取腐殖质总量）与FA（富里酸）含量呈显著相关。因此,3种作物秸秆的添加可提高植烟土壤有机碳含量和腐殖化程度,且秸秆混匀处理具有较好的固碳减排效果。     

等碳量添加不同有机物料对土壤有机碳组分及土壤呼吸的影响

为探明不同有机物料对土壤有机碳组分和呼吸速率的影响,研究了等碳量添加生物炭、秸秆、生物炭+秸秆条件下烤烟生长过程中土壤总有机碳（TOC）、易氧化有机碳（ROC）、可溶性有机碳（DOC）、微生物量碳（MBC）含量及土壤呼吸速率的动态变化,分析了土壤各有机碳组分之间及其与土壤呼吸速率的关系。研究结果显示,与单施化肥相比,等碳量添加有机物料后土壤各有机碳组分含量以及土壤呼吸速率均显著提高;添加有机物料的3个处理中,单施生物炭处理土壤TOC含量最高,CO₂排放量最低;单施秸秆处理土壤活性有机碳（AOC）占TOC的比例及CO₂排放量最高,但TOC含量最低;生物炭+秸秆处理土壤TOC含量显著高于添加秸秆处理,AOC含量显著高于单施生物炭处理,且CO₂排放量显著低于单施秸秆处理。土壤ROC、DOC、MBC之间关系密切,三者与土壤呼吸速率均呈显著正相关。由此可见,等碳量添加有机物料条件下,生物炭有利于土壤有机碳的固存,可减少CO₂的排放,但短期内对提高土壤AOC的效果不如秸秆直接还田明显,而秸秆直接还田对土壤AOC含量的提升效果最好,但会增加CO₂的排放,两者配施既提高了土壤AOC的含量,又减少了CO₂的排放。      

Black carbon and kerogen in soils and sediments. 2. Their roles in equilibrium sorption of less-polar organic pollutants

The first paper of this series reported that soil/sediment organic matter (SOM) can be fractionated into four fractions with a combined wet chemical procedure and that kerogen and black carbon (BC) are major SOM components in soil/sediment samples collected from the industrialized suburban areas of Guangzhou, China. The goal of this study was to determine the sorptive properties forthe four SOM fractions for organic contaminants. Sorption isotherms were measured with a batch technique using phenanthrene and naphthalene as the sorbates and four original and four Soxhlet-extracted soil/sediment samples, 15 isolated SOM fractions, and a char as the sorbents. The results showed that the sorption isotherms measured for all the sorbents were variously nonlinear. The isolated humic acid (HA) exhibited significantly nonlinear sorption, but its contribution to the overall isotherm nonlinearity and sorption capacity of the original soil was insignificant because of its low content in the tested soils and sediments. The particulate kerogen and black carbon (KB) fractions exhibited more nonlinear sorption with much higher organic carbon-normalized capacities for both sorbates. They dominate the observed overall sorption by the tested soils and sediments and are expected to be the most important soil components affecting bioavailability and ultimate fate of hydrophobic organic contaminants (HOCs). The fact that the isolated KB fractions exhibited much higher sorption capacities than when they were associated with soil/sediment matrixes suggested that a large fraction of the particulate kerogen and BC was not accessible to sorbing HOCs. Encapsulation within soil aggregates and surface coverage by inorganic and organic coatings may have caused large variations in the accessibility of fine kerogen and BC particles to HOCs and hence lowered the sorption capacity of the soil. This variability posts an ultimate challenge for precisely predicting HOC sorption by soils from the contents of different types of SOM.     

生物炭对土壤碳组分及烟草生长发育的影响

为探索生物炭对植烟土壤改良和烟草生长发育的影响效果,采用大田试验设置5个处理[T0（对照）:0 t/hm2生物炭+0.64 t/hm2氮肥;T1:0.5 t/hm2生物炭+0.64 t/hm2氮肥;T2:1 t/hm2生物炭+0.64 t/hm2氮肥;T3:1.5 t/hm2生物炭+0.64 t/hm2氮肥;T4:2 t/hm2生物炭+0.64 t/hm2氮肥],分析了生物炭对植烟土壤碳排放、有机碳组分以及烟草生理指标的影响。结果表明:①与T0相比,中低用量（0.5~1.5 t/hm2）的生物炭处理可降低土壤CO₂排放总量;其中T1、T2和T3处理较T0分别降低28.14%、25.25%和8.41%;而高用量（2 t/hm2）生物炭处理则促进了土壤碳排放,T4处理较T0提高8.79%。②生物炭处理可提高土壤总有机碳、微生物生物量碳、可溶性有机碳和易氧化有机碳含量（质量分数）;在移栽后70 d T4处理的土壤总有机碳和微生物生物量碳含量较T0分别提高19.38%和29.38%;土壤微生物生物量碳占总有机碳比例随生物炭的施入而降低,而土壤可溶性有机碳占总有机碳比例随生物炭的施入而升高。③生物炭处理可提高烟草根系活力,改善烟草叶片光合特性,提高烟草干物质积累量;其中T3处理的烟草根系活力较T0提高80.43%。因此,适宜用量的生物炭可降低土壤碳排放量,提高土壤中碳组分含量,改善烟株根系生长发育状况和光合特性,提高烟株干物质积累量。      

河南烟区土壤有机碳组分特征及其对烟叶化学成分的影响

为了明确河南典型烟区土壤有机碳库组分特征及其对烟叶化学成分含量(质量分数)的影响,采集分析了河南许昌、平顶山、洛阳和三门峡4个典型植烟区的土壤和烟叶样品.结果表明:①河南产区土壤总有机碳(TOC)、活性有机碳(AOC)、颗粒有机碳(POC)和溶解性有机碳(DOC)含量分布范围在3.72～13.80、0.26～0.74、...     

湖南烟稻轮作区土壤团聚体稳定性及其与碳氮比的关系

  目的  明确湖南省烟稻轮作区不同土层土壤团聚体分布特征及其与碳氮比的关系。  方法  于2017年采集湖南郴州、衡阳和长沙烟区150个土壤样品,探讨了不同土层土壤团聚体的粒级含量、分布特征和稳定性,通过相关分析研究了土壤团聚体稳定性与碳氮比的关系。  结果  1）湖南省烟稻轮作区以> 1 mm粒级土壤团聚体为主,百分比含量为64.47%;土壤碳氮比均值为9.66,变幅在3.69~14.06之间。各粒级土壤团聚体含量从高到低依次为> 1 mm、0.5~1 mm、0.25~0.5 mm、 < 0.053 mm、0.053~0.25 mm。不同土层土壤团聚体平均重量直径（MWD）、几何平均直径（GMD）、水稳性大团聚体（R_0.25）和分形维数（FD）呈显著差异;不同烟稻轮作区间变化趋势基本一致,随土层深度的增加,MWD、GMD和R_0.25呈下降趋势,FD呈上升趋势。2）土壤碳氮比与MWD、GWD和R_0.25呈显著正相关关系,与分形维数FD呈显著负相关关系,回归方程为y=2.89-0.02x（r2=0.57）。  结论  湖南烟稻轮作区土壤碳氮比与土壤团聚体具有紧密联系,土壤的碳氮比值越高则土壤团聚体就越稳定。因此,可以通过增施有机肥,控制氮肥,创造适宜的碳氮比,获得更多稳定性高的团聚体。      

Chemical extractions affect the structure and phenanthrene sorption of soil humin

Humin is a major fraction of soil organic matter and strongly affects the sorption behavior and fate of organic contaminants in soils and sediments. This study evaluated four different extraction methods for soil humins in terms of their organic carbon structural changes and the consequent effects on phenanthrene sorption. Solid-state 13C NMR demonstrated that 0.1 M NaOH exhaustively extracted humin and humin extracted with 6 M HF/HCl at 60 degrees C had a relatively high amount of aliphatic components as compared with 1 M HF-extracted humin. The treatment of 6 M HF/HCl at 60 degrees C greatly reduced carbohydrate components (50-108 ppm) from humin samples, i.e., more than 50% reduction. In addition, the humin from this 6 M HF/HCl treatment contained relatively more amorphous poly(methylene) domains than the humins extracted by other methods. With the respect to phenanthrene sorption, the linearity of sorption isotherm (N) and sorption affinity (Koc) varied markedly among the humin samples extracted by different methods. The NaOH exhaustively extracted humin had the most nonlinear sorption isotherm and the HF-extracted humin had the lowest Koc. It is concluded that humin samples from different extraction procedures exhibited substantial differences in their organic carbon structure and sorption characteristics, even though they were from the same soil. Therefore, one needs to be cautious when comparing the structural and sorption features of soil humins, especially when they are extracted differently. The 6 M HCl/HF extraction at elevated temperature is not encouraged, due to the modifications of chemical structure and physical conformation of organic matter.     

麦-玉-豆轮作制度下施肥措施对土壤养分的影响

为了研究在麦-玉-豆轮作制度下,前茬作物的肥料残效对后期作物的施肥是否有影响,通过三年田间试验,测定分析了不同耕作制度下的土壤营养成分。研究结果表明,与原基础含量相比,连作制度下土壤中的全氮含量增加6．2％,碱解氮含量增加40．2％,有效磷含量下降35．5％,速效钾含量变化不明显,有机质含量下降8．6％;轮作处理的全氮含量下降17．8％,碱解氮含量下降了6％,有效磷含量下降31．3％,速效钾含量增加了15．8％,有机质含量下降了14．1％。在麦-玉-豆轮作制度下,各处理的全氮、全磷及pH值差异均不显著;全钾含量表现出有规律的变化,施肥量正常水平各处理间全钾含量普遍升高,施肥量为零的处理下的全钾含量高于1／2水平下的处理;各处理土壤中有机质含量差异较大。年际间调肥处理可以平衡土壤养分,有效改善根系土壤环境。     

河南省不同茬口烟田土壤养分状况评价

通过对河南省不同茬口烟田的1145个土壤样品分析,评价了全省主要茬口植烟土壤的养分现状。结果表明,主要茬口(烟草、玉米、豆类、甘薯、其它作物)土壤有机质含量均较适宜于优质烟生产,其平均含量由高到低顺序为玉米、其它作物、烟草、豆类和甘薯;各茬口土壤有效氮由高到低排列为玉米、甘薯、其它作物、豆类和烟草,其中玉米、甘薯和其它作物茬分别有30.7％、21.7％和19.2％的土壤有效氮含量高于100 mg/kg,需注意控氮;各茬口土壤速效磷平均含量都在中等偏上水平;土壤速效钾含量以烟草茬最高,其它各种茬口由于农民不注重钾肥的投入,土壤速效钾含量相对较低;各茬口土壤水溶性氯含量普遍适宜;各茬口土壤有效锌含量由高到低顺序为豆类、烟草、甘薯、其它作物和玉米,有50％以上的烟田需补施锌肥;各茬口土壤有效硼含量普遍缺乏。