长期种植施肥对烤烟产质量和土壤氮素形态的影响

依托在遵义市2004年建立的烤烟长期田间定位试验,研究了不同烤烟种植（烤烟连作和烤烟//玉米轮作）和施肥（单施化肥和化肥有机肥配施）制度下,2017、2019和2021年烟叶产质量、肥料农学效率、土壤氮素和酶活性的变化,解析长期种植及施肥对植烟黄壤氮素形态的影响及其机制,为植烟土壤氮素营养管理提供科学依据。结果表明,轮作烤烟的产量、中上等烟比例、产值、肥料农学效率分别比连作处理增加31.4%、6.2%、37.2%、35.9%,说明烤烟轮作有益于提高烤烟产量和质量。在烤烟连作模式中,化肥配施有机肥使上述参数依次比单施化肥增高24.7%、9.1%、28.9%和24.8%;在烤烟轮作的土壤上,化肥配施有机肥使烤烟产量产值在3季中2季增加,总体上改善了烟叶质量。这些现象与轮作减轻烤烟的自毒作用,有机无机配施增加土壤全量和碱解氮、铵态氮、硝态氮含量,提高土壤酶（蛋白酶、脲酶、硝酸和亚硝酸还原酶）活性,促进土壤氮素转化,改善土壤氮素供应,以及烤烟//玉米轮作和化肥配施有机肥提高土壤硝态氮含量密切相关。因此,在黔北烟区,值得提倡烤烟//玉米轮作和化肥配施有机肥。     

烟蒜轮作与套作对土壤农化性状及烤烟产量的影响

为了探讨烟蒜轮作与套作对土壤农化性状及烤烟产量的影响,本试验在烤烟不同生育时期,采取单作烤烟、烟蒜轮作与套作种植方式下的土壤样品分析农化指标和统计烟叶产量,并对其结果进行对比分析.结果表明随生育期的推进,不同种植方式下根际土壤pH值呈增加趋势,烟蒜轮作与套作根际与非根际土壤的pH值均高于单作烤烟.上部叶成熟期,烟蒜轮作与套作根际与非根际土壤有机质含量均高于单作烤烟.下部叶与上部叶成熟期,烟蒜轮作与套作非根际土壤速效氮含量显著高于单作烤烟.而上部叶成熟期,烟蒜轮作与套作处理根际土壤速效磷、速效钾含量高于单作烤烟.烟蒜轮作与套作烟叶产量、上中等烟率较单作烤烟提高了35.04％和17.55％、5.88％和3.88％.烟蒜轮作与烟蒜套作种植方式均有利于缓解烟草连作障碍,改善土壤微生态环境,提高烤烟产量,但烟蒜轮作对其效果更加突出.本研究探讨烟蒜轮作与烟蒜套作种植方式对土壤农化性状及烤烟产量的影响,可为改良植烟土壤、减轻连作障碍及栽培制度的创新提供理论基础和技术支撑.     

不同种植模式对土壤微生物区系及烟叶产量与质量的影响

为探明不同烤烟(nicotiana tobacumL.)种植模式对土壤微生物区系及烟叶产量和质量的影响,采用磷脂脂肪酸(phospholipid fatty acids,PLFAs)方法研究了连作烟、轮作烟、麦套烟和麦茬烟等4种烤烟种植模式下耕层(0～25cm)土壤微生物的群落动态,并探讨了烟叶产质量的变化。研究结果表明,在绿肥翻压期,土壤微生物总PLFAs的含量以麦茬烟处理最低;在烟草团棵期,轮作烟处理最高且与其他处理差异显著;而在现蕾期和成熟期,各处理之间无显著差异。各微生物类群的PLFAs含量及其在不同处理间的差异均随生育期而异,其中真菌PLFAs含量在各处理间的差异不显著。真菌和细菌的PLFAs比值及革兰氏阳性细菌与阴性细菌的比值显示,整个土壤微生物及细菌部分的群落结构均受烤烟种植模式和生育期的影响。其中,土壤微生物群落结构的变化以麦茬烟处理最明显。各微生物类群在成熟期的主成分分析结果显示,烤烟种植模式之间存在明显分异,与连作烟相比,麦茬烟的土壤微生物群落结构与之类似,而轮作烟和套作烟则变化较大。此外,不同种植模式显著影响烤后烟叶的经济性状及化学成分。与连作烟相比,种植模式改变后有利于烟叶等级结构、均价及产值的提高,并显著增加烟叶中的钾含量,但不利于烟叶中糖分的积累,各植烟模式中以麦套烟和麦茬烟的综合效益较好。该研究结果有助于了解烤烟种植对土壤生物环境的影响,并为中国北方烟区烤烟种植制度的优化提供依据。     

不同烤烟种植模式对贵州土壤养分、酶活性及细菌群落结构的影响

贵州是我国第二大烤烟种植省份,为获得更高的经济效益,烟区常采用连作的种植模式。本研究采取大田试验,通过设置4个处理:烤烟连作(T)、白菜-烤烟轮作(C-T)、豌豆-烤烟轮作(P-T)、绿肥-烤烟轮作(GM-T),分析不同烤烟种植模式对贵州土壤养分、酶活性及细菌群落结构的影响。结果表明,烤烟轮作使土壤有机质(SOM)、阳离子交换量(CEC)、全氮(TN)、微生物量碳(MBC)、微生物量氮(MBN)和微生物量磷(MBP)分别提高了0.77%~12.44%、10.78%~38.51%、11.76%~17.65%、10.65%~20.67%、36.58%~160.36%和14.66%~36.21%;土壤中铵态氮(AN)、硝态氮(NN)、有效磷(AP)和速效钾(AK)含量分别降低了1.01%~71.67%、19.29%~24.32%、23.09%~52.21%和6.18%~10.09%。与T处理相比,烤烟轮作提高了土壤脲酶和蔗糖酶活性,提升幅度为12.38%~42.96%和4.00%~22.67%,以GM-T处理效果最佳。同时,烤烟轮作提高了细菌OTU数量,并改变了细菌群落的相对丰度,但未对细菌群落组成产生影响。此外,轮作还增加了土壤中有益细菌类群数量,尤其是杆菌类细菌。冗余分析(RDA)结果显示,MBP是驱动群落变异的主要因子,且与黄杆菌属和褚氏杆菌属呈正相关关系。综上所述,通过烤烟轮作可以均衡土壤养分、改善土壤微环境,以GM-T处理效果最佳。本研究结果可为贵州省烤烟的种植提供理论参考,为解决烤烟连作问题提供技术支撑。     

长期有机无机配施下烤烟-玉米轮作优化土壤微生物活化无机磷

采集遵义市15年长期施肥定位试验的土壤,包括撂荒地（对照）、烤烟连作—单施化肥、烤烟连作—化肥有机肥配施、烤烟玉米轮作—单施化肥和烤烟玉米轮作—化肥有机肥配施等处理,通过土壤悬浊液与培养液混合培养技术、微生物高通量测序及常规分析,研究长期施肥对土壤无机磷活化的影响。结果表明,烤烟玉米轮作、施用有机肥和撂荒地的土壤可培养微生物（细菌、真菌、放线菌和无机磷细菌）数量增多,种群多样性增加,说明土壤生态环境改善。将土壤悬浊液接种至微生物培养液中,培养期间混合液中的有效磷含量以烤烟玉米轮作高于烤烟连作,化肥有机肥配施和撂荒地高于单施化肥,其中以烤烟玉米轮作—化肥有机肥配施最高,烤烟连作—单施化肥最低,说明合理种植和科学施肥有益于土壤无机磷的活化,在遵义烟区提倡烤烟玉米轮作—化肥有机肥配施很有必要。在混合液中,氢离子与溶解钙磷、有机酸与溶解铁磷和铝磷显著相关。与溶磷微生物的纯培养技术相比,土壤悬浊液培养既能反映微生物的溶磷特征,又更接近土壤微生物菌群复杂的溶磷状况。在供试土壤微生物中,存在柠檬酸合酶、蛋白葡萄糖脱氢酶和苹果酸合酶等的合成通路,处理间的差异可从分子生物学角度解释合理轮作和化肥有机肥配...     

基于主成分- 聚类分析的植烟土壤障碍因子诊断

烤烟长期连作与过度施肥导致土壤障碍问题频发,病虫害增加,严重影响烟叶质量。通过对以烤烟为中心的不同作物轮作模式下土壤障碍因子识别与评价,探究烤烟轮作体系下土壤酶活性的响应规律,并建立障碍模型,对保障植烟土壤高质量、可持续发展经营具有重要意义。采集分析了丽江金沙江流域5县（区）植烟区大麦-烤烟（Ⅰ）、大蒜-烤烟（Ⅱ）、油菜-烤烟（Ⅲ）和蚕豆-烤烟（Ⅳ）主要轮作模式土壤典型样品111个,利用主成分分析法结合聚类分析法分析了19个土壤养分指标,从中挖掘主要障碍因子,并探究土壤酶活性的响应机制,同时引入障碍度模型对不同轮作模式下土壤养分因子进行定量化分析。结果表明：不同轮作模式下土壤主要障碍因子存在差异。大麦-烤烟（Ⅰ）模式中土壤障碍因子有4个,pH、全氮和水解性氮均属土壤重度障碍因子,有机质属轻度障碍,障碍度为8.29%。大蒜-烤烟（Ⅱ）模式中,有效磷和有效锌障碍度分别为5.67%和9.98%,均属于轻度障碍;水解性氮、交换性镁和有效铁障碍度分别为42.34%、28.41%和19.28%,属于重度障碍。油菜-烤烟（Ⅲ）模式中,有机质、全氮、水解性氮和交换性镁等土壤障碍因子均属重度障碍,障碍度...     

玉米?水稻轮作和水稻连作土壤根际和非根际氮含量及酶活性

【目的】以水稻连作为对照,研究玉米?水稻水旱轮作模式对稻田作物根际和非根际土壤氮素含量及酶活性的影响,为稻田系统玉米?水稻轮作对土壤氮素转化与稻田土壤质量的影响提供科学依据。【方法】利用根际袋盆栽试验进行水稻连作与玉米?水稻轮作,在玉米喇叭口期、抽穗期及成熟期,水稻分蘖期、孕穗期及成熟期分别采取根际与非根际土样,测定土壤铵态氮、硝态氮、全氮含量与脲酶、硝酸还原酶活性变化。【结果】两种种植模式及作物生育期对土壤氮素含量和酶活性均有显著影响。不同种植模式下土壤酶活性变化趋势基本相同。与水稻连作相比,玉米?水稻轮作土壤铵态氮减少了24.7%;土壤硝态氮含量增加了153.4%,主要表现在第一季。与水稻连作相比,玉米?水稻轮作条件下两季作物成熟期土壤全氮含量降低,土壤脲酶活性整体提高24.3%,土壤硝酸还原酶活性整体降低34.6%。水旱轮作对各个指标的影响可持续到第二季。根际土壤铵态氮含量及脲酶活性整体低于非根际土壤,玉米根际土壤硝态氮含量低于非根际,水稻根际土壤硝态氮含量高于非根际土壤,根际土壤硝酸还原酶活性高于非根际土壤。【结论】在本试验中,轮作在第一季对土壤氮素及酶活性的影响可持续至第二季。与水稻连作相比,玉米?水稻轮作可以提高作物根际与非根际土壤的脲酶活性及硝态氮含量,有利于氮素有效性的提高。     

栽培模式对甘肃旱区胡麻地土壤酶活性及胡麻产量的影响

采用定位试验,研究不同栽培模式对胡麻土壤酶活性及产量变化特征的影响。结果表明,在0～20 cm耕作层,胡麻与小麦轮作、胡麻连作、胡麻与小麦间作模式下土壤蔗糖酶、脲酶、过氧化氢酶活性变化规律具有明显的相似性,蔗糖酶活性不断增加,脲酶、过氧化氢酶活性先降低后增加,碱性磷酸酶活性略有所不同;在20～40 cm亚土层,胡麻与小麦轮作、胡麻连作、胡麻与小麦间作模式下的土壤脲酶活性变化规律具有明显的相似性,其余3种酶活性变化规律发生改变,说明深层土壤酶活性受到外因的干扰增多。合理的作物种植模式可以明显影响作物的产量及产量构成,轮作制度有效的缓解了胡麻连作带来的连作危害,而间作处理在一定程度上打破了连作可能带来的负面效应,但是效果有限。     

轮作模式对设施土壤微生物区系和酶活性的影响

对昆明郊区蔬菜、花卉主产县典型大棚土壤进行取样和设施土壤土壤微生物区系和土壤酶活性分析,研究结果表明,与连作相比,花一花轮作最有利于增加土壤细菌、放线菌数量,降低真菌数量,提高土壤酶活性,花-菜轮作次之,菜-菜轮作模式效果最差。轮作能有效调节土壤微生物区系,有利于微生物群落的多样性和稳定性的提高,最终改善了土壤的微生态环境。     

烤烟连作对耕层土壤酶活性及微生物区系的影响

以烤烟品种"龙江911"为材料,在大田试验条件下分别测定了连作1年和5年的烤烟耕层土壤酶活性及微生物区系变化。结果表明:烤烟连作1年的耕层土壤酸性磷酸酶与脲酶活性高于正茬(大豆-小麦-烤烟),而烤烟连作5年的土壤酸性磷酸酶与脲酶活性低于连作1年。在0~10 cm土层内,烤烟连作1年和连作5年的土壤过氧化氢酶活性均比正茬低,且连作5年土壤比连作1年土壤降低了35.47%。10~20 cm土层内,烤烟连作1年和5年的土壤蔗糖酶活性分别比正茬降低了30.27%和52.14%。烤烟连作减少了土壤细菌和放线菌数量,增加了真菌数量,细菌主要以土壤氨化细菌、好气性自生固氮菌和好气性纤维素分解菌降低为主。因此,烤烟连作破坏了微生物种群的平衡及降低土壤酶活性可能是引起烤烟连作障碍的主要原因之一。     

烟-稻复种连作年限对土壤理化性状及烟叶产量与品质的影响

为探明长期烟-稻复种连作对烟田土壤理化性状及烟叶产量与品质的影响,在衡阳烟区烟-稻复种连作区采取了不同复种年限的土样和当季烟叶样品,检测了土壤p H值、有机质及速效养分含量、中微量元素含量以及烟叶产量和烟叶主要化学成分含量等指标的变化。结果表明,适度的烟-稻复种连作(≤7年)可较好的协调土壤p H值,不仅对烟叶产量和产值无显著影响,而且使烟叶中糖碱比和钾氯比协调合理,品质趋好。而当连作超过10年后,土壤明显酸化,烟叶产量、产值也显著下降,可考虑通过绿肥轮作、休耕等措施提升土壤质量。     

炭化烟草秸秆还田对连作植烟土壤及烤烟生长发育的影响

为了修复连作植烟土壤,丰富生物质炭在烟草生产中的生态学效应,加快烟草废弃物的综合利用,选择连作15 a、烟草青枯病发生严重的植烟土壤,通过大田试验,研究了炭化烟草秸秆对连作植烟土壤理化性状、微生物数量及烤烟生长发育的影响。结果表明,在连作植烟土壤中添加1 500 kg/hm~2炭化烟草秸秆,有利于改善土壤理化性质和养分状况,改变土壤微生物丰度,进而促进烤烟的生长,提高烟叶的产量,增加植烟的收益。     

轮间作系统对烤烟产量、品质和土壤养分的影响

选择贵州省黔南烟区有代表性的植烟土壤,采用烤烟单作和间作（烤烟∥红薯和烤烟∥花生）,并在同一地块上实施年内间作,年间就地轮作的新型种植系统,连续6年研究了该系统对烟叶产量、品质和土壤养分的影响。结果表明:年内间作,年间就地轮作系统单位面积烟叶产量和产值连续六年显著高于烤烟单作,产量和产值平均提高11.3%和20.4%,作物总产值显著提高,并显著降低青枯病发病率约11.0%,烟叶化学成分含量适中,比例协调。年内间作,年间就地轮作系统种植6年后对土壤全量养分无显著影响,但显著改善土壤有效养分含量,适时保证养分供应,与烤烟单作系统相比,更能保持适宜的土壤有效养分比例,促进烤烟均衡吸收养分。因此,年内间作,年间就地轮作系统有利于减轻烤烟连作障碍,是值得推广的新型烤烟种植系统。     

生物有机肥改良连作土壤及烤烟生长发育的效应

以蚯蚓肥和有效微生物制剂堆置发酵制成生物有机肥,采用盆栽试验研究了生物有机肥和化肥按不同配比混合施用后对烤烟生长发育及植烟土壤理化性质的影响。结果表明,施肥显著促进烤烟的生长发育,以生物有机肥比例为50%时最佳,70%次之,同时生物有机肥比例为50%时烤烟产量最高;纯生物有机肥施用后烤烟的生长指标和产量均优于纯化肥处理;生物有机肥比例为30%～50%时可以促进烤烟对氮素、钾素的吸收,更有利于优质烟叶的生产;施用生物有机肥可显著提高连作土壤的pH值、有机质含量和碱解氮、速效磷及速效钾的含量。     

连作植烟土壤酚酸类物质变化特征及其与主要环境因子的Mantel Test分析

为明确酚酸类物质在连作植烟土壤中的变化特征,探讨土壤主要环境因子对酚酸类物质的影响,以不同连作年限（4 a,6 a,8 a,14 a和16 a）植烟土壤为对象,研究了不同连作年限植烟土壤酚酸类物质、理化性状、酶活性和细菌多样性的变化特征,并利用Mantel Test分析了酚酸类物质与土壤主要环境因子的相关性。结果表明,随连作年限增加,土壤酚酸类物质和速效钾含量升高,pH、有机质含量、细菌菌群丰度和多样性降低,水解性氮和有效磷含量呈先降低后升高趋势,酶活性呈先升高后降低趋势。Mantel Test分析表明,土壤酚酸类物质含量与理化性状、酶活性和细菌丰度显著相关,且与理化性状相关性最高;不同酚酸类物质含量与土壤主要环境因子相关性存在差异,其中,对羟基苯甲酸和阔马酸与植烟土壤理化性状、酶活性以及细菌丰度的相关性最高。因此,在本试验条件下,连作植烟土壤酚酸类物质具有明显积累特征,植烟土壤环境恶化;酚酸类物质积累受理化性状、酶活性和细菌多样性影响,且理化性状影响最大;不同酚酸类物质受主要土壤环境因子的影响存在差异,其中对羟基苯甲酸和阔马酸积累所受影响最大。     

连作年限对植烟根际土壤化感物质积累的影响——以湖北黄棕壤烟田为例

为明确烤烟不同连作年限对土壤化感物质积累的影响,以湖北典型的植烟黄棕壤为例,采用甲醇提取–乙酸乙酯3次萃取-GC-MS检测方法,分析其根际土壤中化感物质的组成和含量.结果共检测出化感物质5类13种,其中邻苯二甲酸、对羟基苯甲醛和邻苯二甲酸二异辛酯等在以往植烟土壤研究中未见报道;化感物质含量随连作年限的延长呈增加趋势,与...     

施肥对烤烟产量、品质及土壤养分、酶活性的影响

田间试验设置不施肥、单施化肥和有机无机配施3种施肥处理,研究了施肥对烤烟产量、质量及土壤养分、酶活性的影响。结果表明,在有机无机配施的处理中,烟叶产量最高,中上等烟比不施肥和单施化肥分别提高了24.6%和13.2%,土壤有效养分的变化与烤烟生理需要相协调。此外,施肥显著增强土壤脲酶活性;有机无机配施显著提高土壤蔗糖酶活性;土壤过氧化氢酶活性有机无机配施最高,单施化肥次之,不施肥最低。在不施肥的处理中,土壤酶活性在烤烟主要生育期无显著差异;但在施肥处理中,土壤酶活性随烤烟生育期的延长而提高,说明肥料养分(或有机质)与土温升高的交互作用可能是土壤酶活性提高的主要原因之一。     

长期连作对烤烟产量和土壤养分的影响

选择贵州省适宜烤烟连作的灰岩黄壤和不宜连作的第四纪黄壤,连续进行了6年的盆栽试验。结果表明,连作总体上降低烤烟产量,但降低幅度因土壤不同而异。在适宜连作的土壤上,短期连作(3季)烟叶产量无显著变化,连作至第4年烟叶产量开始下降;在不宜连作的土壤上,烟叶产量持续降低。连作过程中,烟叶氮、磷、钾含量在一定范围内波动,烟株养分吸收量持续降低;而土壤有效养分含量却不同程度地增加。其中,有效磷增幅最大,有效钾次之,有效氮最低。烤烟连作土壤有机质未发生显著变化,pH呈缓慢降低趋势,原因可能与单施生理酸性的复合肥有关。