垂直深旋耕配施改土物料改良酸性土壤并提高烟草种植效益研究

为实现酸性土壤改良与土壤培肥同步、表层土与表下层土壤改良同步的目的,运用垂直深旋耕与无机、有机、生物等多物料综合协同改良酸性土壤,采用双因素裂区设计,试验设垂直深旋耕和传统耕作方式,以及石灰、石灰+绿肥、石灰+绿肥+酸性生物有机肥、石灰+绿肥+碱性生物有机肥等改土物料组合,研究了耕作方式和改土物料及其互作对植烟土壤理化特性及烤烟根系生长、农艺性状、经济性状、化学成分的影响。土壤理化特性受耕作方式和改土物料的影响,也受其互作的影响;垂直深旋耕可降低土壤容重,提高土壤孔隙度和土壤碱解氮、有效磷、速效钾含量,提高改土物料调酸效果;石灰与绿肥、生物有机肥配施更有利于改善土壤物理特性、提高土壤pH和养分含量,施用碱性生物有机肥较酸性有机肥更有利于提高土壤pH。烤烟根系和地上部生长及经济性状主要受耕作方式的影响,烟叶化学成分主要受改土物料的影响;垂直深旋耕结合石灰、绿肥、生物有机肥改良酸性土壤,有利烤烟根系生长,改善烤烟农艺性状,提高烤烟产量和产值,协调烟叶化学成分。在山地烟区,采用垂直深旋耕结合无机、有机、生物等多物料综合协同改良酸性植烟土壤,可同步实现表层土壤酸度改良与肥力提升,还可同步实现表层与表下层酸性土壤改良,提高烤烟种植效益。      

施用石灰和绿肥及生物有机肥后的酸性土壤pH和理化性状动态变化

为明确酸性植烟土壤施用石灰、绿肥和生物有机肥等改土物料组合的效果,研究了酸性土壤单施石灰、石灰+绿肥、石灰+绿肥+生物有机肥等改土物料后土壤pH和土壤理化性状动态变化。结果表明:（1）施用改土物料之后,植烟土壤pH表现为先升后降的阶段性变化,至烤烟移栽60d后逐渐趋于稳定; 单施石灰的植烟土壤容重呈升高趋势,石灰+绿肥、石灰+绿肥+生物有机肥处理的土壤容重呈下降趋势;植烟土壤孔隙度、水分和有机质含量呈“高—低—高”的阶段性变化;植烟土壤碱解氮含量呈“低—高—低—高的阶段性变化;土壤有效磷和速效钾含量呈递增趋势。（2）至烤烟移栽后120d,施用改土物料较对照能提高土壤pH 0.32~1.07个单位,提高碱解氮含量17.1%~25.7%,提高有效磷含量18.2%~70.0%,但降低速效钾含量;石灰+绿肥、石灰+绿肥+生物有机肥处理分别提高土壤有机质含量27.6%和39.3%,提高土壤孔隙度2.02%和3.02%,提高土壤水分7.4%~24.2%,降低土壤容重2.46%和4.10%;单施石灰则会降低土壤有机质含量、土壤孔隙度、土壤水分含量。（3）不同处理以石灰+绿肥+生物有机肥组合对强酸性土壤的改良效果最好,石灰+绿肥次之,单施石灰效果较差。因此,施用石灰时应配施绿肥和生物有机肥,以实现对强酸性土壤的可持续改良。      

施用改良剂对植烟土壤酶活性和养分含量的影响

为明确酸性植烟土壤施用改良剂后的土壤酶活性和主要养分的动态变化,以湖南省花垣县植烟土壤为研究对象,采用盆栽试验研究了丰收延酸性土壤调理剂、金叶酸性土壤改良剂、石灰等3种土壤改良剂对土壤酶活性及土壤养分的影响。结果表明:烤烟移栽后30～120 d,土壤脲酶及蔗糖酶活性呈"低—高—低"的变化趋势,移栽后120 d较对照分别提高28.89%～33.39%和18.27%～32.74%;土壤中性磷酸酶及过氧化氢酶活性呈逐渐增强的趋势,移栽后120 d较对照分别提高9.61%～18.03%和9.14%～16.17%。施用丰收延和金叶酸性土壤改良剂可提高土壤有机质、碱解氮和有效磷含量;施用石灰可提高土壤碱解氮和有效磷含量;施用金叶酸性土壤改良剂可降低土壤速效钾的有效性。对酸性(pH5.5)植烟土壤的修复施用石灰的效果最好。     

不同种类有机肥对植烟土壤微生物功能多样性的影响

为探究不同种类有机肥对植烟土壤微生物多样性的影响,通过长期定位试验研究了施用商品有机肥、农家肥（牛粪）和绿肥（光叶紫花苕子）对土壤微生物功能多样性和肥力的影响。结果表明,从烟株团棵期到采收后,微生物碳源利用能力呈现先升高后降低的趋势。与单施化肥相比,商品有机肥和农家肥处理烤烟团棵期的土壤微生物AWCD值分别提高了22.0%和31.0%,Mclntosh多样性指数显著提高了15.2%和18.0%。旺长期商品有机肥处理AWCD值和多样性指数均显著高于其他处理。有机肥处理的土壤活性有机碳和微生物量碳含量相比于单施化肥分别显著提高了19.9%~37.4%和11.9%~21.0%,以农家肥最为显著。有机肥均在一定程度上增加了土壤pH、土壤有机质、碱解氮和速效钾含量,其中以商品有机肥效果较为显著。相关性分析表明,土壤pH、速效钾与微生物功能多样性显著正相关。综合来看,以化肥配施商品有机肥效果最好。     

不同种类绿肥翻压对植烟土壤理化性状的影响

为明确绿肥作物在改良土壤和提高肥力方面的作用,通过3年田间定位试验,研究了不同种类绿肥多年翻压对植烟土壤理化性状的影响。结果表明,3年翻压绿肥的土壤容重降低1.71%~23.87%,土壤有机质、全氮、全磷、全钾、碱解氮、速效磷和速效钾含量(质量分数)分别提高3.73%~8.76%,1.40%~3.50%,31.37%~38.24%,1.24%~5.15%,1.50%~23.70%,660.98%~833.72%和335.83%~783.75%,土壤p H整体变化不大。禾本科绿肥尤其是冬牧70对土壤容重和有机质含量的影响较大,豆科绿肥对土壤全氮、全磷、全钾、碱解氮、速效磷、速效钾含量的影响较大,其中光叶紫花苕对土壤全氮和全磷含量影响最大,紫云英对土壤全钾、碱解氮、速效磷、速效钾含量影响最大。     

改良剂施用对酸性植烟土壤养分的影响效应

为明确改良剂对酸性土壤理化性状的作用,采用三因素二水平的大田试验和偏Eta²值（η_p²）研究了改良剂种类、施用时间和施用量对酸性土壤主要养分的影响效应。结果表明：（1）施用改良剂可提高土壤有机质、碱解氮和有效磷含量18.90%~33.64%、31.02%~61.01%和1.11%~21.16%;改良剂在整地时施用可提高速效钾含量5.56%~22.49%,而在培土时施用会降低速效钾含量0.01%~1.94%。（2）改良剂的种类主要影响土壤有机质和有效磷含量（分别占45.28%和57.14%）,施用时间主要影响土壤速效钾含量（占31.44%）,用量主要影响土壤碱解氮含量（占30.00%）。（3）改良剂在烤烟移栽后60 d施用主要影响土壤碱解氮含量（占43.22%）;在移栽后90 d施用主要影响土壤有机质含量（占37.78%）;在移栽后120 d施用主要影响土壤有效磷含量和速效钾含量（分别占50.00%和38.28%）。比较而言,烤烟整地时施用1500 kg/hm²的石灰或酸性土壤调理剂较好。     

不同种植方式下烤烟烟田土壤酶活性研究

以棕壤为供试土壤,研究了烤烟不同种植方式(绿肥烤烟轮作、烤烟纯作、麦茬烟和麦套烟)对烟田耕层土壤酶活性的影响。结果表明,在研究时段内,耕层土壤(0～25 cm)的过氧化氢酶、蔗糖酶和脲酶活性在4种种植方式下均无显著差异,但3种土壤酶活性随时间的变化各异,其中过氧化氢酶随时间变化较平稳,在烤烟移栽后30 d(6月20日)有最低值;蔗糖酶活性在烤烟移栽30 d后有所下降,随后逐渐升高,在采收期(9月7日)达到最高值;脲酶活性在烤烟现蕾期(移栽后68 d)达到最高值,随后急剧降低。就不同土壤层次(0～5 cm,5～15 cm,15～25 cm)而言,烟田土壤过氧化氢酶和脲酶活性在耕层内随土壤深度增加而增加,但增幅较小;而蔗糖酶活性在耕层内随土层深度大致呈现先增加后减小的趋势。在整个烤烟生育期内土壤酶活性的时间变异表现为,土壤脲酶的时间变异系数最大,显示其受外界环境的影响最大;蔗糖酶次之,而过氧化氢酶最小,其季节变化最稳定。     

施用石灰对福建低pH植烟土壤的效应

福建烟区土壤酸度较强,土壤pH平均值为5.07。各类土壤pH平均值的大小顺序为:潮沙田 > 紫泥田 > 乌泥田 > 灰泥田 > 黄泥田。每公顷石灰施用量在0~3150kg(土壤pH从5.5调节至6.83),可促进土壤中的NH₄-N转化为NO₃-N。石灰用量与土壤中交换性铁、铝、有效锰、铜、锌、硼含量呈极显著负相关,与土壤中交换钙呈极显著正相关。酸性土壤施用石灰,使土壤中细菌、放线菌、好气性纤维分解菌、亚硝化细菌数量明显增加,真菌数量显著减少;脲酶、蛋白酶活性明显增强,蔗糖酶活性降低。施用石灰量在1350kg/hm2(pH从5.05调节至5.83)的处理,产值比其他处理的增加106.74~2164.23元/hm2,上等烟比例提高3.4~8.9个百分点。      

不同绿肥翻压量及施肥条件下土壤酸性磷酸酶活性的变化

采用田间试验,研究了不同施肥条件下土壤磷酸酶活性与土壤肥力的相互关系。结果表明,翻压绿肥对土壤酸性磷酸酶活性的影响具有后效性;在翻压绿肥的基础上,减少化肥的用量能提高土壤酸性磷酸酶的活性;在70%化肥的条件下土壤酸性磷酸酶活性与翻压绿肥量具有一定的正相关性;烟株生长的不同时期土壤速效磷与酸性磷酸酶的相关性有较大的差别,即烟叶移栽之前呈正相关,而在烟叶生长中前期呈负相关;在烟株生长的中前期,烟叶生物量和烟株生物量与土壤酸性磷酸酶活性均呈显著的正相关。可见,在本研究条件下,用土壤酸性磷酸酶活性作为土壤供磷能力的指标较土壤速效磷更具科学性。     

不同前作对烟田土壤养分、酶活性及烤烟生长的影响

为明确不同前茬作物对土壤和烤烟生产的影响,采用田间试验研究了冬闲、绿肥和大蒜3种前茬处理对土壤养分、土壤酶活性、烤烟生长和烟叶质量的影响。结果表明：（1）与冬闲处理相比较,烤烟移栽时,前作种植大蒜与种植绿肥处理的土壤pH分别降低了0.48和0.46个单位;土壤速效钾分别增加了108.80和217.39 mg/kg;采收结束后,前作大蒜和绿肥处理的土壤有效磷、速效钾及可溶性有机碳含量显著升高,且绿肥效果显著大于大蒜;前作大蒜和绿肥处理提高了土壤蔗糖酶、脲酶活性,且绿肥效果大于大蒜处理。（2）前作大蒜处理烤烟生物产量移栽后30 d与冬闲处理相当,移栽后60 d显著高于冬闲处理;前作绿肥处理在移栽后30 d生物产量显著低于冬闲处理,但移栽后60 d显著高于冬闲处理;不同前作处理对烤烟氮素和钾素吸收的影响与对生物产量影响的趋势相一致。（3）前作种植大蒜和绿肥可以提高烟叶产量和产值,且绿肥效果高于大蒜,但需要注意的是种植绿肥导致烟叶氮含量增加,烟叶感官评吸质量明显下降。综上所述,前茬种植大蒜与绿肥均能在一定程度上改善烟田土壤条件、提高烟叶产量,绿肥还田后烤烟要适当减少施肥量。     

不同种类绿肥翻压还田对植烟土壤微生物量及酶活性的影响

为探讨绿肥作物改良土壤的生态作用,通过3年田间定位试验,研究了不同种类绿肥翻压对植烟土壤微生物量和酶活性的影响。结果表明,绿肥翻压能提高植烟土壤微生物量和酶活性。与冬闲相比,土壤基础呼吸提高了196.44%,细菌、真菌和放线菌数量分别提高了36.29%、82.88%和9.16%,蔗糖酶、过氧化氢酶、磷酸酶和脲酶活性分别提高了35.82%、10.57%、17.13%和15.89%。显然翻压绿肥对土壤微生物量的影响要大于土壤酶活性。不同绿肥之间,禾本科绿肥对土壤微生物量和土壤酶活性的影响最大,其次是豆科绿肥,十字花科绿肥的影响较小。因此,利用烟田冬季休闲时间种植绿肥后翻压还田,可改善烟田土壤环境,是实现烟叶生产可持续发展的一个重要措施。     

深耕配施有机肥对云南保山植烟土壤肥力的快速提升效应

为研究土壤耕作深度与有机肥对植烟土壤肥力的快速提升效果,设置3种耕作深度（S1：深耕10cm;S2：深耕20cm;S3：深耕30cm）与2种有机肥（OF：商品有机肥;FM：农家肥）的交互试验,研究一个生长季内不同处理对土壤物理结构、养分变化及酶活性的影响。结果表明：（1）耕作深度与有机肥种类对土壤物理特性无显著影响。二者互作可显著提高0~20和20~40cm土层土壤有机质含量。S3FM可显著提高0~20cm土层土壤有机质、全氮和硝态氮含量及20~40cm土层土壤有机质的含量。（2）耕作深度×有机肥种类可显著影响0~20和20~40cm土层脲酶活性。S1FM较S1OF显著提高0~20和20~40 cm土层蔗糖酶活性41.75%和14.29%;当均施用农家肥时,脲酶的活性在耕深30cm达到最高,较其他处理增幅最高达57.89%。（3）土壤肥力质量综合评价表明,S3FM处理0~20和20~40cm土层土壤肥力质量得分均最高,分别为0.58与0.74。可见,农家肥深耕30cm可实现在一个生长季内提升保山植烟土壤肥力质量的目的。     

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。      

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。     

不同菌肥对土壤养分、酶活性和微生物功能多样性的影响

为了解不同菌肥对土壤养分和微生物功能的影响,通过田间试验,研究了配施不同菌肥后土壤养分、酶活性以及微生物功能多样性的变化。结果表明,配施菌肥显著增加了土壤有机碳、速效磷和速效钾的含量,其中以配施土著菌扩繁剂增加幅度最大,分别较对照提高了7.82%,39.19%和48.95%,但土壤碱解氮有小幅下降;土壤脲酶活性以配施土著菌扩繁剂最高,为1.03 mg/（g·24 h）,土壤蔗糖酶活性以配施生物有机肥最高,为70.96 mg/（g·24 h）。此外,配施菌肥均不同程度的提高了土壤微生物功能多样性以及呼吸速率。因此,配施菌肥不仅能显著提高土壤有机碳和速效养分含量,而且能够增加土壤微生物功能多样性以及酶活性,从而提高土壤的肥力。综合菌剂对养分、酶活性和微生物多样性来看,配施土著菌扩繁剂的效果最好。     

有机肥对植烟土壤氮素供应及土壤性状的影响

通过田间试验研究了前作和当季作物施用腐熟猪粪、菜籽饼和腐熟秸秆对土壤供氮状况及土壤性状的影响。结果表明:①在烟草移栽后35d,前作施用有机肥的土壤中硝态氮含量明显高于当季施用有机肥的土壤,而在移栽后63d则相反;前作施用有机肥处理的土壤供肥规律与烟草的需肥规律较为吻合;②采收结束时,除当季施用腐熟猪粪的处理外,施用有机肥的其他处理与对照相比土壤容重降低,土壤孔隙度提高。因此,烟草的前作施用有机肥有效地改善了烟株生长的土壤环境。