不同施肥措施对植烟土壤生物学特性和速效养分的影响

通过两年盆栽试验,研究增施不同有机物料对植烟土壤生物学特性和速效养分的影响。结果表明,与纯施化肥相比,增施芝麻饼肥显著增加土壤碱解氮和速效磷含量,增施生物炭显著增加速效钾含量;增施腐熟秸秆土壤蔗糖酶活性显著提升12%,芝麻饼肥和生物炭处理脲酶活性均显著增加19%,生物炭处理过氧化氢酶活性显著增加27%。增施腐熟秸秆土壤微生物生物量碳最高,达到234.52 mg/kg,生物炭处理土壤微生物生物量氮最高,达到35.29 mg/kg。细菌为植烟土壤可培养菌中的优势菌,增施生物炭显著提升可培养细菌数量,增施腐熟秸秆显著提升可培养真菌和放线菌数量。总体来看,增施不同有机物料能改善土壤生物学特性,增加速效养分含量,从而改善植烟土壤质量。     

施用生物炭和秸秆对植烟土壤团聚体稳定性及有机碳分布的影响

为揭示生物炭与腐熟小麦秸秆对植烟土壤团聚体的影响机制,有效改良植烟土壤,以许昌烟田土壤为研究对象,对常规施肥(CK)、常规施肥+生物炭(T1)、常规施肥+腐熟秸秆(T2)、常规施肥+生物炭+腐熟秸秆(T3)4个处理的0～10、10～20和20～30 cm土层团聚体稳定性及有机碳分布进行分析。结果表明:(1)施用生物炭和秸秆可以显著增加0～20 cm土层中0.500～1.000 mm粒级团聚体含量(质量分数),显著降低0.250 mm粒级团聚体含量,其中生物炭与秸秆配施处理表现最好。(2)与对照相比,施用生物炭和秸秆显著增加0～20 cm土层中平均质量直径(Mean Weight Diameter,MWD)、几何平均直径(Geometric Mean Diameter,GMD)、大于0.250 mm粒级团聚体含量(0.250 mm Water-stable Macroaggregate,WR0.250)和水稳系数(Water Stability Coefficient,K),显著降低破坏率(Percentage of Aggregate Disruption,PAD)、土壤不稳定团粒指数(Unstable Aggregate Index,E_(LT))和分形维数(Fractal Dimension,D);其中生物炭与秸秆配施处理的MWD、GMD、WR0.250和K值在0～10 cm土层中最高,而PAD、ELT和D值在0～10 cm土层中最低。(3)施用生物炭和秸秆显著提高0～30 cm土层各粒级团聚体有机碳含量,以单施生物炭处理各粒级团聚体有机碳含量最高。(4)施用生物炭和秸秆可提高0～30 cm土层大团聚体有机碳贡献率,其中生物炭与秸秆配施处理的提高幅度最大。因此,生物炭与秸秆配施处理可明显提高0～20 cm土层大团聚体含量和团聚体稳定性;单施生物炭处理可有效增加0～30 cm土层土壤总有机碳含量和各粒级团聚体有机碳含量。     

基于盆栽试验分析3种品牌稻草秸秆腐熟剂对植烟土壤有机碳组分的影响

为了解秸秆腐熟剂在植烟土壤中的施用效果,通过盆钵模拟培养试验,分析了稻草秸秆分别配施化肥和含不同微生物优势菌种的腐熟剂后土壤速效养分、有机碳及其组分和有机碳稳定性评价指标的变化,研究了稻草秸秆配施腐熟剂对植烟土壤有机碳组分的影响。结果表明,相比单施化肥,稻草秸秆配施化肥的土壤颗粒有机碳(POC)、易氧化有机碳(EOC)及溶解有机碳(DOC)含量(质量分数)分别显著升高36.89%、30.77%和75.73%,稻草秸秆配施腐熟剂的土壤碱解氮(AN)、有效磷(AP)、总有机碳(TOC)、POC、EOC及DOC含量(质量分数)分别显著升高了17.42%~28.33%、49.94%~55.68%、10.46%~15.20%、39.32%~74.27%、54.36%~64.62%和84.58%~124.27%;稻草秸秆分别配施化肥和腐熟剂均可显著提高土壤活性有机碳组分的有效率,且可降低有机碳的抗氧化能力,但后者更显著;主成分分析显示,稻草秸秆配施腐熟剂在提高土壤TOC含量的同时,提高了土壤活性有机碳组分的有效率且降低了有机碳抗氧化性能;稻草秸秆分别配施细菌+真菌(XZ)和细菌+真菌+放线菌(XZF)为优势菌种的腐熟剂对植烟土壤有效养分和有机碳组分的影响无明显差异。      

不同有机物料对烤烟根际土壤碳库、酶活性及根系活力的影响

为分析不同有机物料对植烟土壤的改良效应,优化农业废弃资源循环利用,采用盆栽试验,以单施化肥为对照,研究草炭、生物炭、汽爆玉米秸秆对烤烟根际土壤碳库、酶活性和根系活力的影响。结果表明,与对照相比,各处理土壤总有机碳和活性有机碳含量在烤烟不同生育期都有显著提高,移栽后90 d时总有机碳含量最多增加45.24%,活性有机碳含量最多增加238.70%,草炭和汽爆玉米秸秆提高了根际土壤碳库活度和AOC/TOC比例,生物炭降低了碳库活度和AOC/TOC比例;汽爆玉米秸秆提高了土壤脲酶和蔗糖酶活性,在烤烟不同生育期最多分别比对照提高了66.03%和210.32%,草炭和生物炭对土壤酶活性影响不显著,但延缓了成熟期根系衰老,汽爆玉米秸秆对烟株根系活力有一定抑制作用。因此,施用有机物料均可提高烤烟根际土壤总有机碳和活性有机碳含量,但对酶活性和根系活力效果不一致,尚需开展大田及长期定位试验进一步研究。     

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。      

秸秆还田对洛阳植烟区黄土质褐土碳库及烟叶经济性状的影响

为探究腐熟秸秆还田对植烟土壤碳库和烤烟产质量的影响,于2017年在河南省洛阳市汝阳县进行了大田试验。在常规施肥基础上,设置了腐熟小麦秸秆还田量分别为0、6 000、9 000和12 000 kg/hm~2 4个处理,并取样测定了各处理土壤总有机碳、活性有机碳、微生物生物量碳、微生物生物量氮等土壤碳库指标。结果表明:秸秆还田显著提高了植烟土壤总有机碳、微生物生物量碳、微生物生物量氮和可溶性有机碳含量,同时提高了土壤高活性、中活性、活性碳库活度指数和碳库管理指数。秸秆还田还提高了烟叶产量和产值,在洛阳烟区黄土质褐土条件下,以常规施肥配施秸秆还田12 000 kg/hm~2的处理效果较好。     

生物炭用量对植烟土壤碳库及烤后烟叶质量的影响

以云烟 97为研究对象,通过大田试验,于 2013年在陕西汉中研究了花生壳生物炭不同用量对植烟土壤碳库及烤后烟叶品质的影响。结果表明:(1)添加生物炭提高了植烟土壤全碳、易氧化活性有机碳、可溶性有机碳、有机碳矿化速率、土壤碳库活度、碳库活度指数和土壤碳库管理指数。(2)添加生物炭增加了烤后烟叶中 Nic、K+和 Cl-的含量,其含量随着生物炭用量的增加而增加,适量添加生物炭可以改善烤后烟叶单料烟评吸质量。(3)以常规施肥配施生物炭用量 600kg/hm2的处理效果最好。(4)过量的生物炭可能会对烤后烟叶品质造成负面影响,需进一步开展增施生物炭配减氮肥技术研究。      

秸秆还田和腐熟有机肥对植烟土壤养分、酶活性及微生物多样性的影响

为探讨不同有机物料对植烟土壤的改良效应,通过2015—2017年的田间定位小区试验,研究了水稻秸秆、玉米秸秆、烟草秸秆还田和腐熟有机肥对植烟土壤养分、酶活性、微生物数量和功能性菌群的影响。结果表明:秸秆还田和腐熟有机肥可提高土壤速效钾、有机碳、有效锌、有效镁和有效硼含量(质量分数);土壤蔗糖酶、脲酶和磷酸酶活性呈增加趋势,较对照分别提高55.0%、25.1%和129.5%,以腐熟有机肥处理的效果最好。秸秆还田和腐熟有机肥处理的土壤微生物OTUs总量为8 038～8 643,较对照提高7.4%～15.5%。施用腐熟有机肥还提高了土壤微生物群落多样性和丰富度,降低固氮菌微生物的相对丰度;而秸秆还田降低了土壤硝化功能菌和反硝化功能菌微生物的相对丰度,提高固氮菌微生物的相对丰度和土壤微生物固氮水平。秸秆还田和腐熟有机肥可降低土壤中烟草致病菌的相对丰度,腐熟有机肥处理较对照降低37.9%,且降低烟草感病风险的效果优于秸秆还田。综合分析,腐熟有机肥还田比秸秆还田对烟叶生产更为有利。     

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。      

油菜秸秆生物炭对植烟红壤养分及细菌群落多样性的影响

为了解不同用量油菜秸秆生物炭还田对土壤养分及细菌群落多样性的影响,田间设置3个处理,CK:常规施肥(对照);T1:CK+4.5 t/hm~2油菜秸秆生物炭;T2:CK+9 t/hm~2油菜秸秆生物炭,测定并比较了各处理的土壤pH、有机质、速效养分以及细菌群落多样性。结果表明:(1)与CK相比,T1、T2处理的0~20和20~40 cm土壤有机质、碱解氮、有效磷和速效钾含量显著提高,40~60 cm土壤的显著降低;(2)与CK相比,T1和T2土壤细菌组成更为相似,土壤OTU数目均较CK显著增加,增幅分别为28.59%和33.82%,然而仅T2处理的细菌群落丰度和多样性较CK增加;(3)在门水平上,土壤中相对丰度前3位的优势菌群与土壤有效磷和速效钾含量呈显著正相关。综上所述,施用油菜秸秆生物炭可以显著增加0~20、20~40 cm土壤有机质和速效氮、磷、钾含量,增加土壤细菌群落多样性,其中常规施肥结合施用9 t/hm2秸秆生物炭的效果更为理想。     

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。     

有机物料对植烟土壤养分、酶活性和微生物群落功能多样性的影响

  目的  为探究有机物料施用对土壤养分和生物学特性的影响。  方法  采用盆栽试验,研究了草炭、花生壳炭、蒸汽爆破烟梗和玉米秸秆对植烟土壤的影响,采用BIOLOG ECO平板培养技术分析了土壤微生物群落功能多样性。  结果  施用有机物料能够显著提高土壤有机碳、速效氮、速效磷和速效钾含量;汽爆玉米秸秆处理土壤MBC、MBN含量及脲酶、蔗糖酶活性提高幅度最大。BIOLOG分析结果表明,有机物料提高了土壤微生物AWCD和多样性指数。主成分分析结果表明,生物炭促进了以羧酸类和多聚物类物质为碳源的微生物的生长,汽爆玉米秸秆有利于以碳水化合物类、氨基酸类、酚酸类和胺类物质为碳源微生物的生长。  结论  施用有机物料可提高植烟土壤养分含量,改善土壤微生态环境,其中以汽爆玉米秸秆效果最好。      

不同施肥措施对烟株生长发育及土壤盐分的影响

  目的  为研究不同施肥措施对烟株生长发育及土壤盐分的影响。  方法  以中烟100为供试品种,采用盆栽试验,设置6种施肥处理:不施肥、单施氮肥、氮磷钾肥配施、氮磷钾肥分别增施腐熟秸秆、芝麻饼肥和生物炭,研究不同施肥措施对烟株生长发育和土壤盐分的影响。  结果  （1）与氮磷钾肥配施相比,在移栽后90 d,增施腐熟秸秆处理烟株株高、最大叶面积分别显著增加13%和34%,增施有机物料在增加烤烟产量、产值的同时,还提高了烟叶总糖和还原糖含量,增加烟碱含量,提升两糖比。增施生物炭显著提高烟叶含钾量。（2）各处理土壤可溶性盐组成均以SO₄2-、HCO₃-、Na+和Ca2+为主,水溶性总盐、Cl-和Ca2+在移栽后45~60 d达到最大值。（3）施肥整体增加了总盐含量,氮磷钾肥配施主要增加了土壤含量。（4）增施有机物料降低了总盐含量增和Ca2+含量,对Na+含量的影响随时间而异,增施腐熟秸秆处理增加了Cl-含量,增施生物炭处理增加了K+含量。  结论  施肥措施会促进烟株生长发育,增加土壤总盐含量,氮磷钾肥配施腐熟秸秆或芝麻饼肥有利于脱盐。      

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。