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。      

秸秆还田对植烟土壤有机质及团聚体特征的影响

通过2010—2012年的秸秆还田定位试验,利用干、湿筛法研究了不同用量小麦以及玉米秸秆还田后对植烟土壤有机质和团聚体特征的影响。结果表明,随着秸秆还田量的增加,土壤有机质含量、团聚体平均重量直径（MWD）及几何平均直径（GMD）有所增加,但不同秸秆还田对土壤有机质及团聚体特征的效果不同。干筛法测得土壤团聚体的分形维数随两种秸秆还田量增加而减少,湿筛法测得高量玉米秸秆还田（7500 kg/hm²）较低量秸秆还田（1500 kg/hm²）处理的团聚体分形维数显著降低,同时分形维数随着小麦秸秆还田量的增加而降低。等量玉米秸秆较小麦秸秆在提高土壤有机质含量及团聚体特征方面效果较好。土壤有机质与干筛测得MWD及GMD呈极显著正相关,与干筛测得分形维数呈极显著负相关,与湿筛测得GMD及>0.25 mm团聚体含量呈显著性的正相关。总之,通过秸秆还田可增加土壤有机质含量,影响团聚体分布并提高团聚体稳定性。     

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。     

有机肥料定位还田对烟叶品质及土壤性状的影响

通过5年田间定位试验研究了有机肥料连续还田对烟叶产量、质量及土壤理化性状的影响.结果表明,烟田连续4年使用有机肥料,土壤容重降低0.1 g/cm3,土壤中放线菌、硝化细菌、亚硝化细菌数量分别增加6.1倍、12.2倍、11.5倍;烟田连续5年使用有机肥料,烟叶产量增加38.9%,产值增加23.9%,烟叶化学成分更趋协调,烟叶感官评吸质量得到明显改善,土壤有机质含量提高0.26个百分点;有机肥料连续还田土壤、烟叶中氯离子含量略有增加并稳定在适宜范围内,烟叶能够正常成熟.烟田长期使用有机肥料效果明显.     

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。      

农业废弃物还田对植烟土壤物理性状及根结线虫病的影响

为有效控制烟草根结线虫对烟株的危害,在湖北宣恩开展了稻壳、稻壳+谷糠、烟草秸秆生物有机肥、茶枯等农业废弃物还田（用量15 000 kg/hm²）试验,研究农业废弃物还田对植烟土壤物理性状和根结线虫病发生的影响。结果表明,农业废弃物还田能不同程度地改善植烟土壤物理性状,提高>0.25 mm的土壤团聚体含量,降低土壤容重和土壤毛管孔隙度,提高土壤总孔隙度、土壤毛管持水量和土壤含水量。农业废弃物还田对烟草根结线虫病的防控效果在23.86%~84.50%,以稻壳+谷糠防控效果最好。土壤物理性状与烟草根结线虫病发生情况相关性分析表明,烟草根结线虫病发生与土壤总孔隙度和通气孔隙度呈显著负相关关系,与土壤容重呈显著正相关关系。总之,采用稻壳+谷糠还田能有效改善土壤物理性状和控制根结线虫病的发生。     

绿肥、稻草还田对植烟土壤团聚体组成及有机质分布的影响

为明确绿肥、稻草还田对植烟土壤团聚体组成及有机质分布的影响,于2015—2017年在湖南典型烟区进行田间定位试验。结果表明:与单施化肥土壤(CK)相比,稻草、油菜、箭舌豌豆、黑麦草还田处理后的土壤有机质含量(质量分数)分别增加了2.80%、3.24%、0.84%和0.48%。绿肥、稻草还田改善了团聚体特性,大团聚体含量、平均质量直径(Mean weight diameter, MWD)和几何平均直径(Geometric mean diameter, GMD)提高,分形维数(Fractal dimension, D)降低;从土壤团聚体特性来看,油菜还田效果优于稻草,黑麦草优于箭舌豌豆。此外,绿肥、稻草还田对不同粒径团聚体中有机质分布均有影响,有机质分布表现出从小团聚体向大团聚体转移的趋势。其中,对土壤中2.000 mm团聚体的有机质分布影响较大;与CK相比,稻草、油菜、箭舌豌豆、黑麦草还田后土壤2.000 mm团聚体中的有机质分布分别提高24.51%、30.00%、14.29%和39.48%。因此,绿肥、稻草还田可有效改良烟田土壤。     

六盘山林区土壤物理性质分布特征--测试文章

研究了六盘山林区土壤物理性质分布特征及其与海拔和林型的关系,结果表明：六盘山林区阔叶林地土壤有机质和饱和导水率显著高于针叶林地,土壤容重显著低于针叶林地,阔叶林地0～10 cm和10～20 cm土层土壤有机质和饱和导水率分别比针叶林地高27.7%、21.2%和38.0%、42.2%,容重比针叶林地低13.8%和7.6%; 高海拔处林地土壤有机质含量较高,容重较低; 研究区土壤饱和导水率不受海拔影响,土壤水稳性团聚体分布不受林型和海拔的影响; 阔叶林地0～20 cm土层土壤平均重量直径和几何平均直径平均值分别比针叶林地高3.46%和5.21%,但不受海拔影响,大团聚体数量与饱和导水率极显著正相关。研究表明六盘山林区阔叶林地土壤物理性状显著优于针叶林地,林地土壤结构的改良主要体现在大团聚体增加方面。     

重庆典型烟区土壤团聚体中有机质及活性组分的分布特征

为有效调控植烟土壤肥力及合理进行田间碳素管理,采集了重庆彭水、丰都和巫山3个典型烟区的土壤样品。利用干筛法将土壤分成不同粒径的团聚体,分别用浓度33、167和333 mmol·L-1的KMnO₄溶液氧化处理,测定团聚体中高活性有机质(HLOM)、中活性有机质(MLOM)和活性有机质(LOM)含量(质量分数),并分析了各粒径团聚体中有机质及活性有机质的分布特征。结果表明,3个烟区土壤团聚体的组成均以1~2 mm的团聚体为主,占团聚体总量(质量分数)的40.16%~42.02%。除巫山烟区土壤0.25~0.50 mm团聚体含量(质量分数)显著高于彭水和丰都两个烟区外,其余粒径团聚体含量在3个典型烟区间的差异不显著(P>0.05)。随着粒径的增大,土壤团聚体中的总有机质(TOM)和LOM含量均降低,但HLOM和MLOM含量的变化因烟区的不同而异。在彭水和巫山烟区,HLOM和MLOM含量随团聚体粒径增大呈下降趋势,但在丰都烟区则表现为先降低后增加的变化趋势。土壤TOM、HLOM、MLOM和LOM在团聚体中的分布均以1~2 mm粒径最大,分别达29.99%~31.58%、24.29%~33.36%、24.15%~29.09%和18.46%~21.69%,因此将1~2 mm团聚体作为重庆市典型烟区的土壤有机质固定的特征团聚体。土壤TOM和LOM含量均分别与<0.25 mm团聚体中的TOM和LOM含量呈极显著正相关,表明该粒径团聚体有机质和活性有机质可以作为衡量重庆植烟土壤有机质含量变化动态的敏感性指标。      

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。     

山地酸性土壤耕层重构的理化性状及酶活性动态变化

为揭示垂直深旋耕配施石灰、绿肥、生物有机肥重构酸性土壤耕层的效果,以湘西山地酸性土壤为研究对象,研究了耕层重构后植烟土壤的pH、物理性状、主要养分含量和酶活性的动态变化。结果表明：（1）酸性土壤耕层重构后,随烤烟生育进程发展,pH快速升高后缓慢下降并逐渐趋于稳定,孔隙度先升高后略有下降,有机质提高后呈波动变化,碱解氮快速升高后缓慢下降,有效磷快速升高后呈下降趋势,速效钾快速升高后下降再缓慢提升,蔗糖酶、脲酶先升高后下降并趋于稳定。（2）酸性土壤耕层重构可降低土壤容重,提高pH、孔隙度、有机质、碱解氮、有效磷和速效钾的含量以及蔗糖酶和脲酶活性。至烤烟移栽后120 d,容重降低7.32%~8.45%,pH、孔隙度、有机质、碱解氮、有效磷、速效钾分别提高0.78~1.04、8.17%~9.23%、16.89%~27.72%、13.39%~18.81%、69.83%~245.17%和47.05%~100.91%,蔗糖酶和脲酶活性分别提高53.19~163.53和0.76~1.24 mg/（g·d）。（3）垂直深旋耕+石灰+绿肥+生物有机肥处理的效果最好,其次是垂直深旋耕+石灰+绿肥处理。因此,采用垂直深旋耕结合施用石灰、绿肥、生物有机肥等重构酸性土壤耕层,可实现土壤酸度改良与培肥同步、表层与表下层土壤酸度改良同步的改良效果。     

耕作方式对山地烟田烤烟根际土壤真菌群落结构的影响

  目的  探究深耕、深松措施对山地烟田土壤真菌群落结构的影响。  方法  采用大田试验, 设置常规旋耕20 cm（RT20, 对照）、深耕30 cm（DT30）、深松30 cm（ST30）和深松40 cm（ST40）4个处理, 利用Illumina MiSeq高通量测序技术分析了不同耕作处理下旺长期烤烟根际土壤真菌群落结构的变化情况。  结果  （1）与RT20相比, DT30、ST30和ST40处理中根际土壤真菌OTU丰度分别提升了9.19%、13.11%和6.32%, 其中DT30、ST30处理所特有的OTUs数分别是RT20的1.30倍和1.18倍; （2）不同深耕和深松处理后根际土壤真菌群落丰富度和多样性均有所增加, 其中DT30、ST30和ST40处理的Shannon指数与对照相比分别提升了8.23%、7.46%和4.63%, Chao1指数分别提升了8.27%、13.39%和4.26%;（3）在门、属和种水平上不同耕作处理优势菌群及相对丰度均有显著差异, 与RT20相比, DT30、ST30和ST40处理中镰刀菌属（Fusarium）真菌相对丰度分别降低了25.34%、14.53%和18.41%, 茎点霉属（Phoma）相对丰度分别降低34.96%、31.17%和33.33%;另外, 青霉属（Penicillium）和紫霉属（Purpureocillium）等有益真菌相对丰度较RT20均表现出增加趋势。  结论  深耕和深松措施促进了微生物群落结构的重建, 有利于提升烤烟根际土壤真菌群落多样性, 并在一定程度降低潜在土传病原真菌的相对丰度, 促进有益土壤微生物生长, 从而对山地烟田烤烟根际土壤微环境有一定改善作用。      

双行凹型垄及覆盖措施对黔北烟区耕层土壤水分的影响

在黔北烟区平坦黄壤旱地和15°、25°黄壤旱坡地上,以单行垄地膜覆盖、团棵揭膜为对照,研究了双行凹型垄及其覆盖技术对10 cm和20 cm土层土壤水分的影响。结果表明:一般情况下,浅表层(垄表下10 cm)的含水率高于较深层次(垄表下20 cm),灌溉可以打破这一规律;双行凹型垄较单行垄能促进自然降水向垄体内补充水分,增加垄内土壤的含水率或降低土壤水势;在双行凹型垄上全生育期覆盖地膜,可抑制浅表层土壤水分的无效散失,保水效果明显;在双行凹型垄全生育期覆盖地膜的基础上,遇旱灌溉能提高耕层土壤含水率或降低土壤水势,进一步优化了土壤水分环境。     

烟区土壤改良技术措施研究

本试验对三明烟区土壤改良技术进行了研究。三年定点试验结果表明:种植大麦和稻草还田改良土壤的效果优于其它处理和对照,有助于协调土壤养分的平衡供给和改善土壤结构,其中稻草还田对土壤结构的改善效果最为显著;通过两年施肥量的调整,消除了不同处理对施肥水平的影响,在保证各处理烟株长势均衡,烟碱含量较为理想的前提下进行比较,种植大麦和稻草还田的处理,烟株采烤结束后根量大于其它处理及对照,烤后烟叶均价、上等烟比例和产值明显高于其它处理及对照;稻草还田处理烟株青枯病发病率低于对照。种植大麦能显著减轻烟草青枯病的危害,且在种植当年就表现出了一定的效果,烟株生长后期的耐熟性明显提高。     

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。     

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。     

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。