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。      

施氮量对烤烟打顶期叶片光合响应的影响

为进一步明确氮肥施用量与烤烟打顶期中部叶片光合作用的关系,设置了3个氮肥水平45、90和135 kg/hm²,在盆栽试验条件下研究了不同施氮量对烤烟打顶期中部烟叶光响应曲线及其拟合参数的影响。采用开放式气路测定了烤烟中部叶净光合速率、胞间CO₂浓度和蒸腾速率,并计算了瞬时蒸腾速率和光能利用效率。结果表明,随着光合有效辐射水平增强,打顶期中部烟叶净光合速率逐渐提高并趋于稳定;但增加施氮量,叶片净光合速率、胞间CO₂浓度和瞬时光能利用效率逐渐降低,表观量子效率、最大净光合速率和光补偿点随之降低;施氮为45 kg/hm²的叶片瞬时水分利用效率和光补偿点最低。综上所述,盆栽试验条件下,施氮量为45~90 kg/hm²有利于增强烤烟打顶期中部叶片的光合响应。     

恩施典型烟田烤烟生长期土壤呼吸变化与碳平衡

采用静态箱-红外CO₂分析法研究了烟田垄体土壤呼吸、土壤微生物呼吸和垄间土壤呼吸在烤烟生长期的变化特征以及垄体土壤呼吸组分的贡献率,估算了烤烟生长期烟田生态系统碳平衡。结果表明,受烤烟生长和土壤温度的影响,垄体土壤呼吸速率具有明显的生长期变化特征,还苗期与伸根期土壤呼吸速率增长较慢,后期土壤呼吸速率逐步增大,在移栽后第107天达到最大值C 256.8 mg/(m²·h)。土壤微生物与垄间土壤呼吸速率在烤烟生长期变化较小。垄体土壤呼吸及其组分和垄间土壤呼吸在10 cm土层温度的Q₁₀值大小顺序为:根系呼吸>垄体土壤呼吸>土壤微生物呼吸>垄间土壤呼吸。整个烤烟生长期根系呼吸与土壤微生物呼吸占垄体土壤呼吸的均值分别为44.2%、55.8%,净初级生产力碳固定量C 2975.9 kg/hm²,土壤异养呼吸碳释放量C 1409.1 kg/hm²,烟田生态系统净碳输入C 1566.8 kg/hm²。     

富磷土壤磷肥用量对烟株养分累积和烤烟产质量的影响

为探明富磷植烟土壤的适宜施磷量,通过大田试验,研究不同施磷量（0、63、94.5、126、157.5和189 kg/hm²）对烟株养分累积和烤烟产质量的影响。结果表明：（1）随施磷量的提高烤烟各部位干物质累积量呈先增加后降低的趋势。（2）与对照相比,施磷量为94.5~189 kg/hm²时均能提高烤烟叶片、地上部和植株氮磷钾养分累积量,且以施磷量157.5 kg/hm²为最高。（3）施磷量为94.5 kg/hm²时烤烟产量、上等烟比例和产值均最高,分别较其他处理增加了4.24%~23.29%、1.93~17.36百分点和3.26%~37.46%。（4）当施磷量为94.5和157.5 kg/hm²时磷素表观利用率较高,且显著高于对照和施磷量63 kg/hm²处理。（5）富磷土壤上过多施用磷肥（157.5和189 kg/hm²）有降低上部烟叶油分和中部烟叶香气量的趋势。因此,对于恩施州富磷土壤,建议磷肥推荐用量为94.5 kg/hm²。     

控释肥对烤烟光合特性和产质量与氮钾利用率的影响

为了寻求研制优质、高效、环保的烟草控释肥料所需的参考依据,采用田间试验研究了控释肥和烟草专用复合肥对烤烟光合特性、产量与质量及氮钾利用率的影响。结果表明:(1)当施氮量由90 kg/hm²提高到150 kg/hm²时,烤烟产量和产值均显著增加,上等烟比例和均价略有下降,各叶位烤后烟叶全钾含量提高或显著提高,烟碱含量显著提高,总糖与还原糖含量显著下降;(2)与烟草专用复合肥相比,控释肥可提高烤烟旺长期以后的叶片叶绿素含量,提高旺长期烟叶净光合速率、气孔导度、胞间CO₂浓度,但对蒸腾速率无明显影响;(3)与烟草专用复合肥比较,控释肥能使烤烟产量提高3%~7%,产值提高9%~16%,各叶位烤后烟叶全钾含量提高或显著提高,烟碱含量变化不明显,总糖与还原糖含量降低。(4)控释肥有利于提高烤烟氮肥、钾肥利用率,在施氮90 kg/hm²和150 kg/hm²条件下氮肥利用率分别提高21.1和8.7个百分点,施钾180 kg/hm²和300 kg/hm²条件下钾肥利用率分别提高9.4和8.6个百分点。可见,控释肥可改善烤烟中后期光合特性,增加产量与产值,改善烤后烟叶品质,提高氮钾利用率。     

菇渣发酵有机肥对烤烟产质量的影响

为探讨菇渣发酵有机肥在烤烟上的应用效果,采用田间试验研究了在减少传统烤烟基肥（化学复合肥）用量300 kg/hm²的基础上,不同用量的菇渣发酵有机肥与基肥配施对烤烟生长、经济性状、内在化学成分的影响。试验结果表明,施用菇渣发酵有机肥可以减少烤烟基肥用量,提高烤烟产质量;其中以烤烟基肥用量450 kg/hm²与菇渣发酵有机肥3000 kg/hm²组合处理烤烟产质量效果最好,可在一定程度上提升烤烟经济性状,改善化学成分协调性。     

施钾量对不同生态区烤烟生长和钾肥利用率的影响

为研究不同生态区施钾量与烤烟生长和钾肥利用率的关系,以不施钾（CK）为对照,分别在气候和土壤差异明显的山东即墨和云南罗平开展了3个钾水平（即墨,T1 123.75 kg/hm²、T2 247.50 kg/hm²、T3 371.25 kg/hm²;罗平,T1 67.50 kg/hm²、T2 135.00 kg/hm²、T3 202.50 kg/hm²）的田间试验。结果表明：（1）施钾肥显著提高即墨烤烟茎、叶的生物量和总生物量,仅显著提高罗平烤烟烟叶生物量;T1、T2和T3显著提高烟叶生物量,即墨分别为7.62%、29.4%和31.5%,罗平分别为12.4%、19.5%和13.1%。（2）施钾肥显著提高即墨烟叶钾积累量和钾总积累量,T3效果最显著;显著提高罗平烤烟钾总积累量,T2效果最显著。（3）即墨施钾量与烤烟烟叶产量、烟叶钾含量和钾总积累量之间呈极显著正相关,而罗平则符合一元二次方程曲线;罗平T2对应施钾量下,烟叶产量、烟叶钾含量和钾总积累量与最大值（6579 kg/hm²、2.19%、230 kg/hm²）接近。（4）T2处理,即墨烟叶含钾量>3%,钾肥表观利用率（RE）和钾肥农学效率（AE）最高,分别为27.8%和2.50 kg/kg,钾肥偏生产力（PEP）降低,土壤钾素盈余显著;罗平RE高达45.3%,AE和PEP较高,分别为8.05 kg/kg和49.3 kg/kg,土壤钾素亏缺显著。综上,T2处理在提高即墨和罗平烟叶产质量和钾肥利用率以及平衡土壤钾素方面效果显著,可推荐为两地烤烟生产的适宜施钾量。     

种植密度与施氮量对江西紫色土烤烟产量及农艺性状的影响

为了查明江西紫色土上种植模式与浓香型烟叶质量的关系,以江西省主栽烤烟品种K326为试验材料,研究种植密度与施氮量互作对烤烟产量及农艺性状的影响。结果发现,增施氮肥后株高显著增高、烟叶显著增宽、叶长/宽显著减小、烟叶鲜重/干重显著提高。当施氮量≤142.5 kg/hm²时,株距越小烟叶越宽,烟株密植能显著提高烟叶产量;但当施氮量≥142.5 kg/hm²时烟株稀植有利于上等烟比例的提高;当施氮量为165 kg/hm²时,烟株稀植有利于叶长与叶宽的增加,同时显著提高上等烟比例;当施氮量为165 kg/hm²、株距为0.5 m时,烤烟产量与产值均最高。故建议今后紫色土烤烟种植模式为行距1.2 m,株距0.5 m、施氮量165 kg/hm²。     

氮钾用量对吉林烤烟焦油释放量及重要化学性状的影响

为了明确氮钾用量对烤烟中部叶焦油释放量及其重要化学性状的影响,在吉林延边州试验点安排了两因素三水平氮钾互作试验,测定并分析了烤烟中部叶重要化学性状及烟气中焦油释放量的规律。结果表明,吉林延边地区在施N 45 kg/hm²,K₂O 180 kg/hm²时,烤烟中部叶焦油释放量最低;施氮量固定,施K₂O量在90~180 kg/hm²范围内增加,焦油释放量降低,但过量施用K₂O有使焦油释放量升高的趋势;施K₂O量固定在90 kg/hm²和180 kg/hm²时,随施氮量减少焦油释放量降低;烤烟中部叶焦油释放量与烟碱、总氮呈显著正相关,与纤维素、还原糖分别呈显著和极显著负相关;烟碱和总氮对焦油释放量有较大的直接作用和间接作用。综合研究表明,吉林延边地区可以通过适当的氮钾配施以及调控部分烟叶化学性状来达到降焦减害的目的。     

增施有机肥对烟田土壤有机碳组分特征及CO_2排放的影响

为考察增施有机肥对烟田土壤固碳减排的作用,采用田间试验研究了不同施肥处理对土壤有机碳组分特征、CO_2排放通量和碳库管理指数的影响。结果表明:(1)与单施化肥相比,增施有机肥能够显著增加土壤有机碳总量和高、中、低活性组分含量,提高土壤碳氮比值;总有机碳增幅达11.44%,碳氮比值提高0.75。增施有机肥能够明显提高土壤碳库活度、碳库指数、碳库活度指数和碳库管理指数,有效提升土壤质量。(2)施肥条件下,烟草-土壤生态系统为弱的碳汇,增施有机肥比单施化肥的烟株固碳量增加93.63 kg·hm~(-2)。施用有机肥促进了土壤CO_2排放,能显著增加土壤碳库含量,提高烟叶产量,降低温室气体排放强度。可见,烟田增施有机肥是保证烟叶产量、实现固碳减排的重要途径。     

生物炭及海藻肥对烟草生长、土壤性状及青枯病发生的影响

为研究不同用量生物炭及海藻肥对烟草生长及青枯病的影响,以烟草NC102为试验材料,在常年青枯病发生较严重的地块采用完全随机设计,在常规施肥基础上,设置处理CK（空白对照）、BC1（9000 kg/hm²生物炭）、BC2（15 000 kg/hm²生物炭）、BC3（22 500 kg/hm²生物炭）、SW（2250 kg/hm²海藻肥）、BC2+SW（15 000 kg/hm²生物炭+2250 kg/hm²海藻肥）。结果发现,海藻肥和生物炭单一或混合施用均能促进烟草生长,最大量生物炭的处理虽然抑制烤烟团棵期生长,但可以促进烤烟旺长期的生长。生物炭和海藻肥单一或混合施用均显著提高了土壤pH及部分土壤养分含量,降低了烟草青枯病发病率及病情指数,有利于提高烤烟产量和中上等烟比例,协调烟叶化学成分,提升烤后烟叶内在品质。利用Pearson相关系数分析了不同处理土壤理化性质与烟草青枯病病情指数之间的关系,结果发现,适当提高土壤酸碱度可作为酸性土壤主产区防控烟草青枯病、提高烤烟产质量的重要策略。     

氮钼肥配施对烤烟生长发育及氮组分积累的影响

为探明氮钼肥配施对烤烟光合碳同化及氮组分积累的影响机制,以烤烟品种K326为供试材料,分析了盆栽试验条件下不同氮钼肥配比对烤烟气体交换参数、各器官氮素分配、含氮化合物以及干物质积累等的影响。结果表明:①不同氮素水平下,增施钼肥能够显著提高叶片的光合速率,施钼肥处理分别较未施钼肥处理增加9.98%~58.00%（N₀）、0.86%~38.39%（N_0.15）、0.19%~30.17%（N_0.3）。②中、低氮素水平下,烟株氮素累积量随着施钼肥量的升高而增加,分别较对照增加24.68%~30.77%（N₀）、3.69%~43.47%（N_0.15）,高氮素条件下,施钼肥处理的氮素积累量降低。③烤烟的干物质积累量以N_0.15Mo_0.3处理最高,氮、钼肥以及二者的互作效应对烟株干物质积累量增长的贡献率分别为50.60%、37.65%和11.75%。④干物质积累量、硝酸还原酶活性和游离氨基酸含量（质量分数）对烤后烟叶中总氮、烟碱含量变化的影响较为显著,通过合理的氮钼肥配施能够提高烟株光合碳同化能力,促进烟株氮素吸收与物质积累,进而调控烤后烟叶氮组分含量。      

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。     

饼肥等氮替代化肥对植烟土壤养分、酶活性和氮素利用的影响

为探明四川凉山植烟区适宜的施肥方式,改善烟区土壤肥力和烤烟氮素利用状况,通过田间试验,研究等氮条件下菜籽饼肥替代化肥对土壤养分、酶活性及氮素利用的影响。结果表明,菜籽饼肥氮替代30%化肥氮处理显著提高植烟土壤总有机碳、可溶性有机碳、有效磷、速效钾含量和土壤脲酶活性,显著降低了土壤pH和烤烟成熟期土壤过氧化物酶和多酚氧化酶活性。Pearson相关分析表明,土壤过氧化物酶和多酚氧化酶活性与可溶性有机碳负相关性较强,土壤多酚氧化酶活性与NO₃^--N含量极显著正相关,土壤过氧化物酶活性与NH₄⁺-N含量极显著正相关。土壤脲酶活性与土壤有机碳极显著正相关,与有效磷、速效钾以及碳氮比显著正相关,而与pH极显著负相关。菜籽饼肥氮替代30%化肥氮处理显著提高了烤烟成熟期干物质积累量、氮含量、氮积累量和氮素利用率。菜籽饼肥氮替代30%化肥氮是改善土壤肥力,提高烤烟生长和氮素利用的适宜施肥方式。     

解磷细菌肥对烤烟磷素吸收和磷肥利用率的影响

为探究解磷细菌肥对烤烟磷素吸收和磷肥利用率的影响,以云烟87为供试品种,设置解磷细菌肥（0、75 kg/hm²）与磷肥（0、1250 kg/hm²）的双因素随机区组试验,分析了烤烟根际土壤有效磷、微生物、根系活力、干物质积累量和各器官磷素吸收的变化。结果表明,解磷细菌肥配施磷肥可极显著提高烤烟根际土壤有效磷含量,显著提高烤烟根际土壤可培养细菌数量,提高烤烟根际土壤微生物AWCD,极显著提高土壤微生物对碳水化合物、氨基酸和胺类碳源的利用能力,改变微生物群落碳源代谢特征;显著提高了烤烟根系活力,促进了干物质量积累和磷素吸收,磷肥利用率显著提高了4.89%。     

增碳减氮对植烟土壤微生物的影响

为探究不同增碳减氮措施对植烟土壤养分及微生物群落结构的影响,以云烟116为研究对象,设置常规施肥（CF）和3个增碳减氮处理[常规施肥减氮10%,分别加施菇渣有机肥750 kg/hm²（MO）、高碳基肥600 kg/hm²（HB）、生物有机肥750 kg/hm²（BO）],测定其土壤碳氮养分及微生物群落结构。结果表明,MO处理土壤全碳和有机质含量较常规施肥CF分别显著增加了23.62%和25.05%;与CF相比,MO处理酸杆菌门、绿弯菌门两个优势菌门相对丰度更高,慢生根瘤菌属（Bradyrhizobium）相对丰度也明显高于其他处理;HB处理上述菌群相对丰度仅次于MO处理,BO处理上述菌群相对丰度最低,而镰刀菌属、腐质霉属等致病菌属在HB处理中相对丰度最低。研究表明,菇渣有机肥配合减氮措施在促进土壤碳、氮养分释放,改善土壤微生物群落结构,提升养分利用率方面效果最佳。     

不同碳肥水平对土壤肥力及烤烟养分吸收和产质量的影响

通过田间小区试验,研究了不同碳肥水平对土壤肥力及烤烟养分吸收、产质量的影响。结果表明,施用碳肥能提高前期土壤中碱解氮和速效钾含量,促进土壤中磷的释放。中部叶养分分析表明,施用碳肥能提高前期烟株中部叶全氮和全磷含量,并能显著提高烟叶中钾的含量。从产量和产值上看,施用碳肥处理与常规施肥相比,产量增加170.5~506.5 kg/hm²,产值增加1146~7739元/hm²,且随着碳肥用量的增加,烟叶产量和产值也有增加的趋势。化学成分分析表明,施用碳肥可以降低上部叶烟碱含量,提高烤后烟叶钾含量,化学成分更加协调。综合分析,在豫西烟叶生产上施用碳肥可以进行推广应用,碳肥适宜的用量为1350~1800 kg/hm²。