生物炭对根际土壤微生态的调控及对烟草青枯病的防控作用

  目的  探究不同用量的生物炭对根际土壤微生态的调控及对烟草青枯病的防控作用  方法  采用稀释平板法,研究生物炭对青枯菌的吸附作用及对其生长和运动性的影响;盆栽试验研究生物炭对烟草生长及青枯病发病情况和土壤基本理化性质的影响;利用高通量测序技术,比较各处理土壤细菌群落差异。  结果  （1）生物炭对青枯菌具有抑制作用,可吸附青枯菌、抑制其生长及运动性,用量超过1.5%时效果显著;（2）生物炭提高了土壤pH、有机质、速效磷和速效钾含量,利于烟草的生长。相关性分析发现,生物炭对土壤pH和化学性质的改善,是抑制烟草青枯病发生的主要原因;（3）生物炭提高了根际土壤微生物群落的Alpha多样性和放线菌门中链霉菌属的相对丰度;（4）根际土壤细菌结构的多样性与土壤理化性质有一定的相关性,其中有效钾影响最大。  结论  生物炭通过对青枯菌的抑制作用和对土壤微生态的改善,创造了利于烟草生长的环境条件,减少了烟草青枯病的发生。      

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。      

生物炭与氮肥配施对土壤生物特性和烤烟氮素吸收的影响

  目的  研究生物炭与氮肥减量配施对土壤生物特性和烤烟氮素分配的影响。  方法  采用盆栽试验, 氮肥为15N标记肥料, 测定生物炭与不同用量氮肥配施条件下烤烟生长不同时期土壤中肥料氮的残留量、土壤酶活性、微生物量碳含量和烤烟对不同氮源氮素的累积量。  结果  与对照相比, 不减氮时, 生物炭与氮肥配施使土壤酶活性提高了8.8%~19.5%, 微生物生物量碳含量提高了13.3%, 减少了烤烟生长前期肥料氮的流失, 提高了烤烟氮素累积量; 适量减氮时过氧化氢酶活性提高了7.8%, 蔗糖酶、脲酶活性和微生物量碳在中后期也有所提高, 氮素累积量提高了21.0%。  结论  生物炭能提高植烟土壤酶活性和微生物量, 减少肥料流失, 提高氮素累积量。生物炭与氮肥配施时适量减氮是可行的。      

生物炭类型对植烟土壤碳库及烤后烟叶质量的影响

  目的  为研究不同材料来源生物炭对植烟土壤碳库及烤后烟叶品质的影响。  方法  以云烟97为研究对象,于2013年在陕西汉中进行大田试验,试验设置四个处理:T1常规施肥;T2（T1+花生壳生物炭600 kg/hm2）;T3（T1+稻壳生物炭600 kg/hm2）;T4（T1+麦秸生物炭600 kg/hm2）。  结果  （1）施加生物炭后,土壤有机碳矿化速率、土壤水溶性碳、土壤易氧化有机碳、土壤碳库指数显著增加,但土壤微生物生物量碳含量下降。（2）施加生物炭能降低烟叶总糖、还原糖含量,降低烟叶钾氯比、糖碱比,但可以增加烟碱含量,提升烟叶两糖比。（3）花生壳生物炭对土壤易氧化活性有机碳含量和土壤碳库管理指数的提升效果最好,对土壤改良效果明显。同时,也提高了烟叶钾含量。（4）麦秸生物炭显著地增加了土壤全碳含量,但也增加了烟叶烟碱含量,对烟叶品质造成了一定的负面影响。  结论  施用生物炭有利于活化土壤碳库,但不同材料来源的生物炭对烟叶品质影响不同。      

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。      

稻壳生物炭对整治烟田土壤养分及烟叶产质量的影响

为探究生物炭施用对整治烟田土壤改良及烟叶产质量的影响,在皖南的烟田整治区,研究了稻壳生物炭不同施用量对土壤养分及烟叶产质量的作用效果。结果表明,稻壳生物炭施用可以降低土壤容重,提高土壤pH及有机质、碱解氮、有效磷和速效钾等养分含量。生物炭可以促进烟株生长发育,对烟叶外观产生一定影响,特别是油分指标随生物炭用量增加呈下降趋势。生物炭施用一定程度上降低烟叶总糖及还原糖含量,提高总氮、烟碱及钾含量,其中T2（生物炭7.5 t/hm²）处理烟叶化学成分协调性较好。同时烟叶感官质量随生物炭施用量增加呈现先增加（不变）后降低趋势,感官评吸得分表现为T1=CK> T2> T3。烤烟的产量产值均随着生物炭施用量增加而增加,其中T3（生物炭15 t/hm²）处理最高,产量达1729.2 kg/hm²,产值达到37516.8 元/hm²,较CK分别提高43.51%和43.48%。但上等烟比例随生物炭用量增加呈先增加后降低趋势。综合土壤养分及烟叶的产质量结果,在皖南烟田整治区,稻壳生物炭的施用量不宜超过7.5t/hm²。     

影响四川凉山地区烟草根结线虫病发生的关键因子分析

  目的  解析影响四川省凉山州会理县烟草根结线虫病发生的关键土壤因子, 为烟草根结线虫病防控提供理论支撑。  方法  采集并分析凉山州会理县烟草移栽前根结线虫病发病和未发病土壤的理化性质、二龄线虫数、土壤细菌群落结构和真菌群落结构。  结果  (1) 烟草移栽前, 发病土壤中南方根结线虫二龄线虫数显著高于未发病土壤; (2)发病土壤中交换性镁、交换性钙、有效铜含量和pH值显著低于未发病土壤, 与土壤二龄线虫数呈显著负相关; (3)发病土壤中芽单胞菌属(Gemmatimonas)、类诺卡氏菌属(Nocardioides)、真菌镰刀菌属(Fusarium)和赤霉菌属(Gibbererlla)等关键微生物类群丰度显著偏低, 与土壤二龄线虫数呈显著负相关, 与土壤理化性质存在明显相关性。  结论  移栽前土壤交换性镁、交换性钙、有效铜含量和pH值偏低可能引起土壤中关键微生物丰度降低、二龄线虫数增加, 进而加重烟草根结线虫病的发生。      

长期不同施肥处理对贵州植烟土壤酶活及微生物群落的影响

  目的  探究土壤微生物群落在长期不同施肥处理下的变化。  方法  采用长期定位施肥（无机肥、化肥配施有机肥和有机肥处理）、16S V4区高通量测序等方法对贵州省不同施肥处理的植烟土壤进行分析研究。  结果  ① 化肥配施有机肥明显提高脲酶、酸性磷酸酶以及蔗糖酶活性,其中脲酶活性提高23.46%;②根际土壤微生物的OTUs数量差异明显,有机肥处理明显高于无机肥处理,有机肥施肥处理土壤微生物特有OTUs比化肥配施有机肥处理增加43.55%;③土壤微生物属水平的聚类分析发现有机肥处理与化肥配施有机肥处理关系最近,无机肥处理与其他两种处理关系比较远;④无机肥处理的硝化螺旋菌门（nitrospirae）相对丰度高于其他施肥处理,有机肥处理的变形杆菌门（proteobacteria）、酸杆菌门（acidobacteria）相对丰度高于其他处理。  结论  长期施用有机肥可以提高贵州植烟土壤有机质含量,改善植烟土壤的微生物群落的平衡性和丰富度。      

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。     

大豆与海藻有机肥对烤烟生长和土壤细菌群落的影响

  目的  探究不同有机肥施用对烤烟生长和土壤细菌群落的影响。  方法  用烤烟品种中烟100进行田间试验, 比较分析了大豆和海藻有机肥不同施用量对烤烟生长发育以及烟叶中氮、磷、钾含量的影响, 并且从土壤理化性质以及土壤微生物群落结构的角度, 分析了施用两种有机肥对烟叶生长、土壤理化性质和土壤微生物群落结构的影响。  结果  (1) 与对照相比, 大豆和海藻有机肥的施用, 促进了团棵期和旺长期烟株的生长发育(450 kg/hm2处理最佳), 提高了土壤有机质和氮磷钾含量。(2)由16 S V3-V4区域扩增子测序可知, 有机肥的施入改变了土壤细菌群落的丰富度和多样性, Sphingomonas、Actinospica、Pseudonocardia等有益细菌丰度增加。(3)土壤细菌群落与土壤理化性质存在一定相关性, 其中土壤pH值、速效钾(AK)、硝态氮(NO₃--N)和铵态氮(NH₄+-N)是主要环境影响因子。  结论  大豆和海藻有机肥的施用改善了土壤理化性质, 并影响了土壤细菌群落丰富度和多样性, 促进了烟株生长发育。      

有机肥长期定位施用对烟田土壤养分和烟株根际土壤细菌群落的影响

  目的  解析长期施肥对烟田土壤细菌群落结构和丰度的影响。  方法  通过田间定位试验,研究了长期单一施用化肥（T1）、化肥+稻草回田（T2）和化肥+稻草回田+饼肥（T3）等3个处理对烟田土壤化学性质及烟株根际土壤细菌多样性的影响。  结果  ① 长期采用稻草回田并施用饼肥有利于提高植烟土壤有机质、碱解氮和速效钾含量,降低土壤pH值;②稻草回田或再增加饼肥处理的烟田独有OTU个数均高于单施化肥处理;③在细菌群落组成中变形菌门（Proteobacteria）和该菌门下物种的相对丰度最高,且稻草还田并添加饼肥处理最高;④植烟土壤微生物LEf Se进化分支图表明稻草还田或增施饼肥的烟田在细菌门水平无组间显著差异,而单施化肥的烟田存在组间显著差异的疣微菌门（Elusimicrobia）和迷踪菌门（Verrucomicrobia）。  结论  长期定位施肥条件下,稻草回田并增加饼肥能够改善烟田化学性质综合指标,提高细菌群落结构和相对丰度。      

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。      

生物炭与化肥氮配施对土壤氮素及烤烟利用的影响

  目的  为探讨施用生物炭对土壤氮素及烤烟对氮素利用的影响。  方法  2015-2016年在河南省方城县金叶园大田条件下,设置了添加生物炭后不同氮水平,研究对土壤硝态氮、铵态氮、碱解氮以及烤烟对氮素吸收积累的影响。  结果  在烟株生育期内,添加生物炭后显著提高了土壤硝态氮含量。2015年硝态氮含量最高达到铵态氮含量的15.72倍,2016年为34.56倍;2016年提高无机氮含量达6.70%~52.47%;添加生物炭对土壤碱解氮含量在烤烟生长前期有一定的提高作用,而在烟株打顶后有效降低了其含量,有利于顺应土壤供氮与烤烟需要适时落黄成熟规律。施加生物炭后,烤烟氮素积累速率前期较高,后期下降。连续施用2年后,氮素利用率可高达49.14%和47.62%。  结论  生物炭与氮肥配施,提高了土壤氮素含量,增施生物炭减少15%化肥氮仍能提高烤烟氮素利用,且连续施用对氮素固持和提高烤烟利用率效果明显。      

化肥连续施用条件下植烟土壤微生物群落响应特征

  目的  为探索土壤微生物对化肥连续施用的响应特征。  方法  选择烟草生产中常用的9种化学肥料,设置减少50%、常规施肥量和增加50%施用量3个肥料浓度梯度,采用土柱模拟系统结合微生物高通量测序、Biolog表型芯片等技术,研究长期不同施肥处理条件下土壤微生物群落的结构、功能基因、生态多样性的变化情况,并构建化肥与土壤微生物关联网络。  结果  （1）连续施用9种化学肥料后土壤微生物群落结构多样性中放线菌门（Actinobacteria）和变形菌门（Proteobacteria）变化幅度较大,磷肥和复合肥增加放线菌门相对丰度,磷肥减少变形菌门相对丰度。（2）连续施肥条件下,尿素施用量减少50%处理的Shannon指数比初期增加1.77%,氯化钾减少50%处理和常规施肥处理在初期明显提高土壤微生物多样性,后期Shannon指数略有下降,与不施肥空白对照之间无显著差异,烤烟专用复合肥常规施肥处理Shannon指数后期较初期下降35.01%。（3）常规施肥浓度下钙镁磷肥处理的氨基酸与核苷酸运输和代谢基因表达较空白对照增多,氯化钾处理的碳水化合物运输和代谢、转录功能、次生代谢产物合成基因明显高于其他处理,硝酸钾处理的脂质转运和代谢基因表达要高于其他处理。（4）化肥对土壤微生物群落影响从高到低依次为硫酸钾＞硝酸钾＞复合肥料＞磷酸一铵＞硝酸铵＞普钙＞氯化钾＞钙镁磷肥＞尿素。  结论  不同种类化肥连续施用均对土壤微生物群落产生不利影响,复合肥对土壤的冲击作用大于单质肥料,氯化钾的施用对土壤微生物的不利影响程度较轻。