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。      

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。      

外源氮素形态对植烟土壤酸解有机态氮组分的影响

  目的  为明确外源氮形态对植烟土壤酸解有机态氮（AON）组分的影响,为植烟土壤保育与定向培肥提供理论依据。  方法  利用15N示踪技术,以湖北恩施植烟土壤为研究对象,采取土壤培养试验,分析外源添加氨态氮、硝态氮和氨基酸态氮对植烟土壤AON及其组分酸解铵态氮（AN）、氨基酸态氮（ANN）、氨基糖态氮（ASN）和酸解未知态氮（UAN）中的氮素转化的影响。  结果  （1）在0~10 d,氨态氮15N的AON转化率（R值）最高,为50%~70%,氨基酸态氮15N的略低,为45%~55%,硝态氮15N的仅为27%~31%,但随后,各处理R值差别不大,约为30%;（2）氨态氮、硝态氮和氨基酸态氮的AON-15N转入量差别不大,加权均值分别为9.84 mg/kg、8.40 mg/kg和10.49 mg/kg,但不同处理的AON-14N变化值差别较大,氨态氮的加权均值为-116.71 mg/kg,而硝态氮和氨基酸态氮的却为28.05 mg/kg和69.84 mg/kg;（3）基于结构方程模型的路径分析发现,氨态氮的AN-ASN和ASN-UAN路径被增强,r值均为正值,ASN加速了AN向UAN的转化,但氨基酸态氮中被增强的AN-AAN和ANN-UAN的r值均为负值,AAN抑制了AN向UAN的转化;（4）在1 d时,氨态氮的AON含量略高于其它处理,但随后迅速下降,30 d时显著低于硝态氮和氨基酸态氮处理。  结论  不同外源氮形态的AON-15N转入量无明显差别,但对土壤本身14N的转化过程影响较大。氨基酸态氮和硝态氮可通过增加其它来源14N转入量提高了AON,而氨态氮则更有利于土壤本身AON-14N的转出,不利于AON的累积。      

长期定位不同施肥类型对烟田土壤nifH细菌群落结构的影响

  目的  解析长期施肥对烟田土壤中含nifH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）3个处理对烟田土壤无机氮及烟株根际土壤nifH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无机氮含量;②稻草回田或再增加饼肥处理的烟田土壤中细菌α多样性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,且稻草回田并添加饼肥处理最高;④植烟土壤微生物LEf Se进化分支图表明单施化肥、化肥+稻草回田和化肥+稻草回田+饼肥的烟田土壤的细菌优势种群主要是披毛菌目（Gallionellales）、根瘤菌目（Rhizobiales）和柄杆菌目（Caulobacterales）的物种。  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土壤无机氮含量,提高细菌群落结构组成和相对丰度。      

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。      

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。      

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。      

基于代谢组学分析青枯病烟田土壤代谢标志物

  目的  分析青枯病烟田和健康烟田土壤代谢物组成的差异,筛选青枯病烟田土壤代谢标志物。  方法  以青枯病烟田和健康烟田的烟株根围土壤为研究对象,采用非靶向代谢组学LC-MS/MS分析技术,对3个时期（未发病、发病中期、发病后期）土壤代谢物组成进行研究。  结果  （1）在未发病时、发病中期和发病后期,青枯病烟田和健康烟田土壤代谢物有显著差异的代谢物分别为115种、159种和105种。（2）3个时期共同差异代谢物有63种,其中正离子模式代谢物有49种,负离子模式代谢物有14种。49种正离子模式代谢物可以聚为2个大类和7个小类。（3）筛选出8种代谢标志物,分别为环巴胺（Cyclopamine）、麦芽四糖（Maltotetraose）、麦黄酮（Tricine）、凯林（Khellin）、6-(alpha-D-glucosaminyl)-1D-myo-inositol、茄啶（Solanidine）、贝磷地尔（belfosdil）、硅雄酮（Silandrone）。  结论  青枯病烟田和健康烟田土壤代谢物组成上存在较大差异,筛选出8种代谢标志物可为判别土壤感烟草青枯病状况提供一定参考。      

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。      

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。      

连作对不同类型植烟土壤化学性状、酶活性及细菌群落的影响

为探明不同类型植烟土壤对连作的响应差异,以云南的红壤、水稻土和紫色土为研究对象,分析烤烟连作5年土壤化学指标、酶活性和细菌群落特征的变化。结果表明,连作5年后,与轮作处理比较,水稻土和红壤的有机质、全氮、全磷、碱解氮、有效磷含量显著增加,pH、速效钾含量显著降低,紫色土仅速效钾含量显著增加,其他指标无明显变化。3种土壤的过氧化氢酶活性显著下降,脲酶活性不同程度增加,但紫色土增加不显著;水稻土的蔗糖酶活性显著下降,红壤和紫色土则变化不明显。3种类型土壤均以变形菌门、蓝细菌门、酸杆菌门、绿弯菌门和拟杆菌门等5个菌门为优势菌群。连作5年后,不同类型土壤的细菌群落相对丰度与活性存在一定差异,其中紫色土的细菌群落结构组成与轮作处理最为相似,其ACE和Shannon指数在3种土壤中变幅较小。综合比较来看,烤烟连作对紫色土的主要生化指标微生物群落结构影响较小,说明紫色土对烤烟连作响应相对不敏感。     

硝态铵态氮比例对不同氮效率烟草苗期氮素吸收及利用的影响

【目的】为明确最有利于烤烟和白肋烟氮素利用的氮素形态配比。【方法】采用盆栽的方法,以烤烟品种中烟100和白肋烟品种TN90为材料,设置5个硝态铵态氮比例(T1:NO₃^-:NH₄⁺=100:0;T2:NO₃^-:NH₄⁺=75:25;T3:NO₃^-:NH₄⁺=50:50;T4:NO₃^-:NH₄⁺=25:75;T5:NO₃^-:NH₄⁺=0:100),测定各处理的生物量、色素含量、硝酸还原酶(nitrate reductase,NR)和谷氨酰胺合成酶(glutamine synthetase,GS)活性、NH₄⁺-N含...     

浏阳洞库陈化烟叶微生物多样性分析

[目的]为研究浏阳洞库3个不同香型陈化烟叶样品微生物多样性和群落组成差异.[方法]利用高通量测序对3个不同香型陈化烟叶样品微生物多样性、群落组成进行显著性差异分析,构建各样品微生物生态网络,并对各细菌群落进行功能预测.[结果](1)浏阳洞库3个不同香型陈化烟叶样品中细菌物种丰富,在门水平上主要由变形菌门和厚壁菌门组成,...     

陈化烤烟叶片不同发酵时间微生物多样性及代谢组分析

  目的  了解不同陈化发酵时间烟叶中微生物菌群与代谢产物的关系,探究多年陈化发酵过程中微生物对烟叶发酵品质的影响。  方法  选取4个陈化发酵时间（陈化0年,1年,4年,7年）的上部烟叶（B2F）,采用Illumina高通量测序技术和UPLC-ATOF MS液质联用技术,对不同发酵时间的烟叶表面微生物多样性以及差异代谢物进行分析。  结果  相比其他陈化发酵时间,发酵4年的烟叶中微生物种类最多、多样性最高。在细菌属分类水平上,泛菌属（Pantoea）和假单胞菌属（Pseudomonas）为发酵4年烟叶的优势细菌。结合OPLS-DA模型以及数据库检索,4个发酵时期两两比较共筛选到173个显著差异代谢物,KEGG富集分析发现差异代谢物参与氨基酸代谢、脂肪酸代谢、类固醇生物合成等多条代谢途径。其中,发酵4年样本中高丰度的差异代谢物主要富集在脂肪酸降解途径。  结论  复烤烟叶在陈化发酵不同时间微生物多样性及代谢物质具有显著差异,上部叶片陈化发酵4年烟叶的内在品质最佳。      

强还原土壤灭菌对烟草种植前后土壤化学性质及微生物群落结构的影响

强还原土壤灭菌(RSD)是一种环境友好型且能够有效缓解土壤连作障碍的技术.为了揭示RSD技术对植烟土壤品质及微生物群落结构的影响,在连作障碍严重的植烟土壤中加入有机物料豆渣,淹水覆膜后进行RSD处理,并比较植烟前后RSD处理土壤的理化性质和微生物群落的变化,同时评估RSD处理对烟草植株生长势和抗病效果的影响.结果表明,...     

酸胁迫对烤烟幼苗根系形态、叶片亚细胞结构及生理生化指标的影响

  目的  研究酸胁迫对不同烤烟品种幼苗生长的影响。  方法  以云烟116和云烟87为试验材料,采用水培研究不同酸度（pH 4.0、pH 5.0和pH 6.0）对烤烟幼苗根系、叶片亚细胞结构及生理生化指标的影响。  结果  相较于对照（pH 6.0）,酸胁迫条件下,烤烟幼苗根系活力降低,根系发育缓慢甚至受到抑制;叶绿体和线粒体受到不同程度的损伤;丙二醛（MDA）含量以及超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）和过氧化氢酶（CAT）的活性均增加。相较于pH 5.0,处理6 d后,pH 4.0处理烤烟幼苗根系长度、根系表面积、根系体积和根尖数均下降;叶绿体膨胀变形,基粒片层扭曲,线粒体空洞化,无结构清晰的嵴,MDA含量增加,SOD、POD和CAT的活性均降低。  结论  酸胁迫抑制烤烟幼苗根系发育,损伤叶片亚细胞结构及抗氧化酶系统,且随着pH下降,烤烟幼苗受损程度更高。云烟116受到酸胁迫影响较大,云烟87表现出较强的耐酸性。      

水肥一体化条件下烤烟氮素营养高效利用研究

  目的  为探究水肥一体化技术对烤烟氮素营养利用效率的影响。  方法  试验设置了空白对照（CK）、常规栽培（FP）和水肥一体化（DF）3个处理,通过2年的田间试验和1年的盆栽实验,检测了3个处理不同时期烟株的干物质积累量和氮素吸收量,对比了3个处理不同生育时期烟株根系生长发育情况,并测定了常规栽培（FP）和水肥一体化（DF）处理烟叶硝酸还原酶（NR）和谷氨酰胺合成酶（GS）的活性和烤烟氮代谢相关的NITR和GS基因的表达量。  结果  （1）DF处理NR活性在移栽20 d和40 d均明显高于FP处理,分别是FP处理的1.26倍和1.31倍,NITR基因的相对表达量也均高于FP处理,在移栽80 d后,DF处理NR活性大幅下降60.81%,而FP处理下降较缓慢;（2）DF处理较FP处理能显著提高烟株根系活力和根体积,促进烟株根系生长发育和形态建成,使烟株氮肥表观利用率提高了93.21%,氮肥偏生产力提高了15.24%,土壤氮素依存率降低了15.01%;（3）DF处理和FP处理烟株干物质和氮素积累变化规律趋势相同,但DF处理的干物质和氮素积累量以及积累速率均较FP处理有明显提升,且DF处理干物质积累和氮素吸收高峰提前,烟株生育后期氮素调亏,成熟落黄较好,烤后烟叶品质较高。  结论  采用水肥一体化技术可以有效调控烟株对氮素的吸收,提高氮素利用率,对促进烟株干物质积累和产质量的提高有积极的影响。      

连作烟草对土壤微生物区系影响的T-RFLP分析

应用T-RFLP技术研究连作烟草根际土壤微生物的区系变化.结果表明:与对照相比,烟草连作导致38种微生物数量显著下降,其中与碳素循环相关的12种,与氮素循环相关的9种,与改善土壤质地相关的4种,益生菌5种,病原菌8种;而烟草连作造成35种微生物数量显著上升,其中病原菌23种,占总体的65.71％.可见烟草连作导致土壤营养元素循环相关微生物数量显著下降,而病原菌数量显著上升,并最终导致烟草连作障碍的形成.