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。     

烟草秸秆生物有机肥对植烟土壤交换性盐基的影响

为保育与修复植烟土壤,合理施用烟草秸秆生物有机肥,实现烟区的可持续发展,采用田间试验的方法,研究了烟草秸秆生物有机肥对植烟土壤交换性盐基的影响。结果表明,不同用量烟草秸秆生物有机肥对植烟土壤交换性盐基和物理性状有明显的影响,其中以施用1500 kg/hm²烟草秸秆生物有机肥保育与修复植烟土壤的效果最好,施用3000 kg/hm²烟草秸秆生物有机肥改良植烟土壤结构的效果最好。因此,生产上应以实际的土壤状况来确定适宜的施肥量,一般状况的植烟土壤以施用1500 kg/hm²烟草秸秆生物有机肥为宜;板结、黏重的植烟土壤以施用3000 kg/hm²烟草秸秆生物有机肥为好。     

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。     

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。      

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。      

生物炭用量与追肥次数对烤烟生长及氮素积累的影响

为实现生物炭施用下烤烟轻简化追肥，利用土柱淋溶试验结合大田试验，研究了生物炭施用量与追肥次数对烟草生长发育和氮素积累的影响。结果表明，生物炭用量达到10 t/hm²时可以显著提高土壤含水率，显著降低氮总淋溶量。烤烟农艺性状主要受到生物炭用量的影响，烤烟干物质(特别是叶片干物质)及氮素积累主要受追肥次数的影响，生物炭用量、追肥次数及两者互作均对烤烟经济性状有显著影响，但主要受追肥次数的影响。总体来看，10 t/hm²生物炭施用条件下，追肥2次提供了更适宜的养分供给模式，提高了烟草的氮肥利用率和经济效益，可以为发展烟草栽培轻简化追肥模式提供参考。     

生物质炭对植烟土壤质量及烤烟生长的影响

采用大田试验,在当地习惯施肥的基础上,添加不同比例的生物质炭(2.25、4.50 t/hm²),探讨了生物质炭对植烟土壤理化性质及烤烟生长的影响。结果表明,施加生物质炭影响了植烟土壤的理化性质,主要体现在0~10 cm土层。与对照相比,生物质炭处理提高了0~10 cm土层土壤田间持水量、总孔隙度、土壤pH、有机质和土壤CEC,同时还提高了土壤硝态氮、有效磷、速效钾的含量,降低了土壤容重及铵态氮的含量,且高施炭量的处理效果显著。生物质炭能促进烤烟生长过程中对钾元素的吸收,降低打顶后烤烟磷、氮元素的吸收及干物质的积累。与CK相比,移栽后90天,根干物质量在2.25和4.50 t/hm²水平下分别下降了5.58%和7.50%,茎和叶的干物质量虽有所下降,但各处理间差异不显著。     

两种生物炭对植烟土壤生物学特性的影响

目的:研究花生壳生物炭和烟秆生物炭对植烟土壤生物学特性的影响。方法:选用品种为中烟100,在河南郏县开展大田试验。试验设四个处理,分别为:CK不施肥、T1为常规施肥、T2为花生壳生物炭+常规施肥、T3为烟秆生物炭+常规施肥,生物炭的用量均为6000kg/hm~2。结果表明:施用生物炭增加了植烟土壤细菌数量,尤其是在移栽后45d～75d,细菌数量提高幅度较大;施用生物炭增加了土壤真菌数量,烟秆生物炭在烟株生长前期作用明显,而花生壳生物炭在烟株生长后期作用明显;施用烟秆生物炭有增加放线菌数量的趋势,而花生壳生物炭对放线菌数量影响不明显。施用花生壳生物炭增加了植烟土壤微生物生物量碳含量,而烟秆生物炭降低了烟株生长后期的微生物生物量碳含量;施用烟秆生物炭增加了微生物生物量氮含量。施用生物炭增加了前期微生物生物量碳和微生物生物量氮的比值,降低了后期微生物生物量碳和微生物生物量氮的比值。施用生物炭增加了植烟土壤全碳和全氮含量,以花生壳生物炭效果明显。结论:施用花生壳生物炭和烟秆生物炭对植烟土壤的生物学特性有较好的改良作用。     

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750kg/hm²(MO)、高碳基肥600kg/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。     

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。     

生物炭基肥对植烟土壤微生物功能多样性的影响

为探讨生物炭基肥对植烟土壤化学特性及微生物功能多样性的影响,通过大田试验,研究了施用不同量生物炭基肥（0、0.9、1.5、2.1 t·hm-2）后土壤养分和微生物群落功能多样性的变化。结果表明,添加生物炭基肥显著提高了土壤有机碳（SOC）、微生物量碳（MBC）和微生物量氮（MBN）含量,较对照分别提高了23%~40%、8%~49%和49%~97%,降低了矿质氮含量,降低范围30%~49%。微生物功能多样性结果显示,生物炭基肥可以增强土壤微生物对碳源的利用程度（AWCD）,显著增加Shannon多样性指数（H）、Simpson多样性指数（D）和McIntosh多样性指数（U）,降低了Shannon均一性指数（E）。主成分和热图分析表明,单施化肥处理和增施少量生物炭基肥处理（0.9 t·hm-2）的土壤微生物碳源利用差异较小,随着生物炭基肥用量的增加,土壤微生物群落碳源利用的分异程度加剧。研究认为,施用生物炭基肥提高了植烟土壤肥力,增加了微生物碳源利用能力和功能多样性,施用量1.5 t·hm-2即可对烟田土壤养分及生物学特性有较好的改善作用。      

生物炭与有机肥配施对褐土烟田微生物功能多样性的影响

为实现褐土烟田土壤改良的目标,通过大田试验,以施用化肥为对照,研究了生物炭与芝麻饼肥、生物有机肥、动植物有机肥配施后土壤养分、微生物代谢功能和微生物数量的变化。结果表明,生物炭与有机肥配施能提高土壤碱解氮、速效磷、速效钾和有机碳含量,其中以配施生物有机肥提升作用最为明显,分别较对照提高28.18%、54.81%、46.72%和31.12%。与对照相比,生物炭配施3种有机肥均可以增强微生物的代谢活性,提升其对酚酸类、碳水化合物类碳源的利用能力。此外,生物炭与有机肥配施还降低了真菌数量,增加了土壤细菌、放线菌数量及细菌/真菌、放线菌/真菌比值。其中配施生物有机肥土壤细菌和放线菌数量分别较对照增加了192.45%、45.77%。因此,生物炭与有机肥配施能提高褐土土壤速效养分和有机碳含量,改善土壤微生物群落结构。综合来看,以生物炭与生物有机肥配施效果最好。     

生物炭对土地整治区土壤微生物调控效应

  目的  为巩固土地整治成效, 提高土壤地力, 探讨生物炭对土地整治区土壤微生物调节效应的影响。  方法  通过大田试验, 添加不同水平梯度生物炭(0、7.5、15、30、45 t/hm2), 分析施用后对土壤微生物学指标的影响。  结果  (1) 当用量>7.5 t/hm2时, 生物炭平均降低土壤微生物生物量碳氮比(MBC/MBN)70.22%, 土壤微生物商81.11%;(2)适量生物炭可提高土壤微生物的生物多样性, 细菌和真菌的OTUs分别在生物炭用量为20~30 t/hm2和10~30 t/hm2时达到峰值, 但当用量≥30 t/hm2时, 生物炭对OTUs具有降低作用; (3)生物炭可影响细菌和真菌的群落结构, 对细菌变形菌门和放线菌门的相对丰度分别有着降低和提高的作用, 对真菌子囊菌门则具有先降低后升高的作用; (4)生物炭对硝化细菌和反硝化细菌的相对丰度具有降低作用, 但对固氮菌却有提高作用, 有利于土壤固氮; (5)适量生物炭可降低土壤可能致病菌属的相对丰度, 但高剂量施用将增大烟叶生产感病风险。  结论  适量生物炭对土地整治区土壤微生物性状具有改良效果, 将用量控制在15 t/hm2左右为宜。      

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。      

烟秆生物质炭对土壤碳氮矿化的影响

为优化烟草废弃物的资源化利用,采用室内培养试验,研究了烟秆生物质炭对土壤有机碳、有机氮矿化特征的影响。结果发现,与对照(生物质炭添加质量分数为0.0%)相比,添加烟秆生物质炭后能一定程度促进土壤有机碳的矿化,且1.0%添加量处理的有机碳累积矿化量最高,其次为0.5%及2.0%的添加量处理;与其他处理相比,2.0%添加量处理能显著降低土壤总有机碳的累积矿化率,促进土壤中有机碳的积累;添加烟秆生物质炭对土壤无机氮含量、有机氮的矿化及硝化速率均无显著影响。说明较高量的烟秆生物质炭(2.0%)添加能提高土壤有机碳含量,对于烟田土壤的增碳固氮效应及废弃烟秆的资源化利用方面具有重要指导意义。