不同有机物料对烤烟根际土壤碳库、酶活性及根系活力的影响

为分析不同有机物料对植烟土壤的改良效应,优化农业废弃资源循环利用,采用盆栽试验,以单施化肥为对照,研究草炭、生物炭、汽爆玉米秸秆对烤烟根际土壤碳库、酶活性和根系活力的影响。结果表明,与对照相比,各处理土壤总有机碳和活性有机碳含量在烤烟不同生育期都有显著提高,移栽后90 d时总有机碳含量最多增加45.24%,活性有机碳含量最多增加238.70%,草炭和汽爆玉米秸秆提高了根际土壤碳库活度和AOC/TOC比例,生物炭降低了碳库活度和AOC/TOC比例;汽爆玉米秸秆提高了土壤脲酶和蔗糖酶活性,在烤烟不同生育期最多分别比对照提高了66.03%和210.32%,草炭和生物炭对土壤酶活性影响不显著,但延缓了成熟期根系衰老,汽爆玉米秸秆对烟株根系活力有一定抑制作用。因此,施用有机物料均可提高烤烟根际土壤总有机碳和活性有机碳含量,但对酶活性和根系活力效果不一致,尚需开展大田及长期定位试验进一步研究。     

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。      

海泡石及生物炭对甲霜灵和镉复合污染条件下烟草生长发育和污染物含量的影响

为明确不同土壤改良剂(海泡石和生物炭)对植烟土壤甲霜灵与镉复合污染条件下烟草生长发育特征与污染物含量的影响,采用盆栽试验研究了甲霜灵与镉复合污染条件下,添加海泡石和生物炭对烤烟植物学性状、不同生育期烤烟不同部位生物量、根系发育及污染物吸收的影响。结果表明:(1)添加量20 g·kg-1海泡石或生物炭均能不同程度地促进烟株生长和生物量的积累,与对照相比海泡石和生物炭两者等量(10 g·kg-1)配施,可显著增加烟株株高、叶片数、根生物量、根冠比、主根长和根体积等(P0.05)。(2)海泡石与生物炭及其配施处理均能降低烟叶和根部的甲霜灵含量并缩短甲霜灵在烟叶中的半衰期,但处理间差异不显著。(3)与对照相比,3种改良剂处理中烟草根部及叶部对镉元素的吸收高峰均延迟至烟株现蕾期,且在根和叶中镉的富集系数降低。因此,海泡石与生物炭等量配施既可显著促进烟株的生长发育,又可缓解镉与甲霜灵对烟株生长的毒害作用,是甲霜灵和镉复合污染条件下烟田改良的较有效措施。     

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。      

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。     

生物炭对土壤有效镉含量和甘蔗镉吸收的影响

为探求Cd污染的土壤添加生物炭对Cd从土壤-甘蔗迁移的影响,本研究以云蔗05-51为材料,采用盆栽试验,土壤生物炭含量分别设为0%、2.5%、5.0%,并加入不同量的Cd(NO₃)₂·4H₂O到土壤,土样有效Cd含量设4个水平(0、100、250、500mg/kg),共12个处理。在甘蔗幼苗期,对甘蔗株高、地上部分和根系的生物量进行测量,对甘蔗地上部分、根系的Cd含量和积累量进行测定,同时对土壤有效Cd含量进行测定。结果表明,在甘蔗幼苗期,土壤中0～500 mg/kg有效Cd对甘蔗株高、生物量积累抑制作用不明显。有效Cd浓度为250mg/kg的处理,土壤有效Cd含量变化趋势为：5.0%生物炭<2.5%生物炭<0%生物炭。有效Cd浓度500 mg/kg处理85天后,甘蔗地上部分Cd含量趋势为：0%生物炭>2.5%生物炭>5.0%生物炭,各处理间差异显著(P<0.05)。有效Cd浓度为500 mg/kg、生物炭0%的处理,甘蔗根系Cd含量达最高值为131.86 mg/kg,甘蔗根系Cd积累量6....     

烟秆生物炭对烤烟根系生长的影响及其作用机理

为揭示烟秆生物炭对烤烟根系生长的作用机理,通过田间试验研究了烟秆生物炭不同施用量(0、1、10、50 t/hm~2)对烤烟根系生长和土壤理化性质的影响。结果表明:土壤中施用生物炭可促进烤烟根系前期生长,根系体积和干质量均有提高。随着生物炭用量的增加,烤烟根系伤流强度呈递增趋势,根系活跃吸收面积、活跃吸收面积百分比及干质量呈现出先增加后减少的趋势。10 t/hm~2烟秆生物炭处理的烤烟根系形态生理特征指标最优、烟叶产量最高。随着生物炭用量的增加,土壤质量含水率、毛管持水量、气相率、有效磷及速效钾含量(质量分数)逐渐增加,土壤碱解氮含量和过氧化氢酶活性先增加后降低。与对照比较,生物炭处理的土壤速效钾含量增幅为11.0%~382.3%。     

不同施肥措施对植烟土壤生物学特性和速效养分的影响

通过两年盆栽试验,研究增施不同有机物料对植烟土壤生物学特性和速效养分的影响。结果表明,与纯施化肥相比,增施芝麻饼肥显著增加土壤碱解氮和速效磷含量,增施生物炭显著增加速效钾含量;增施腐熟秸秆土壤蔗糖酶活性显著提升12%,芝麻饼肥和生物炭处理脲酶活性均显著增加19%,生物炭处理过氧化氢酶活性显著增加27%。增施腐熟秸秆土壤微生物生物量碳最高,达到234.52 mg/kg,生物炭处理土壤微生物生物量氮最高,达到35.29 mg/kg。细菌为植烟土壤可培养菌中的优势菌,增施生物炭显著提升可培养细菌数量,增施腐熟秸秆显著提升可培养真菌和放线菌数量。总体来看,增施不同有机物料能改善土壤生物学特性,增加速效养分含量,从而改善植烟土壤质量。     

生物炭对‘赤霞珠’葡萄根域环境及根系构型的影响

为研究生物炭对‘赤霞珠’葡萄根系发育及根域环境的影响,采用盆栽试验分析不同生物炭和有机肥处理对植株根系发育及根域环境的影响。结果表明:土壤理化性状随着生物炭施入量的增加而明显改善,施炭量25 g/kg处理的土壤容重与对照(CK)相比降低8.6%,总孔隙度提高56.4%,土壤含水量提高28%;施用生物炭的土壤pH明显高于对照;施用生物炭增加了土壤碱解氮的含量,以15 g/kg效果最好;施用生物炭明显提高土壤酶活性,显著增加土壤微生物含量。生物炭对‘赤霞珠’的生长具有促进作用,其随施炭量的增加而增强,施炭25 g/kg处理的植株株高和干物质比分别比CK提高26%和198%;根长、根表面积、根系体积、根尖数为CK的164%、153%、128%、154%。因此,生物炭可以明显改善根域环境,促进根系发育。     

不同类型秸秆还田对烟田土壤碳氮矿化的影响

为揭示不同类型秸秆还田后烟田土壤碳氮养分的供应能力及潜力,通过室内好氧培养试验,研究了玉米秸秆、烟草秸秆、水稻秸秆及水稻秸秆生物炭对烟田土壤有机碳矿化、有机氮矿化及硝化特征的影响。结果表明:添加1%的不同类型秸秆后,各处理土壤的有机碳矿化速率及其累积矿化量的排序为玉米秸秆≥水稻秸秆烟草秸秆水稻秸秆生物炭≥对照;添加等量的水稻秸秆生物炭与水稻秸秆相比,土壤的有机碳矿化速率及累积矿化量明显降低。添加不同类型秸秆后,各处理土壤的有机氮矿化速率和硝化速率变化规律一致,均随着培养时间的推进呈现先减少然后缓慢增加再趋于平衡的趋势。而培养前期不同秸秆处理土壤的硝化速率及矿化速率出现负值,这可能与土壤发生反硝化作用及微生物对氮素的固持作用有关。因此,在碳氮比较高的秸秆还田过程中,需要适当添加外源氮肥进行调节,以减缓微生物对氮素的固持作用并利于养分释放。而且秸秆转化为生物炭进行还田,可以起到较好的增碳固氮效果。     

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...     

混合有机肥用量对烤烟根系活力及根际土壤生物特性的影响

有机肥施用对土壤根际生态区域的影响关系密切,为探讨混合有机肥(草炭、芝麻饼肥、腐植酸、矿质肥)作用下烤烟根际的动态变化,采用盆栽试验,研究了混合有机肥用量对烤烟根系活力、土壤酶活性及微生物量碳(SMBC)的影响。结果表明:(1)增施混合有机肥500 g/株对烤烟根系活力提高效应最大,于移栽后60 d较对照提高了200.06%。(2)增施混合有机肥500 g/株对土壤脲酶、蔗糖酶、过氧化氢酶的提高作用最显著,于移栽后60 d土壤酶活性较对照依次提高了53.45%、33.98%、61.90%,而增施混合有机肥750 g/株对土壤微生物量碳的提高作用最明显,其次为500 g/株的处理,在移栽后60 d分别较对照提高了97.51%和82.04%。(3)混合有机肥作用下,各处理的烤烟根系活力、土壤脲酶、蔗糖酶及微生物量碳均有显著提高,均在移栽后60 d出现峰值。总之,施用适量混合有机肥能提高烤烟根系活力,改善根际土壤环境,以500 g/株的处理最佳。     

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。     

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。      

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。     

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。     

小麦秸秆还田对烤烟叶片发育及产质量的影响

为探讨适宜的小麦秸秆施用方式,田间试验比较了小麦秸秆直接施用和制成生物炭施用两种方式对烤烟叶片发育、烟叶产量及品质的影响。结果表明,与常规施肥相比,秸秆直接施用前期抑制、后期促进烟株叶片发育,对产量、产值及中部叶片外观质量影响较小,中、上部烟叶含钾量及烟碱含量均显著提高;施用秸秆生物炭促进了烤烟叶片发育,产量、产值显著提高,增幅分别为21.83%、54.23%,改善了中部烟叶外观质量,叶片身份、油分得分及外观质量总分显著增加,显著提高了中、上部烟叶含钾量,增幅分别为8.39%和22.63%,且烟碱含量增加不明显。可见,施用小麦秸秆生物炭能够促进烟株生长、提高烟叶产量、改善烟叶品质。