秸秆还田对植烟土壤有机质及团聚体特征的影响

通过2010—2012年的秸秆还田定位试验,利用干、湿筛法研究了不同用量小麦以及玉米秸秆还田后对植烟土壤有机质和团聚体特征的影响。结果表明,随着秸秆还田量的增加,土壤有机质含量、团聚体平均重量直径（MWD）及几何平均直径（GMD）有所增加,但不同秸秆还田对土壤有机质及团聚体特征的效果不同。干筛法测得土壤团聚体的分形维数随两种秸秆还田量增加而减少,湿筛法测得高量玉米秸秆还田（7500 kg/hm²）较低量秸秆还田（1500 kg/hm²）处理的团聚体分形维数显著降低,同时分形维数随着小麦秸秆还田量的增加而降低。等量玉米秸秆较小麦秸秆在提高土壤有机质含量及团聚体特征方面效果较好。土壤有机质与干筛测得MWD及GMD呈极显著正相关,与干筛测得分形维数呈极显著负相关,与湿筛测得GMD及>0.25 mm团聚体含量呈显著性的正相关。总之,通过秸秆还田可增加土壤有机质含量,影响团聚体分布并提高团聚体稳定性。     

翻压绿肥对植烟土壤活性有机质和土壤酶的影响

在化肥减量情况下研究了绿肥翻压量对土壤活性有机质和土壤酶活性的影响。结果表明,当化肥用量降到当地常规施肥量的85%时,翻压绿肥可以明显提高土壤活性有机质含量,但土壤活性有机质的提高量和绿肥翻压量之间没有明显的线性关系。当化肥用量降到常规用量的70%时,翻压绿肥对土壤活性有机质基本没有影响。化肥用量为常规用量85%时,翻压绿肥可以较大幅度提高烟叶旺长期土壤脲酶活性;适当的化肥用量(85%～100%化肥之间)和绿肥翻压量低于22 500kg/hm2时,翻压绿肥可以提高土壤磷酸酶活性。     

不同种类绿肥翻压还田对植烟土壤微生物量及酶活性的影响

为探讨绿肥作物改良土壤的生态作用,通过3年田间定位试验,研究了不同种类绿肥翻压对植烟土壤微生物量和酶活性的影响。结果表明,绿肥翻压能提高植烟土壤微生物量和酶活性。与冬闲相比,土壤基础呼吸提高了196.44%,细菌、真菌和放线菌数量分别提高了36.29%、82.88%和9.16%,蔗糖酶、过氧化氢酶、磷酸酶和脲酶活性分别提高了35.82%、10.57%、17.13%和15.89%。显然翻压绿肥对土壤微生物量的影响要大于土壤酶活性。不同绿肥之间,禾本科绿肥对土壤微生物量和土壤酶活性的影响最大,其次是豆科绿肥,十字花科绿肥的影响较小。因此,利用烟田冬季休闲时间种植绿肥后翻压还田,可改善烟田土壤环境,是实现烟叶生产可持续发展的一个重要措施。     

施用生物炭和秸秆对植烟土壤团聚体稳定性及有机碳分布的影响

为揭示生物炭与腐熟小麦秸秆对植烟土壤团聚体的影响机制,有效改良植烟土壤,以许昌烟田土壤为研究对象,对常规施肥(CK)、常规施肥+生物炭(T1)、常规施肥+腐熟秸秆(T2)、常规施肥+生物炭+腐熟秸秆(T3)4个处理的0～10、10～20和20～30 cm土层团聚体稳定性及有机碳分布进行分析。结果表明:(1)施用生物炭和秸秆可以显著增加0～20 cm土层中0.500～1.000 mm粒级团聚体含量(质量分数),显著降低0.250 mm粒级团聚体含量,其中生物炭与秸秆配施处理表现最好。(2)与对照相比,施用生物炭和秸秆显著增加0～20 cm土层中平均质量直径(Mean Weight Diameter,MWD)、几何平均直径(Geometric Mean Diameter,GMD)、大于0.250 mm粒级团聚体含量(0.250 mm Water-stable Macroaggregate,WR0.250)和水稳系数(Water Stability Coefficient,K),显著降低破坏率(Percentage of Aggregate Disruption,PAD)、土壤不稳定团粒指数(Unstable Aggregate Index,E_(LT))和分形维数(Fractal Dimension,D);其中生物炭与秸秆配施处理的MWD、GMD、WR0.250和K值在0～10 cm土层中最高,而PAD、ELT和D值在0～10 cm土层中最低。(3)施用生物炭和秸秆显著提高0～30 cm土层各粒级团聚体有机碳含量,以单施生物炭处理各粒级团聚体有机碳含量最高。(4)施用生物炭和秸秆可提高0～30 cm土层大团聚体有机碳贡献率,其中生物炭与秸秆配施处理的提高幅度最大。因此,生物炭与秸秆配施处理可明显提高0～20 cm土层大团聚体含量和团聚体稳定性;单施生物炭处理可有效增加0～30 cm土层土壤总有机碳含量和各粒级团聚体有机碳含量。     

重庆典型烟区土壤团聚体中有机质及活性组分的分布特征

为有效调控植烟土壤肥力及合理进行田间碳素管理,采集了重庆彭水、丰都和巫山3个典型烟区的土壤样品。利用干筛法将土壤分成不同粒径的团聚体,分别用浓度33、167和333 mmol·L-1的KMnO₄溶液氧化处理,测定团聚体中高活性有机质(HLOM)、中活性有机质(MLOM)和活性有机质(LOM)含量(质量分数),并分析了各粒径团聚体中有机质及活性有机质的分布特征。结果表明,3个烟区土壤团聚体的组成均以1~2 mm的团聚体为主,占团聚体总量(质量分数)的40.16%~42.02%。除巫山烟区土壤0.25~0.50 mm团聚体含量(质量分数)显著高于彭水和丰都两个烟区外,其余粒径团聚体含量在3个典型烟区间的差异不显著(P>0.05)。随着粒径的增大,土壤团聚体中的总有机质(TOM)和LOM含量均降低,但HLOM和MLOM含量的变化因烟区的不同而异。在彭水和巫山烟区,HLOM和MLOM含量随团聚体粒径增大呈下降趋势,但在丰都烟区则表现为先降低后增加的变化趋势。土壤TOM、HLOM、MLOM和LOM在团聚体中的分布均以1~2 mm粒径最大,分别达29.99%~31.58%、24.29%~33.36%、24.15%~29.09%和18.46%~21.69%,因此将1~2 mm团聚体作为重庆市典型烟区的土壤有机质固定的特征团聚体。土壤TOM和LOM含量均分别与<0.25 mm团聚体中的TOM和LOM含量呈极显著正相关,表明该粒径团聚体有机质和活性有机质可以作为衡量重庆植烟土壤有机质含量变化动态的敏感性指标。      

秸秆还田对植烟土壤酶活性及细菌群落多样性的影响

为明确秸秆还田的烟田土壤微生态效应,通过3年定位试验研究了不同用量小麦及玉米秸秆还田对植烟土壤酶活性及细菌群落多样性的影响。结果表明,秸秆还田可不同程度提高土壤蔗糖酶、碱性磷酸酶及脲酶活性。玉米秸秆还田的土壤蔗糖酶和碱性磷酸酶活性高于等量小麦秸秆还田处理。与对照相比,玉米及小麦秸秆中低量(4500及1500 kg/hm~2)还田后土壤的细菌群落多样性下降,而高量(7500 kg/hm~2)还田后则不变或稍有增加。此外,高量玉米秸秆还田与其他处理间的土壤细菌群落相似系数仅为0.57,表明其群落结构变化较大。而且低、中、高量玉米秸秆还田土壤DGGE图谱中的特异条带分别属于乳酸球菌(Lactococcus)、不可培养细菌(Uncultured bacterium)及硝化螺菌(Nitrospira)。可见,两种秸秆还田均能提高植烟土壤的蔗糖酶、碱性磷酸酶和脲酶活性,且玉米秸秆在高量还田后可增加土壤细菌群落的丰度及多样性。     

不同种类绿肥翻压对植烟土壤理化性状的影响

为明确绿肥作物在改良土壤和提高肥力方面的作用,通过3年田间定位试验,研究了不同种类绿肥多年翻压对植烟土壤理化性状的影响。结果表明,3年翻压绿肥的土壤容重降低1.71%~23.87%,土壤有机质、全氮、全磷、全钾、碱解氮、速效磷和速效钾含量(质量分数)分别提高3.73%~8.76%,1.40%~3.50%,31.37%~38.24%,1.24%~5.15%,1.50%~23.70%,660.98%~833.72%和335.83%~783.75%,土壤p H整体变化不大。禾本科绿肥尤其是冬牧70对土壤容重和有机质含量的影响较大,豆科绿肥对土壤全氮、全磷、全钾、碱解氮、速效磷、速效钾含量的影响较大,其中光叶紫花苕对土壤全氮和全磷含量影响最大,紫云英对土壤全钾、碱解氮、速效磷、速效钾含量影响最大。     

农业废弃物还田对植烟土壤物理性状及根结线虫病的影响

为有效控制烟草根结线虫对烟株的危害,在湖北宣恩开展了稻壳、稻壳+谷糠、烟草秸秆生物有机肥、茶枯等农业废弃物还田（用量15 000 kg/hm²）试验,研究农业废弃物还田对植烟土壤物理性状和根结线虫病发生的影响。结果表明,农业废弃物还田能不同程度地改善植烟土壤物理性状,提高>0.25 mm的土壤团聚体含量,降低土壤容重和土壤毛管孔隙度,提高土壤总孔隙度、土壤毛管持水量和土壤含水量。农业废弃物还田对烟草根结线虫病的防控效果在23.86%~84.50%,以稻壳+谷糠防控效果最好。土壤物理性状与烟草根结线虫病发生情况相关性分析表明,烟草根结线虫病发生与土壤总孔隙度和通气孔隙度呈显著负相关关系,与土壤容重呈显著正相关关系。总之,采用稻壳+谷糠还田能有效改善土壤物理性状和控制根结线虫病的发生。     

秸秆还田和腐熟有机肥对植烟土壤养分、酶活性及微生物多样性的影响

为探讨不同有机物料对植烟土壤的改良效应,通过2015—2017年的田间定位小区试验,研究了水稻秸秆、玉米秸秆、烟草秸秆还田和腐熟有机肥对植烟土壤养分、酶活性、微生物数量和功能性菌群的影响。结果表明:秸秆还田和腐熟有机肥可提高土壤速效钾、有机碳、有效锌、有效镁和有效硼含量(质量分数);土壤蔗糖酶、脲酶和磷酸酶活性呈增加趋势,较对照分别提高55.0%、25.1%和129.5%,以腐熟有机肥处理的效果最好。秸秆还田和腐熟有机肥处理的土壤微生物OTUs总量为8 038～8 643,较对照提高7.4%～15.5%。施用腐熟有机肥还提高了土壤微生物群落多样性和丰富度,降低固氮菌微生物的相对丰度;而秸秆还田降低了土壤硝化功能菌和反硝化功能菌微生物的相对丰度,提高固氮菌微生物的相对丰度和土壤微生物固氮水平。秸秆还田和腐熟有机肥可降低土壤中烟草致病菌的相对丰度,腐熟有机肥处理较对照降低37.9%,且降低烟草感病风险的效果优于秸秆还田。综合分析,腐熟有机肥还田比秸秆还田对烟叶生产更为有利。     

秸秆还田对植烟土壤中微生物结构和数量的影响

测定了施加小麦秆糖、玉米秆糠后植烟土壤中细菌、霉菌、施线菌、解磷菌、解钾菌、硝化细菌和反硝化细菌７类菌群的分布及数量;应用生物统计分析法比较了施加不同秸秆对烤烟试验田土壤微生物结构和数量的影响。结果表明,施加７５００ｋｇ／ｈｍ＾２的小麦秆糠、９０００ｋｇ／ｈｍ＾２的玉米秆糠和１５０００ｋｇ／ｈｍ＾２的玉米秆糠都能显著或极显著地增加２０～４０ｃｍ耕作层中微生物的数据。     

施用沸石、白云石对植烟土壤及烟叶品质的影响

通过盆栽试验,研究了植烟土壤中施用沸石和白云石粉对烟叶品质的影响。结果表明,施用白云石粉比施用沸石更有利于烤烟的生长。与对照比较,每千克风干土壤中施用1g白云石粉,土壤pH值从4.98提高到6.08,烤烟氯含量降低34%,还原糖含量提高31.3%,钾/氯比值提高69.8%,改善了烤烟化学成分的协调性。     

有机肥对植烟土壤氮素供应及土壤性状的影响

通过田间试验研究了前作和当季作物施用腐熟猪粪、菜籽饼和腐熟秸秆对土壤供氮状况及土壤性状的影响。结果表明:①在烟草移栽后35d,前作施用有机肥的土壤中硝态氮含量明显高于当季施用有机肥的土壤,而在移栽后63d则相反;前作施用有机肥处理的土壤供肥规律与烟草的需肥规律较为吻合;②采收结束时,除当季施用腐熟猪粪的处理外,施用有机肥的其他处理与对照相比土壤容重降低,土壤孔隙度提高。因此,烟草的前作施用有机肥有效地改善了烟株生长的土壤环境。     

功夫菊酯对植烟土壤酶活性的影响

采用室内模拟方法,研究了不同浓度功夫菊酯对植烟土壤脲酶和过氧化氢酶活性的影响。结果表明,功夫菊酯对脲酶的活性产生显著影响,呈现出"激活→抑制→恢复→再激活"现象;功夫菊酯对过氧化氢酶活性影响不太明显,与对照组相比,在培养初期(1～5 d),只有低浓度(1.0 mg/kg)功夫菊酯对过氧化氢酶活性产生较显著的影响,影响大体趋势表现为"激活→抑制"现象。     

施肥对植烟土壤重金属输入的影响

采用调研和取样分析方式,研究了环神农架地区4县烟叶生产的主要肥水管理方式和4类16种主要烟用肥料的重金属含量,估算了该区烟叶生产对7种植烟土壤重金属(Cr,Ni,Cu,Zn,As,Cd,Pb)的输入及不同肥料对重金属输入的影响.研究结果显示,16种肥料中以Cr,Ni和Pb的检出率最高,均为93 75%,Cd的检出率最低,仅在两个磷肥样品中检出,检出率为12 50%;4类主要肥料种类中,钾肥中各种重金属含量均较低,不会对土壤中重金属积累造成影响,而磷肥中多种重金属含量较高,尤其是Cd的含量,最高可达0 88 mg/kg,大量施用磷肥有可能对烟叶中Cd含量的控制造成不利影响;环神农架地区烟草生产每季对Cr,Ni,Cu,Zn,As,Cd,Pb的平均输入量分别约为12 96,5 67,11 55,50 03,4 98,0 05,19 16 g/hm2,4类肥料中,磷肥是主要的重金属元素携入者,对除Zn以外其他6种元素的输入贡献率均在50%以上,烟草专用肥是Cr和As(除磷肥以外)的主要携入者,对两元素的平均输入贡献率在40%以上,饼肥则是Cu和Zn的主要携入者,对两元素的输入平均贡献率接近50%.     

客土改良对植烟土壤营养及烟草青枯病的影响

针对南雄烟区沙泥田烟草青枯病发病重的问题,采用大田试验方法,于植烟沙泥田耕层土壤中掺混了一定比例自然风化的红砂土(紫色土),研究了掺混后的土壤营养状况变化规律,并分析了沙泥田掺混红砂土对烟草青枯病的防治效果及原因。结果表明,在易发烟草青枯病的沙泥田耕层土壤中掺混红砂土150~450 m~3/hm~2后,土壤pH由酸性(4.78)渐变为中性(7.06),交换性钙离子含量增加了3~4倍,土壤中青枯病菌、细菌和真菌数量减少,而放线菌数量增加,青枯病发病率和病情指数比沙泥田分别下降了42.2%~73.5%和51.4%~81.1%。相关分析表明,pH、放线菌数量与青枯病发病率、病情指数均呈极显著负相关。在青枯病发病率高的植烟沙泥田耕层土壤中,掺混一定比例的红砂土可防治或减少烟草青枯病的发生。     

微生物菌剂对植烟连作土壤酶活性的影响

采用盆栽试验,研究了微生物复合肥、摩西球囊霉、幼套球囊霉、根内球囊霉对烤烟连作土壤酶活性的影响.结果表明:1)微生物复合肥、摩西球囊霉和根内球囊霉处理的脲酶、磷酸酶、蔗糖酶和过氧化氢酶活性,幼套球囊霉处理的脲酶和磷酸酶活性,CK的脲酶、蔗糖酶和过氧化氢酶活性均在烤烟整个生育期中呈"升-降-升-降"的双峰变化趋势,且它们均在移栽后65 d和98 d时出现活性高峰.2)与CK相比,微生物复合肥、摩西球囊霉、幼套球囊霉均能不同程度地提高连作土壤中蔗糖酶、脲酶、磷酸酶和过氧化氢酶活性,而根内球囊霉只对连作土壤中蔗糖酶、磷酸酶和过氧化氢酶活性有明显的提高作用.综合评价不同微生物菌剂处理对烤烟连作土壤中4种酶活性的影响,认为微生物复合肥、摩西球囊霉改善烤烟连作土壤酶活性的效果较好,其次为幼套球囊霉和根内球囊霉.3)4种酶的相关分析显示,蔗糖酶与磷酸酶和过氧化氢酶与脲酶呈极显著正相关,脲酶与磷酸酶、蔗糖酶呈显著正相关,表明4种酶之间在酶促反应时存在着相互促进的作用.     

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。     

氮营养水平对植烟土壤养分含量及土壤酶活性的影响

田间试验研究了植烟土壤不同土层养分含量及土壤酶活性的变化规律。结果表明:在同一氮水平条件下,随着土层深度的增加,土壤有机质、全氮、速效氮、速效磷、速效钾以及土壤脲酶,蛋白酶,转化酶活性均呈降低趋势,通过方差分析可知,各处理间差异达到5%显著水平;0~40 cm土层范围内,随着施氮量的增加,土壤有机质、全氮、速效氮含量也增加,土壤脲酶活性增加,而蛋白酶活性呈降低趋势,转化酶活性呈先增加后降低的趋势,且在该土层范围内,酶与土壤养分之间存在显著或极显著的相关关系;60~80 cm土层范围内,氮对土壤养分及土壤酶的影响能力相对降低。以上说明在植烟土壤-土壤养分-土壤酶相互作用的系统中,土壤养分含量和土壤酶活性明显受氮营养水平和土层深度的共同影响。     

丛枝菌根真菌对植烟土壤磷含量及烟株养分吸收的影响

为明确菌根化烟苗移栽后的菌根效应,通过大田试验研究了3种氮肥水平(45,67.5和90 kg/hm2)下菌根化烟苗对植烟土壤磷含量及烤烟旺长期氮、磷营养吸收的影响.结果表明:①烤烟接种Arbuscular mycorrhizal(AM)真菌在45和67.5 kg/hm2施氮水平下对植烟土壤及烟株磷含量影响较小,但在90 kg/hm2水平下能有效提高磷含量;②不同施氮水平下,接种摩西球囊霉Glamus mosseae( Gm01)显著降低了烤烟根、茎、叶氮含量,但接种Glamus mosseae( Gm02)仅在90 kg/hm2施氮水平下达到显著水平;③不同施氮水平下,接种AM真菌均有效降低烤烟的氮磷比,其中,Glamus mosseae( Gm01)的菌根效应较佳.可见,不同施氮水平影响AM真菌的菌根效应,但不同来源的摩西球囊霉(Glamus mosseae)对烤烟的作用效果有一定差异.     

饼肥和腐殖酸对植烟土壤养分及烤烟生长影响

１９９７～１９９８年通过盆栽试验,对纯施化肥、饼肥与化肥配合、不同种类腐殖酸与化肥配合情况下烟叶土壤营养状况、烤烟生长状况和烤后烟叶化学成分进行分析研究。结果表明：施用腐殖酸和饼肥可使土壤ｐＨ值下降,改善水肥条件,优化烟草生长环境,从而促进烟草早发快长;烟叶干物质积累和烟草根系体积明显增加,并对后期叶绿素ａ降解和成熟落黄有较好的作用;能够促使烟叶化学成分更加协调,提高烟叶质量。结果还表明,Ａ类腐殖酸优于其它腐殖酸,且与饼肥施用效果近似,但它们在有些方面的作用各有侧重