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。     

厌氧消毒对植烟土壤质量及细菌群落结构的影响

为了解添加不同有机物料的土壤厌氧消毒(Anaerobic soil disinfection,ASD)对土壤质量及细菌群落结构的影响,设置了烟梗、水稻秸秆、菜粕、米糠、甘蔗渣5种有机物料和不添加物料(CK1)的ASD处理,以原始土壤为对照(CK),分析了不同处理的土壤质量和细菌群落结构。结果表明,与CK相比,ASD处理均可显著提高土壤pH,降低土壤EC和Eh,改善土壤养分,其中添加烟梗显著提高了速效钾、有机质的含量,菜粕显著提高了全氮、有机质、速效氮含量及过氧化氢酶以及脲酶的活性。利用16SrDNA对土壤细菌测序表明,ASD显著改变了细菌门类水平上各种群的比例,其中添加菜粕和烟梗的ASD处理微生物构成与CK、CK1差异较大,厚壁菌门及其门下厌氧型细菌梭菌科、瘤胃菌科和耐受性细菌芽孢杆菌科的相对丰度显著增加,而其土壤青枯菌数量却显著降低。总的来看,添加不同有机物料的ASD对植烟土壤的理化性状和细菌群落结构可产生显著不同的影响,其中添加菜粕和烟梗的ASD明显改善土壤养分,影响了土壤细菌群落结构组成及其多样性,厌氧和耐受型细菌丰度大幅增加,青枯菌数量减少。     

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。      

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%。     

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。     

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。     

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。     

咖啡豆残渣有机肥对德阳雪茄根际土壤肥力及真菌群落的影响

【目的】咖啡豆残渣作为农业废弃物具有一定的资源化利用价值,为研究咖啡豆残渣有机肥在雪茄烟叶生产中的应用效果。【方法】以咖啡豆残渣有机肥为主设计3种配方有机肥、作基肥穴施,分析各处理对雪茄烟株生长、植烟土壤肥力及根际土壤真菌群落结构的影响。【结果】（1）3种配方有机肥处理下雪茄烟的株高、叶长和叶宽均有显著提升,其中“菜籽粕+酒糟+咖啡豆残渣”的配方有机肥处理（T2）效果最好。（2）各处理下的土壤有机质、富里酸、全氮、有效磷和速效钾含量较对照均增加。团棵期土壤的有效磷、速效钾、全氮、有机质、胡敏酸和富里酸含量,以及成熟期的土壤速效钾和碱解氮含量都显著影响根际真菌群落结构。（3）3种配方有机肥均可改变雪茄烟根际真菌的优势种群,降低α多样性,且各处理下团棵期α多样性均大于成熟期。T2处理可显著降低根际土壤中明梭孢属和镰刀菌属的相对丰度,显著提高圆酵母属、曲霉属和被孢霉属的相对丰度。LEfSe分析表明,在门水平下处理间差异物种为子囊菌门和被孢霉门;在属水平下处理间差异物种为镰刀菌属、曲霉属、明梭孢属和被孢霉属。【结论】咖啡豆残渣有机肥可提高雪茄植烟土壤肥力、影响根际土壤真菌群落和促进雪茄生长。本...     

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。     

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。      

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。      

粉垄深度对稻作烟区土壤理化特性及作物周年产量的影响

  背景和目的  为了揭示不同粉垄深度对湖南稻作烟区土壤理化性状及烤烟根系生长和烟稻周年产量的影响。   方法  大田试验于2019年在长沙浏阳永安镇开展,采用单因素随机区组试验设计,设置粉垄深耕20 cm（T1）、30 cm（T2）、40 cm（T3）和直接旋耕12 cm（CK）四个处理,采用50 cm土柱取样器,每个处理取土柱3个。研究了0~50 cm土层土壤理化性状的变化。并分析了不同处理对烤烟根系生长状况、烤后烟叶物理性状和化学成分、经济性状和作物周年产量的影响。  结果  与CK处理相比,T2和T3处理在0~40 cm土层土壤容重显著降低1.49%~8.97%,土壤孔隙度增加0.44%~12.88%,土壤紧实度降低0.37%~24.37%;T2处理在20~30 cm土层土壤碱解氮、有效磷和速效钾含量的提升效果最为显著,较CK处理分别提升了22.82%、58.02%、52.41%;T2处理改善烤烟物理性状及内在化学成分的效果最为显著,各粉垄深耕处理均提高了烤烟的产量和上等烟比例,并且也能提高后茬作物水稻产量,其中T2处理作物产量产值最高。  结论  粉垄耕作30 cm显著改善了稻作烟区土壤物理性质,提高了土壤速效养分在20~40 cm土层中的含量,提升了烟叶的品质和产量,作物周年产值显著提高18029.89元/hm2。      

不同硫酸钾用量对植烟土壤细菌群落的影响

为研究不同硫酸钾用量对植烟土壤微生物的影响,采用连续8年田间定位试验分析了土壤细菌群落多样性。对各处理植烟土壤16S rRNA V3~V4区进行高通量测序,得到各处理植烟土壤细菌群落的α多样性指数、群落种类组成及丰度信息,并对群落组成及丰度进行了PCA聚类分析及UPGMA聚类分析,将排名前十优势细菌门与土壤pH、土壤酶活性、钾和硫含量进行相关性分析。结果表明：（1）与空闲地相比,不施肥连年栽烟土壤细菌数量降低;而施肥处理中,K₂O的投入量为247.57 kg/hm²,S的投入量为125.46 kg/hm²时,细菌群落丰度、多样性和均匀度明显增加。（2）不同处理的土壤中变形菌门、酸杆菌门和放线菌门均为优势菌群,随着硫酸钾施用量的增多,酸杆菌门相对含量明显减少,而变形菌门与放线菌门均呈不同程度增加趋势。（3）细菌群落相似性分析结果表明,长期施用硫酸钾能显著改变土壤群落组成。（4）相关性分析表明,土壤pH、土壤蔗糖酶、脲酶活性、钾和硫含量对于该地区土壤细菌群落的丰度、多样性及优势种群相对丰度起着重要作用。     

基于盆栽试验的施用烟秆生物炭对植烟土壤呼吸速率的影响

为探索烟秆生物炭对植烟土壤呼吸速率的影响机制,采用盆栽试验在烟草不同生育期测定了土壤呼吸速率、温度和含水率。结果表明,不同施肥措施条件下,植烟土壤呼吸速率随烟草生长发育进程的推进变化明显,烟苗移栽后60 d呼吸速率降至最低,移栽后90 d达到峰值。施用生物炭的土壤呼吸速率均大于不施用生物炭和常规施肥。土壤含水率和温度双因素模型能够更好地表征土壤呼吸速率的变化。各处理土壤呼吸速率温度敏感性系数为2.36~9.41,施用生物炭降低了土壤呼吸速率对土壤温度的敏感程度。常规施肥+12 g/kg生物炭、常规施肥+24 g/kg生物炭、常规施肥-纯氮5%+12 g/kg生物炭、常规施肥-纯氮10%+24 g/kg生物炭处理的土壤呼吸速率与阳离子交换量均呈显著负相关。土壤pH、有机质(除不施肥CK外)、碱解氮、速效磷、速效钾均与土壤呼吸速率呈负相关。因此,添加适量的生物炭可以促进土壤呼吸速率的提高。     

PGPR菌剂配合化肥减施对植烟土壤nosZ型细菌群落的影响

研究化肥减施情况下PGPR（plant growth promoting rhizobacteria）菌剂对植烟土壤反硝化作用的微生物调控机制，为植烟土壤科学施肥、培肥地力提供理论依据。本试验在四川攀枝花米易县的传统烤烟种植区通过化学分析和末端限制性长度多态性分析手段（T-RFLP）分别对PGPR菌剂配合化肥减肥处理下的植烟土壤理化性质及土壤nosZ型细菌群落组成和多样性进行研究。结果表明，与常规施肥相比，PGPR菌剂配合化肥减施的处理土壤pH和碱解氮含量显著提高，有机质、全氮含量提高但未达显著水平，部分处理速效磷、速效钾含量显著提高。PGPR菌剂配合化肥减施改变了nosZ型细菌的物种组成，Rhodobacter（红杆菌属）和Bacterium（杆菌属）为5个施肥处理共有的优势菌属，而Bradyrhizobium（慢生根瘤菌属）和Azospirillum（固氮螺菌属）仅为施用PGPR菌剂处理的优势菌。全量化肥配施PGPR菌剂处理下的Shannon多样性指数和均匀度显著低于其他处理，其他各处理细菌群落多样性之间无显著差异。冗余分析表明，土壤pH、有机质和速效钾是影响植烟土壤nosZ型细菌群落结构变化的主要因子。综上所述，PGPR菌剂配合化肥减施影响了土壤理化性质进而导致土壤nosZ型细菌群落结构组成发生改变。     

聚丙烯酸盐类改良剂对土壤理化性状及烤烟根系生长的影响

为探讨聚丙烯酸盐类土壤改良剂单施和复配作用下的土壤理化性状及烤烟根系生长变化,采用大田试验研究了土壤改良剂对植烟土壤肥力、含水量、容重及烤烟根系指标的影响。结果表明:(1)聚丙烯酰胺+腐殖酸钾处理的土壤有机质、碱解氮、速效磷含量最高,聚丙烯酸钾+腐殖酸钾处理的土壤速效钾含量最高;(2)在提高土壤含水率以及降低土壤容重上,聚丙烯酰胺+腐殖酸钾处理效果最好,各土层土壤含水率的提高幅度及容重的降低幅度均表现为20~40 cm10~20 cm0~10 cm;(3)聚丙烯酰胺+腐殖酸钾处理的根长、根体积、根干重和根冠比显著高于其他处理,施用土壤改良剂也明显提高了20~40 cm土层根系生物量的比重。总的来看,施用土壤改良剂能改善土壤理化性状,促进根系生长发育,以聚丙烯酰胺+腐殖酸钾处理效果最佳。     

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。     

蔗渣生物质炭对蔗田土壤理化性质的影响

本文主要采用蔗渣为生物质原料,经过热解处理制备蔗渣生物质炭,并施用到蔗田土壤中,在实验室条件下分别培养30天和60天,研究其对蔗田土壤理化性质的影响。研究结果表明:蔗渣生物质炭施用于蔗田土壤30天、60天后,蔗田土壤含水率、p H、阳离子交换量、有机质、全氮、全磷和速效磷含量与空白对照组CK相比均有不同程度增加,其中5%施用量的生物质炭处理对土壤有机质、全氮、全磷和速效磷含量有显著影响。     

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。