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生物炭与化肥氮配施对植烟土壤特性和烤烟生长的影响

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摘要

1 文献综述

1.1 生物炭的概念及农业应用

1.2 农业减氮措施的效应

1.3 生物炭对土壤氮素的影响

1.3.1 生物炭对土壤硝态氮的影响

1.3.2 生物炭对土壤铵态氮的影响

1.3.3 生物炭对土壤碱解氮的影响

1.4 生物炭对土壤生物特性的影响

1.4.1 生物炭对土壤酶活性的影响

1.4.2 生物炭对土壤微生物功能多样性的影响

1.5 生物炭对烤烟生长的影响

1.5.1 生物炭对烤烟根系生长发育的影响

1.5.2 生物炭对烤烟生物量的影响

1.6 问题与展望

2 引言

3 材料与方法

3.1 试验田及试验材料

3.2 试验设计

3.3 取样及测定项目

3.4 测定方法

3.4.1 土壤指标测定

3.4.2 根系切片制作与扫描

3.4.3 烤烟指标测定

3.5 数据处理

4 结果与分析

4.1 生物炭与化肥氮配施对土壤氮素的影响

4.1.1 生物炭与化肥氦配施对土壤硝态氮的影响

4.1.2 生物炭与化肥氮配施对土壤铵态氮的影响

4.1.3 生物炭与化肥氮配施对土壤碱解氮的影响

4.1.4 生物炭与化肥氮配施对土壤全氮的影响

4.2 生物炭与化肥氮配施对土壤生物特性的影响

4.2.1 生物炭与化肥氮配施对土壤酶活性的影响

4.2.2 生物炭与化肥氮配施对土壤微生物量的影响

4.2.3 生物炭与化肥氮配施对土壤微生物功能多样性的影响

4.3.1 生物炭与化肥氮配施对烤烟根系皮层厚度的影响

4.3.2 生物炭与化肥氮配施对烤烟根系导管直径的影响

4.3.3 生物炭与化肥氮配施对烤烟根系横截面面积的影晌

4.3.4 生物炭与化肥氮配施对烤烟皮层面积占比的影响

4.3.5 生物炭与化肥氮配施后烤烟根系生理与矿质元素的相关关系

4.4 生物炭与化肥氮配施对烤烟生物量的影响

4.4.1 生物炭与化肥氮配施对烤烟光合特性的影响

4.4.2 生物炭与化肥氮配施对烤烟干物质积累的影响

4.4.3 生物炭与化肥氮配施对烤烟氮素吸收积累的影响

4.4.4 生物炭与化肥氮配施对氮肥利用率的影响

4.5 生物炭与化肥氮配施对烤后烟叶常规化学成分的影响

5 结论与讨论

5.2 生物炭与化肥氮配施对土壤生物特性的影响

5.3 生物炭与化肥氮配施对烤烟根系生长的影响

5.4.2 生物炭与化肥氮配施对对烤烟干物质积累和氮素吸收利用的影响

5.5 生物炭与化肥氮配饰对船烟叶常规化学成分的影响

参考文献

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摘要

为解决植烟土壤因化肥氮过量施用带来的氮素流失和利用率下降等问题,通过大田和盆栽试验,探究了生物炭与化肥氮配施对植烟土壤氮素、生物学特性和烤烟氮肥利用率的影响。研究结果表明:
  一、生物炭与化肥氮配施对植烟土壤氮素的影响
  大田试验结果表明,连续2年生物炭配施化肥氮,提高了土壤中硝态氮含量和土壤颗粒对铵态氮的吸附能力,在烟株打顶后显著降低了土壤碱解氮含量,符合烟株对氮素的吸收规律。盆栽试验结果表明,生物炭可以促进土壤中铵态氮的矿化和释放,同时减少硝态氮的淋失。添加生物炭提高了土壤碱解氮含量,其中减少15%氮肥增施生物炭其碱解氮含量高于常规施肥。
  二、生物炭与化肥氮配施对植烟土壤生物特性的影响
  1、生物炭与化肥氮配施对植烟土壤酶活性和微生物生物量的影响
  大田试验结果表明,减少化肥氮的施用量显著提高了土壤脲酶活性,且对蔗糖酶具有一定的正效应影响。盆栽试验结果表明,微生物生物量氮的含量在旺长期时最高,团棵期和旺长期时,减少15%化肥氮配施生物炭其微生物量氮含量高于常规施肥和减少30%化肥氮,而在烤烟旺长期时,减少30%化肥氮配施生物炭显著提高了土壤微生物生物量碳的含量。
  2、生物炭与化肥氮配施对植烟土壤微生物功能多样性的影响
  盆栽试验结果表明,AWCD值随着培养时间的延长而增大,随着烤烟生育期的推移,AWCD值整体增加,在烤烟成熟期时达到最大,其中减少30%化肥氮配施生物炭其AWCD值保持较高水平。主成分分析表明,PC1和PC2的方差累积贡献率在团棵期为74.89%,旺长期为61.42%,成熟期为67.34%。团棵期时,影响微生物功能多样性的因素为生物炭和氮肥用量,旺长期时,生物炭的施用具有一定的缓冲效果,对微生物功能多样性的影响主要是化肥氮用量;而在成熟期时,T1和T2在一个象限,对微生物的影响主要来自氮肥用量。
  三、生物炭与化肥氮配施对烤烟根系生长的影响
  1、生物炭与化肥氮配施对烤烟根系生理的影响
  盆栽试验结果表明,添加生物炭增大了烤烟二级根的根系横截面面积,减小了一级根、三级根和不定根的根系横截面面积。在旺长期,根系横截面面积和导管直径均随着氮用量的减少而降低,在成熟期时,减少15%化肥氮配施生物炭后根系横截面面积达到最大,常规施用化肥配施生物炭后导管直径最小。在皮层面积占根系面积比例,不定根的占比随着施氮量的减小而降低。
  2、生物炭与化肥氮配施后烤烟根系生理与根系矿质元素的相关关系
  烤烟根系生理生长与根系矿质元素进行相关分析可知,根系导管直径与根系矿质元素无显著性关系,烤烟根系的皮层厚度与Cu和Zn均具有极显著正相关关系,三级根的根系横截面面积与Fe呈显著相关,烤烟根系的皮层厚度和占比均与Mn呈显著负相关,皮层厚度和占比与Na为显著正相关关系。
  四、生物炭与化肥氮配施对烤烟生物量和品质的影响
  1、生物炭与化肥氮配施对烤烟干物质积累的影响
  大田试验结果表明,烟叶干物质积累符合Logistic生长模型。添加生物炭使烟株最大积累速率出现的时间发生前移。
  盆栽试验结果表明,在烤烟生育期内,光合速率先增加后降低,在添加生物炭后,化肥氮用量的减少对烟叶干物质积累的影响降低,而减少15%化肥氮配施生物炭其烤烟根部干物质积累保持较高水平。
  2、生物炭与化肥氮配施对烤烟氮素积累的影响
  大田试验结果表明,连续2年添加生物炭2.4t/hm2,提高了土壤氮素固持能力和烤烟氮肥利用率,同时减少了化肥氮用量。增施生物炭能显著提高烤烟氮肥利用率,大田试验中氮肥利用率在34.32%~49.14%之间,在增施生物炭条件下,正常施氮和减氮15%可显著性提高烤烟氮肥利用率。盆栽试验结果表明,减少15%化肥氮配施生物炭烟株叶片氮素直线积累期最长,且其烤烟氮素利用率达到最高为42.83%。
  3、生物炭与化肥氮配施对烤后烟叶品质的影响
  结果表明,施用生物炭提高烟叶两糖比和糖碱比的协调性,同时提高了烟叶钾氯比,提高烟叶的燃烧性。增施生物炭在一定程度上提高了烤后烟叶氯含量,提高了烟叶钾含量最高。综上所述,生物炭与化肥氮(减少15%化肥氮)合理配施,提高土壤无机氮含量,减少氮素淋失,同时提高了土壤酶活性和微生物功能多样性。促进了烤烟根系的生长发育和蓄水能力,促进烟株氮素吸收积累,提高了氮肥利用率,提升了烟叶品质。

著录项

  • 作者

    葛少华;

  • 作者单位

    河南农业大学;

  • 授予单位 河南农业大学;
  • 学科 烟草学
  • 授予学位 硕士
  • 导师姓名 刘国顺;
  • 年度 2018
  • 页码
  • 总页数
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 中文
  • 中图分类 S572.06;
  • 关键词

    烟草; 生物炭; 化肥氮; 植烟土壤; 烤烟生长;

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