贵州省主要植烟黄壤氮素矿化潜力研究

采用Stanford间歇淋洗好气培养法研究了贵州省9个主要烤烟产区的943份植烟黄壤样品的氮素矿化势,并抽取典型代表样品93份测定了矿化率常数.结果表明,贵州省主要植烟黄壤的氮矿化速率常数平均为0.031 mg kg-1d-1,氮素矿化势平均为92.8 mg kg-1,变幅在10.2 ～280.5 mg kg-1.不同植烟区域氮素矿化势差异较大,安顺、毕节、贵阳、六盘水、黔东南、黔南、黔西南、铜仁和遵义的土壤矿化势分别为103.5、90.6、71.0、116.2、91.1、89.0、79.6、84.6和99.6 mg kg-1.贵州省主要植烟黄壤的潜在供氮能力以中部地区较低,向四周辐射潜在供氮能力增强,六盘水和黔东南部分烟区潜在供氮能力过高.土壤有机质含量与植烟黄壤潜在供氮能力呈显著正相关,可采用指数函数模型对植烟黄壤氮素矿化势进行初步估测.在宏观上把握贵州省主要植烟黄壤的潜在供氮能力,可以为贵州省烤烟种植的合理布局提供依据.     

西南烟区氮素供应与烤烟氮素吸收的关系

【目的】氮是影响烤烟产量和品质的最重要元素,本研究旨在探索氮素供应与烤烟氮素吸收的关系,为提升西南烟区烤烟氮素营养管理水平奠定理论基础。 【方法】在云南、贵州设置多点施肥试验,采用田间原位培养试验、15N 同位素示踪方法,研究烤烟对土壤及肥料氮的吸收。 【结果】烤烟氮素累积量与土壤基础供氮量呈线性正相关,土壤基础供氮量分别解释了烤烟氮素累积量和烤烟土壤氮素累积量 82.6% 和 84.8% 的变异,是烤烟氮素累积量的决定性因素;土壤基础供氮量与土壤有机质含量密切相关,在土壤有机质含量 0～35 g/kg 范围内,土壤基础供氮能力随着有机质含量的增加而增加;鉴于烤烟对氮素的需求,土壤基础供氮量在 60 kg/hm2、土壤有机质含量 20 g/kg 左右较为适宜烟叶品质的形成。烤烟氮素来源主要包括土壤矿化氮、土壤起始无机氮及肥料氮,西南烟区在烤烟大田期土壤氮矿化量为 19.9～38.9 mg/kg,大田期土壤矿化氮量与烤烟氮素累积量呈非线性相关,当土壤矿化氮量增加至 30 mg/kg 以上时,烤烟氮素累积量不再增加;单位土壤有机质大田期矿化氮量与有机质含量的关系可以用对数方程来表达,通过此方程可初步预测土壤矿化氮供应量。西南烟区土壤起始无机氮 (0—30 cm) 和肥料氮输入量为 14.1～237.7 kg/hm2,两者输入量与烤烟氮素累积量呈显著正相关,当土壤起始无机氮和肥料氮输入量超过 150 kg/hm2 时,烤烟氮素的累积量趋于稳定;烤烟氮素累积量随无机氮素供应的增加而增加,烤烟生长季氮供应量超过 300 kg/hm2 时烤烟氮素累积量增加趋势变缓,此时烤烟氮素累积量达到了 100 kg/hm2。西南烟区氮肥利用率为 25.4%～37.1%,土壤有机质与肥料氮利用率的相关系数达到了 0.783 (P < 0.01),肥料利用率随土壤有机质含量以对数函数方式增长。 【结论】在西南烟区烤烟农田生态系统中,烤烟种植宜选择土壤基础供氮量在 60 kg/hm2、有机质含量 20 g/kg 左右的土壤,肥料氮和土壤起始无机氮供应量之和应在 150 kg/hm2 以内,烤烟生长季总无机氮供应量应控制在 300 kg/hm2 以内。西南烟区氮肥利用率平均为 32.6%,通过培育土壤,提高土壤肥力可提高氮肥利用率。     

黄土区几种土壤培养过程中可溶性有机氮的变化及其与土壤矿化氮的关系

研究了黄土高原12种土壤(农地和林地)35 d好气培养过程中可溶性有机氮(SON)含量及其占可溶性全氮(TSN)的比例,以及SON与土壤矿化氮间的关系。结果表明,随着培养过程的进行,不同类型土壤SON的含量均呈明显增加;土壤SON占TSN的比例在培养的前3 d内明显下降,随后这一比例基本保持在24%左右。根据总可溶性氮确定的供试土壤氮素矿化势No平均为45.8 mg/kg,较由矿化的无机氮确定的土壤氮素矿化势No(平均36.5 mg/kg)高约1/4左右;培养过程中土壤SON含量与利用无机氮拟合得到的土壤氮素矿化势No间的相关性未达显著水平。研究表明,评价土壤氮素矿化特性时仅仅测定矿化的无机氮数量,可能会低估土壤氮素矿化潜力和氮素损失的数量和效应。     

温度和水分对典型香型烟区植烟土壤氮素矿化的影响

为探究典型香型烟区植烟土壤氮素矿化特征及其与温度和水分的关系,采用室内培养试验研究了土壤温度(15、28、37℃)和土壤相对含水量(50%、65%、80%田间持水量)对云南大理、贵州毕节、河南许昌3个典型香型产区植烟土壤氮素矿化的影响。结果表明:不同地区植烟土壤矿质氮和矿化速率变化规律与温度和水分密切相关。3个产区植烟土壤的矿质氮含量和矿化速率均随着温度的升高而升高,在同一温度条件下,以土壤有机质含量较高的云南大理土壤矿化量较大,有机质含量较低的河南许昌土壤矿化量较小。不同地区植烟土壤含水量与氮素矿化的关系不尽相同,土壤相对黏重的贵州毕节土壤以50%田间持水量处理土壤氮素矿化量和矿化速率最大,以80%田间持水量处理最不利于氮素矿化;而质地相对较轻的河南许昌土壤和云南大理土壤均为在65%田间持水量条件下最有利于氮素矿化,以50%田间持水量处理氮素矿化量较小。基于一级动力学方程的模拟,3个植烟土壤的潜在矿化氮库(N0)都随温度的增加而提高,总体以28～37℃的培养温度较为适宜,低于15℃不利于土壤有机氮的矿化,3个植烟土壤的N0以云南大理最高,河南许昌最低;土壤矿化速率常数(K)以云南大理最大。土壤相对含水量也对N0有一定影响,且土壤温度和含水量对不同土壤氮素矿化量和矿化速率均存在显著的互作影响,合理调控土壤温度和土壤相对含水量,可以有效调节不同生态烟区土壤氮素矿化动态变化。     

华中地区两种典型菜地土壤中氮素的矿化特征研究

以华中地区两种典型的菜地土壤——黄棕壤和潮土为研究对象,利用室内连续培养试验研究了菜地土壤氮素的矿化规律和矿化特征.结果表明,黄棕壤和潮土氮素的矿化以硝态氮量较多,铵态氮较少.两种土壤的矿化速率随培养时间的延长而降低,培养13周以后黄棕壤的矿化速率为N 0.13 mg/(kg.d),潮土为N 0.32 mg/(kg.d).随着培养时间的延长,黄棕壤和潮土的累计氮矿化量缓慢增长.培养结束时黄棕壤矿化量为N 68.65 mg/kg,潮土矿化量为N109.37 mg/kg,分别占土壤全氮量的24.52％和21.45％.黄棕壤和潮土氮素的矿化势分别为N 74.63 mg/kg和123.45mg,/kg,分别占土壤全氮量的26.65％和24.21％.     

稻草还田对土壤氮素矿化及烟叶品质的影响

探索调控土壤供氮的措施,是降低上部烟叶烟碱含量,提高我国烟叶整体质量的关键问题.以云南水旱轮作植烟土壤为研究对象,通过大田原位培养试验,研究了稻草覆盖还田和稻草翻埋还田对土壤氮素矿化及烟叶品质的影响.结果表明,稻草还田提高了土壤供氮能力,稻草还田方式不同对土壤氮素矿化的影响有所差异.在烤烟旺长期,稻草覆盖还田明显增加了土壤氮素矿化量;采收期,稻草翻埋还田处理的土壤氮素矿化量增加显著.在烟株整个生育期,稻草覆盖还田和稻草翻埋还田处理的土壤累积矿化量分别达到139 kg/hm2和129 kg/hm2,比对照处理分别增加了20.4%和12.2%.由此说明,稻草覆盖还田对土壤氮素矿化的促进作用更显著.尽管稻草还田促进了土壤氮素矿化,增加了土壤供氮量,但两种稻草还田方式均显著降低了上部烟叶总氮和烟碱浓度,提高了其总糖和还原糖浓度,改善了上部烟叶品质.其中,两种还田方式的影响差异不大,总氮含量和烟碱浓度约降低18%和17%,总糖和还原糖浓度约增加23%和19%.稻草还田对中部烟叶品质的影响不显著.     

有机肥和化肥长期配合施用对土壤及不同粒级供氮特性的影响

通过间隙淋洗培养试验 ,研究水旱轮作下有机肥与化肥长期配合施用后土壤及不同粒级中氮的矿化特性。结果表明 ,经 14年 2 9茬连续施肥后土壤氮素矿化势明显增加 ,不同处理间的顺序为 :猪粪 化肥 (3 10mgkg- 1) >秸秆 化肥 (2 98mgkg- 1) >化肥 (2 76mgkg- 1) >对照 (2 0 4mgkg- 1)。长期施肥对土壤氮素矿化速率常数影响较小 ,反映了在相同土壤条件下有机氮矿化的共性。经 16周连续培养各处理土壤氮素的矿化率均在 17%左右。土壤不同粒级中氮的矿化量和矿化势均为 0～ 2 μm >2～ 10 μm >50～ 10 0 μm >10～ 50 μm ,有机肥与化肥长期配合施用显著增加了 0～ 2和 2～ 10 μm粒级氮的矿化势和矿化量。与盆栽试验结果相比 ,培养过程矿化释放的氮明显高于同期土壤的供氮量 ,表明在使用矿化氮评价土壤供氮能力时必须加以矫正。     

温度对不同年限日光温室土壤氮素矿化特性的影响

【目的】日光温室作为具有我国特色的一种高强度的栽培方式,过量施肥问题突出。随着温室栽培在我国北方地区规模的不断扩大,由此带来的土壤退化和地下水污染问题值得关注。不少研究表明,随着日光温室栽培年限的增加,土壤有机质含量不断增加;且温室栽培中的土壤温度与露地存在很大差异,其土壤氮素矿化特性如何,尚缺乏研究。【方法】本研究以位于黄土高原南部陕西省杨凌示范区不同栽培年限的日光温室土壤为研究对象,采用室内好气培养法(84 d)测定不同培养温度(20℃和30℃)对不同年限温室(0 3年)土壤0—20 cm及20—40cm土层氮素矿化量,采用一级动力学方程拟合土壤氮素矿化曲线,根据土壤氮矿化势(N0)评价不同栽培年限温室土壤氮素矿化特性。【结果】1)随着日光温室栽培年限的增加,土壤有机质、全氮含量和氮素累积矿化量随之显著增加。2)30℃的土壤氮素累积矿化量高于20℃的矿化累积量;栽培年限长的日光温室矿化作用对温度的敏感程度高于年限短的温室。3)若温度和栽培年限同时增加,土壤氮素累积矿化量随之增加,说明温度和栽培年限对土壤氮素净矿化量有一定的交互作用,但差异不显著(P0.05)。4)日光温室栽培年限越长,土壤氮矿化势(N0)越大;与种植前相比,第2a、3a温室土壤氮矿化势增加了5.59和11.48倍。5)回归分析表明,0—20 cm土层土壤有机质含量每增加1 g/kg,20℃和30℃条件下土壤氮矿化势(No)分别增加2.70及3.18 mg/kg;土壤全氮含量每增加1g/kg,No分别增加37.28及43.12 mg/kg。【结论】日光温室土壤氮素矿化量随其栽培年限的增加显著增加;培养温度由20℃增加到30℃,土壤氮素矿化量也明显增加,日光温室栽培年限和温度对土壤氮矿化有一定的正交互效应。因此,在日光温室氮素管理中应考虑栽培年限和温度对土壤氮素矿化的影响,以采取针对性的氮素管理措施。     

红壤丘陵坡地不同利用方式的土壤N矿化特征

以坡地不同利用方式定位试验为研究对象,应用间歇淋洗培养方法和计算机模拟模型,求得土壤氮素矿化参数,并探讨了速效氮、氮素矿化势(No)、全氮、有机质组分之间的关系。结果表明,在35℃条件下进行好气培养,一级动力学方程能够很好的拟合试验数据,模拟方程和模拟参数均达到极显著水平。经过8年的不同经营管理,退化利用方式土壤氮的矿化势最低,变动在34.7~39.2mg kg-1之间,旱农利用方式土壤氮矿化势最高,变动在47.8~53.9mg kg-1之间,园地利用方式(落叶果、常绿果、茶园)的土壤氮素矿化势在46.2~49.5 mg kg-1之间;氮素矿化势、土壤全氮、土壤有机质、土壤活性有机质、土壤易氧化有机质之间的相关分析表明,各指标之间均达到显著或极显著正相关,氮素矿化势可以作为红壤丘陵区坡地开发利用过程中土壤供氮强度的指标之一。     

炭基肥对黄壤烤烟生理和氮素吸收与平衡的影响

以烤烟品种云烟87和贵州典型黄壤为试验材料,通过大田试验,设置不施氮（CN）、常规肥（CF）和炭基肥（BF）3个处理,探索不同施肥处理对烤烟氮素吸收相关生理、黄壤－烤烟体系氮素平衡的影响,为优化贵州烟区黄壤氮素管理和减少烟区农田生态环境污染提供科学指导。结果表明,BF处理显著提高土壤脲酶活性、烤烟根长度和根表面积、叶片谷氨酰胺合成酶和谷氨酸合成酶活性、吸氮量,烤烟吸氮量较CN和CF处理分别显著提高 35.06％和14.24％。BF处理烤烟根系活力和体积、干物质量及产量最高,显著高于CN处理。不同施肥处理黄壤－烤烟体系氮素均明显盈余,氮素输入主要是土壤起始无机氮,氮素输出主要是土壤无机氮残留以及烤烟吸氮量。BF处理提高了0～20 cm土层无机氮的残留,氮素表观损失量显著减少44.42 kg?hm-2,氮素盈余量减少37.70 kg?hm-2,氮肥表观利用率显著提高16.15%。合理施用炭基肥是贵州烟区优化黄壤氮素管理和保护烟区农田生态环境的有效途径之一。     

水分条件对不同类型土壤氮矿化及酶活性的影响

针对凉攀烟区立体气候特征明显，干湿分明特征，从水分变化角度研究植烟土壤氮素矿化及其酶活变化特征，为合理调控土壤氮素供应提供科学依据。以凉攀烟区土壤为研究对象，通过室内培养法研究了不同水分条件培养下（60%田间持水量（60%WHC），淹水状态（FS）），土壤（红壤、紫色土）氮矿化动力学及酶活性特征。结果表明，（1）与60%WHC相比，FS培养条件提高了土壤NH4+-N含量，且培养期内紫色土NH4+-N平均含量较红壤增加6.0%~9.0%； 60%WHC培养下土壤NO3--N含量明显高于FS，且培养期内红壤NO3--N平均含量（40.7~64.1 mg/kg）高于紫色土（38.0~56.4 mg/kg）；（2）FS培养提高了土壤氨化速率，紫色土平均氨化速率均高于红壤，60%WHC培养提高了土壤硝化速率，且红壤平均硝化速率高于紫色土；（3）培养期内，60%WHC培养下土壤无机氮累积矿化量明显高于FS，红壤氮矿化潜力强于紫色土，其中红壤在60%WHC培养下的土壤无机氮累积矿化量最大（42.12~394.06 mg/kg），其次是同一水分条件培养下的紫色土；（4）土壤脲酶、蛋白酶和亚硝酸还原酶的活性与土壤无机氮矿化累积量存在显著的相关性，红壤的脲酶活性强于紫色土，尤其是在60%WHC培养的效果更为显著；紫色土的蛋白酶活性和亚硝酸还原酶活性高于红壤，尤其是在FS培养下的效果显著。总体上，凉攀烟区红壤氮矿化潜力强于紫色土，尤其是在60%WHC条件下，在推荐氮肥施用量时，不仅要考虑不同土壤类型，而且还应该注意土壤水分状况的调控，防止烤烟生长后期氮素供应能力过强，影响烟叶成熟落黄和香气物质形成。     

长期耕作和施肥对白浆土氮素矿化的影响

好气培养条件下,白浆土有机N矿化量随培养时间延长而增长,但增加速度趋于下降,两者之间的数量关系遵从化学反应一级方程式。不同处理之间N矿化位势值高低排列顺序为:有机肥(403.55mg/kg)>秸秆还田(365.36mg/kg)>化肥(335.25mg/kg)>免耕(328.05mg/kg)>深翻(324.74mg/kg)>CK(268.65mg/kg)。N矿化位势值在3种耕法中未表现出明显差异。有机N矿化半衰期与施肥有关,有机肥处理的矿化半衰期最长,CK处理最短,有机肥比CK处理多4.12周。各施肥处理之间N矿化速率常数相差不大。     

重庆市石柱县烟田土壤肥力演变与施肥区划

分析2017年重庆市石柱县230份土壤样品的pH和养分指标，并与2002、2012年数据对比，了解该县植烟土壤肥力状况及其演变趋势，提出针对性施肥策略。结果表明，2017年该县植烟土壤pH均值为5.52，其中pH<5.5的酸性土壤占49.1%；土壤有机质平均含量为30.67 g/kg，其中>20 g/kg的比例占92.6%。土壤碱解氮、有效磷和速效钾平均含量分别为156.35、108.40、436.25 mg/kg，其含量过高的比例分别占21.35%、88.2%、98.0%。比较2002、2012和2017年数据，植烟土壤pH先下降后上升，土壤有机质含量稳步上升，土壤碱解氮、有效磷、速效钾含量显著增长。综上所述，该县土壤酸化问题仍较严重，养分含量过于丰富，整体土壤肥力较低且呈下降趋势，因此，可按照“区域大配方，地块小调整”的原则，运用施肥区划图和烤烟配方施肥建议卡，对该县不同种植单元烟田提出具体的施肥方案，实现该县优质烤烟生产。     

有机物料对植烟土壤氮素矿化及微生物性质的影响

采用稻草、油菜、黑麦草和菜籽饼等4种有机物料,采集高有机质含量(68.2 g·kg^–1)烟-稻轮作土壤和低有机质含量(17.2 g·kg^-1)旱地植烟土壤,在等氮(100 mg·kg^-1)投入条件下通过室内培育实验,分析了不同培育时段土壤无机氮(NO3-、NH4+)矿化动态、土壤酶活性以及微生物功能多样性的变化。结果表明:植烟土壤矿化氮动态特征与施用有机物料碳氮比(C/N)密切相关,高有机质植烟土壤中添加稻草、油菜和黑麦草显著降低土壤净矿化氮水平,而低C/N的菜籽饼添加显著促进了土壤净矿化速率,引起土壤无机氮积累。在低有机质植烟土壤添加各有机物料明显提升了土壤硝化速率,但稻草和油菜添加显著降低了培养前期土壤无机氮浓度;而菜籽饼添加显著促进了土壤的净矿化速率,在短期培养内(7 d)土壤铵态氮浓度较对照土壤增加了3.3倍~3.7倍。施入高C/N的有机物料显著提升了土壤微生物功能多样性,引起土壤酶活性增高;但不同物料添加下土壤微生物群落变异不同,诱导了对碳源利用类型不同的微生物种群变化。因此,烟-稻轮作区的高有机质植烟土壤上合理施用稻草是改善烤烟品质重要措施,而对旱地植烟土壤应更加重视高氮源有机肥料的施用,以实现不同植烟区提质增效的目标。     

湘西植烟土壤pH和主要养分特征及其相互关系

为了解湘西烟区植烟土壤pH和主要养分特征及其相互关系,于2015年采集烟区1 242个土壤样本,研究了植烟土壤pH、有机质、碱解氮、有效磷和速效钾的适宜性分布、县域分布以及pH与这些养分指标的量化关系。结果表明:1湘西烟区植烟土壤pH平均值为6.12,有20.77%样品偏酸和18.20%的样品偏碱;有机质和碱解氮含量的平均值分别为28.42 g/kg和145.63 mg/kg,总体上处于适宜水平;有效磷含量的平均值为28.94 mg/kg,有近40%样品偏高;速效钾含量平均值为198.76 mg/kg,有近45%的样品偏低。2主产烟县植烟土壤pH和养分差异极显著。3土壤主要养分含量与pH之间呈现曲线关系;当pH5.5时或pH8.0时,随土壤pH变化,主要养分含量变化较大;当pH在5.5~8.0时,随土壤pH变化,主要养分含量变化平缓。当pH5.5时,随土壤pH升高,有机质、碱解氮、有效磷和速效钾含量快速下降;当pH在5.5~8.0时,随土壤pH升高,有机质、有效磷和速效钾含量缓慢升高,碱解氮含量缓慢下降;当pH8.0时,随土壤pH升高,有机质、碱解氮、有效磷含量快速下降,速效钾含量快速升高。     

烤烟烟碱含量与土壤有机质、氮素含量的关系分析

分析了湖南烟区222个烤烟样品烟碱含量与土壤有机质、全氮和碱解氮之间的关系。结果表明：（1）烤烟烟碱含量在不同等级间存在较大的变异，总体呈现出B2F〉G3F〉X2F的趋势，平均烟碱含量为2．84％，变幅为0．58％～5．95％，变异系数为34．07％；（2）不同等级烟碱含量分别与土壤有机质、全氮和碱解氮的相关系数均达到1％的极显著水平；（3）采用聚类分析方法把同一等级烟叶样品的烟碱含量分为高、中、低3类，不同类别相比较，有机质含量越高的土壤，其土壤全氮、碱解氮以及相应的烟叶烟碱含量也越高，表明土壤有机质含量的高低，直接影响了土壤氮素的供应状况，进而影响了烟碱含量的积累。     

不同质地土壤上烤烟氮素积累、分配及利用率的研究

【目的】土壤质地能概括反映土壤内在的肥力特征,对土壤养分供应具有调控作用,是影响农田中土壤氮素供应和氮肥利用的重要因素。本试验通过在皖南烟区3种质地(壤土、黏壤、砂壤)土壤上施用等量氮肥来研究其对烤烟不同生育期的氮素吸收、积累及利用特征的影响,旨在为烟田土壤改良及烤烟合理施肥提供理论依据。【方法】在皖南烟区现代农业科技园的典型壤土、黏壤和砂壤土上分别建立田间试验,采用15N田间微区试验和室内分析相结合的研究方法,在烤烟的团棵期(移栽后38 d)、现蕾期(移栽后53 d)、平顶期(移栽后64d)和成熟期(移栽后103 d),采集长势一致的烟株样品,测定烟株各部位的生物量,并采用凯氏定氮法检测其全氮含量,采用ZHTO2型同位素质谱仪测定其15N丰度。【结果】皖南烟区壤土和黏壤土上烤烟总氮和肥料氮积累均随生育期呈单峰变化,在烤烟平顶期达最大,总氮积累量分别为4.25 g/plant和3.96 g/plant,肥料氮积累量分别为2.34 g/plant和2.54 g/plant,而砂壤土上烤烟到成熟期其总氮和肥料氮的积累量达到最大,分别是5.64 g/plant和2.73 g/plant,均显著高于同时期的壤土和黏壤;壤土、黏壤和砂壤土上烤烟均以叶部肥料氮占总氮比例及氮素分配率较高,茎部次之,根部最低;不同质地土壤上烤烟氮肥利用率与肥料氮的积累动态具有一致的变化趋势,其中壤土和黏壤在平顶期最大,分别为34.5%和40.7%,之后壤土利用率缓慢下降,黏壤下降幅度较大,而砂壤土上烤烟氮肥利用率在生育期内呈上升趋势,至成熟期最大,为43.7%。【结论】不同质地土壤上烟株对氮素的吸收利用顺序为砂壤壤土黏壤,黏壤土在烤烟生育期内供氮能力较弱,应合理调控土壤氮的矿化及增加肥料氮的供应;砂壤土氮肥利用率较高,应严格控制氮肥的施用量。