施氮水平对烤烟根冠平衡及氮素积累与分配的影响

在盆栽条件下,设不施氮（CK）,每株施N 5.45g（N1）和8.18g（N2）3个施氮水平,运用15N示踪技术,研究了不同施氮量条件下烤烟根冠平衡及氮素在不同器官间的积累与分配。结果表明,移栽至打顶期烤烟地上部干物质累积量随施氮量增加而增加,根系干物质积累量以N1处理最高;打顶至成熟期地上部干物质累积量N1处理最高,根系干物质积累量随施氮量增加而增加。打顶期根冠比随施氮量增加而降低,成熟期根冠比随施氮量增加而提高。打顶至成熟期烟株氮素积累量以N1处理最高;期间N1处理各器官均有一定氮素积累,而 N2处理和CK下部叶及中部叶有一定量的氮素输出。打顶期氮素在根系中的分配比例随施氮量增加而降低。随施氮量增加,烤烟积累的氮素中来自肥料氮的比例增加;积累的肥料氮中来自基肥氮的量增加。在本试验条件下,施氮（N）5.45 g/plant可促进根冠平衡,使烟株稳健生长。     

黑钙土烤烟氮素积累、分配的研究

通过对黑钙土上烤烟氮素积累与分配研究,结果表明,从烟株全生育期内氮素含量与积累结果可看出,不施氮肥处理,烤烟氮积累总量为96.97 kghm-2,黑钙土土壤供氮能力强;施氮处理N1(52.5 kghm-2)和N2(67.5 kghm-2)氮积累总量分别为117.94和121.59 kghm-2,烟株氮积累量同施氮量成正比,各部位烟叶氮素含量范围适中,从不同部位烟叶氮积累表明,N1和N2处理上部叶氮积累量分别为42.93 kghm-2和43.90 kghm-2,下部叶、茎花氮积累量相差不大,增加氮肥用量,烟株氮素主要集中在上部烟叶。从烤烟经济效益角度考虑,黑钙土上施氮量应控制在52.5~67.5 kghm-2之间比较适宜。     

黄壤烤烟追肥氮的积累、分配及利用

在田间条件下,利用15N示踪技术研究了黄壤2个点烤烟追肥15N积累、吸收比例、氮素利用率及15N在各器官分配。结果表明,烤烟于移栽后35d追肥,追肥15N积累于移栽后13周达到高峰,烟叶采收结束时(17周),追肥15N积累量分别为16.13和15.28kg/hm2,分别占烟株吸收总氮的16.95%～16.51%,追肥氮(15N)利用率为51.20%～61.73%,追肥中氮是烟株氮素重要来源之一,2个点追肥中15N在上部、中部、下部烟叶及茎+花中积累分别占吸收肥料总15N的32.30%～32.72%、32.68%～31.47%、17.65%～17.28%、27.22%～26.44%,60%以上追肥15N集中在中、上部烟叶。因此,烟株吸收追肥15N比例高、吸收时间拖后,追肥15N集中分布于中上部烟叶等均为黄壤烟区上部烟叶烟碱偏高的重要因素。     

硼对烤烟硼、钾积累及碳氮代谢的影响

采用砂培法研究不同硼浓度处理对烤烟碳氮代谢的影响.结果表明,低浓度硼(5 μmol/LH3BO3)处理下,烟株各器官中的硼、氮、钾、干物质积累以及NO3-的吸收及同化受阻,叶片中的NH4 积累增加,而氨基酸和蛋白质含量降低;缺硼还降低烟株叶片的光合速率,并使叶片中的水溶性葡萄糖、果糖、蔗糖、淀粉大量积累.增加硼的供给(20/μmol/L和40 μmol/L),使烟株叶片碳氮代谢增强.植株各器官的氮、钾、硼含量增加,干物质积累增强.     

重茬烤烟的烟碱积累和分配规律研究

烟叶生产中普遍存在重茬现象, 连续重茬对烟株发育和烟叶品质带来不良影响。为了给烟叶生产中合理选择种植方式提供理论依据, 并为今后深入研究烤烟重茬的障碍机理和合理解决烤烟重茬问题奠定基础,本试验在黑龙江省烤烟重茬较普遍的肇州县永胜乡, 采用田间小区试验, 研究了自然肥力和常规施肥条件下不同重茬年限烤烟的烟碱含量、积累与分配的关系。结果表明, 重茬烤烟移栽后3~11 周为烟碱缓慢积累期,11~17 周为快速积累期, 比新茬两个积累期晚2 周。收获时新茬烟碱积累量达到87.56 kg·hm^-2(自然肥力)和128.31 kg·hm^-2(常规施肥), 相同肥力下重茬烤烟积累量随重茬年限增加而显著降低。重茬烤烟根茎内烟碱分配比例随重茬年限增加而降低, 叶片中分配比例增加, 中下部烘烤烟叶烟碱含量升高, 上部叶烟碱含量降低;重茬烤烟烟碱的变化规律不因土壤肥力改变而发生变化。烤烟重茬栽培5 年后, 所有部位烟叶均未达到卷烟厂规定的优质烟叶烟碱含量标准。综合分析认为, 烤烟重茬栽培后, 烟碱积累、分配及烘烤烟叶中烟碱含量均会发生显著变化, 使烤烟烟叶质量降低, 重茬栽培不宜超过5 年。     

15N示踪研究烤烟对氮的吸收及分配

采用盆栽试验,利用^15N示踪研究了烤烟对不同形态氮的吸收利用规律。结果表明,烤烟各部位叶片对氮素的积累量表现为中部叶〉上部叶〉下部叶;肥料氮进入的比例具有下部叶〉中部叶〉上部叶的规律。不同生育期肥料氮进入烟叶中的比例,以团棵期最高,之后肥料氮进入的比例减少,统计分析结果表明（5％水平）,从现蕾期到成熟期之间差异不大。同位素^15N标记肥料施入土壤后约39％～53％被烟株吸收利用,约22％～41％损失,约20％～37％残留于土壤中。     

秸秆还田与施氮水平对大豆氮素吸收分配及产量的影响

通过探究玉米-大豆轮作体系下玉米秸秆连续还田与施氮水平对大豆干物质、氮素积累分配及产量的影响,为黑土区大豆氮素养分管理提供理论依据。以‘黑河43’为供试大豆品种,在秸秆未还田试验区设置常规施肥(N 49.2 kg/hm²,N2-)处理,在高肥试验区(G,有机质含量≥45 g/kg)与低肥试验区(D,有机质含量<45 g/kg)分别设置秸秆还田条件下不施肥处理(CK)、不施氮肥处理(N 0 kg/hm²,N0)、常规减氮30%处理(N 34.4 kg/hm²,N1)、常规施氮处理(N 49.2 kg/hm²,N2)、常规增氮20%处理(N 59.0 kg/hm²,N3)。分析了大豆不同生育时期根、茎、叶、荚和籽粒氮素积累分配、大豆生物量和产量的变化行为。结果表明,2年2试验区秸秆还田与秸秆未还田相比显著提高了大豆产量、干物质量和氮素积累量,增加幅度分别为15.1%~26.0%、44.1%~287.4%和15.6%~54.4%。秸秆还田6~7年后,2年2试验区大豆产量、干物质量和氮素积累量均以施氮量N 34.4 kg/hm²(N1)处理最高,与施氮量N 49.2 kg/hm²(N2)处理相比,增加幅度分别为0.4%~2.1%、0.9%~24.0%和10.3%~20.7%;2022年与施氮量N 49.2 kg/hm²(N2)处理相比,施氮量N 59.0 kg/hm²(N3)处理大豆产量、植株干物质积累量和氮素积累量呈现出降低趋势,在高肥试验区降低程度更为显著。综上,玉米-大豆轮作体系下玉米秸秆连续还田能够显著提高大豆氮素吸收积累量及产量,以秸秆还田下常规减氮30%(N 34.4 kg/hm²,N1)为黑土区大豆适宜氮肥用量。     

干旱胁迫下氮用量对烤烟养分积累与分配及烟叶产量和品质的影响

采用盆栽试验研究了干旱胁迫下氮用量对烤烟(Nicotiana.Tabacum.L.)养分的积累与分配及烟叶产量和品质的影响。结果表明,在干旱胁迫下随氮用量增加,烟株体内N、P、K、Mn含量显著增加,Ca、Mg、Fe含量明显减少,烟株对各种养分的积累量都显著增大。氮用量还影响烟株体内养分的分配,随施氮量增大,伸根期干旱烟株体内大多数养分在根和茎中的分配比例增加,在叶中的分配比例减少;旺长期和成熟期干旱时则相反。在干旱条件下增加氮用量可以提高烟叶产量和总氮、烟碱含量,降低烟叶还原糖含量。     

钨酸钠对成熟期烤烟氮代谢、氧化胁迫和烟碱含量的影响

为解决烟叶后期贪青晚熟所造成的问题,本研究以K326为研究对象,针对生长过旺的烟株喷施不同浓度的钨酸钠,研究了其对烟叶根系活力、氮代谢、抗氧化系统及烟碱含量的影响。结果表明:喷施钨酸钠不同程度地减弱了烟株的根系活力、硝酸还原酶(NR)活性、谷氨酰胺合成酶(GS)活性、丙二醛(MDA)含量,并与钨酸钠浓度呈显著负相关;增加了超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)等抗氧化酶活性,与钨酸钠的浓度呈显著正相关;同时降低了烟碱的含量。综合来看,以喷施1.0 mmol/L的钨酸钠能够有效抑制烟叶的氮代谢,促进烟叶成熟落黄,提高烟叶抗氧化胁迫的能力,同时降低烟叶烟碱含量。     

炭化烟草秸秆还田对连作植烟土壤及烤烟生长发育的影响

为了修复连作植烟土壤,丰富生物质炭在烟草生产中的生态学效应,加快烟草废弃物的综合利用,选择连作15 a、烟草青枯病发生严重的植烟土壤,通过大田试验,研究了炭化烟草秸秆对连作植烟土壤理化性状、微生物数量及烤烟生长发育的影响。结果表明,在连作植烟土壤中添加1 500 kg/hm~2炭化烟草秸秆,有利于改善土壤理化性质和养分状况,改变土壤微生物丰度,进而促进烤烟的生长,提高烟叶的产量,增加植烟的收益。     

不同玉米秸秆还田量对土壤肥力及冬小麦产量的影响

通过田间随机区组设计试验,研究了不同玉米秸秆还田量对接茬麦田土壤碳、氮肥力及冬小麦产量的影响。结果表明,秸秆还田可以增加土壤有机质和缓解土壤氮流失,提高土壤微生物碳、氮的固持和供给效果,增加土壤微生物量C/N,提高土壤供肥水平。从不同玉米秸秆还田量的效应对比与回归分析,进一步明确在黄土高原有灌溉条件的地区,施N 138 kg/hm2,玉米秸秆还田量9000 kg/hm2,能有效提高土壤肥力,可使接茬冬小麦显著增产7.47%。     

不同水旱轮作模式下秸秆还田与精量减氮对水稻产量、氮素吸收利用及土壤氮含量的影响

目的水旱轮作模式不仅影响土壤氮素残留率,而且旱作季秸秆还田后带入土壤的氮量也不同,导致对后茬水稻的氮素供应也不同。研究考虑秸秆氮素条件下的精准减氮量,以充分发挥秸秆氮素和轮作模式优势。方法以四川地区主推品种‘F优498’为材料,在四川农业大学现代化农业科研园区进行大田裂区试验,以3种水旱轮作模式下的秸秆还田为主区：油菜–水稻轮作(RR)、小麦–水稻轮作(WR)、青菜–水稻轮作(CR);以3个施氮量为裂区：不施氮(N₀)、传统施氮量(N₁)、精量减氮(N₂)。根据计算,RR、CR和WR轮作模式下N₂处理的施氮量分别为120、145和140 kg/hm²,分别较N₁处理(150 kg/hm²)减少氮肥用量20.00%、3.33%和6.67%。于水稻拔节期、齐穗期、成熟期取植株样分析干物质积累和氮素吸收量,成熟期测定水稻产量和产量构成因素。旱季作物和水稻收获后取0—20 cm土壤样品,测定全氮及碱解氮含量。结果与CR和WR处理相比,RR平均水稻产量2018年分别增加3.85%和13.06%,2019年分别增加14.01%和2.57%,主要原因是其能保证较高的有效穗数和千粒重,促进籽粒灌浆结实;2018年干物质积累总量平均分别增加1.84%和23.50%,2019年分别增加12.87%和4.19%;2018年氮素积累总量平均分别增加17.29%和14.59%,2019年分别增加10.50%和5.00%;2018年氮肥偏生产力分别增加11.43%和17.08%,2019年分别增加25.57%和11.42%。2018、2019年RR处理稻田土壤全氮含量分别较CR和WR处理增加16.67%和9.25%、14.69%和2.01%,碱解氮含量分别增加了13.90%和9.80%、17.76%和8.48%。同一轮作模式秸秆还田下,N₂处理的水稻产量、干物质积累、氮素吸收及土壤氮素含量与N₁处理多无显著差异,但氮肥偏生产力、氮肥生理利用率多表现为N₂>N₁,其中2018年N₂处理在RR模式下的氮肥偏生产力较N₁处理显著增加23.50%,2019年显著增加20.89%。RR、WR和CR模式综合评价表明,水稻生产力综合排序为RR>CR>WR,得分最高的处理是RR+N₁,其次是RR+N₂。结论油菜–水稻轮作模式秸秆还田优化了水稻各生育时期的干物质和氮素积累,促进了氮素利用和土壤培肥,从而增加水稻产量,配合精量减氮处理不影响水稻正常生长,但能减少20%氮肥使用,有助于秸秆高效利用和水稻节肥稳产。     

轮耕秸秆还田促进冬小麦干物质积累提高水氮利用效率

通过田间定位试验,探究了不同耕作措施及秸秆还田对2015-2017年2个生长季冬小麦物质积累、氮素积累及水氮利用效率的影响。采用2因素裂区试验设计,主区为秸秆还田(S)和秸秆不还田(NS);副区分别为深耕(DT)、轮耕(RT)和免耕(NT)处理。结果表明:S处理较NS处理显著增加冬小麦旗叶SPAD和光合速率,提高成熟期植株生物量,但产量增加不显著。RT处理于2015-2016年和2016-2017年较DT处理分别显著增产4.88%和9.05%,2016-2017年较NT处理显著增产3.64%。秸秆还田和耕作方式交互作用显著影响冬小麦产量,S+RT处理2015-2016年和2016-2017年较NS+DT处理分别显著提高8.68%和16.98%。S处理显著增加植株氮素积累量和水分利用效率;RT处理显著提高冬小麦水分利用效率,增加冬小麦氮素积累量、籽粒氮素积累量、氮素转运及其利用效率。2015-2016年和2016-2017年RT处理水分利用效率较NT处理分别提高8.45%和8.92%,2015-2016年较DT处理提高5.24%;2016-2017年RT处理氮肥偏生产力较NT和DT处理分别显著提高3.68%和9.16%;氮素籽粒生产效率较NT和DT处理分别显著提高10.60%和4.78%。S+RT处理花后SPAD下降幅度最小,花期和成熟期均具有较高的光合速率,产量、水分利用效率和氮肥偏生产力与NS+DT和S+DT相比分别平均提高了12.58%,8.53%,7.95%和4.11%,19.79%,11.44%。因此,秸秆还田配合轮耕措施是黄淮海南部较为适宜的节水省肥型冬小麦耕作栽培措施。     

不同耕作方式与秸秆还田对土壤全氮和小麦产量的影响

为探索不同耕作方式与秸秆还田对土壤全氮含量和小麦产量的影响,从2001年秋播开始在扬州大学校内实验农场开始长期定位试验。试验共设置6个处理,分别为稻麦连续免耕秸秆覆盖还田(NTS)、稻季免耕麦季翻耕(RT1)、麦季免耕稻季翻耕(RT2)、稻麦连续翻耕秸秆还田(CTS)、稻麦连续少耕秸秆还田(MTS)、稻麦连续翻耕秸秆不还田(CT),在小麦成熟后,对土壤全氮含量进行测定,并测定小麦产量。结果表明:(1)连续的秸秆还田处理可以显著增加土壤全氮含量,CTS、MTS处理土壤耕层全氮含量分别比CT处理提高了12.63%、14.74%;(2)NTS处理对提高土壤表层全氮含量的作用更大,比CT处理提高了24.53%,但耕层下层降低了15.49%,CTS和MTS处理的耕层全氮含量均得到了有效的提升;(3)长期免耕处理会在一定程度上降低小麦产量,较CT处理20年平均降低2.07%,20年小麦平均产量RT1、RT2、CTS和MTS处理比CT处理分别提高1.17%、2.20%、1.76%和1.95%。因此,轮耕、少耕和翻耕与适量秸秆还田结合的耕作方式均能有效提高土壤全氮含量和小麦产量,从节本增效的角度出发,麦季免耕稻季翻耕的轮耕和少耕秸秆还田是适用于本地区的耕作方式,也可不同年间两者有机结合进行轮耕,在小麦生产上推广应用。     

秸秆还田方式配施氮肥对玉米秸秆腐解特征及土壤有机碳的影响

为探究华北平原麦玉轮作区不同玉米秸秆还田方式和氮肥管理下秸秆腐解及养分释放和土壤有机碳的变化规律,以玉米秸秆为研究对象,通过连续两年的田间定位试验,采用尼龙网袋法分析秸秆旋耕还田(RT)和深翻还田(DT)两种秸秆还田方式和180 kg/hm²(N1)、240 kg/hm²(N2)和300 kg/hm²(N3)3个施氮水平双因素下秸秆腐解和土壤有机碳的变化特征。结果表明:各处理秸秆腐解速率均表现为先快后慢、最后趋于停滞的变化特征,秸秆还田方式和施氮量均显著影响秸秆腐解特征,其中DT处理秸秆腐解率显著高于RT处理,提高幅度为4.36%～6.25%,在秸秆腐解前期秸秆腐解率随施氮量的增加而增加,但生育后期各施氮处理间无显著差异;秸秆还田方式和施氮量两因素对秸秆碳累积释放量有交互作用,RT处理下N1更有利于秸秆碳释放,但DT处理下N2更有利于秸秆碳释放;秸秆还田方式和施氮量显著影响土壤有机碳含量,且具有交互效应,0～20 cm土层RT处理土壤有机碳含量在小麦生育期均显著高于DT处理,且随施氮量的提高土壤有机碳呈上升趋势,在20～40 cm土层表现相反。秸秆还田方式和施氮量对小麦产量及其构成因素具有显著影响,且对小麦产量具有交互效应,DT处理小麦产量较RT处理两年分别提高4.26%和3.41%,在RT处理下N1施氮量有利于小麦产量的提高,但在DT处理下N2和N3处理更有利于小麦产量的提高。因此,秸秆深翻还田配施氮 240 kg/hm²的农田管理措施可以促进秸秆腐解转化及表层和亚表层土壤有机碳固定,并提高小麦产量,而秸秆旋耕还田配施氮180 kg/hm²时,更有利于表层土壤有机碳积累,并提高小麦产量。     

茄果类蔬菜秸秆原位还田对设施土壤综合质量的影响

为明确茄果类蔬菜秸秆原位还田对设施土壤综合质量的影响,该研究以番茄、茄子和辣椒秸秆为试材,设置了秸秆不还田（CK）、秸秆原位还田（SR）、秸秆原位还田+氰氨化钙（SR+C）和秸秆原位还田+微生物菌剂（SR+M）4个处理,研究了茄果类蔬菜秸秆不同原位还田方式对土壤化学性质、微生物群落和秸秆降解率的影响,并通过计算土壤质量指数（soil quality index,SQI）对土壤质量进行了综合评价。结果表明：与CK相比,SR、SR+C和SR+M处理均可提高土壤阳离子交换量,增加土壤有机碳库,改善土壤养分条件,并调节土壤细菌和真菌的群落结构。添加氰氨化钙抑制了辣椒秸秆的降解,但对番茄和茄子秸秆没有影响;添加微生物菌剂能够促进3种蔬菜秸秆的降解。秸秆原位还田处理均提高了设施菜田SQI,相较于CK,SR、SR+C和SR+M处理的SQI分别提高了15.8%～32.5%、8.8%～56.8%和21.8%～51.4%。研究结果为茄果类蔬菜秸秆资源化利用和设施蔬菜可持续生产提供了理论参考。     

秸秆不同还田方式对土壤蒸发特性影响

以秸秆为材料,利用微型蒸发器,分析了不同秸秆粉碎添加量及不同秸秆覆盖度对土壤蒸发特性的影响。结果表明:粉碎秸秆施入到土壤中能促进土壤蒸发,但添加粉碎秸秆处理间对土壤蒸发影响不显著。秸秆覆盖土壤能有效抑制土壤蒸发,且高覆盖度抑制效果显著。F4(100%覆盖)累积土壤蒸发量最少,为40.8 mm,与其他处理差异显著(P<0.05)。试验阶段土壤蒸发作用强于降水补充,高秸秆覆盖度土壤贮水能力高于对照,添加粉碎秸秆土壤贮水量比对照减少幅度大。秸秆覆盖处理土壤蓄水保墒、抑制蒸发能力显著优于秸秆粉碎添加处理。     

覆盖集水措施对烟田土壤水分时空分布和利用效率的影响

采用田间试验研究了覆盖集水栽培措施对烟田土壤含水量、烤烟产量及水分利用效率的影响。结果表明．垄下栽烟、垄上覆盖地膜、烟行覆盖秸秆与传统的垄上栽烟方式相比较．能显著增加烟株生长不同时期烟田0～100cm土层土壤贮水量和各土层土壤含水量．降低烟田土壤水分蒸散量．提高烟叶产量、上等烟比例和水分利用效率．是适宜于干旱地区烤烟生产的集水覆盖栽培技术。