基于多样性测序对健康与易感病烟田根际 土壤微生物群落分析

为明确根际土壤微生物群落与根际土壤环境因子的关系,通过多样性测序研究健康烟田与易感病(黑胫病和根结线虫病混合发性)烟田根际土壤微生物群落特征。结果表明,易感病烟田根际土壤微生物群落的Alpha多样性指数显著低于健康烟田;烟田土壤细菌群落在属水平上共检测出687类,其中健康烟田共620类,易感病烟田共560类,而土壤真菌群落在属水平上共检测出123类,其中健康烟田共107类,易感病烟田共103类;病原菌枝孢霉(Cladosporium)、镰刀菌属(Fusarium)、Boeremia在易感病烟田土壤真菌群落的相对丰度高,拮抗菌链霉菌属(Streptomyces)、芽孢杆菌(Bacillus)、类芽孢杆菌(Paenibacillus)在健康烟田微生物群落的相对丰度高;根际土壤的有机质、全氮、碱解氮、全磷、有效磷、全钾、速效钾含量在健康烟田中高。因此,健康烟田根际土壤的微生物多样性、病原菌和生防菌丰度、土壤p H值和养分含量都高于易感病烟田;土壤p H值、有机质、碱解氮、有效磷、速效钾与烟田根际土壤微生物群落的相关性较大。     

四川冕宁县新植烟区土壤养分特征及施肥对策

为明确四川冕宁县新植烟区土壤养分状况并合理指导施肥,2013年和2014年采集冕宁县后山乡、回龙镇、哈哈乡和回坪乡4个新植烟区耕层(0~20 cm)土壤样品186个,对植烟土壤养分状况进行了评价。结果表明:冕宁县新植烟区土壤平均p H 6.26,总体处于适宜范围;土壤有机质、有效磷、交换性钙和交换性镁总体处于适宜或丰富水平,但变异系数较大,仍有15.15%的土壤有机质缺乏,24.74%的土壤有效磷不足,约有15.00%的土壤交换性钙和镁偏低;土壤碱解氮和速效钾属于缺乏或极缺乏水平,有68.50%的土壤碱解氮缺乏,土壤速效钾属于缺乏和极缺乏分别占36.01%和54.28%。烟叶生产过程中,应根据各乡镇土壤养分含量的具体情况,进行科学施肥。     

基于SPAD值的烤烟氮素营养诊断研究

为探究SPAD值在烤烟氮素养分诊断中的作用,以云烟100为试材,设置了6个不同氮肥水平的田间试验,分析了烤烟叶片SPAD值与氮素营养诊断指标、施氮量的关系以及施氮量对产量的影响。结果得出产量与施氮量呈二次函数关系,函数关系式为Y=-0.07X2+18.07X+2165.34,根据产量与施氮量的关系确定了最佳经济施肥量,为124.5 kg/hm²,对应的最佳经济产量为3330.4 kg/hm²;建立了基于叶片SPAD值的烤烟氮肥推荐施肥标准。其中最适SPAD值范围为37.11～46.06,可作为团棵期和旺长期氮素营养诊断的指标,并能推荐氮肥的施用。     

凉山州植烟土壤养分与烟叶化学品质的相关性分析

为改善凉山烟区土壤合理施肥和提高烟叶化学品质,采用描述性统计和相关分析研究凉山州土壤养分和烟叶化学品质之间的关系。结果表明,凉山州各区县土壤养分丰缺状况不一且分布不均衡,植烟土壤pH总体适宜且比较稳定,土壤有机质适中偏低,有效磷变异范围较大,碱解氮含量过于丰富而速效钾含量偏低;烟叶总糖、还原糖含量偏高,烟碱含量、氮碱比总体适中但不稳定,烟叶钾、氯含量偏低。总体来看,在一定范围内,土壤碱解氮含量与烟叶还原糖含量呈显著负相关;土壤有效磷含量和烟叶总糖、氯含量呈显著负相关,和烟叶钾含量、钾氯比呈显著正相关;烟叶钾含量和土壤pH呈显著负相关,与土壤有机质呈显著正相关。不同梯度pH和有机质含量分段的相关性分析表明,在土壤pH适宜范围内,pH、有机质和土壤养分对烟叶化学品质的影响较大,在有机质适宜范围内,土壤养分和烟叶化学成分的相关性不明显。综上所述,凉山烟区在施肥时需控施氮肥,平衡磷肥,增施钾肥,降低烟糖含量。     

PGPR菌剂对攀西高原植烟土壤nifH基因群落的影响

为研究植物根际促生菌（PGPR）菌剂处理下攀西高原植烟土壤氮素循环的微生物调控机制,本研究以凉山州会理市不同PGPR菌剂（Lysinibacillus sp.、Streptomyces Phaeochromogenes和Aspergillus niger）处理下的植烟田为研究对象,采集烤烟成熟期根际土壤,通过化学分析和高通量测序技术对土壤理化性质、固氮酶活性及nifH基因群落组成及多样性进行分析。结果表明,与常规施肥相比,施用PGPR菌剂会显著降低植烟土壤的pH值,同时显著提高有效磷含量和固氮酶活性（P<0.05）。总体而言,施用PGPR菌剂提高了植烟土壤nifH基因群落的多样性。植烟土壤优势菌群为变形菌门（Proteobacteria）、厚壁菌门（Firmicutes）和蓝菌门（Cyanobacteria）。慢生根瘤菌属（Bradyrhizobium）、地杆菌属（Geobacter）和固氮螺菌属（Azospirillum）等是植烟土壤优势属。冗余分析结果表明,植烟土壤pH值、碱解氮和速效钾含量与nifH基因群落结构相关性最强。综上,PGPR菌剂能改善植烟土壤养分状况,提高土壤固...     

基于植被指数的烤烟精准追肥研究

为提高多光谱影像氮素营养诊断的应用性,以烤烟为研究对象,设置了6个不同氮素水平的田间试验,定期拍摄烤烟生长的多光谱影像,测试植株的氮素含量,分析了不同植被指数(NDVI、GNDVI、LCI、NDRE、OSAVI)与传统氮素指标之间的相关性、最佳植被指数对施氮量的响应。研究结果表明:在移栽50 d前后为烤烟监测的最佳时段,各植被指数对单株氮含量指标最为敏感,最终确定了植被指数指导田间追肥的判断标准Nnow=1911NDVI-1345.1,为大范围内作物的高质量追肥提供了新思路及关键技术支持。     

基于光谱预处理和机器学习算法的烤烟叶绿素含量预测

叶绿素是作物进行光合作用合成有机物的主要色素,实时监测烤烟叶片叶绿素含量对跟踪烟株氮素营养状况和判别烟叶成熟度具有重要的指导作用。基于对烤烟叶片光谱特征的分析,以不同供氮水平下实测的烟叶高光谱数据及叶绿素相对含量(SPAD)为数据源,采用一阶导数(1st Der)、多元散射校正(MSC)、标准正态变量(SNV)和SG平滑(SG)对原始光谱数据进行预处理,先采用连续投影法(SPA)挑选出每个预处理条件下的特征波长,后将各特征波段下的光谱反射率作为模型的输入变量,利用反向传播神经网络(BPNN)、随机森林(RF)和支持向量机(SVM)3种机器学习的方法分别构建烤烟叶片叶绿素含量估测模型。使用决定系数(R2)、均方根误差(RMSE)和平均绝对值误差(MAE)对每个机器学习模型的性能进行了评估和比较。结果表明:3种机器学习方法训练出的模型相比较,RF模型的预测准确率最高;烤烟叶片原始光谱经MSC和SNV预处理后的光谱信息作为输入变量,经RF算法建模具有较高的精度和良好的预测能力,模型为MSC-SPA-RF(R2=0.96,RMSE=1.15,MAE=0.94)和SNV-SPA-RF(R2=0.96,RMSE=1.14,MAE=0.94)。说明基于机器学习利用高光谱数据估算烤烟叶片叶绿素含量具有可行性,这为实时、精确地监控烤烟生长过程中叶片叶绿素含量变化状况以及合理科学的进行田间管理提供了一定的理论基础。     

川北烟区土壤有效磷空间变异特征及主控因素

为明确川北烟区土壤磷素环境特征,采用地统计学方法和GIS技术研究了川北植烟土壤有效磷空间变异特征,并运用回归分析定量分析了区域内土壤有效磷空间变异的影响因素。结果表明,川北烟区土壤有效磷含量变化介于0.5~34.3 mg·kg~(-1)之间,平均值为11.72 mg·kg~(-1)。土壤有效磷变异系数为57.94%,属于中等变异程度;有效磷块金系数C0/(C0+C)为40.3%,区域内存在中等程度的空间自相关性,受结构性因素和随机性因素的共同作用且更倾向于受结构性因素影响。空间上,全区表现出由西南向东北方向递减,且多呈现片状分布。亚类、土类对土壤有效磷空间变异的独立解释能力分别为28.8%、26.1%,是结构性因素中的主控因子;土壤质地与p H的独立解释能力次之,分别为18.3%和17.5%;地形地貌的独立解释能力最低,仅为0.7%。本研究结果为川北烟区烤烟平衡施肥及种植规划提供了理论依据。     

川北烟区土壤氮素空间分布特征及其主控因素

采用地统计学和回归分析方法,研究川北烟区土壤全氮(TN)和碱解氮(AN)的空间变异特征,并探讨了不同因素对其空间变异的影响程度,为改善土壤氮素环境提供依据。结果表明:川北烟区土壤TN与AN值分别在0.19~2.57 g kg-1和11.00~203.00 mg kg~(-1)之间,平均值为1.31 mg kg~(-1)和95.22 mg kg-1,均处于中等水平。土壤TN和AN块金系数分别为0.655和0.682,均属于中等空间自相关,变异主要受随机因素与结构因素共同影响。空间上来看,研究区域土壤TN和AN含量分布具有较好的相关性,相似度达到0.871。土类、亚类对TN、AN的独立解释能力分别是23.5%、22.1%和25.1%、22.4%;土壤质地可以独立解释11%和10.5%的TN与AN空间变异;土体结构对TN及AN空间变异的独立解释能力只有4.2%和1.9%;前茬作物对土壤TN及AN空间变异的独立解释能力最高,是引起川北烟区土壤氮素空间变异最主要的因素。     

生物炭还田对植烟土壤活性有机碳及酶活性的影响

为探索不同来源的生物炭及其还田方式对连作植烟土壤的改良效果,以四川盐源红壤为研究对象,通过田间试验研究了不同生物炭类型(玉米秸秆生物炭YM、油菜秸秆生物炭YC)配合不同还田方式(条施、穴施、条施+穴施)下,土壤有机碳组分和土壤酶活性在烤烟不同生育期的变化特征。结果表明,生物炭类型和还田方式显著改变了土壤总有机碳(TOC)含量,与CK(不添加生物炭)相比,生物炭处理的土壤TOC含量增加了6.9%~39.7%,其中油菜生物炭穴施还田的效果最佳。生物炭提高了土壤活性有机碳库和颗粒态有机碳含量,其中油菜生物炭处理的活性有机碳平均含量显著高于玉米生物炭,颗粒态有机碳含量则相反;与CK相比,玉米生物炭和油菜生物炭穴施还田提高了土壤可溶性有机碳含量,分别显著增加了25.3%~36.4%和33.3%~51.3%;油菜生物炭穴施还田的烤烟旺长期土壤微生物量碳、易氧化有机碳和颗粒态有机碳含量最高,较CK分别增加了34.6%、28.9%和38.3%。土壤蔗糖酶、蛋白酶活性总体受生物炭类型和还田方式的显著影响,与CK相比,油菜生物炭穴施还田的土壤蔗糖酶活性显著提高了24.1%~30.6%;玉米生物炭对烤烟现蕾期和成熟期土壤脲酶、蛋白酶活性提升效果总体优于油菜生物炭。综上,生物炭还田总体增加了植烟土壤有机碳库含量和酶活性,其中油菜生物炭穴施还田方式对土壤活性有机碳库、蔗糖酶活性的提升效果较佳。本研究结果为植烟土壤保育技术和生物炭在烟草生产的应用提供了科学依据和指导实践。