高碳基肥对烤烟生长及土壤微生物碳代谢多样性特征的影响

为探究施用高碳基肥对植烟土壤微生物群落功能多样性的影响,采用田间试验研究了不同高碳基肥施用量(0、0.9、1.5和1.8 t/hm~2)处理对烟株生长发育、土壤理化性质和烤后烟叶品质的影响,并利用Biolog-ECO方法分析了土壤微生物碳代谢多样性特征。结果表明:(1)0.9～1.5 t/hm~2高碳基肥显著促进了烤烟株高、茎围、最大叶面积和根系干重等指标,1.8 t/hm~2施用量促进效果明显降低;(2)与对照相比,施用高碳基肥能够降低土壤含水率、提高土壤pH值和微生物量碳氮比;(3)Biologe-ECO分析表明,土壤微生物平均颜色变化率和多样性指数均以施用高碳基肥1.5 t/hm~2处理最高,同时土壤微生物对氨基酸类、聚合物类、碳水化合物类和羧酸类碳源利用率亦有显著提高。主成分分析表明,施用高碳基肥显著改变了土壤微生物功能群落结构,且以1.5 t/hm~2高碳基肥处理下微生物碳代谢多样性得分最高;(4)施用高碳基肥能够改善烤后烟叶化学品质,以1.5 t/hm~2处理效果最佳,总糖、还原糖和钾含量分别较对照显著提高22.81%、35.72%、25.61%。综合来看,许昌烟区高碳基肥的最适宜施用量为1.5 t/hm~2。     

减氮条件下生物炭对烤烟根系发育及土壤微生物群落的影响

为探索减氮条件下生物炭对植烟土壤的烤烟根系生长及土壤微生物种群数量的影响,采用大田试验方式,研究减氮40％条件下添加不同用量的生物炭对旺长期烤烟根系形态指标、根系活力以及土壤微生物数量的影响.结果表明,减氮条件下施用生物炭料可有效增加烟株根系各形态指标,同时增强根系活力,并且对增加土壤酶菌和细菌数量有显著促进作用.相对...     

根系互作对谷子和花生间作体系根际微生物碳代谢的影响

间作系统因其产量优势及生态功能在全世界都广泛应用,尤其是禾本科与豆科作物的优势组合,但该间作体系中作物根系互作对碳代谢特性的影响尚不明确。通过2年田间试验结合盆栽模拟根系分隔（根系无互作;根系部分互作;根系完全互作）方法,采用Biolog技术研究了不同种植模式对谷子和花生籽粒产量、土地生产力及土壤微生物碳源利用特征的影响。2017～2018年田间试验结果表明,2种间作模式下土地当量比（LER）均大于1,尤其是谷子-花生2∶2模式LER于2018年达到1.36,表明禾本科作物谷子与豆科作物花生体系是具有产量优势的间作系统。室内盆栽研究结果表明,间作模式下谷子的生物量与产量分别增加了49.0%和92.6%,花生则增加了11.1%和44.6%,谷子与花生的收获指数（HI）也显著增加。与完全分隔无根系互作相比,根系互作促进了根际微生物碳源利用效率,谷子与花生根际微生物对31种碳源平均利用率分别增加了19.6%和72.2%。土壤微生物对6大碳源种类的平均利用以糖类和氨基酸类为主,对酚酸类利用率最低。主成分分析结果表明,间作与部分间作花生对根际土壤碳源利用率显著高于谷子与花生单作,而单作花生对碳源...     

不同烤烟基因型根际钾营养和根系特性研究

以3个烤烟基因型农大202、K326和NC89为材料,采用土培和砂培试验,研究了烤烟根系阳离子交换量(CEC)及根际和非根际土壤速效钾、缓效钾含量的变化,以及根系分泌物、根际微生物数量对土壤钾的活化效应。结果表明,各基因型烤烟根际和非根际土壤速效钾含量不同,依次为农大202>K326>NC89;3个基因型烤烟根系分泌物对土壤钾素均有活化作用,农大202活化能力最强,各基因型间差异达极显著水平;与烤烟非根际相比,各基因型烤烟根际真菌数量增加。农大202根际真菌数量较大,极显著的高于K326和NC89,K326和NC89两基因型间差异不显著。3个烤烟基因型根际细菌数量差异达到极显著,而放线菌数量差异不显著。农大202根系阳离子交换量(CEC)高于NC89和K326的,但K326和NC89两基因型间的差异不显著。选育富钾烟草品种,应注重根系生理特性。     

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.     

烤烟根际土壤微生物对根系酚酸类物质的响应

【目的】烟草连作导致化感物质累积,探索化感物质中主要的酚酸类物质对根际土壤微生物的影响,可为克服烟草连作障碍提供理论依据。【方法】采用盆栽试验方法,将前期分离、鉴定出的烟草根系分泌物中主要酚酸类物质苯甲酸和3-苯丙酸接种到土壤中,模拟烟草多年连作土壤。试验设4个处理:对照(T0),向土壤中加入等量灭菌去离子水;添加苯甲酸3μg/kg土(T1);3-苯丙酸8μg/kg土(T2);同时添加苯甲酸3μg/kg土和3-苯丙酸8μg/kg土(T3),每处理5次重复。以MiSeq测序平台对根际土壤微生物进行高通量测序,探索其对根际土壤微生物的影响,同时采用荧光定量PCR法检测土壤中的茄科劳尔氏菌、短短芽孢杆菌、固氮菌、无机磷细菌、硅酸盐细菌等功能微生物及细菌和真菌的数量变化。【结果】T 1、 T 2处理土壤细菌OTUs(Operational Taxonomic Units)数目分别比对照T0降低了21.5%和17.0%,T3处理OTU数量低于T1和T2处理;T2处理土壤中优势微生物种群增多,结构平衡性降低,门上分类构成和微生物群落构成显著不同于对照。主成分分析与聚类分析显示,T2或T3处理土壤微生物聚类关系较近,都与T0处理较远;T3处理土壤中病原菌数量显著提高,拮抗菌、固氮菌、无机磷细菌、硅酸盐细菌、细菌和真菌数量显著减少,且减少幅度大于T1、T2处理。【结论】根系分泌物中主要酚酸类物质苯甲酸和3-苯丙酸均能明显改变根际土壤微生物区系,降低土壤微生群落多样性,显著增加有害微生物数量的同时大大降低有益微生物数量。两种酚类同时存在的危害效果远大于单一酚类。     

玉米秸秆腐解液对苗期根际土壤酶活性及根系活力的影响

玉米连作现象在黑龙江省农田生态系统中较为普遍,秸秆焚烧既浪费资源又污染环境,研究玉米秸秆还田后的化感效应尤显重要,但秸秆还田后的效应尚不清楚。本研究以玉米(郑单958)为受体,采用盆栽试验,分析不同腐解时间(0.25、60、120、180d)、不同腐解浓度(0、0.125、0.25、0.5 g·m L-1DW)玉米秸秆腐解液对苗期根际土壤酶活性及根系活力的影响,试图从土壤酶学和根系活力变化的角度初步阐明连作状态下秸秆还田对苗期玉米生长的影响,以期为大田生产中应用秸秆还田技术提供相关科学依据。结果表明:玉米幼苗四叶、五叶、六叶期,土壤蔗糖酶、脲酶活性均在60d腐解天数,0.5 g·m L-1DW浓度处理下达到最高。土壤酸性磷酸酶活性均在120d腐解腐解天数,0.5 g·m L-1DW处理下达到最高。土壤过氧化物酶活性在幼苗四叶、五叶期,腐解60d,0.5 g·m L-1DW浓度处理下达到最高,六叶期酶活与对照相比差异均不显著。玉米幼苗根际土壤蔗糖酶、脲酶、酸性磷酸酶、过氧化物酶的活性随腐解液浓度的增加而增加;随着玉米秸秆腐解天数的增加,呈现先升高后降低的趋势;随叶龄增加,腐解液对根际土壤酶活性的影响逐渐减弱。玉米幼苗根系活力随着秸秆腐解液浓度的增大先升高后降低;低(0.125 g·m L-1DW)、中(0.25 g·m L-1DW)浓度下对根系活力的促进作用也随叶龄增加逐渐减弱。     

生物质炭对烤烟旺长期根系发育及光合特性的影响

旨在通过改变生物质炭在植烟土壤中的施入量,明确优质烤烟在生产环节的根系发育、叶片光合特性及地上和地下部分协调生长的生理指标,以改善东北植烟区烤烟品质较差的现状,于2015—2016年采用大田试验方式,设置6个处理(CK、T1、T2、T3、T4、T5),与当地常规施肥相比,各处理氮肥施入量均减少40%,分析不同生物质炭用量对烤烟旺长期根系生理指标与叶片光合生理指标的影响。结果表明:烤烟烟株在旺长期根系发育状况与光合生理指标、叶绿素含量、叶面积系数的状况是协调一致的;施用生物质炭2 400kg/hm~2的处理较对照提高根系活力177.8%、根系总面积91.35%、总根尖数100.9%、叶面积73.29%、叶绿素相对值(spad)57.68%、净光合速率77.32%、叶面积系数23.48%。生物质炭能够有效促进烤烟根系形态的生长发育,优化根系生理指标,并通过改善根系的发育,进而改善叶片光合生理特性及叶片发育指标,而生物质炭这种改良作用在T4(2 400kg/hm~2)达到顶峰。     

不同耕作深度对土壤物理性状及烤烟根系 空间分布特征的影响

为探讨不同耕作深度对烤烟产量产值的影响,揭示烟田深耕增产增效机理,以烤烟‘K326’品种为材料,基于田间定位试验,设置对照翻耕20 cm(GS20)、翻耕30 cm(GS30)和翻耕40 cm(GS40)3个处理,研究不同耕作深度对烟叶产量产值、烟田土壤物理性状和烤烟根系空间分布特征的影响。结果表明:深耕措施对改良土体结构、促进土壤蓄水、优化烤烟根系构型和增加烟叶产量产值有较好效果。深耕处理显著降低亚表层20~40 cm土壤容重,同时显著增加该土层土壤总孔隙度和土壤毛管孔隙度。其中,与GS20处理相比,GS30和GS40处理土壤容重分别降低8.4%和9.4%,总孔隙度分别提高15.6%和13.1%,毛管孔隙度分别提高25.8%和24.8%。与对照GS20相比,GS30和GS40处理显著增加团棵期表层0~20 cm土壤含水量,显著增加旺长期、成熟期亚表层20~40 cm土壤含水量。深耕处理不仅显著增加烤烟根系绝对量,还促进根系向深层土壤生长,提高烤烟根系根深指数。其中,GS30和GS40处理根系生物量鲜重分别比GS20高31.2%和89.2%,根深指数分别提高7.6%和4.5%。与对照GS20相比,GS30和GS40处理烟叶产量分别提高7.0%和27.3%,均价分别提高1.8%和6.2%,上等烟比例分别提高10.4%和24.4%,产值分别提高9.0%和35.1%,其中GS40与GS20存在显著性差异。研究发现,深耕措施首先作用于土壤容重、空隙等物理结构,然后影响烟田土壤蓄水储熵,促进烤烟早生快发,优化烤烟根系空间分布构型,进而作用于地上部形态建成,最终影响烟叶产量产值。     

根际通气对盆栽玉米生长与根系活力的影响

针对盆栽作物生长空间有限且通气不良的生长环境问题,为改善根际气体环境,试验设每隔2d通气1次(T1)、每隔4d通气1次(T2)两个通气处理,以不通气(CK)为对照,研究根际通气对盆栽玉米生长及根系活力的影响。结果表明,T1和T2处理均能提高玉米株高、叶面积、叶绿素含量,促进地上部分和地下部分干物质的积累。T1、T2处理有利于提高玉米根冠比和根系活力,拔节期T1和T2处理的根冠比分别是CK的1.27倍、1.18倍,根系活力分别为CK的1.26倍和1.54倍;抽穗期根冠比分别为CK的1.18倍、1.09倍,根系活力分别为CK的1.22倍和1.40倍。同时,通气处理能够促进作物吸收土壤内的养分。研究结果表明,根际通气能够增强盆栽玉米的根系活力,促进植株的生长发育。     

施用土壤改良剂对坡耕地烤烟土壤有机碳及其组分的影响

以云南省玉溪市红塔区坡耕地烤烟土壤为研究对象，选择生物质炭、木质素、聚丙烯酰胺和秸秆4种土壤改良剂，研究施用不同土壤改良剂后土壤各层有机碳及其组分含量的变化特征。结果表明：坡耕地烤烟土壤有机碳及其组分含量不同生育期表现为成熟期<现蕾期<旺长期，不同土层表现为5～10 cm>0～5 cm>10～20 cm，其中以添加高量生物质炭处理(0.6%～47.0%)和高量秸秆处理(1.3%～38.2%)提升效果较为显著；施用4种土壤改良剂在一定程度上均可提高土壤全氮和全磷含量，其中以添加高量秸秆处理最为显著，全氮、全磷含量分别提高15.0%～32.8%、37.6%～40.2%；各处理土壤C︰N在5.07～8.67,C︰P在3.91～6.12,N︰P在0.34～1.00；土壤全氮与全磷、有机碳含量之间分别存在显著(P<0.05)和极显著(P<0.01)正相关关系，有机碳各组分间呈极显著正相关关系(P<0.01)；土层深度、生育期和土壤改良剂种类对土壤有机碳组分的影响均极显著(P<0.01)。添加生物质炭和秸秆对滇中红壤丘陵区植烟土壤有机碳及其各组分含量...     

蒸渗仪控制下烤烟土壤水分的时空动态研究

采用蒸渗仪试验,研究了不同水分处理下烤烟土壤水分时空动态变化。结果表明,全生育期0～20cm土层水分含量变化最为活跃,20～40cm土层次之,40～60cm土层较为稳定;建立了不同土层土壤含水量随时间变化的数学模型,以此来推测烤烟土壤水分随时间的变化动态;烤烟伸根、旺长、成熟期的计划湿润层深度分别以20～30cm,50～60cm,30～40cm较佳;各时期适宜土壤相对含水量水分处理组合以60%-80%-70%或60%-80%-60%优于其它组合。     

生物炭施用量对土壤改良及烤烟生长的影响

为了改良土壤容重,筛选优化生物炭施用量,以湖南烟区主要栽培品种云烟87为试验材料,通过大田试验研究3种不同的生物炭用量对田间土壤改良及烤烟生长的影响。结果表明,施用生物炭能够显著降低土壤容重,提高田间持水量,土壤容重与施炭量呈负相关,田间持水量与施炭量呈正相关。生物炭用量在3 750kg·hm~(-2)水平下,烤烟的植物学性状优良,干物质积累量大,烟株根系发达,根冠比协调,且氮肥利用率显著提高,但随着施炭量继续升高,烤烟的生长发育又相对受到抑制。综上所述,生物炭施用量为3 750kg·hm~(-2)较为适宜。本研究结果对利用生物炭改良植烟土壤,促进优质烟叶生产有一定的理论指导意义。     

不同种类生物质炭对植烟土壤保育及烤烟生长和品质的影响

通过盆栽试验,研究施加等量(3%)椰壳炭、竹炭、猪炭和烟秆炭对植烟土壤基本理化性质、土壤养分、烤烟生长状况以及烤烟常规化学成分的影响。结果表明:施用生物质炭对土壤电导率、有效养分含量、有机碳含量和酶活性有显著影响,其中施用竹炭后土壤有机碳含量较CK增幅最大,达146.37%;而施加猪炭能显著提高植烟土壤中电导率、有效磷、速效钾含量以及过氧化氢酶和脲酶的活性(p0.05)。生物质炭对烤烟农艺性状的影响较小,仅在猪炭处理下,烤烟茎围较对照增加0.78cm。施用生物质炭能显著提高烤烟的生物量(p0.05),其中猪炭和烟秆炭处理下烤烟叶片干质量较CK分别提高了58.07%和47.01%。另外,在施用竹炭、猪炭和烟秆炭后,烤烟叶片中烟碱、总氮、还原糖和钾均处于优质烟叶适宜范围内。猪炭处理还可以显著提高烟叶氯含量(p0.05),并使烤后烟叶糖碱比和氮碱比达到优质烟叶标准。综上所述,在各类生物质炭中,施用猪炭和烟秆炭对于改善植烟土壤理化性质和养分状况、提高烤烟产量和品质的效果较好。     

不同复种模式对云南植烟红壤根区有机碳和微生物量碳的影响

建立合理的轮作制是解决烟草种植土壤障碍的有效途径。云南植烟地块,在秋冬季节主要以轮作小麦、紫花苕、豆类及蔬菜等作物为主,在云南曲靖和晋宁烟草种植区,选择了小麦收获后留根茬（20cm左右）翻压后种植烟草（麦-烟）,紫花苕子收获后留根茬（30cm左右）翻压后种植烟草（绿-烟）、豆类（豆-烟）和蔬菜（菜-烟）收获后根茬及秸秆全部移除地外种植烟草的4种轮作模式,研究了不同模式对植烟红壤微生物碳（SMBC）及土壤有机碳（SOC）的影响。结果表明：绿-烟和豆-烟复种模式下,植烟生长期内根区SMBC及SOC均高于麦-烟、菜-烟复种及冬闲地,并且差异达显著或极显著水平;不同复种模式下,SMBC、SOC及SMBC/SOC间呈显著相关性,绿-烟及豆-烟复种模式有利于提高SMBC与SOC含量,延长土壤活性功能,SMBC曲线变化的高峰值均出现在成熟期,其余模式则出现在旺长期;不同模式对提高SMBC与SOC含量影响为：绿-烟〉豆-烟〉麦-烟〉冬闲地〉菜-烟。据此认为土壤SMBC或SMBC/SOC可作为轮作模式影响烟地红壤质量变化的生物学评价指标。     

施用改良剂对山地土壤pH和烤烟生长及产质量的效应

为明确酸性土壤改良剂施用方法,采用三因素二水平的大田试验,研究改良剂种类、施用时间和施用量对植烟土壤pH的影响及对烤烟农艺性状、经济性状和烟叶物理特性、化学成分的效应。结果表明,与对照(CK)相比,施用改良剂能显著提高土壤pH值(移栽后60 d可提高1.24～1.58;移栽后120 d可提高0.39～0.54);施用低剂量石灰有利于打顶前烤烟株高和茎围的生长,施用酸性土壤调理剂有利于打顶前烤烟叶片的生长;施用改良剂主要影响烤烟经济性状指数(ECI)、烟叶物理特性指数(PPI)、烟叶总氮含量,以改良剂用量对烤烟经济性状影响最大,改良剂种类和施用时间互作对烟叶物理性状影响最大,改良剂用量对化学成分影响最大;与CK相比,施用改良剂其烤烟上等烟比例提高7.32～15.46个百分点,均价、产量、产值分别提高1.22%～9.81%、1.72%～40.65%、2.74%～42.67%,其烤烟ECI、烟叶PPI、烟叶CUUI分别提高6.53%～32.31%、0.65%～7.04%、0.36%～13.87%。生产上应用改良剂的方法为,在烤烟整地时施用1 500 kg·hm^-2石灰的...     

根剪对冬枣根际土理化性状及生物学特性的影响

以6年生的冬枣(Zizyphusjujuba Mill.)为试材,分别在行间两侧距树干3倍、5倍和7倍胸径距离处对其进行根剪处理,研究了根剪对冬枣根际土理化性状及生物学特性的影响.结果表明:与对照相比,3倍胸径距离根剪提高了根际土的有效N,P,K含量和pH值以及农药残留的含量;减少了根际土中细菌和真菌的数量,处理间差异达到显著水平,而对放线菌数量则无明显影响;3倍胸径距离根剪抑制了根际土的过氧化氢酶、蔗糖酶、磷酸酶及脲酶活性;降低了有机质含量及根分泌物中氮基酸总量、有机酸总量和总糖含量.与3倍胸径距离根剪相比.5倍胸径距离根剪后根际土中的有效N,P,K含量、有机质含量、酶活性、根分泌物、微生物数量均有所增加,pH值以及农药残留量则有所降低.7倍胸径距离根剪,根际土中的各项指标与对照相比无明显差异.综合分析认为,3倍胸径距离根剪对根际土理化性状及生物学特性有较大的影响.     

Investigation of Associations Between Rhizosphere Microorganisms and the Chemical Composition of Flue-Cured Tobacco Leaves Using Canonical Correlation Analysis

Canonical correlation analysis was applied to determine the relationship of rhizosphere microorganisms to common chemical components in flue-cured tobacco leaves. The results were as follows: (1) The chemical composition of the tobacco was related to the major microbial physiological groups in the rhizosphere soil. No close relationship was found with the populations of bacteria, fungi, and actinomycetes. (2) Greater contents of total nitrogen and potassium in tobacco leaves were associated with larger populations of aerobic nitrogen-fixing bacteria and with smaller populations of aerobic cellulose-decomposing bacteria. In addition, potassium content was also negatively correlated with nitrosobacteria counts but showed no close relationship with the potassium bacteria in the rhizosphere. The nicotine content was associated with greater populations of nitrosobacteria and nitrobacteria, and the content of water-soluble total sugar was positively correlated with the counts of nitrosobacteria.     

渗透胁迫下烤烟根和叶片中内源激素含量的变化

采用酶联吸附免疫测定(ELISA)技术分析了渗透胁迫下烤烟根和叶片中脱落酸(ABA)、生长素(IAA)、赤霉素(GA3)和异戊烯基腺嘌呤(iPA)4种内源激素含量的变化。结果表明,渗透胁迫下烤烟叶片水势降低,蛋白质含量增加,根和叶中ABA和iPA含量升高,IAA和GA3含量减少。培养液渗透势-0.5 MPa与-0.25 MPa两处理相比,前者烟叶水势和ABA含量较低,蛋白质及IAA、GA3和iPA含量较高,根中iPA和叶中ABA含量达到高峰及根中GA3含量出现低谷所需时间较短,其它指标的变化二者同步。根与叶中激素含量相比,在胁迫处理前期(6 h)根中IAA和GA3含量的降低幅度较大,ABA含量峰值出现较早,说明烤烟根中的激素对渗透胁迫的反应更加敏感。