砖肥对土壤电导率及烤烟根系分布的影响

紫色土分布区域降雨集中、土壤养分淋失严重,导致土壤肥力下降、根区养分供应不足、根系发育不良等问题,提升土壤养分的供应强度有利于优化根系空间分布格局和促进根系生长。将原料肥和有机物料混匀后,利用1400 kg/cm2的强大压力将其压制成砖肥(BF),同时,设置原料肥和有机物料物理混合(CK)为对照。于关键生育期测定垄向截面不同土层深度和离烟株不同远近距离的格点位置的土壤电导率(EC)、不同直径的根系组成和根系生物量,采用Logistic模型、指数模型拟合根系空间分布关键参数和生物量累积关键参数,研究砖肥对烤烟根区电导率及根系生长的影响。结果表明:在烤烟根系主要分布区,即主根系半径12.5 cm处,深度2.5～12.5 cm的土壤剖面,BF处理的EC比CK高90.5～281.6 μS/cm;主根系半径17.5 cm处,深度2.5～17.5 cm的土壤剖面,BF的EC比CK高160.1～392.2 μS/cm。在主根系15～20 cm水平半径内,BF的根系重量比CK提高150%;分布在10～15 cm深度土层的根系重量提高了26.5%,并且土壤剖面10～20 cm之间的侧根伸展性更强、分布更广。移栽后75、90和105 d,BF的田间根系生物量分别比CK提高12.7、11.9和9.7 g/株,烟叶生物量分别比CK高24.5、13.6和17.1 g/株,根系和烟叶生物量最大累积速率分别比CK提高了43.5%和15.7%。对于淋失严重的土壤,施用砖肥可以提高养分供应强度、优化根系分布格局和促进烤烟生长发育。     

不同种植模式对黄壤烟田 N2O排放的影响

为探明烤烟-玉米轮作和烤烟连作在黄壤烟田N_2O排放变化特征,并探明不同环境因子对其排放通量的影响。2016年于贵州省烟草科学研究院龙岗长期养分定位试验站,采用静态箱—气相色谱法测定了N_2O含量,试验共设3个处理,不施任何肥料+轮作(CK);常规施肥+轮作(CR);常规施肥+连作(CC)。试验结果表明,烤烟生长季,各施肥处理的黄壤烟田N_2O排放均有2次高峰,峰值主要出现在烤烟施基肥后3～5 d和追肥后1～7 d,其中施基肥后N_2O排放累积量占整个生长季N_2O排放累积量的比例较高,范围为16.26%～18.30%。各个处理N_2O平均排放通量的顺序是CCCRCK,其平均排放通量分别为0.044、0.022和0.013 mg·m~(-2)·h~(-1);相同施肥量条件下,烤烟连作较轮作N_2O排放总量提高了2倍,烤烟生物量降低了30.01%。相关分析表明,施肥+轮作的烟田N_2O排放通量与土壤硝态氮含量有关(P0.05)。黄壤烟田轮作后显著降低了土壤N_2O排放量,合理轮作是降低黄壤烟田温室气体N_2O排放的重要途径。     

稻草还田对烟田追肥气态氮损失及相关微生物的影响

研究不同农业措施下N2O和NH3的排放,对减缓温室效应及雾霾治理有重要意义。针对烟田追肥浇施的特殊管理方式,以水稻烤烟轮作定位试验为平台,于2017年选择单施化肥（NPK）、化肥+稻草还田（NPKS）、化肥+稻草还田+饼肥（NPKSB）3个处理,研究稻草还田对追肥气态氮损失及其相关微生物群落结构的影响。研究显示,烤烟追肥后土壤NH3挥发和N2O排放速率开始上升,2～3d达到最大,之后开始下降。NPK处理追肥氨挥发氮量为1.45±0.04 kg/hm2、N2O排放氮量为2.49±0.23 kg/hm2,气态氮损失中以N2O排放为主。与单施化肥相比,稻草还田配施化肥提高了土壤含水量、改变了氧化亚氮还原酶基因（nosZ）和氨氧化细菌（AOB,Ammonia Oxidizing Bacteria）的微生物群落结构,其根瘤菌目相对丰度显著降低、红螺菌目相对丰度显著升高;同时N2O排放量增加了55.35%、氨挥发氮量显著降低了11.43%,气态氮损失显著增加。与单施化肥相比,化肥+稻草还田+饼肥处理提高了土壤含水量、改变了nosZ和AOB基因的微生物群落结构,其伯克尔霍尔德氏菌目相对丰度显著提高。化肥+稻草还田+饼肥处理N2O排放量与单施化肥差异不显著,氨挥发氮量显著降低了8.91%,但两者气态氮损失差异不显著。化肥+稻草还田+饼肥处理N2O排放量较化肥+稻草还田处理降低27.82%,但两者氨挥发量差异不显著。综上所述,秸秆还田抑制了土壤氨挥发、激发了N2O排放,稻草还田配施饼肥能够降低土壤氨挥发、抑制稻草还田引起的N2O排放。     

长期调控施肥对京郊保护地土壤无机氮含量及矿化特征的影响

通过研究5年连续调控施肥保护地的土壤无机氮含量状况,结合田间原位培养的方法研究其表层土壤矿化特征,以了解不同调控施肥的土壤供氮能力,为京郊保护地氮素调控提供理论与现实依据。结果表明,不施肥和单施有机肥处理在作物生育期内,土壤表层无机氮处于耗竭状态;其它处理无机氮含量呈逐渐增长趋势,接近收获时又有所下降,表现为习惯施氮处理>1.5倍推荐施氮处理>推荐施氮处理>0.5倍推荐施氮处理,且各处理间差异显著。各处理矿化速率的差异在追肥后开始显现明显效果;至收获时,单施有机肥、推荐施氮和1.5倍推荐施氮处理累积矿化量分别达81.5、86.3和97.7 kg/hm2,已接近推荐施氮量(100 kg/hm2),习惯施氮处理达164.7 kg/hm2,较其它处理显著提高82%～438%。可见,5年调控施肥对降低土壤无机氮含量有积极作用,但土壤矿化量仍然非常高,可见,忽略土壤氮矿化量,将影响氮肥用量推荐和作物氮素平衡。     

分散经营条件下烤烟精准养分管理研究

【目的】西南烤烟种植区的典型特征是"缓坡条件"和"分散经营",基于自然地块的变量施肥技术体系,研究分散经营条件下烤烟养分分区管理,以探讨分散经营条件下作物精准施肥的经济效益和应用可行性。【方法】分散经营土壤养分管理分区的基本步骤:计算土壤养分插值,以地块为单元统计土壤养分,依据施肥模型针对地块进行肥料养分推荐、聚类分析地块肥料养分,形成针对地块的养分管理分区。在云南宜良县,以50×50 m的网格进行土壤取样,应用地统计方法进行土壤养分空间变异分析、Kriging方法进行空间插值、空间叠加分析方法统计地块养分、聚类分析方法建立养分管理分区,大田试验检验养分分区管理方法的应用效果。【结果】研究结果表明,试验地块为中等肥力,土壤养分存在区域分布特征,适合分区养分管理。地统计分析显示,土壤养分变异主要来源于结构因素,可以进行地统计分析和空间插值,满足精准养分分区管理的要求。无机氮的有效变程最小,控制采样密度,缓坡农田和分散经营条件下精准养分管理的网格采样间距在50 m左右。根据空间分析结果,结合施肥指标体系,提出了111块烟田的推荐施肥量,并通过聚类分析的方法将111块农田的肥料养分推荐量分为8个管理区。与对照相比,烤烟精准养分分区管理可以节约氮、磷肥料分别为10.7%、10.3%,氮、磷养分投入分别节约成本43.2yuan/hm2、50.0 yuan/hm2,因增加钾素养分投入增加成本6.9 yuan/hm2,累计节省肥料成本86.3 yuan/hm2。烤烟产量、上等烟比例、均价、产值均有增加,其中,产量增加幅度6.7%~14.5%,平均增产10.6%;上等烟比例增加幅度4.2%~13.0%,平均增加7.3%;均价增加幅度0.13~0.54 yuan/kg,平均增加0.48 yuan/kg;产值增加幅度7.50~18.3%,平均增加14.0%;与常规施肥相比,分散经营条件下烤烟精准养分管理使烤烟增产增收5454.63 yuan/hm2,节本增效5140.9 yuan/hm2。【结论】以地块为操作单元建立养分管理分区的方法不仅能够节省肥料,增加农田收益,还能够有利于分散经营农户组织实施,对精准施肥技术应用具有理论和实践意义。     

高量水稻秸秆和油枯配施提高攀枝花地区植烟效益和土壤碳汇功能

  【目的】  通过研究不同有机肥不同施用方式对土壤碳平衡的当季效应及后效,探讨提升攀枝花地区植烟土壤碳汇功能的方法。  【方法】  2017—2019年在四川省攀枝花市开展了3个田间试验,供试作物为烤烟。在相同氮磷钾化肥投入量下,设置了5 个有机肥处理:不施有机肥对照(T1)、水稻秸秆 (T2)、羊粪 (T3)、油枯(油菜籽,T4)、羊粪+油枯 (T5)。2017年采用穴施,2008年采用穴施但加倍投入有机肥量,2019年有机肥与2018年同等用量但采用了穴施加条施的方法。在烤烟生育期,测定了土壤呼吸速率,烤烟收获后,测定了烤烟根系碳还田量。  【结果】  施肥和移栽会使土壤呼吸排放速率迅速提升,并在短期内迅速降低。排除施肥和移栽的影响,土壤呼吸强度在整个生育期有小幅度波动,于烤烟移栽后第70天达到峰值后逐渐降低。2017、2018、2019年各处理烤烟生长季土壤CO₂的平均排放速率分别在27.92～97.77、11.36～145.82和28.46～166.82 CO₂ mg/(h·m2),生长季土壤CO₂排放总量分别为1079～1775、1577～2037和1441～3285 kg/hm2。2017、2018、2019年有机肥处理较对照烤烟根系碳还田量均无显著差异;2017年4个有机肥处理的土壤碳损失量在2018年没有继续显示出差异。常规施用量下(2017年),T1、T2和T4处理的土壤碳平衡表现为亏缺,T3和T5处理的土壤碳由于烤烟根系碳还田量高,略有盈余。在提高有机肥用量情况下(2019年),除T1外,4个处理的土壤碳投入量相差较多,为T2>T5>T3>T4,但碳损失量T2、T3和T5处理相当,均显著大于T4处理;碳盈余量为T2>T3≈T5>T4。路径分析结果表明,有机肥碳投入量是影响土壤碳平衡和土壤呼吸的主要因素。与T1处理相比,T3、T4和T5处理显著提高了烤烟产量和产值,以T4处理产值最高,2017与2018年分别达12930和19598元/hm2。  【结论】  影响土壤碳平衡的主要因素是有机肥碳投入量。不施有机肥导致土壤碳净亏损,施用低量水稻秸秆和油枯也导致土壤碳亏损,土壤表现为碳源。施用高量有机肥可极大提高土壤碳盈余量,土壤表现为碳汇。相比羊粪和油枯,水稻秸秆提高土壤碳汇功能的效果最佳;施用油枯提高烤烟产量和产值的效果最佳。因此,在供试地区,可考虑提高现有有机肥的投入量,以水稻秸秆和油枯配施实现提升土壤碳汇功能和烤烟生产效益。     

云南主要植烟土壤不同土层氮矿化研究

为了解云南不同植烟土壤类型土壤的供氮能力,在主要植烟区选择紫色土、水稻土和红壤3种土壤分层采集土样,室内20℃和30℃条件下培养,应用间歇淋洗好气培养法测定氮矿化量。结果表明,不同土壤类型的氮矿化累积量在表层0～20 cm和亚表层20～40 cm表现为紫色土氮矿化强度较大,氮矿化累积量较高,红壤相对较低,而在60～80 cm和80～100 cm土层以水稻土氮矿化累积量最高,紫色土最低。不同土层土壤以0～20 cm土层氮矿化速率和矿化量最高,其次是20～40 cm土层,再次是40～60 cm土层,最低的是60～80 cm土层和80～100 cm土层。随着培养时间延长,土壤中的氮矿化量随之降低。30℃条件下的土壤氮矿化速率和矿化量高于20℃条件。     

植烟黄壤氮素矿化动态模拟研究

研究不同温度和水分条件下植烟土壤有机氮的矿化动态,为田间土壤氮素矿化的预测提供依据。采用好气间歇淋洗方法,探求不同温度培养模式[恒温20℃,恒温35℃,变温(5、10、15、20、25、30、35、30、25、20℃)],不同温度(5~40℃)与不同土壤含水量(风干土~53%)交互作用下的土壤有机氮矿化动态,并建立回归方程。运用田间土壤氮素矿化数据,进行模型验证。结果显示,变温培养下土壤氮素矿化动态与恒温培养显著不同,变温下土壤矿化氮的累积动态以积温模型的拟合效果最好;指数模型能够较好描述土壤有机氮矿化对土壤水分含量的反应。在土壤氮素矿化积温模型和水分函数的基础上,建立了变化温度与水分条件下的土壤氮素矿化模型。田间实测矿化数据验证了此模型的可行性。因此,可以利用有效积温和土壤含水量来估测田间土壤氮素矿化量。     

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。     

不同施肥位点对烤烟钾积累及土壤有效钾含量的影响

为探明不同施肥位点对植烟土壤有效钾含量和烤烟钾素积累的影响,试验采用大田垄栽的方式,设置T1(对照)、T2(直径15 cm)、T3(直径20 cm)、T4(直径25 cm)4种施肥方法,对成熟期植烟根区不同土层有效钾含量和各个生育期植株根、茎和叶中全钾含量进行测定。试验结果表明,T2、T3和T4处理土壤有效钾含量总体上随着距离植株的宽度的增大而减小,近根区土壤有效钾含量高于远根区,不同施肥位点会改变土壤中有效钾的含量,T4处理土壤有效钾含量低于其它处理。烤烟移栽后第5～9周T4处理根部钾积累量高于其它处理;移栽后第11～15周,T4处理植株钾积累量明显高于其他处理,T4处理钾积累量分别高于对照26.84、21.24和6.88 kg/hm~2;同一施肥处理相同生育期钾素在烟株不同器官中的积累量大小为叶茎根。综上,T4处理的施肥位点利于提高烤烟对土壤中钾的吸收和植株钾素的积累。因此,可以考虑在烤烟生产地区采用直径为25 cm,深度20 cm施肥管施肥试行推广。