烟秆生物炭还田对植烟土壤特性及烤烟产、质效应研究

发布时间：2020-08-02 14:18

【摘要】：本文在贵州省毕节市采用小区试验,使用烟秆生物炭(烟秆炭)还田,研究了烟秆生物炭还田对植烟土壤的主要理化性状,烤烟生长发育和烟叶品质的影响。主要研究结果如下:一烟秆生物炭还田对烟株生长发育影响试验结果表明:生育前期和对照相比,烟秆炭施用显著改善了烟株移栽前期烟株的植物学性状,生长增加量随烟秆炭用量的增加而增加,移栽后65d,烟秆炭施用组的单株叶面积比对照增加4.8%~10.5%,仅T4(2400kg/hm~2)组茎围较对照增加3.4%;生育后期,T 4组茎围较对照增加11.9%,T1(300kg/hm~2)、T4组单株叶面积显著高于对照,比对照增加6.7%、5.4%;和对照相比,烟秆炭的施用促进根茎叶干物质的积累,在移栽后35d和移栽后95d表现均显著增加,随烟秆炭用量的增加而增加;整个生长时期,和对照相比,根冠比的增长显著,随烟秆炭用量的增加整体呈增长趋势;烟叶旺长期,烟秆炭施用显著促进烟叶气孔导度、蒸腾速率和光合速率的增加,整体光合效率随烟秆炭施用量的增加呈增加趋势,T4组有最大增加量,增加58.73%,表明了烟秆炭施用促进烟株旺长期光合作用,主要促进气孔打开显著提升光合速率。二烟秆生物炭还田对土壤的影响1.对土壤理化性状的影响和对照相比,烟秆炭的施用土壤pH增加0.08~0.19个单位,含水率增加10.5%~18.8%,增加量随烟秆炭施用量的增加而增加,处理组间差异不显著;烟秆炭施用碱解氮含量处理组增加3.88%~20.16%,T2(600kg/hm~2)组显著增加;T3(1200kg/hm~2)、T4(2400kg/hm~2)组速效钾含量分别增加18.4%,13.2%,增加显著;总氮、总磷含量均显著增加,分别增加23.10%~38.10%、9.10%~27.27%,表现整体随烟秆炭施用量增加而增加趋势;烟秆炭施用T1(300kg/hm~2)组显著增加速效磷含量,增加15.37%,其余处理均显著下降,下降26.79%~43.97%,各处理组间速效磷含量无显著差异。2.对土壤有效氮素和有机碳的影响试验结果表明:和对照相比,烟秆炭施用会显著增加土壤中有机碳含量,且随烟秆炭施用量的增加而增加,除T1组外,其余组同对照均差异显著;处理组铵态氮含量显著降低,相对于对照组,降低了12.51%~39.51%,处理组硝态氮含量呈增长趋势,T3、T4组增长显著,分别增长47.26%、50.40%;烟秆炭施用显著增加硝态氮/铵态氮比值,随施用量的增加而增加。3.对土壤酶活性的影响烟秆炭的施用显著促进了多种酶活性的提高,SEI表现增加显著,T1、T2、T3、T4组比对照增加3.87、4.45、4.46、4.33倍;不同酶活性对烟秆炭施用量有不同响应,多酚氧化酶、蔗糖酶、过氧化物酶、脲酶活性在T3组表现最高活性;过氧化氢酶活性在T4组表现最高活性;硝酸还原酶活性在T2组表现最高活性。三烟秆生物炭还田对烤烟产质影响1.对烟叶产值的影响与对照相比,T2(600kg/hm~2)、T3(1200kg/hm~2)、T4(2400kg/hm~2)组亩产量、产值均出现增长,随着烟秆炭施用量的增加而增加,亩产值增长2.16%~8.45%;和对照相比中上等烟比例均出现增长,增加0.5~9.2%,以T3组中上等烟比例最高。2.对烤烟常规化学成分的影响和对照相比,烟秆炭的施用增加了中上部烟叶的钾离子含量、糖碱比、氮碱比;上部叶T4组钾含量显著高于对照组,比对照增加了12.4%;T2组糖碱比值最高,比对照增加33.8%;T3组氮碱比值最高,比对照增加39.1%;中部叶中,T4组钾含量最高,比对照组增加39.8%;T3组糖碱比值最高,比对照增长29.7%;T3组氮碱比值最高,比对照增加21.9%;烟秆炭的施用显著降低了中上部烟碱含量,和对照组相比,中上部烟叶T1(300kg/hm~2)组均提高烟碱含量,其余处理组烟碱含量显著降低,比对照降低7.6%~14.6%。3.对烤烟矿质元素含量的影响和对照组相比,在低量施用烟秆炭生物炭下,促进了烟叶中Ca、P含量的增长,烟秆炭施用量的继续增加会降低其在烟叶内含量;烟秆炭施用增加Fe、Mg含量,增加量随烟秆炭施用量的增加而增加;烟秆炭施用降低Mn、Cu、B含量,降低幅度随施用量的增加而增加;Zn含量随烟秆炭施用量增加表现不规律变化。4.对烤烟中性香气成分的影响试验结果表明:和对照组相比,烟秆生物炭的施用增加烤后烟叶致香物总量,香气总量、新植二烯和其它香气成分含量随施用量增加而增加,T3组香气总量最高,相较对照组增加15.8%;和对照相比,T3组增加了类胡萝卜素总量,茄酮含量,T1组增加了苯丙氨酸类降解产物含量,T2增加了棕色化反应产物含量,烟秆生物炭高施用量能提高烟叶多种致香物成分的含量。综上所述,施用烟秆炭生物炭促进了烟株的生长发育和物质积累,增加了土壤酶活性含量,在为土壤输入活性有机碳的同时,增加了土壤有效养分含量,调节了土壤养分状态,改善了烤烟根际土壤环境,为烤烟根系发育提供了优越的条件;施用烟秆炭生物炭促进了烤烟营养物质的吸收,平衡了烤后烟叶内在质量,增加Ca、P、Fe、Mg矿质元素含量,提高了了烤烟中性致香物质的含量,提升了烟叶的内在品质;烟秆炭生物炭的施用提高了烤烟的中上等烟比例及烤烟的产量与产值,增加了烤烟的经济效益。
【学位授予单位】：河南农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S572;S141.4
【图文】：

照片,照片,威宁县,专用复合肥

贵州毕节市威宁县黑石科技园的河坝村开展，试验地海拔高度 2120 米.2″，纬度：N26°45′60.5″，试验地前作物为烤烟，土壤类型为黄棕壤，日布置并移栽完毕。土壤的基础肥力为：表 1.1 供试土壤基本理化性质Table 1.1 The main physical and nutrient of soil碱解氮/(mg/kg)速效钾/(mg/kg)速效磷/(mg/kg)总氮/%总磷/%铵态氮/(mg/kg)硝态氮/(mg/kg)有/g95.85 103.31 30.19 0.13 0.10 42.36 9.15 8材料种：云烟 97；供应肥料：烟草专用复合肥（10-10-20），物炭由毕节市威宁县的秀水朝阳合作社进行生产；烟秆生物炭的生产时最优炭化条件 450℃下热解生产

生物炭,碱解氮,理化性质

图 1.2 炭化后烟秆生物炭Fig. 1.2 The picture of biochar created by tobacco stem：表 1.2 烟秆炭理化性质Table 1.2 The main physical and nutrient of biochar created by tobacco stemN(g/kg) C(g/kg) H(g/kg) S(g/kg) 碱解氮/% 8.69 464.74 62.28 0.70 3.49 23.03 760.07 26.65 0.99 0.55

电镜图,生物炭,电镜,碱解氮

图 1.2 炭化后烟秆生物炭Fig. 1.2 The picture of biochar created by tobacco stem下：表 1.2 烟秆炭理化性质Table 1.2 The main physical and nutrient of biochar created by tobacco steN(g/kg) C(g/kg) H(g/kg) S(g/kg) 碱解氮/% 8.69 464.74 62.28 0.70 3.49 23.03 760.07 26.65 0.99 0.55

【参考文献】