氮肥与生物炭配施对烤烟氮素利用和植烟土壤特性的影响

发布时间：2020-04-28 22:56

【摘要】：为了研究氮肥与生物质炭配施对植烟土壤改良和烤烟氮素利用的影响,确定施用生物炭条件下合适的减氮量,于2016年和2017年在河南农大许昌烟草科技园进行了盆栽和大田试验,其中盆栽试验采用15N同位素示踪法进行。试验设置了4个试验处理:常规施氮(CK),常规施氮+生物质炭(T1),减量30%氮肥+生物质炭(T2),减量60%氮肥+生物质炭(T3)。主要研究结果如下:1.氮肥与生物炭配施对植烟土壤特性的影响氮肥与生物质炭配施使土壤容重显著降低了11.74%、11.93%和15.73%,对土壤中非水稳性团聚体和水稳性团聚体的影响也达到了显著水平,干筛条件下各处理的平均重量直径与对照相比提高了45.09%、34.99%和24.63%,水稳性团聚体平均重量直径则提高了40.83%、27.97%和16.84%,且对2mm粒级团聚体影响更加显著。大田试验和盆栽试验结果均表明氮肥与生物质炭配施可以提高土壤阳离子交换量,盆栽试验中减量30%氮肥与生物炭配施时对土壤阳离子交换量的提高量最大,五个时期里与对照相比分别提高了25.35%、28.03%、14.47%、24.45%、55.17%,大田试验中常规氮肥与生物炭配施对阳离子交换量的提高效果最明显。对土壤中15N变化研究发现,氮肥与生物质炭配施减少了肥料氮的流失,常规氮肥用量与生物炭配施时提高了烟田土壤NH4+-N、NO3--N和碱解氮的含量,在烤烟生长后期达到显著水平,在烤烟移栽后90 d时无机氮分别提高了74.42%和14.27%,碱解氮提高了14.89%,减氮30%时土壤中无机氮和碱解氮的含量与对照相比没有显著差异,减氮60%的处理土壤中三种氮素的含量始终处于较低水平。土壤速效磷和速效钾的含量在盆栽试验和大田试验中变化大体一致,常规施氮量以及减氮30%时氮肥与生物炭配施能显著提高土壤中速效磷和速效钾的含量,对土壤中铁、锰、铜、锌的含量也有提高的作用。氮肥与生物炭配施明显抑制了烤烟移栽后1~60 d土壤有机氮矿化,与对照相比下降了56.63%、38.37%、10.36%,但移栽后60~120 d比对照提高了28.73%~66.57%,氮肥与生物质炭配施的处理最高氮素矿化速率出现的时间比单施化肥的处理推迟了大概15 d。施用生物炭的条件下,前期矿化量随氮肥用量的降低而升高,后期则相反。在移栽后45 d及之后,常规用量氮肥与生物炭配施显著的提高了土壤脲酶、蔗糖酶和过氧化氢酶的活性,减氮30%时土壤脲酶和过氧化氢酶的活性仍有明显提高,蔗糖酶的活性与对照没有显著差异,减氮60%时,土壤中三种酶的活性均有明显降低。氮肥与生物炭配施时土壤微生物量碳含量显著提高了8.43%~21.01%,微生物量氮含量提高了6.35%~33.68%。2.氮肥与生物炭配施对烤烟生长发育和氮素利用的影响常规氮用量与生物炭配施使烤烟各时期的根系活力提高了12.04%~50.81%,使移栽后45d烟株硝酸还原酶提高了16.16%~49%,谷氨酰胺合成酶活性提高了16.36%~67.31%,提高了旺长期叶绿素的含量和烟株净光合速率。减氮30%的处理根系活力、叶绿素含量、净光合速率与单施化肥相比没有明显差异。各处理烤烟根、茎、叶干物质积累符合Logistic曲线方程,拟合度在0.97以上,在移栽后45 d之后烤烟干物质积累进入快速积累期,常规氮肥配施生物炭显著提高了烤烟的干物质积累速率,移栽后90 d,减氮30%的处理干物质积累量显著高于对照处理。氮素积累速率高峰出现在50 d时,常规氮肥和减氮30%的处理氮积累速率均高于对照。从吸氮量来看,移栽后45 d,氮肥与生物炭配施促进了烤烟对两种氮源的吸收积累,前期对肥料氮的积累量大于土壤氮,后期则相反。从不同氮源占比来看,烤烟前期主要吸收肥料氮,后期以吸收土壤氮为主。氮肥与生物炭配施显著提高了烟株的氮素利用率和土壤中肥料氮的残留量,降低了烤烟对土壤氮素的依存率。3.氮肥与生物炭配施对烤后烟叶品质的影响氮肥与生物炭配施降低了烤后烟中糖含量,提高了烟碱、钾、氯的含量,提高了钾氯比,减氮30%的处理烟碱含量较为适中,化学成分相对协调,中性致香物质含量较高。常规氮肥与生物炭配施时烤后烟中性致香物质含量偏低,新植二烯含量明显降低。综上研究,常规用量氮肥与生物炭配施提高了土壤中养分含量、烤烟干物质积累和氮素积累速率和积累量,但烤后烟叶氮素含量过高,香气量偏低;减氮30%的处理烤烟干物质积累量和氮素累积量略高于对照,烤后烟香气量足,综合考虑以减量30%氮肥与生物炭配施的处理较好。
【图文】：

大田,阳离子,生物炭,土壤

164.1.2 土壤 CEC 的变化从图1可以看出，，盆栽试验表明，施用生物炭可以提高植烟土壤CEC，在不同时期均达到了显著水平（p<0.05），T1与CK相比五个时期分别提高了14.16%、18.27%、17.26%、14.10%和29.3%，氮肥与生物炭配施时土壤CEC在不同时期差异较大，没有明显的规律，除了移栽后75 d之外，均表现为T1、T2处理CEC高于T3。在整个烤烟生长期，土壤CEC的含量随着生育期的推进呈现出先增加后降低的趋势

硝态氮,不同时期,土壤

184.1.3.2 土壤铵态氮和硝态氮含量变化从图3中可以看出，在烟草的整个生育期土壤中NH4+-N的含量与土壤中NO3--N相比一直处于较低水平，土壤中NH4+-N的含量在烤烟移栽后，随着时间的推进逐渐降低，这可能是因为NH4+-N不仅能被植株吸收利用，还能被土壤胶体吸附固定以及在微生物的作用下逐渐转化为NO3--N。同一时期不同处理中T1处理的NH4+-N含量最高，CK和T2处理的NH4+-N含量在同一时期的差异没有达到显著水平。同等施氮量条件下，T1处理土壤中NH4+-N的含量在烤烟生长后期（移栽后75 ~ 90 d）显著高于CK，说明生物质炭与氮肥配施延缓了后期植烟土壤中NH4+-N的损失。在施用生物炭的条件下
【学位授予单位】：河南农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S572

【参考文献】