腐熟秸秆对植烟土壤培肥及烤烟生长发育影响研究

【摘要】：土壤作为影响烤烟品质形成的重要生态因素，是生产优质烟叶的基础，现阶段化肥的过度使用、耕作方式的不合理、土地养分的过度消耗使植烟土壤遭受一系列的污染和破坏，越来越不能满足优质烟叶生产的需要。因此，保护性耕作技术的探讨以及土壤改良方法的研究越来越引起学者们的重视。秸秆还田是土壤改良研究中十分重视的改良方式，目前关于麦秸还田对植烟土壤的改良效果，麦秸还田的适宜用量，具体的还田方式还没有确切的结论，河南省作为小麦生产大省和浓香型特色烤烟产区，对于开展麦秸改良烟田的研究具有天然的优势。本课题在归纳前人研究基础上，在河南农大科教园区进行盆栽试验，重点研究了不同量腐熟秸秆还田对烤烟生长发育和土壤改良效应的影响。主要研究结果如下： 1.腐熟秸秆对烤烟生长发育的影响。结果表明：添加腐熟秸秆后，烟株的株高、茎围、最大叶面积、单株有效叶数表现情况都有不同程度的改善。在移栽后生长前期，添加秸秆处理株高降低，对烟株的有效叶数形成有促进作用，T3、T4处理优势明显；在烟株生长发育后期，添加秸秆量较大的T4、T5处理仍长势良好，说明大量添加秸秆延长了烟草生育期。在烟草大田生育期内，各处理根干重、根鲜重、根体积呈现直线上升后期又略有下降的趋势，添加腐熟秸秆，对烤烟根系发育表现出积极影响，显著提高了根干重、根鲜重、根体积、根干物质积累量，但秸秆量过大时这种增加效应反而降低。总体比较，T3、T4处理生长发育的各指标在烟株生长发育时期表现良好，说明添加适量秸秆，对烟叶质量有促进作用。 2.腐熟秸秆对烤烟碳氮代谢的影响。淀粉酶、转化酶、硝酸还原酶是碳氮代谢过程的生物化学条件，酶活性的高低决定了烟株碳氮代谢的强度。淀粉酶和转化酶是碳代谢过程中的关键酶，添加腐熟秸秆后，烟株中这两种酶活性呈先升高后降低的趋势，移栽后60d达最大值，淀粉与可溶性糖的积累随酶活性的变化而变化。移栽后45d，叶片内淀粉酶含量升高，可溶性糖含量下降，光合产物由提供烟株骨架物质开始向积累贮藏营养物质转化。在烟株全生育期，各处理烟碱含量变化趋势为先上升后下降，再上升的规律；总氮含量呈下降趋势。移栽后90d，烟碱含量达最大值，T4处理明显高于其他处理，总氮含量降低。 3.腐熟秸秆对植烟土壤改良的影响。添加腐熟秸秆后，在烟株生育期内，各处理土壤pH值升幅低于对照，T3、T4处理土壤酸碱性表现较好。添加秸秆对土壤碱解氮在生育前期影响较大，有利于生育前期提高土壤供氮能力，后期土壤也保持较高肥力，但添加秸秆量过多保肥能力又开始下降。添加腐熟秸秆在移栽后45d、90d对土壤速效磷影响较大，各处理差异明显，大趋势是随秸秆用量的增加磷含量提高；随着烟株的生长，各处理速效磷含量呈下降趋势。速效钾含量在生育期内呈“凹”形分布，移栽后30d，速效钾含量最高，随后下降，移栽后90d又有所回升，添加秸秆处理增加幅度大于对照，说明添加腐熟秸秆有利于烟株成熟期烟田土壤速效钾的供应，提高上部叶钾含量，从而对上部叶品质提升有积极作用。土壤有机质含量呈双峰曲线分布，两个高峰分布出现在移栽后45d、75d，添加腐熟秸秆提升了土壤有机质含量，T3、T4处理效果明显。 不同量的腐熟秸秆在全生育期内不同程度提高了植烟土壤酶活性。土壤脲酶在移栽前期活性较高，有利于土壤氮素转化。蔗糖酶活性随烤烟生长而升高，在移栽后60d（现蕾期）达到最大值，T4处理活性最高。过氧化氢酶在各处理间差异不显著，但添加秸秆后过氧化酶活性较对照有所提高，整个烟株生育期都处于较高水平，从而保证土壤中过氧化氢及时分解，为烤烟生长和微生物活动创造良好的土壤环境，T3处理表现较好。纤维素酶活性随秸秆量增加而增加，在团棵期活性最高，随后开始下降，成熟期最低，T4处理活性最高。 添加腐熟秸秆对土壤微生物量碳、氮有积极的影响，随着秸秆量的增加，土壤微生物量碳呈微生物量碳呈先增加后下降的趋势，微生物量氮则呈一直增加的趋势，各处理差异显著。移栽后30d、75d，各处理微生物量碳差异最显著，且在30d时微生物量碳达到峰值；移栽后30d，微生物量氮含量最高，移栽后90d，各处理微生物量氮活性随着秸秆量增加而增加。总体来看，添加腐熟秸秆可以保证土壤微生物活性一直处于较高水平。 4.腐熟秸秆对烤后烟叶品质的影响。添加腐熟秸秆，有利于烟叶品质形成，使各处理烟叶内在化学成分都处于优质烟叶含量水平，但不同秸秆添加量对烤烟化学成分影响不同。添加腐熟秸秆后，T3、T4处理上部叶两糖比提高明显，说明添加腐熟秸秆对两糖比的协调具有积极作用。烤后烟叶上部叶和中部叶氯含量降低，上部叶钾含量提升明显，总氮和烟碱含量也有所提高，添加腐熟秸秆有利于上部叶两糖比升高，淀粉含量减低，氮碱比协调，其中T3处理表现最好。 添加腐熟秸秆，对石油醚提取物影响较大，但对不同部位影响效果不同。添加腐熟秸秆后，上部叶石油醚提取物T4处理含量最大；对中部叶下部叶来说，对照处理石油醚提取物含量最高。总体来看，增加了上部叶石油醚提取物含量，降低了中下部叶含量，有利于提高上部叶的可用性，其中T4处理对上部叶提升效果明显，对抑制下部叶石油醚提取物含量下降也有一定效果。 【关键词】：腐熟麦秸秆 烤烟 碳氮代谢 土壤养分 土壤酶 化学成分
【学位授予单位】：河南农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：S572
【目录】：

• 致谢4-8
• 摘要8-10
• 1 文献综述10-19
• 1.1 我国烟田土壤现状10-12
• 1.1.1 我国植烟土壤污染现状10
• 1.1.2 土壤对烤烟质量形成的作用10-11
• 1.1.3 植烟土壤改良方法11-12
• 1.2 国内外秸秆利用现状及发展趋势12-13
• 1.2.1 秸秆利用技术研究12-13
• 1.2.2 秸秆还田方式的研究13
• 1.3 秸秆还田对土壤物理性状的影响13-14
• 1.3.1 秸秆还田对土壤水分、温度影响13-14
• 1.3.2 秸秆还田对土壤 pH 值的影响14
• 1.3.3 秸秆还田对土壤容重、孔隙度的影响14
• 1.4 秸秆还田对土壤化学性状的影响14-16
• 1.4.1 秸秆还田对土壤有机质和土壤养分的影响14-15
• 1.4.2 秸秆还田对土壤 C/N 的影响15
• 1.4.3 秸秆还田对土壤碳库的影响15-16
• 1.5 秸秆还田对土壤生物学性状的影响16-17
• 1.5.1 秸秆还田对土壤微生物的影响16-17
• 1.5.2 秸秆还田对土壤酶的影响17
• 1.5.3 秸秆还田对土壤微生物量碳、氮的影响17
• 1.6 秸秆还田对作物生长发育的影响17-18
• 1.7 选题依据18-19
• 2 引言19-20
• 3 材料与方法20-24
• 3.1 试验材料20
• 3.1.1 供试烤烟品种20
• 3.1.2 供试条件20
• 3.1.3 供试秸秆20
• 3.2 试验设计与处理20-21
• 3.3 样品的采集21-22
• 3.3.1 土壤样品21
• 3.3.2 烟叶样品21-22
• 3.4 测定指标及方法22-23
• 3.4.1 植物学性状测定方法22
• 3.4.2 土壤样品测定指标和方法22
• 3.4.3 烟叶样品指标测定22-23
• 3.5 统计分析23-24
• 4 结果与分析24-50
• 4.1 腐熟秸杆对烤烟生长发育的影响24-27
• 4.1.1 腐熟秸秆对烤烟株高的影响24-25
• 4.1.2 腐熟秸秆对烤烟茎围的影响25
• 4.1.3 腐熟秸秆对烤烟有效叶数的影响25-26
• 4.1.4 腐熟秸秆对烤烟最大叶面积的影响26-27
• 4.2 腐熟秸秆对烤烟根系发育的影响27-31
• 4.2.1 腐熟秸秆对烤烟根体积、根鲜重、根干重的影响27-29
• 4.2.2 腐熟秸秆对烤烟根系活力的影响29-30
• 4.2.3 腐熟秸秆对烤烟根干物质积累速率的影响30-31
• 4.2.4 腐熟秸秆对烤烟干物质积累的影响31
• 4.3 腐熟秸秆对烤烟碳氮代谢的影响31-37
• 4.3.1 腐熟秸秆对烤烟碳氮代谢关键酶活性的影响31-34
• 4.3.2 腐熟秸秆对烤烟碳氮积累的影响34-37
• 4.4 腐熟秸秆对植烟土壤物理化学性状的影响37-41
• 4.4.1 腐熟秸秆对植烟土壤 pH 值的影响37-38
• 4.4.2 腐熟秸秆对植烟土壤碱解氮的影响38-39
• 4.4.3 腐熟秸秆对植烟土壤速效磷的影响39
• 4.4.4 腐熟秸秆对植烟土壤速效钾的影响39-40
• 4.4.5 腐熟秸秆对植烟土壤有机质的影响40
• 4.4.6 腐熟秸秆还田对全生育期烟田土壤养分的影响40-41
• 4.5 腐熟秸秆对土壤酶活性的影响41-44
• 4.5.1 腐熟秸秆对烟田土壤脲酶含量的影响41-42
• 4.5.2 腐熟秸秆对烟田土壤蔗糖酶含量的影响42-43
• 4.5.3 腐熟秸秆对烟田土壤过氧化氢酶含量的影响43
• 4.5.4 腐熟秸秆对烟田土壤纤维素酶含量的影响43-44
• 4.6 腐熟秸秆对土壤酶活性与土壤养分关系44-46
• 4.7 腐熟秸秆对植烟土壤生物学特性的影响46-47
• 4.7.1 腐熟秸秆对植烟土壤微生物量碳的影响46
• 4.7.2 腐熟秸秆对植烟土壤微生物量氮的影响46-47
• 4.8 腐熟秸秆对烤后上、中部叶化学成分的影响47-50
• 4.8.1 腐熟秸秆对烤后烟叶主要化学成分的影响47-49
• 4.8.2 腐熟秸秆对烤后烟叶石油醚提取物的影响49-50
• 5 结论与讨论50-56
• 5.1 腐熟秸秆对烤烟生长发育过程的影响50-51
• 5.1.1 腐熟秸秆对烤烟农艺性状的影响50
• 5.1.2 腐熟秸秆对烤烟根系发育的影响50-51
• 5.1.3 腐熟秸秆对烤烟干物质积累的影响51
• 5.2 腐熟秸秆对烤烟碳氮代谢的影响51-52
• 5.3 腐熟秸秆对植烟土壤改良的影响52-54
• 5.3.1 腐熟秸秆对土壤供肥能力的影响52
• 5.3.2 腐熟秸秆对土壤酶活性的影响52-53
• 5.3.3 腐熟秸秆对土壤生物学特性的影响53-54
• 5.4 腐熟秸秆对烤后烟叶品质的影响54
• 5.5 结论54-56
• 参考文献56-64
• ABSTRACT64-67

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