添加有机物料对巫溪县植烟土壤特性、烤烟生长发育及品质的影响

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在烤烟生产过程中,由于烟农不重视施用有机肥,导致烟田土壤养分供应不均衡,土壤特性不能得到改善,这成为制约我国烟叶生产可持续发展的主要因素之一。因此,本试验以云烟87为研究对象,于2020和2021年连续两年开展大田试验,以研究等氮条件下添加有机物料对巫溪县植烟土壤特性、烤烟生长发育及品质的影响。试验共设置4个处理:纯化肥(CF),纯化肥+菇渣有机肥(CMO),纯化肥+高碳基肥(CHB),纯化肥+生物有机肥(CBO)。试验结果如下:(1)添加有机物料处理土壤p H有升高趋势,且土壤速效钾、速效磷、有机质和腐殖酸含量均有所提高,有机物料可增加土壤胡富比,提升土壤腐殖化程度。添加高碳基肥对土壤速效养分提升最明显。(2)添加有机物料可增加土壤总有机碳含量,明显提高了土壤有机碳中的活性碳组分含量和土壤中各活性碳组分的碳素有效率,其碳素有效率和土壤碳库管理指数分别提高13.00%~65.71%和5.99%~30.80%。(3)土壤有机碳官能团主要包括酚醇类、芳烃、烯烃、仲酰胺类。各处理有机碳官能团的相对峰面积无显著差异,土壤总有机碳(TOC)含量与官能团在1634 cm-1处的相对峰面积呈负相关关系,与694 cm-1、468 cm-1处的官能团相对峰面积呈正相关关系,土壤微生物生物量碳(MBC)含量与官能团在779 cm-1、694 cm-1处的相对峰面积呈负相关关系,与468 cm-1处的官能团相对峰面积呈正相关关系,土壤易氧化有机碳(EOC)含量与官能团在694 cm-1、468 cm-1处的相对峰面积呈负相关关系,与1634 cm-1处的官能团相对峰面积呈正相关关系,土壤可溶性有机碳(DOC)含量与官能团在1634 cm-1处的相对峰面积呈负相关关系,与779 cm-1、694 cm-1处的官能团相对峰面积呈正相关关系。(4)添加有机物料处理的土壤>2 mm机械稳定性团聚体和水稳性团聚体含量显著提高,而<0.25 mm的团聚体含量降低,显著提高土壤团聚体平均重量直径(MWD),显著降低土壤团聚体破坏率(PAD)和土壤不稳定团粒指数(ELT),提高了土壤团聚体稳定性。土壤团聚体中有机碳、全氮含量和>2 mm土壤团聚体有机碳、全氮贡献率有明显提高。添加菇渣有机肥对土壤团聚体稳定性和团聚体有机碳、全氮贡献率提升效果最优。(5)添加有机物料后明显提高了移栽后60 d土壤蔗糖酶和脲酶活性。土壤蔗糖酶活性和脲酶活性分别提高了8.21%~22.10%和8.99%~21.23%。变形菌门(Proteobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteriota)、放线菌门(Actinobacteriota)、绿弯菌门(Chloroflexi)、厚壁菌门(Firmicutes)、拟杆菌门(Bacteroidota)是各处理土壤主要的细菌门,子囊菌门(Ascomycota)、被孢霉门(Mortierellomycota)、壶菌门(Chytridiomycota)、担子菌门(Basidiomycota)、放线菌门(Zoopagomycota)、球囊菌门(Glomeromycota)、油壶菌门(Olpidiomycota)是各处理土壤主要的真菌门。添加生物有机肥和高碳基肥后,土壤中变形菌门(Proteobacteria)相对丰度下降,促进了酸杆菌门(Acidobacteriota)、绿弯菌门(Chloroflexi)的生长繁殖,改变了土壤固碳过程中的细菌群落结构,影响了土壤对碳的固定。添加高碳基肥明显提高了细菌的Alpha多样性指数,提升了细菌群落的丰富度和均匀性。(6)添加有机物料提高了土壤平均颜色变化率(AWCD),提升了土壤微生物对碳源的综合利用能力。添加有机物料提高了微生物对糖类、氨基酸类和聚合物类碳源利用率,其中添加高碳基肥提高了微生物功能多样性指数,使土壤微生物群落更加均匀,对各种碳源利用能力更加均衡。(7)添加有机物料可明显增加烟株最大叶面积、干物质积累量和根体积,增加了移栽后60 d、90 d的株高、茎围和有效叶数,以及烤后烟叶产量产值。添加有机物料增加了烤后烟叶总糖和还原糖含量,协调了化学成分,改善了烟叶品质。综合来看,添加有机物料明显改善了土壤理化性质、土壤碳库、土壤微生物群落结构和功能多样性,提升了土壤团聚体稳定性,从而促进烤烟生长发育,改善了烤后烟叶品质和经济性状。添加菇渣有机肥对土壤团聚体提升效果最明显,高碳基肥能更好的改善土壤微生物群落结构和功能多样性。结合烤烟生长发育和烤后烟品质与经济学性状来看,添加高碳基肥表现最优。
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