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为分析不同高碳物料对植烟土壤的改良效应,探究农田秸秆资源的有效循环利用,于河南省登封市宣化镇和颍阳镇,采用草炭、花生壳炭、蒸汽爆破烟梗和蒸汽爆破玉米秸秆4种高碳物料,进行盆栽试验,以单施化肥为对照,根据所施物料总碳量一致的原则,设置碳用量为350g/盆,共设CK(单施化肥)、T1(草炭+化肥)、T2(花生壳炭+化肥)、T3(汽爆烟梗+化肥)、T4(汽爆玉米秸秆+化肥),5个处理。对比相同施碳量条件下,不同高碳物料对土壤碳库组分、微生物多样性及碳源、土壤肥力和烤烟生长的影响,初步讨论可能引起变化的因素,分析其作用机理,丰富蒸汽爆破土壤改良应用的科学资源。主要研究结果表明:1.不同高碳物料施用下土壤有机碳含量有所提高,且作用显著。2016年试验结果表明,T2处理有机碳含量始终高于其他处理;2017年结果显示,各处理SOC含量在不同生育期高于对照,且随生育期推进而逐渐增加,T4、T2和T3处理较对照分别提高14.95%~51.64%,10.54%~44.73%,7.43%~36.48%;2016年和2017年土壤易氧化有机碳结果表明,各处理在不同生育期相比对照都有显著提高,且物料之间差异显著,T3处理与对照相比提高211.78%~778.60%;施用高碳物料对土壤DOC也有显著提高,与对照相比分别提高423.88%、207.67%、710.38%和919.34%;土壤碳库活度和AOC/SOC分析结果表明,T3处理AOC/SOC与CK对照处理相比增加114.17%,碳库活度与对照相比增加196.0%;施用高碳物料都能够显著提高土壤TC含量和C/N。2.T2处理土壤MBC和MBN含量提高了97.50%和37.58%,T3处理MBC和MBN含量提高幅度分别达到17.37%~289.47%和123.37%,T4处理MBC和MBN含量在整个生育期始终显著高于其他处理,分别提高75.97%~424.01%和871.67%。土壤微生物量碳氮比也有所降低,效果表现为T4>T3>T2>T1;T1、T3和T4处理土壤qMB也有相应提升,分别提高79.08%、74.49%~188.69%和11.95%~251.40%。3.施用高碳物料条件下,T2和T4处理微生物利用碳源能力及微生物活性最高,但处理间之间的差别不明显;不同高碳物料处理均能够提高土壤微生物丰富度、优势度指数和均匀度指数;主成分分析将6大类碳源分为2类,第一类为碳水化合物类、氨基酸类、酚酸类和胺类碳源,第二类包括羧酸类和多聚物类碳源;CK和T4处理土壤微生物主要利用第一类碳源,T2处理土壤微生物集中于第二类碳源的利用,T1和T3微生物利用碳源能力低于CK、T2和T4处理;从土壤酶活性来看,T3和T4处理脲酶活性与对照相比分别提高91.69%和124.42%,蔗糖酶活性与对照相比分别提高91.23%~368.48%和88.74%~166.91%;微生物量与SOC和EOC含量有极显著正相关关系,与蔗糖酶和脲酶活性有极显著相关关系。4.高碳物料的施用增加了土壤速效养分,不同物料之间有显著差异,以T4处理对速效氮、磷、钾养分的提升效果最好;从整个生育期看,施用高碳物料的土壤pH缓慢下降,且明显降低了土壤容重,T3处理和T1对土壤含水率的增幅分别为83.58%~154.13%和26.56%~67.65%。5.施用高碳物料对烤烟根系表现出前期抑制,后期促进的效果,T3对根体积的提高作用最为显著,在移栽后90天达到了对照的1.53倍;各物料处理在移栽后期对根系活力有显著提高;T4处理对叶片的发生、前期的扩展和移栽初期的叶片SPAD值有一定抑制作用,但随着生育期推进而逐渐减弱;T3对烟株茎围有一定提升作用,但未表现出显著水平,草炭和生物炭在移栽中后期对烟叶扩展有显著促进作用。6.高碳物料提高了烤后烟叶中还原糖、总糖、烟碱含量,汽爆烟梗和玉米秸秆提高了烟叶氯含量,汽爆烟梗提高了烟叶钾含量。草炭处理烟叶中矿质元素较其他处理有显著提高。