【摘 要】
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健康的土壤环境是实现烟草优质生产和可持续发展的重要保证,如何改善植烟区土壤质量一直是烟草农业努力的方向。近年来,生物质炭在改良植烟土壤和提升烟叶产质量方面的潜力已得到广泛认可,但我们对生物质炭在土壤中的作用机制特别是对土壤微生物群落特征的影响尚需要进一步探索和验证。为此,本研究以烟草种植过程中产生的大量烟秆废弃物-烟秆为材料制备生物质炭,通过设置不同施用量(0 g/株,200 g/株,250 g/
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健康的土壤环境是实现烟草优质生产和可持续发展的重要保证,如何改善植烟区土壤质量一直是烟草农业努力的方向。近年来,生物质炭在改良植烟土壤和提升烟叶产质量方面的潜力已得到广泛认可,但我们对生物质炭在土壤中的作用机制特别是对土壤微生物群落特征的影响尚需要进一步探索和验证。为此,本研究以烟草种植过程中产生的大量烟秆废弃物-烟秆为材料制备生物质炭,通过设置不同施用量(0 g/株,200 g/株,250 g/株,300 g/株,不施肥),探讨其对植烟土壤微生态主要环境因子及烟株产质量的影响,以期为植烟区烟秆生物炭基肥的科学高效利用提供必要的技术支撑和实践经验。主要研究结果如下:(1)烟叶生产过程中施用适量的烟秆生物质基肥可以延长烤烟上部烟叶的成熟时间,有助于上部烟叶充分成熟,提升烤后烟叶质量。施用烟秆生物质基肥可显著增加烟叶生育中前期烟株的伸长、茎围和叶面积,有效地增加烟叶产量,同时促进了烟叶的光合作用,提供了充足的物质基础。从烤烟抗病性来看,施用生物质炭的处理其气候性斑点病、黑胫病和青枯病的病情指数相较于未施用生物质炭的处理均显著降低。施用烟秆生物质基肥可以显著提高烟叶产量、产值,烤后中上等烟叶比例以及收购均价,显著提高了烟农的经济效益。以上结果说明,适量施用生物质炭有利于烤烟生长发育和产质量,且在本试验条件下,300g/株对产质量最为有利。(2)施用烟秆生物质基肥可一定程度上改变植烟土壤理化特性。其中,施用生物质炭可以不同程度提高土壤p H值、有机质含量、全氮、全磷、全钾和水解性氮含量,且随施用量呈现增加趋势,生物质炭对速效磷和速效钾的影响存在差异,速效磷随施用量呈先增加后下降趋势,而速效钾呈先下降后上升趋势。(3)与未施用烟秆生物质基肥的处理相比,施用烟秆生物质基肥后Shannon多样性指数和Simpson多样性指数均有不同程度的增加,但未达到显著性水平。其次,在微生物群落组成中,不同细菌类别对生物炭处理产生的响应不同,施用烟秆生物质基肥基肥后能提升放线菌门、酸杆菌门、芽孢菌门、绿弯菌门、拟杆菌门、疣微菌门的丰度,但在DH3和DH4中变形菌门丰度明显低于未施烟秆生物质基肥基肥的处理,而DH5处理变形菌门丰度显著升高。另外,变形菌门大部分为可固氮的细菌,烟秆生物质基肥基肥施用量的增加提高了供微生物生活的碳源,加速微生物进行固氮,使变形菌门细菌丰度的增加。(4)土壤理化性质受细菌各菌种活动影响很大,即土壤理化性质各指标与细菌菌种相关性较强,通过施用烟秆生物质基肥可影响细菌各菌种的丰富度从而达到改良土壤理化性质的效果。土壤微生物在土壤中的分布位置和土壤中所含有的种类对所栽种的植物和生活的环境有很明显的选择性,其中土壤理化因子的影响占很大比重。土壤中p H值、有机质含量、全氮含量、全磷含量、全钾含量是影响微生物细菌群落分布中影响最大的几种环境因子,物种相关性分析反映出各不同微生物菌种之间的相互关系。施用生物质炭后土壤有机质含量对细菌群落结构分布贡献度最大,为影响土壤细菌群落分布的主要因子,土壤全氮、水解性氮对细菌群落分布影响次之,其次土壤全磷、速效钾、有效磷含量对细菌群落分布无影响。综上所述,土壤理化性状与微生物群落多样性息息相关,影响的因素包括营养元素、酸碱度、通气性等,而在烤烟栽种过程中施用烟秆生物质炭能够调节土壤的理化性状,从而导致土壤微生物群落多样性发生了相应变化。
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