【摘 要】
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近年来,福建省的烟草种植每年约会产生出15万吨的废弃烟秆,而大量烟秆在烟田中堆放则会造成土壤病虫害加重与环境污染等问题。因此,提升烟秆废弃物的资源化利用,对保护烟田生态环境、土壤培肥等具有重要意义。目前,将农作物秸秆在高温限氧的情况下热解炭化产生的生物质炭已得到了广泛应用。将生物质炭与有机肥结合施用,有机肥可弥补生物质炭自身养分不足的缺点,而生物质炭则可以促进有机肥持久保持肥效。但具体效果与生物质
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近年来,福建省的烟草种植每年约会产生出15万吨的废弃烟秆,而大量烟秆在烟田中堆放则会造成土壤病虫害加重与环境污染等问题。因此,提升烟秆废弃物的资源化利用,对保护烟田生态环境、土壤培肥等具有重要意义。目前,将农作物秸秆在高温限氧的情况下热解炭化产生的生物质炭已得到了广泛应用。将生物质炭与有机肥结合施用,有机肥可弥补生物质炭自身养分不足的缺点,而生物质炭则可以促进有机肥持久保持肥效。但具体效果与生物质炭和有机肥的种类,以及两者的结合比例等都有关系。为此,本研究将烟秆制成的烟秆炭与常规有机肥作为研究对象,通过室内土壤培育和田间试验,共同探索不同比例的烟秆炭有机肥对烤烟生长和经济性状、土壤培肥和生物学特性的影响。主要结论如下:1、通过土壤培育试验的不同比例烟秆炭有机肥对土壤培肥的影响:和单施有机肥的对照相比,烟秆炭的添加有效地提升了土壤p H值,以及有效磷、速效钾和全碳、全氮含量。其中单施烟秆炭量最多的HB(100%烟秆炭)处理对土壤速效钾和全碳含量的增幅分别达到了55.05%、132.13%。而烟秆炭和有机肥配施比单施烟秆炭对土壤有效磷的提升效果更优,以M6B处理(60%烟秆炭+40%有机肥)为最大。但烟秆炭对土壤碱解氮则呈负相关关系;烟秆炭单施或与有机肥配施均能提升土壤交换性钙镁含量,但烟秆炭有机肥的效果更稳定持久;烟秆炭能显著增加土壤有机碳和胡敏素含量。但对土壤胡敏酸而言,单施烟秆炭虽有增加土壤胡敏酸的趋势,但与单施有机肥的对照相比,烟秆炭有机肥中的炭量与土壤胡敏酸含量呈负相关影响。并且土壤富里酸含量以单施烟秆炭量最多的HB处理最低。2、不同比例烟秆炭有机肥对烤烟旺长期生长发育与养分的影响:B10处理(10%烟秆炭+90%有机肥)对烤烟全株干物质积累的提升效果表现最优。而无有机肥添加的B100处理(100%烟秆炭)不利于全株干物质积累,低于单施化肥的对照处理。总体上B10处理的烟株各部位的氮、磷、钾素含量和吸收量处于较高水平。而过多的烟秆炭不利于烟株氮、磷素的积累吸收。3、不同比例烟秆炭有机肥对烤烟旺长期及采收后植烟土壤理化性质的影响:烟秆炭对烤烟栽培的不同时期均有效地增加了植烟土壤p H值、速效钾含量。总体而言,烟秆炭有机肥增加了土壤交换性钙镁和微生物量碳氮含量。B10处理的土壤交换性钙镁含量处于较高水平,而未添加有机肥的B100处理明显降低了土壤交换性镁含量。与单施化肥的对照相比,土壤有效磷含量在烤烟旺长期随烟秆炭量增多处于逐步上升趋势,但在烤烟采收后,仅烟秆炭量较多的B60(60%烟秆炭+40%有机肥)和B100处理高于对照,而有机肥CF处理下降最多,表明烟秆炭延长了有机肥的肥效。烟秆炭有机肥在前期较对照增加了土壤碱解氮含量,但在后期则相反,仅有机肥CF处理一直处于较高水平。4、不同比例烟秆炭有机肥对烤烟旺长期土壤生物学特性的影响:烟秆炭有机肥可以有效提升旺长期土壤脲酶、磷酸酶、蔗糖酶、蛋白酶活性,且均以烟秆炭量最多的B100处理为最高。而过多的有机肥会降低土壤蔗糖酶和酸性蛋白酶活性。与对照相比,不同比例的烟秆炭有机肥对植烟土壤微生物群落的结构和组成在不同水平上、不同物种间有各自的优势。整体上,烟秆炭有机肥增加了土壤细菌、真菌的优势菌属种类数量。B40处理(40%烟秆炭+60%有机肥)的土壤细菌、真菌群落的丰度和多样性较对照综合变化最大,且过多的烟秆炭不利于土壤细菌、真菌群落结构的多样性。在细菌功能预测中,B10处理的各项代谢水平最高,二级代谢路径以碳水化合物代谢(Carbohydrate metabolism)功能丰度最高。土壤蔗糖酶、酸性蛋白酶是土壤细菌和真菌群落共同的主导因子,土壤微生物量碳氮、蔗糖酶和酸性蛋白酶在细菌和真菌群落中均为显著正相关关系。5、不同比例烟秆炭有机肥对烤烟经济性状的影响:与单施化肥的对照相比,适当的烟秆炭和有机肥配施对烤烟产量、产值、均价、上等和上中等烟比例有积极作用,以B10的效果最好,其上桔二、中桔三、下桔二单叶重量也处于较高水平。而较多的烟秆炭,尤其是B100处理对烤烟的产量、产值、等级有下降趋势。6、不同比例烟秆炭有机肥对烤烟内在化学成分的影响:烟秆炭有降低烟碱的趋势。整体上看,烟秆炭有机肥较对照有利于全株烟叶还原糖以及中上部烟叶总糖的积累。对于烤烟各部位烟叶的氮磷钾含量,整体来看,烟秆炭的添加使得烟叶呈现全氮含量下降、全钾含量上升的趋势。而过多的烟秆炭也不适合烟叶全磷的积累,有机肥CF、B5处理(5%烟秆炭+95%有机肥)的烟叶全磷含量较高。综上所述,在土壤培育试验中以M6B处理(60%烟秆炭+40%有机肥)对土壤主要理化性质及腐殖物质的积累最好。在田间试验中,结合植烟土壤养分与生物学特性、烟株养分以及烟叶内在协调性与经济性状等,B10处理(10%烟秆炭+90%有机肥)的各项指标均处于较高水平。
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