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生物炭和炭基肥在烟草农业的应用及展望 被引量：30
1
作者 王成己 唐莉娜 +2 位作者 胡忠良 李艳春 黄毅斌 《核农学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第4期997-1007,共11页
烟草是我国重要的经济作物,烟叶提质增效及绿色清洁生产是烟草农业绿色发展的必然趋势。烟秆炭化还田是实现烟秆资源化利用和环境友好发展的双赢途径。生物炭较大的比表面积、发达的孔隙结构、丰富的官能团、稳定的环状结构以及良好的... 烟草是我国重要的经济作物,烟叶提质增效及绿色清洁生产是烟草农业绿色发展的必然趋势。烟秆炭化还田是实现烟秆资源化利用和环境友好发展的双赢途径。生物炭较大的比表面积、发达的孔隙结构、丰富的官能团、稳定的环状结构以及良好的吸附特性赋予其改良连作障碍烟田土壤、重建健康微生物生境的潜力。炭基肥融合了生物炭与肥料各自的优点,同时具有优于其构成原料的特性,可缓慢释放养分、持久保持肥效,持续改善土壤环境,促进烟草健康生长、烟叶提质增效,在烟草农业应用潜力较大。本文综述了生物炭和炭基肥对植烟土壤理化性质、土壤养分、烟田温室气体排放、土壤微生物及酶活性、烟草生长和烟叶品质、烟草土传病害的影响,分析了生物炭和炭基肥应用中存在的问题,并提出未来应重点关注的问题:(1)生物炭及炭基肥调控植烟土壤质量及烟草生长和品质的机制机理;(2)生物炭及炭基肥施用的生态环境风险评价;(3)生物炭及炭基肥生产技术工艺创新。研究结果可为生物炭和炭基肥在烟草农业的合理应用提供科学依据。 展开更多
关键词 生物炭 生物炭基肥 理化性质 制备工艺 烟草农业
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种植宽叶雀稗对放养河田鸡后土壤微生物多样性及理化性状的影响
2
作者 高承芳 李振武 应朝阳 《家畜生态学报》 北大核心 2025年第3期83-90,共8页
针对传统林下放牧养殖河田鸡对土壤、植被破坏等问题,本文采用常规理化性状测定方法结合16S rDNA高通量测序技术,研究林下种植宽叶雀稗(Paspalum wettsteinii H.)当年对0~20 cm土壤理化性状、土壤微生物细菌群落组成及土壤微生物多样性... 针对传统林下放牧养殖河田鸡对土壤、植被破坏等问题,本文采用常规理化性状测定方法结合16S rDNA高通量测序技术,研究林下种植宽叶雀稗(Paspalum wettsteinii H.)当年对0~20 cm土壤理化性状、土壤微生物细菌群落组成及土壤微生物多样性的影响,分析种植宽叶雀稗后对林地放牧河田鸡后的土壤改良效果。结果显示,林地种植宽叶雀稗一季后,土壤有机质、全氮、硝态氮、铵态氮、速效磷、速效钾含量分别比对照组提高12.4%、57.8%、63.9%、47.1%、25.8%和23.7%,土壤铅含量比对照组降低50.66%,土壤细菌微生物多样性及丰富度也显著高于对照组,Chao1指数平均比对照组高59.2%,Shannon指数平均高10.7%,达极显著水平(P<0.01)。林下种植宽叶雀稗降低了土壤变形菌门和绿弯菌门的含量,增加了酸杆菌门含量,并以酸杆菌门为优势菌群,而对照组中放线菌门为优势菌群。林下种植宽叶雀稗当年可显著提高土壤有机质、全氮、硝态氮、铵态氮、速效磷与速效钾含量,降低土壤重金属铅含量,改善土壤微生物多样性,增加土壤酸杆菌门的相对丰度,对传统养殖河田鸡林地土壤生态具有很好的改良修复效果。 展开更多
关键词 林下种草 宽叶雀稗 土壤理化性状 土壤微生物
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深耕对烤烟产量产值及根际土壤微环境的影响 被引量：1
3
作者 张汴泓 雷涵 +6 位作者 李日坤 杨铭榆 潘睿欣 潘美清 王成己 唐莉娜 黄锦文 《南方农业学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第8期2195-2206,共12页
【目的】探讨深耕栽培对烤烟产量产值及根际土壤特性和微生态系统的影响,以期为福建烟区构建合理耕层及建立烤烟优质高效栽培体系提供科学依据。【方法】以福建烟区自然耕深15 cm+中耕培土为对照(CK),设耕深20 cm+中耕培土(D1)、耕深25 ... 【目的】探讨深耕栽培对烤烟产量产值及根际土壤特性和微生态系统的影响,以期为福建烟区构建合理耕层及建立烤烟优质高效栽培体系提供科学依据。【方法】以福建烟区自然耕深15 cm+中耕培土为对照(CK),设耕深20 cm+中耕培土(D1)、耕深25 cm+中耕培土(D2)和耕深25 cm+免中耕培土(D3)3个深耕处理,对比分析各处理的烤烟产量产值及土壤理化性质差异,并采用Illumina MiSeq高通量测序技术,系统分析深耕处理下根际细菌结构差异与功能多样性变化,运用Spearman相关系数与随机森林模型评估根际细菌群落与土壤养分及烤烟产量的相关性。【结果】深耕可显著提高烤烟产量产值(P<0.05,下同),以D2处理增产增效效果最好,但与D3处理间差异不显著(P>0.05,下同)。土壤性质方面,各深耕处理均可较CK显著改善土壤总孔隙度和毛管孔隙度;土壤碱解氮含量及脲酶、蔗糖酶和过氧化氢酶活性随着耕深的加深而提高。适当深耕可显著提高细菌α多样性;深耕处理下绿弯菌门(Chloroflexi)与伯克氏菌属(Burkholderia)相对丰度显著上升,而罗河杆菌属(Rhodanobacter)相对丰度显著下降。Bugbase表型预测结果表明,深耕处理可显著提高根际土壤好氧菌与革兰氏阴性菌丰度,D2和D3处理较CK和D1处理显著提高氧化胁迫耐受菌相对丰度。FAPROTAX功能预测结果显示,各深耕处理均可较CK显著提升固氮作用(Nitrogen fixation)、纤维素分解(Cellulolsis)等养分循环方面功能相对丰度。随机森林模型预测结果显示,固氮作用是影响烤烟产量形成的最主要因素。【结论】在福建烟区耕层普遍变浅现状下,适度深耕(25 cm)对改善烤烟根际微生态环境有积极作用,但适度深耕下烤烟旺长前是否进行中耕培土对烤烟产量产值无显著影响。 展开更多
关键词 深耕 烤烟 根际土壤 高通量测序 随机森林模型
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生物质炭对烟草青枯病的防控作用及应用前景分析 被引量：15
4
作者 王成己 郭学清 +3 位作者 曾文龙 陈庆河 唐莉娜 黄毅斌 《南方农业学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第8期1756-1763,共8页
烟草青枯病是由茄科劳尔氏菌(Ralstonia solanacearum)引起的土传细菌性病害,该病害分布广、危害重、毁灭性强,是热带、亚热带烟区的主要病害。生物质炭是生物质材料在厌氧高温条件下热裂解产生的高度芳香化的富碳物质,具有丰富的官能... 烟草青枯病是由茄科劳尔氏菌(Ralstonia solanacearum)引起的土传细菌性病害,该病害分布广、危害重、毁灭性强,是热带、亚热带烟区的主要病害。生物质炭是生物质材料在厌氧高温条件下热裂解产生的高度芳香化的富碳物质,具有丰富的官能团、发达的孔隙结构和较强的吸附能力,对改善烟田土壤环境具有较大潜力,是减轻或抑制烟草青枯病的长效途径,具有广阔应用前景。文章结合国内外研究情况综述了农业、化学及生物等措施防控烟草青枯病的研究现状,认为单一的农业、化学或生物措施防控烟草青枯病的效果均不理想,农药或土壤改良剂对土壤、植株、牲畜及环境造成破坏,影响生态安全;综合防控措施可消除单一措施带来的短板效应。文章提出利用生物质炭定向调控烟田根际微生物、重建健康根际生态系统、减轻或抑制烟草青枯病的途径:(1)改善土壤理化性状;(2)提升土壤肥力;(3)改善土壤微生物多样性;(4)提高土壤酶活性。生物质炭通过调控土壤生境来改善烟草农艺性状,减轻或抑制烟草青枯病发生,同时促进烟草碳氮代谢,有效调控烟叶化学品质。生物质炭的农业应用可为全面解决烟草连作障碍提供技术参考。 展开更多
关键词 生物质炭 烟草青枯病 病原菌 土壤微生物区系 防控作用
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不同生物质炭用量对烤烟生长和烟叶品质的影响 被引量：35
5
作者 王成己 郭学清 +2 位作者 曾文龙 黄毅斌 唐莉娜 《南方农业学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第10期2160-2168,共9页
【目的】探讨条施不同烟秆生物质炭用量对连作烤烟生长及烟叶品质的影响,为不同模式利用生物质炭改善连作烤烟品质提供科学依据。【方法】烤烟种植前将推荐用量肥料与生物质炭呈宽带状均匀施入条沟,按株定量;生物质炭用量分别为0、0.2、... 【目的】探讨条施不同烟秆生物质炭用量对连作烤烟生长及烟叶品质的影响,为不同模式利用生物质炭改善连作烤烟品质提供科学依据。【方法】烤烟种植前将推荐用量肥料与生物质炭呈宽带状均匀施入条沟,按株定量;生物质炭用量分别为0、0.2、0.4、0.8和1.6 kg/株[对应设为T0(CK)、T1、T2、T3和T4处理];采用3重复随机区组试验,调查云烟87关键生长期烟草普通花叶病毒病(TMV)的发病情况;选取代表性烟株测定其农艺性状,测算烟叶产质量及上中等烟比例,并对上部(B2F)和中部(C3F)烤后烟叶进行化学成分分析及样品评吸。【结果】生物质炭的施用可促进烤烟生长发育,降低烟株TMV发病率,其中T3和T4处理的烟株节距显著高于其他处理(P<0.05,下同),T3处理的有效叶片数和叶面积最大(17.43片/株和1281.68 cm2/株),T2和T3处理烟株TMV发病率显著低于其他处理。生物质炭处理烟叶总糖和还原糖含量均大于25.00%,超过国际优质烟叶标准;总氮、烟碱、钾和氯含量均分别在其适宜范围内;生物质炭对C3F等级烟叶化学成分含量的影响大于B2F等级;T1和T2处理的烟叶化学成分更接近优质烟叶标准。T1和T2处理烟叶感官质量综合得分高于T3和T4处理。烟叶产量、产值及均价均以T3处理最高,上中等烟比例以T2处理最高(95.43%),T2和T3处理对烟叶经济性状影响最大。【结论】生物质炭对烤烟生长发育、烟叶化学成分及其协调性、感官质量和产质量均有重要影响,T1和T2处理有利于改善烟叶品质,T2和T3处理则有利于提高烟叶产量和产值。综合考虑生物质炭的施用效应及其成本,建议福建烟区条施烟秆生物质炭以每株0.4 kg(T2处理)为宜。 展开更多
关键词 生物质炭 烤烟 农艺性状 化学成分 感官质量 经济性状
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化肥减量配施炭基有机肥对烤烟翠碧1号生长及产质量的影响 被引量：5
6
作者 王成己 李静超 +4 位作者 郝东 张建忠 王涛 胡忠良 唐莉娜 《核农学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第11期2288-2296,共9页
为探究化肥减量配施炭基有机肥对烤烟翠碧1号生长和产质量的影响,本研究采用田间试验,设置6个处理:不施肥(TJ1)、单施化肥(TJ2)、化肥未减量+炭基肥(TJ3)、化肥减量10%+炭基肥(TJ4)、化肥减量20%+炭基肥(TJ5)、化肥减量30%+炭基肥(TJ6)... 为探究化肥减量配施炭基有机肥对烤烟翠碧1号生长和产质量的影响,本研究采用田间试验,设置6个处理:不施肥(TJ1)、单施化肥(TJ2)、化肥未减量+炭基肥(TJ3)、化肥减量10%+炭基肥(TJ4)、化肥减量20%+炭基肥(TJ5)、化肥减量30%+炭基肥(TJ6)。其中化肥减量是以当地翠碧1号常规氮肥用量(83.40 kg·hm^(-2)纯N)为基础,从基肥的烟草专用肥中按比例扣减;炭基肥用量为2400 kg·hm^(-2)。在烟草采收后采样测定烟田土壤理化性质、烤烟农艺性状(打顶后)、烟叶化学成分、烟叶感官质量及烤烟主要经济性状,并据此构建氮素调控与烟叶产质量提升方案。结果表明,化肥减量配施炭基有机肥对翠碧1号生长及烟叶产质量具有不同程度影响。化肥减量10%~20%配施2400 kg·hm^(-2)炭基肥未显著降低烟田土壤肥力,化肥减量20%对烟株生长具有积极的促进作用,而过量施肥则对烟株生长产生一定的抑制作用;化肥减量配施炭基有机肥增加了烟叶有益化学成分,降低总氮、烟碱、氯含量,提高了烟叶化学成分协调性;化肥减量10%~30%对烟叶感官质量综合得分的不利影响有限。相对于TJ3处理,化肥减量10%~20%时烤烟产量和产值分别增加1.55%~2.50%和1.95%~2.99%,而化肥减量30%时烤烟产量和产值分别降低1.05%和0.73%。综上,推荐化肥减量20%配施2400 kg·hm^(-2)烟秆炭基有机肥在福建省清香型烤烟翠碧1号种植区推广使用。本研究结果可为福建烟区清香型特色烤烟翠碧1号优质生产提供技术参考。 展开更多
关键词 化肥减量 炭基有机肥 烤烟生长 烟叶品质 翠碧1号
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生物炭对植烟土壤氮循环微生物及其功能基因的影响 被引量：10
7
作者 张汴泓 王成己 +4 位作者 杨铭榆 潘睿欣 潘美清 唐莉娜 黄锦文 《南方农业学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第9期2444-2456,共13页
【目的】探讨土壤氮循环微生物及其功能基因对生物炭改良的响应,阐明土壤理化因子与氮循环微生物之间的互馈机制,为生物炭改良土壤、提高作物氮素利用率及调控土壤氮循环过程提供理论依据。【方法】以烤烟品种云烟87为试验材料,通过全... 【目的】探讨土壤氮循环微生物及其功能基因对生物炭改良的响应,阐明土壤理化因子与氮循环微生物之间的互馈机制,为生物炭改良土壤、提高作物氮素利用率及调控土壤氮循环过程提供理论依据。【方法】以烤烟品种云烟87为试验材料,通过全层生物炭改良(T1,30 t/ha)与不施生物炭(T0,对照)的对比,采用宏基因组学与qRT-PCR相结合的方法分析生物炭对烟株氮素积累量及烤烟根际土壤理化性质、氮循环相关微生物相对丰度和功能基因表达量的影响。【结果】与对照T0处理相比,2021和2022年T1处理烤烟氮素积累量显著提高45.75%和29.91%(P<0.05,下同)。土壤碱解氮与硝态氮含量也较T0处理显著提高,而铵态氮含量则显著降低。宏基因组学分析结果表明,在微生物门水平上,T1处理较T0处理显著提高了根际土壤中奇古菌门(Thaumarchaeota)、酸杆菌门(Acidobacteriota)、绿弯菌门(Chloroflexi)及硝化螺旋菌门(Nitrospirae)相对丰度,其中奇古菌门相对丰度较T0处理提高23.76%;属水平上,与T0处理相比,T1处理亚硝化杆菌属(Candidatus_Nitrosotalea)相对丰度提高20.83%;在氮循环功能亚类上,T1处理较T0处理显著提高土壤氮循环过程中硝化作用nxrA、氨氧化作用amoA及固氮作用nifA的基因相对表达量,分别提高20.08%、250.37%和82.45%,同时反硝化作用的norB基因相对表达量降低39.76%。qRT-PCR验证分析表明施用生物炭对土壤氮循环过程的调控具有一定的持续性。冗余分析结果发现,土壤pH、无机氮含量与容重、孔隙度等理化性质是影响土壤氮循环的重要环境因子。相关分析结果表明,土壤pH、硝态氮含量及容重等理化性质与硝化、氨氧化微生物丰度及基因表达量均呈极显著正相关(P<0.01)。【结论】在烟—稻轮作区采用30 t/ha生物炭进行植烟土壤改良有利于改善土壤理化特性,进而驱动土壤氮循环向氮高效利用途径转化,从而促进烟株氮素吸收。 展开更多
关键词 生物炭 烤烟 氮循环 宏基因组学 QRT-PCR
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