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出版时间 :
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山地植烟土壤维护与改良理论与实践
0.00     定价 ¥ 118.00
泸西县图书馆
此书还可采购1本,持证读者免费借回家
  • ISBN:
    9787511641847
  • 作      者:
    邓小华,周米良,田峰,等
  • 出 版 社 :
    中国农业科学技术出版社
  • 出版日期:
    2019-06-01
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作者简介

1. 邓小华,男,1965年04月生,湖南省永州市人,湖南农业大学教授,博士生导师,烟草学硕士点领衔人。1984年9月至1988年6月,就读于湖南农学院农学专业,获农学学士学位;2001年3月至2003年12月,就读于湖南农业大学中职硕士班作物栽培学与耕作学专业,获农学硕士学位;2004年9月-2007年12月,就读于湖南农业大学烟草科学与工程技术专业,获农学博士学位。2000年晋升副教授职称,2006年晋升教授职称。《中国烟草学报》编委,中国烟草中南农业试验站学术委员,湖南农业大学烟草研究院学术委员,湖南省烟草专卖局科技咨询专家,主要从事烟叶质量和烟区生态评价、烟草高效栽培与调制、烟草可持续发展等方面的研究与教学工作。获国家烟草专卖局、湖南省烟草专卖局、湖南中烟、市科技成果奖十余项,专利6项。主持或参与国家烟草局、湖南省烟草专卖局、云南省烟草专卖局、贵州省烟草专卖局、浙江中烟、广西中烟、云南中烟等单位烟草课题二十余项。主编(著作)或参编教材6部。在《中国农业科学》、《生态学报》、《应用生态学报》、《植物营养与肥料》、《水土保持学报》、《山地学报》、《核农学报》等杂志公开发表文章200余篇;其中,以第1作者(包括通讯作者)180余篇,在《中国烟草学报》、《烟草科技》、《中国烟草科学》等烟草三大期刊发表文章30余篇。 

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内容介绍

良好的植烟土壤环境是优质烟叶生产的前提。针对山地烟区生产地块小、坡地多、远离居住区、土壤质量退化等现状,围绕恢复植烟土壤地力和提升植烟土壤丰产能力,以提高烟叶质量、降低成本、简化技术、绿色高效可持续生产为目标,作者及其团队深入湘西烟区,与当地技术人员合作进行深入研究,揭示了玉米秸秆、绿肥在烤烟大田的腐解及养分释放规律,阐明了秸秆、绿肥、生物炭及其协同对植烟土壤物理性状、土壤微生物、土壤酶、土壤养分和烤烟生长发育及产质量的影响,构建了植烟土壤生产力可持续指数模型,研发了激发式秸秆就地还田提升地力、少耕秸秆腐熟剂绿肥快速培肥山地土壤、秸秆绿肥生物炭生态协同改良土壤等技术,并在总结提炼后进行示范,提升了山地优质烟叶生产水平,促进了烟区可持续发展。 

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精彩书摘

第一章绪论


优质烟叶生产的一个重要条件就是具有耕层疏松、通气良好的、适宜的土壤田间含水量和有机质、养分均衡等性能良好的优质土壤。烟区长期连作、化肥大量使用等生产方式,造成土壤板结、土壤耕作层变浅、土壤酸化、土壤有机质下降、土壤微生物活性降低等问题,导致土壤养分供应失衡和烟叶质量不稳定,严重影响了烤烟生产的可持续性。要从根本上提高烟叶质量,必须为烟草生长发育创造一个良好的土壤环境,均衡土壤对烟株的营养供应。相当长时间内维持或改良植烟土壤质量或健康状况将决定着烟叶生产可持续发展,众多科研人员围绕植烟土壤问题和改良技术进行了大量研究,丰富了植烟土壤保育理论技术,推动了植烟土壤可持续利用。


第一节植烟土壤存在的问题


一、连作障碍日益凸显


中国耕地的“均田制”和农民恋地观念,使农村土地流转困难。随着中国烟草种植向更适宜烟叶生产的局部地区转移与集中,这些地区种烟面积不断扩大。烟草种植面积高度集中,往往难以做到合理轮作来调节烟田土壤肥力,导致烟草连作面积不断增加。中国烟区70%以上分布于山区和半山区,受耕地有限和经济利益的驱动,多数烟农迫不得已连作种植烤烟。烟田连作已不是个别烟区的个别现象,是一种非常普遍存在的现象。在部分烟区烟叶种植中,烟田连作5年以上的情况已经是普遍现象,连作10年以上的烟田同样存在。由于土地流转困难,形成了越是老种烟户,烟田连作现象越严重的状况。尤其是近年来自然灾害的影响频度增加,使种烟叶收入持续降低,加之与其他作物种植比较效益下降,使相当一部分烟农退出烟叶种植,烟区能保留下来的种烟户多为种烟多年(有的甚至长达几十年)的“基本户”,而这些“基本户”长期用于烟叶种植的烟田连作现象表现得更为突出。


烟田长期连作已对烟区可持续发展构成严重威胁。尤其是南方烟区土地复种指数过高,覆盖面越来越大,给烟区造成的主要威胁有:一是烟田土传病害已成为威胁烟叶种植的突出矛盾,不仅表现在病害种类不断增加,烟叶花叶病、黑茎病、青枯病、根腐病、角斑病、根结线虫等病害在烟田连作区域内严重发生,而且危害面积和程度也呈逐年上升趋势。土传病害造成的直接后果是烟区的烟叶产量下降,甚至绝收,增加了烟农种烟风险性,并直接影响烟农种烟的积极性。二是烟叶质量下降。由于烟田连作和复种指数过高,使植烟土壤理化性状不断恶化,加之普遍存在的“化肥烟”现象使烟田土壤肥力退化更为严重。三是加速了烟区老化和衰败。土壤过度耕种使养分片面消耗,导致烟田全钾、有效硼、交换性镁、有效锌等必需元素亏缺加剧,使植烟土壤养分供应失衡,影响了烟株的生长发育。烟株瘦小,生长速度缓慢,开片不好,易出现各类缺素症状,导致烟叶产量明显下降。烟叶耐熟性和成熟度变差,烤后烟叶组织紧密,颜色发暗,油分降低,不耐贮藏,烟叶的可用性下降。张长华(2007)研究表明,烟茎、烟根、烟叶重量随着连作年限增加呈明显降低趋势。Yu等(1997)和晋艳等(2002)研究发现,长期连作导致烤烟产质量下降,烟叶钾和糖含量也下降,而烟碱含量上升,香气质变差,并随年限的增加,烟叶评吸质量有逐年恶化的趋势。石秋环等(2009)和时鹏等(2011)研究认为,连作为根系病害提供了生存、繁殖场所,是地下害虫大量繁殖的原因。烤烟连作障碍因子归纳起来主要有植烟土壤理化性质改变和生态环境恶化、烤烟化感自毒作用、植烟土壤微生物区系的变化等,但引起烤烟连作障碍的主要因素是烤烟根际微生态失调(石秋环等,2009)。相关研究(刘巧珍等,2012;张继光等,2011)表明,连作烤烟根际微生态有明显变化,主要与微生物数量、土壤养分比例、土壤中的酶活性、自毒作用等方面有关。


烤烟是一种忌连作的茄科作物。烤烟连作会对烟叶生产造成一定的损失,主要表现为产量降低、烟叶品质下降、病虫害加重等。掠夺性烤烟种植最终会导致烟区衰亡的现实在中国一些老烟区已得到印证。在同一烟区内,区域种植自然转移的现象也表现十分突出:有些过去曾是烟叶种植示范区的乡镇现在已变成烟叶种植空白点,这种情况在各县域内都有不同程度存在。由此可见,烟区连年种烟,轮作周期短,周期内作物种类单一,连作障碍日益凸显,任何烟区如果不能很好地解决烟田连作和土壤肥力下降的问题,势必导致最终衰败的结局。


二、忽视有机肥和偏施化肥致使土壤质量下滑


多年来,对烟田施用有机肥料认识上的偏颇,长期忽视有机肥施用的后果已明显显现。一些烟区肥沃的耕地面积不断减少,而现有和新增耕地的土壤肥力普遍偏低。烟田长期大量施用化肥,少施或不施有机肥,导致土壤中碳、氮比严重失调,土壤团粒结构受到严重破坏,致使土壤板结,通气透水性明显下降,pH值下降,土壤腐殖质减少,有机质含量降低,土壤微生物活性减弱。由于土壤保肥、保水能力降低,使肥料的利用率明显降低,最终导致烟叶品质下降。土壤大量残留的化学物质还会造成土体和水资源严重污染。土壤养分分解释放能力下降,致使养分特别是微量元素分解释放受阻,影响了根际营养元素的有效均衡供给和根系生长发育。特别是一些稻田土壤,由于土壤肥料浓度较高,土壤较黏重、通透性较差,肥料施用的供肥方式前低后高,致使下部烟叶营养不良、叶片小而薄,而上部叶偏厚、烟碱含量偏高、糖碱比例不协调,掩盖了烟叶香气风格特征,烟叶香气质和香气量降低,烟叶风格弱化。烟农往往在前期看到烟株生长缓慢,会采取增加肥料的手段,使上述问题进一步加剧。这类问题已在相当一段时间里严重影响了中国优质烟叶保障能力。


土壤酸化是指土壤中盐基离子被淋洗而氢离子增加、酸度增加的过程,由自然因素和人为因素引起。烟草生长一般要求植烟土壤pH值在55~65较为适宜,植烟土壤pH值过低,则不利于烟草生长发育和优质烟叶良好品质的形成。近年来,中国烟区土壤酸化日趋严重,尤开勋(2011)研究认为湖北省宜昌市烟区酸性土壤面积高达76%以上;全国平衡施肥普查结果显示,中国主要植烟土壤中有很大一部分土壤pH值低于烟草最适生长pH值,以南方烟叶产区为主,此类植烟土壤对烟草生长和优质烟叶的生成有不利影响。植烟土壤酸化使土壤中盐基离子减少,造成土壤贫瘠,引起土壤肥力下降,还会降低土壤中微生物和有关酶类活性(王富国等,2011),从而不利于烤烟生长发育。植烟土壤酸化使土壤中H+增加,净电荷减少,造成钙、镁、钾等养分离子的吸附量显著减少,降低土壤矿质元素含量,使烤烟在生长过程中易产生缺素症等症状(王辉等,2005)。植烟土壤酸化导致烟叶中的烟碱含量增加及糖碱比不协调,影响烟叶品质(寇洪萍,1999)。植烟土壤酸化时,土壤中重金属离子活化,造成烤烟吸收大量可溶性重金属离子,容易形成“黑色烟草”和“灰色烟草”(左天觉,1993),降低烟叶品质,甚至会影响动物及人的健康。此外,植烟土壤酸化还会增加烤烟根茎病害的发生率(魏国胜等,2011),最终影响烤烟产量和质量。


为追求烤烟高产和减少田间管理强度,过量使用化肥的“大肥大水”烤烟种植现象普遍发生,使得烤烟生产系统内部结构受到破坏,植烟土壤有机质含量下降,耕作层团粒结构破坏并减少,蓄水保肥能力下降,肥效作用降低,由此引发了环境污染、资源浪费、土壤养分失调、烟叶产量和质量下降等问题,严重地制约了烤烟生产的可持续发展。大量研究证明,长期偏施化肥,破坏土壤水稳性结构的稳定性,导致土壤容重增加、孔隙度降低、耕层土壤发僵和土壤酸化,改变了耕层土壤的水、气、热环境及肥料—土壤—烤烟养分系统的平衡,影响烤烟根系生长。王树会(2010)研究发现,烤烟生产上过量施用化肥会导致烟株生长势较差、烟叶产量与质量下降。因此,减施化肥在保障烟叶产量与质量兼优的同时,可更好地提高养分利用效率、保护生态环境和促进烟农增收。


三、施肥比例失调致使化肥投入效益明显下降


20世纪50年代,中国种植烤烟以农家肥和饼肥为主,烟叶产量在1 500kg/hm2左右,由于施用肥料的营养元素齐全,烟叶的内外在质量均较好,至今仍让人向往。50年代末期,由于全国性原料缺乏,烟叶生产以增加产量为主,烟叶质量受到影响。60—70年代,单位面积产量出现盲目增高趋势,烟叶质量已受到严重影响,而且这一阶段烟草栽培在施肥上主要以单一施用氮素化肥为主,轻施磷钾肥,加剧了烟田土壤营养元素比例失调,致使烟叶质量状况明显恶化,上中等烟比例大幅度减少,低次烟明显增大。这种形势下,中国烟叶生产曾一度普遍存在“恐氮心理”,只简单采取降低氮肥措施,未从均衡营养、全面协调营养供给入手,结果造成烟叶营养不良,发育不全,成熟度不够,生产的烟叶质量还是较难满足卷烟工业要求。直至今日,这种现象在部分烟区仍有存在。目前,中国农民对耕地的利用强度普遍增大,但只注重用地而忽视养地,在施肥方式上普遍存在“三轻三重”现象,即“重化肥、轻有机肥”“重氮磷肥、轻钾肥”“重大量元素肥、轻微肥”,致使土壤养分补充极不均衡,导致耕地越种越“瘦”。


中国局部烟区植烟土壤长期大量使用单一配方肥料,导致土壤氮、磷已较为丰富,但是养分供应的有效性明显下降。有资料表明中国烤烟肥料利用率较低,南方一些省份肥料的表观利用率仅为20%~30%,经济利用率仅为10%左右。究其原因,主要是对提高肥料利用率的相关性技术缺乏深入研究,特别是南方烟区对肥料流失的控制和北方烟区的营养吸收障碍等方面没有从根本上研究解决。在一些南方多雨地区,由于肥料流失率较大,肥料投入较多,这与目前肥料施用技术掌握不当和肥料加工技术落后有直接关系。而目前中国烟叶质量与国际优质烟叶生产国之间的差异很大程度与植烟土壤养分状况和肥料施用不平衡有关。近几年,各烟区在大面积推广具有准确、高效等特点的测土配方施肥和套餐制施肥技术,并取得一定成效。在推广实施过程中需要各步骤紧密相联,任何一个环节出现问题,都会影响这些技术在烤烟施肥中的效果和作用。因此,需要不断加强田间试验、土壤养分测试技术、肥料配制和数据处理等方面的创新,不断改善烟草专用肥料的生产技术,不断提升测土配方施肥技术与烤烟营养需求之间的耦合,使烟农能够科学地施用各种配方肥料,既可以提高烟叶生产能力,改善烟叶质量,增加烟农收入,还可以降低生产投入,减少肥料流失对环境造成的污染。


四、缺乏保护性耕作致使耕层土壤结构不良


耕作层深厚和土壤质地良好是衡量土壤质量的基本要求,是优质烟叶生产的前提。一般来说,国际优质烟叶生产要求烟田整个土层厚度一般在1m以上,并要求有深厚的耕作层(25~35cm),土壤质地较轻,疏松多孔(孔隙度达50%~55%,通气孔隙为10%~15%),土质为沙壤土和壤砂土,上虚下实的层次构造(犁底层不明显,心土层较紧实,质地较重)。耕作层表土可通气、透水、增温,好气性微生物活动旺盛,土壤养分易分解,有利于烟苗生长和根系下扎,也有利于耕作管理。耕作层下部为犁底层,有一定的透水通气能力,又能保水保肥。心土层较紧实,质地较重,可托水、托肥。目前,中国相当部分烟区植烟土壤的耕作层正在逐渐变浅变薄,耕作层在10~12cm以下水稻土和在10cm以下旱作植烟土壤在部分烟区普遍存在。山区一些植烟土壤的熟化程度不高,兼有石芽裸露,质地结构较差,土层浅薄,耕层下有铁盘或铁锰结核层和石灰锅巴层等,保水保肥性差。


目前大多烟田仍沿用传统的耕作方式,机耕进展缓慢,大多采用畜力步犁翻耕,翻耕整地深度浅,甚至个别烟区还有人力翻耕,耕层更浅。另外,一些烟区土壤秋冬翻地面积也在逐渐减少,整地质量普遍不高,造成烟田土壤犁底层上移,耕作层变浅,土壤容重增大,保肥、保水、增温能力下降,严重影响了烟株根系生长发育和养分吸收。大部分烟田土壤普遍缺乏科学的保护性耕作方式,频繁、不合理地耕作使得土壤团粒结构逐渐丧失,而耕层浅薄的土壤环境,保水保肥能力差,严重抑制根系发育,很难保证烟草种植的优质和稳产。因此,一是要扩大秋冬翻耕烟田面积,提高整地质量;二是要大面积推广机耕,增加耕作层深度;三是逐步引进粉垄技术,提高土壤保水保肥性。


五、不合理利用农用生产资源致使土壤环境污染加剧


烟草种植基本上是露天、露地进行的,不少耕地在不同程度上遭受包括重金属在内的工业“三废”点源和化肥、农药、农膜等农业面源污染。一些烟区由于长期过量使用化学肥料、农药、农膜,导致污染物在土壤中大量残留,直接影响土壤生态系统的结构和功能,使土壤微生物种群结构发生改变。烟田生物多样性减少,土壤理化性质不断恶化,导致土壤生产力下降,严重影响烟草生长发育,造成烟草正常施肥条件下减产和烟叶质量下降。


地膜覆盖技术在烤烟生产上广泛使用,其基本原理是利用地膜的隔离作用,膜下植烟土壤和膜上近地表空间特殊生态环境,对烟草生长、发育、养分吸收与代谢规律、烟叶成熟产生复合影响效应,提高烟叶产量和质量。但地膜覆盖技术也给烟区带来了一系列的环境问题。例如,地膜回收难度大,尤其是超薄地膜因韧性差、易破碎、回收率低,导致土壤中地膜残留量大。烟农处理农用薄膜方式粗放,大多直接在冬耕时打碎混入土壤,少数收集地膜,在田间地头烧掉。地膜作为石油化工产品,不易降解,给土壤环境带来了极大的危害。土壤中残留的地膜,破坏植烟土壤微生态和团粒结构,影响烤烟根系发育,导致烟叶产量和质量下降。土壤中残留的农膜还会影响农业机械设备的使用效率。因此,一是采用生物降解膜代替普通地膜,实现地膜能在田间完全降解;二是推广残留地膜机械化回收技术,现已开发出滚筒式、弹齿式、齿链式、滚轮缠绕式、气力式等残膜回收机械;三是修订完善的地膜标准,推广使用厚度均超过001mm地膜,回收较为方便;四是形成地膜回收机制,充分调动烟农积极性,有效回收地膜。贵州省遵义市烟草公司自组组装废旧农用地膜流水线、加工生产线,形成了“烟草公司组织,回收补贴引导、分类回收利用”的工作机制,以及“合作社运作、订单式生产、多元化利用”的运行模式(穆青等,2018),取得了一定成效。


六、掠夺式种植方式致使烟区土壤不堪重负


中国烟叶生产虽有近百年历史,与国外相比种烟历史并不长,大规模种植烤烟也仅有60多年时间,一些烟区甚至只有20多年的规模化烤烟种植史。由于中国土壤复种指数较高,加之人口增长的压力,用地与养地的矛盾日益加剧,目前难以形成较好的休耕养地制度。在现实生产上,由于受局部经济利益的驱动、烟草作物的特殊效益和一些不合理的耕作制度,导致大部分烟区单纯依靠大量施用化肥、农药以保持烟叶高产出,形成了烟草种植掠夺式的生产经营方式。加之缺乏良好的培肥地力措施,对烟叶种植土壤、环境造成了较严重的破坏,使部分种烟时间较长的优质烟区出现土壤养分的非均衡性富集或过度耗减,土壤养分供给失衡,农田生态环境恶化,病虫危害加重,生产效益下降,造成烟株生长前期叶片扩展慢,生长后期土壤持续释放氮素,烟叶叶片增厚,烟碱含量及含氮化合物增加,糖含量、香气量和工业可用性相应降低,烟叶风格特色弱化,严重地制约烟草生产可持续发展。由于耕地基础地力下降,保水保肥性能、耐水耐肥性能下降,导致对干旱、水涝、养分不均衡等逆境胁迫更敏感,从而对烟田管理技术水平要求更高(即农民所说的“地越来越难伺候”),增加产量或维持高产与保持品质,主要靠化肥、农药、农膜的大量使用。要想从根本上改善烟叶品质,还必须为烟草生长发育创造一个良好的生长环境,尤其是一个良好的土壤环境,保证烟田土壤能够均衡对烟株进行营养供应。巴西、津巴布韦对烟地普遍进行秸秆覆盖,在烟沟中间植矮秆绿肥(如大瓜草)等。这些保护性栽培措施,一方面具有增温保墒作用,另一方面避免了雨水对地表直接冲击而加剧土壤板结和侵蚀。中国人均耕地少,难以采取烟田—绿肥轮作方式确立烟草种植制度。但可利用烟草与前作的换季空间,采取秸秆还田或种植绿肥等措施进行改良。近年来,烟草界逐步认识到这个问题。如福建省进行大规模稻草还田,山东省、湖南省采用秸秆还田和种植绿肥的方法,已取得显著成效。因此,通过建立以烟为主的耕作制度,合理配置烟田的轮作、套种、间种和复种等种植模式,促进烟田生态系统的良性循环,调节植烟土壤肥力,减轻病虫害危害,能够充分利用有限的生产资源获得较高的种植效益。


第二节作物秸秆在植烟土壤改良中的应用


中国作为农业大国,农作物种类繁多,有水稻、小麦、玉米、油菜、芝麻、豆类、棉花、薯类、花生、烟草以及其他类型作物。秸秆是农作物收获籽实后的剩余部分,是宝贵的生物质资源。随着中国农业生产的发展,作物产量逐年递增,秸秆数量也随之增多。至2015年我国秸秆资源总量已超过10亿t,占世界秸秆总产量的20%~30%(贾秀飞等,2016)。秸秆中含有丰富的氮、磷、钾等营养物质,相当于中国化肥用量的2/5(徐蒋来等,2016)。在现代农业生产过程中秸秆还田作为一项重要的农业措施,可提高土壤有机碳含量、培肥地力、减少化肥施用量(刘巧真等,2012),促进作物生长发育,提升作物产量和质量,可将秸秆变废为宝,减少环境污染,促进农业可持续发展。


据美国农业部统计,美国每年生产的作物秸秆45亿t,秸秆还田量约占秸秆产量的68%,甚至高达90%,较高的秸秆还田率对美国农田土壤肥力的保持起着十分重要的作用。在加拿大农业区的玉米成熟时节,人们就用玉米收割机一边收割,一边把玉米秆切碎,切碎后的玉米秆作为肥料返还到农田里。英国秸秆直接还田量占其产量的73%。日本把秸秆还田当作农业生产中的法律去执行,日本微生物学家研究出了一种秸秆分解菌,使秸秆还田的效果更好。中国对秸秆直接还田或者作为旱地保水的主要覆盖措施的历史悠久。自“六五”以来,中国提出了渭北高原小麦秸秆全程覆盖耕作技术、小麦高留茬秸秆覆盖耕作技术、旱地玉米整秸秆全程覆盖耕作技术,对农田土壤肥力水平和农业生产产生了深远的影响。20世纪90年代中期,中国农机学会连续两次召开了农作物秸秆处理技术与设备学术讨论会。90年代末期,农业部和科技部多次召开秸秆还田经验交流会,筛选出了一批适宜各地自然、生产与经济条件的秸秆还田机具和农艺农机相结合还田模式,促进了秸秆还田工作的开展,使秸秆还田面积逐年扩大。近年来,在国家对农作物秸秆资源合理利用政策推动下,烟草工作者为了充分发挥秸秆还田作用,在秸秆堆沤还田、过腹还田、覆盖还田、直接还田等方面开展了大量研究工作,取得了一定成效。


一、作物秸秆腐解及养分释放规律


秸秆还田是提高土壤有机碳含量、培肥地力、循环利用养分的有效而简便的方法。秸秆还田后,在土壤微生物作用下进行腐解,释放出可供作物吸收利用的氮、磷、钾等养分。秸秆腐解速率及养分释放速率受土壤质地、水分、温度、秸秆本身化学组成、秸秆还田方式等因素的影响。许多研究表明,无论是水田还是旱地,在适宜的条件下,各种有机物的分解都是在分解初期(1~3个月内)速度最快,这阶段主要是易被分解的可溶性有机化合物被分解;以后逐渐进入“缓慢分解阶段”,这是未受到分解或分解程度不大的木质素、单宁和蜡质等物质通过物理化学变化进行逐步分解的过程,可长达2~3年或更长时间,最后有机物料转化成腐殖质积累在土壤中。采用光谱联用技术,对复合污染黄土中秸秆还田腐解残体的表面特性及生产胡敏酸性质差异研究表明,在秸秆还田全过程,秸秆腐解残体呈现出结构致密—表面崩溃—骨架破坏的表面形貌动态变化性特征,新生成的胡敏酸脂族性较髙、芳香性较低,属于较“新鲜”和“年轻”的胡敏酸,有利于提高黄土有机质活性(范春辉等,2014)。戴志刚(2010)研究发现,水稻、油菜、小麦秸秆经124d还田后,养分释放速率表现为K>P>C>N,释放量表现为C> K>N>P。


秸秆及土壤本身富含大量微生物,完全可以使秸秆腐熟,但自然状态下秸秆的降解速度较慢,大量秸秆残茬会降低种子播种质量和作物产量和质量。大量报道表明,添加秸秆腐熟剂可加快秸秆腐熟分解进程,避免上述问题的发生(杨振兴等,2013;龙云鹏等,2013)。秸秆腐熟剂的作用机理,其实就是有机物的微生物分解代谢原理。在水稻、小麦、油菜、玉米等作物秸秆还田时,配施不同种类腐熟剂来加快秸秆腐解速度,可避免秸秆还田对下茬作物培育壮苗及长势和产量不利问题的发生。利用网袋法模拟烟田中秸秆腐熟剂对不同秸秆的腐解特征和养分特征研究表明,经过100d施用秸秆腐熟剂后玉米秸秆、水稻秸秆、油菜秸秆腐解速度分别提高了960%、822%、642%,有机质分别提高了108%、134%、158%,速效氮分别提高了172%、248%、410%(陈银建等,2011)。






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目录

第一章绪论


第一节植烟土壤存在的问题


一、连作障碍日益凸显


二、忽视有机肥和偏施化肥致使土壤质量下滑


三、施肥比例失调致使化肥投入效益明显下降


四、缺乏保护性耕作致使耕层土壤结构不良


五、不合理利用农用生产资源致使土壤环境污染加剧


六、掠夺式种植方式致使烟区土壤不堪重负


第二节作物秸秆在植烟土壤改良中的应用


一、作物秸秆腐解及养分释放规律


二、作物秸秆还田对植烟土壤物理特性的影响


三、作物秸秆还田对植烟土壤养分的影响


四、作物秸秆还田对烤烟生长发育的影响


五、作物秸秆还田对烟叶质量的影响


六、作物秸秆还田对烤烟经济效益的影响


第三节绿肥在植烟土壤改良中的应用


一、绿肥腐解及养分释放规律


二、绿肥还田对植烟土壤物理特性的影响


三、绿肥还田对植烟土壤pH值的影响


四、绿肥还田对植烟土壤养分的影响


五、绿肥还田对烤烟生长发育的影响


六、绿肥还田对烟叶质量的影响


七、绿肥还田对烤烟经济效益的影响


第四节生物炭在植烟土壤改良中的应用


一、生物炭特征


二、生物炭应用对植烟土壤物理特性的影响


三、生物炭应用对植烟土壤化学性质的影响


四、生物炭应用对植烟土壤微生物的影响


五、生物炭应用治理植烟土壤重金属污染


六、生物炭应用对烤烟生长发育和产质量的影响


第五节土壤改良剂在植烟土壤改良中的应用


一、土壤改良剂的种类


二、土壤改良剂对植烟土壤理化特性的影响


三、土壤改良剂对植烟土壤微生物的影响


四、土壤改良剂对烤烟生长发育及产质量的影响


第二章应用农作物秸秆改良山地植烟土壤


第一节农作物秸秆资源在湘西烤烟生产上的应用


一、农作物秸秆利用价值及用途


二、湘西烟区农作物秸秆资源及利用


三、农作物秸秆资源在烤烟生产上的应用


四、农作物秸秆在湘西植烟土壤维护和改良中的应用对策


第二节玉米秸秆腐解及养分释放动态


一、研究目的


二、材料与方法


三、结果与分析


四、讨论与结论


第三节油菜秸秆还田的培肥效应及对烤烟产质量的影响


一、研究目的


二、材料与方法


三、结果与分析


四、讨论与结论


第四节玉米秸秆有机肥堆制技术及大田施用效果


一、研究目的


二、材料与方法


三、结果与分析


四、讨论与结论


第五节玉米秸秆促腐还田的腐解及对烤烟的影响


一、研究目的


二、材料与方法


三、结果与分析


四、讨论与结论


第三章种植绿肥改良山地植烟土壤


第一节绿肥腐解及养分释放动态


一、研究目的


二、材料与方法


三、结果与分析


四、讨论与结论


第二节绿肥翻压后植烟土壤养分动态变化


一、研究目的


二、材料与方法


三、结果与分析


四、讨论与结论


第三节绿肥翻压对植烟土壤理化性状的影响


一、研究目的


二、材料与方法


三、结果与分析


四、讨论与结论


第四节绿肥翻压对植烟土壤微生物量和酶活性的影响


一、研究目的


二、材料与方法


三、结果与分析


四、讨论与结论


第五节不同绿肥品种翻压还田的生态和烤烟效应


一、研究目的


二、材料与方法


三、结果与分析


四、讨论与结论


第六节湘西烟地种植绿肥品种筛选


一、研究目的


二、材料与方法


三、结果与分析


四、讨论与结论


第七节湘西烟地绿肥还田翻压量


一、研究目的


二、材料与方法


三、结果与分析


四、讨论与结论


第八节湘西烟地绿肥混作模式


一、研究目的


二、材料与方法


三、结果与分析


四、讨论与结论


第九节湘西烟地绿肥省工节本播种方式


一、研究目的


二、材料与方法


三、结果与分析


四、讨论与结论


第十节湘西烟地黑麦草(禾本科)绿肥翻压的减氮量


一、研究目的


二、材料与方法


三、结果与分析


四、讨论与结论


第十一节湘西烟地箭筈豌豆(豆科)绿肥翻压的减氮量


一、研究目的


二、材料与方法


三、结果与分析


四、讨论与结论


第十二节湘西烟地绿肥还田与减氮对烟叶SPAD值的影响


一、研究目的


二、材料与方法


三、结果与分析


四、讨论与结论


第十三节湘西烟地以烟为主的冬种绿肥模式


一、研究目的


二、材料与方法


三、结果与分析


四、讨论与结论


第十四节不同绿肥翻压对玉米产量及土壤肥力的影响


一、研究目的


二、材料与方法


三、结果与分析


四、讨论与结论


第四章施用生物炭改良山地植烟土壤


第一节生物炭用量对植烟土壤理化性状及烤烟产质量影响


一、研究目的


二、材料与方法


三、结果与分析


四、讨论与结论


第二节生物炭用量对烤烟根系活力和根际土壤微生物影响


一、研究目的


二、材料与方法


三、结果与分析


四、讨论与结论


第三节连续施用生物炭对植烟土壤物理性状和烤烟的影响


一、研究目的


二、材料与方法


三、结果与分析


四、讨论与结论


第四节生物炭配施氮肥对烤烟生长和烟叶化学成分的影响


一、研究目的


二、材料与方法


三、结果与分析


四、讨论与结论


第五章改土物料协同维护与改良植烟土壤


第一节施用改土物料对烟草生长发育及产质量的影响


一、研究目的


二、材料与方法


三、结果与分析


四、讨论与结论


第二节改土物料协同改良植烟土壤


一、研究目的


二、材料与方法


三、结果与分析


四、讨论与结论


第三节绿肥与玉米秸秆生态协同改良植烟土壤


一、研究目的


二、材料与方法


三、结果与分析


四、讨论与结论


第六章山地植烟土地生产力可持续提升战略


——以湘西烟区为例


第一节湘西烟区植烟土壤养分变化及有机肥资源利用


一、湘西烟区植烟土壤主要养分变化


二、湘西烟区有机肥资源利用方式与问题及对策


第二节湘西烟区植烟土壤维护和改良战略及长效机制


一、湘西烟区植烟土壤维护和改良目标


二、湘西烟区植烟土壤维护和改良发展战略及长效机制


第三节湘西烟区植烟土壤生产力可持续提升区划


一、植烟土壤生产力可持续评价指标选择原则


二、植烟土壤生产力可持续评价指标体系构成


三、植烟土壤生产力可持续评价方法


四、基于ArcGIS湘西植烟土壤生产力可持续提升区划


第四节植烟土壤生产力可持续提升技术与区域模式


一、湘西植烟土壤生产力可持续提升技术


二、湘西烟区不同区域植烟土壤维护和改良模式


第五节湘西植烟土壤生产力可持续提升的技术路线与对策


一、湘西州植烟土壤可持续提升技术路线


二、湘西州植烟土壤生产力可持续提升对策


第七章湘西烟区植烟土壤维护和改良研究实践


第一节研究目的和意义


第二节研究内容和方法


一、研究内容


二、研究方法


三、技术路线


第三节主要创新成果


一、理论创新


二、技术创新


三、知识产权成果


第四节示范应用


一、示范模式


二、示范成效


附录1研究过程中发表的论文


附录2研究过程中制定的技术标准


参考文献


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