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烟草专用炭基一体肥生物炭适宜用量研究

作　者: 张园营
导　师: 刘国顺
学　校: 河南农业大学
专　业: 烟草学
关键词: 炭基一体肥生物炭烤烟生长发育品质土壤
分类号: S572
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

本试验在许昌设置田间小区试验，采用随机区组设计，研究了烟草炭基一体肥不同的生物炭用量对烤烟生长发育、烟叶品质及田间土壤特性的影响。主要研究结果如下：1．在所观察的生育期内，在移栽30d时，各处理的株高、茎围、有效叶片数差异不显著，在烟株进入旺长期至圆顶期这段时间各处理的株高、茎围、有效叶片数差异逐渐显现出来，施用生物炭处理的株高、茎围、有效叶片数均高于未施用生物炭的处理（CK），茎围随生物炭用量增加呈现出先增加而后略微减小的趋势，叶片数随着生物炭用量的增加而增加，施用生物炭量750-1125kg/hm2范围内对烟株的生长状况较好，改善了烤烟的农艺品质。在45-75d施用生物炭的处理叶片的干物质积累量大于未施用生物炭处理（CK），在移栽60d时，根、茎、叶片的积累量均为生物炭用量1125kg/hm2（T3）最大；在移栽后30-45d，未施用生物炭（CK）的叶片积累强度最高，45-60d时，生物炭用量1125kg/hm2（T3）的叶片积累强度最高，60-75d时，1500kg/hm2（T4）的叶片积累强度最高，生物炭的不同用量可以改变不同时期叶片的积累强度，施用生物炭有利于干物质积累强度在积累高峰期的提后、后期的衰落以及烟叶的成熟落黄。2.在移栽60d时，生物炭量750kg/hm2（T2）叶绿素含量最高，在75和90d时1500kg/hm2（T4）叶绿素含量最高，在移栽后的70-90d这段时期，各处理随着施用生物炭含量的增加叶绿素含量也呈现递增的趋势；在60d时，各处理的类胡萝卜素含量均高于未施用生物炭（CK），在90d时，施用量为750-1500kg/hm2的处理含量高于其他处理，Chla/Chlb比值呈现随生物炭用量增加而减小的趋势。这说明施用生物炭的处理不同程度延缓烟叶叶绿素降解的速度，在生育中后期仍能使烟株维持较高的类胡萝卜素含量，降低光合膜受损的程度，有利于增加植株的抗逆性，延缓烟片的衰老，延长了烟叶的成熟期时间。3.在烟株45-60d这段时期，生物炭用量在1125-1500kg/hm2处理烟叶氮含量变化幅度最小，这说明这段时期这两个处理供养比较的平衡；在移栽后60-75d时，烟株生长有旺长期转入圆顶期，生物炭用量1500kg/hm2（T4）的处理氮含量变化幅度依旧较小，这说明生物炭施用量较大时在烟株生长的中后期能够为烟株提供充足的氮素，使烟株有晚熟的倾向；烟株在移栽后60及75d（除T1外），各处理叶片的磷含量均高于未施用生物炭的处理CK，施用生物炭可以提高旺长期烟叶的磷含量，提高烟株的抗衰老能力；烟株在移栽45d时，除施用量375kg/hm2（T1）处理外，各处理钾含量呈现出随着施用生物炭量的增多钾含量上升的趋势，在60-75d这段时期里，随着生物炭用量的增加各处理的降幅呈现出逐渐变小的趋势，即施用生物炭在烟株生育前期可以推迟钾素的释放，在旺长后期依旧可以为烟株提供较多的钾素，利于烟叶优质品质的形成。施用不同生物炭，肥料利用率提高，氮肥利用率呈现出随生物炭用量的增多而升高的趋势。4.不同用量生物炭对烤烟的还原糖、总糖含量影响不显著，总氮、淀粉、钾含量均升高，总氮、钾含量均显著高于不施用生物炭（CK）处理，淀粉含量不显著，糖碱比、氮碱比提高，更加接近优质烟叶的范围，其中用量为750-1125kg/hm2处理氮碱比、糖碱比最接近于最优值，烟叶主要的化学成分含量及比值协调，利于烟叶形成良好的品质。5.各处理提高了中部位烟叶的中性致香物质的总量，施用量为750kg/hm2（T2）处理致香物质总量最高，类胡萝卜素降解产物、茄酮、新植二烯含量均以施用量为750kg/hm2（T2）处理最高，棕色化产物类降解产物以用量1125kg/hm2（T3）处理含量最高，苯丙氨酸类降解产物含量以用量375kg/hm2（T1）最高，中部位烟叶的香气指数B值大小为T3>T4>T2>T1>CK，施用生物炭增加了烟叶中部位烟叶的中性致香物质的总量，香气指数B值提高，烟叶的香吃味变好。施用生物质炭也提高了上部位烟叶的中性致香物质总量，施用量为750kg/hm2（T2）处理致香物质总量最高，新植二烯及苯丙氨酸类降解产含量是用量750kg/hm2（T2）处理最高，棕色化产物类降解产物及类胡萝卜素降解产物以用量1125kg/hm2（T3）处理含量最高，茄酮是用量375kg/hm2（T1）处理的含量最高，上部位烟叶的香气指数B值大小为T3>T2=T4>CK>T1，施用生物炭增加了上部位烟叶的中性致香物质总量，香气指数B值（除T1）提高，香气成分协调。相对而言，施用生物炭750-1125kg/hm（2T2-T3）范围内，烟叶中上部位的香气总量增加的最多，香气指数B值相比于未施用生物质炭（CK）也有较大的提高，利于烟叶形成良好的香吃味。6.在烟株团棵及旺长前期各处理的碱解氮、速效磷、速效钾含量变化不一致，在旺长中后期，施用生物炭能够为烟株提供较为稳定的氮素来源。在烟株旺长中后期各处理在60d时土壤中的速效磷及速效钾含量高于未施用生物炭（CK）的处理。不同时期土壤有效态铁的含量差别不大，在移栽45-60天这段时期，施用量为0-375kg/hm2处理有效态铁含量增加，其余各处理铁含量保持稳定，在生长前期有效锰含量施用生物炭的处理低于未施用生物炭（CK）处理，后期差别不大，铜含量基本稳定，施用生物炭处理铜含量高于未施用的处理，锌含量在施用量为0-375kg/hm2处理在60d时含量上升，用量750-1500kg/hm2处理在75d时含量上升。

全文目录

致谢  4-8
摘要  8-10
1 文献综述  10-18
  1.1 生物炭的背景及研究进展  10-13
    1.1.1 生物炭的背景  10
    1.1.2 生物炭的制作工艺  10-11
    1.1.3 生物炭的物理化学性质  11-13
      1.1.3.1 pH  11-12
      1.1.3.2 生物炭的元素分配  12
      1.1.3.3 生物炭的孔隙结构  12
      1.1.3.4 生物炭表面化学性质  12-13
  1.2 生物炭对土壤的作用  13-16
    1.2.1 生物炭对土壤物理性质的影响  13-15
    1.2.3 生物炭对土壤微生物的影响  15-16
  1.3 生物炭对作物的作用  16-18
    1.3.1 生物炭对作物生长发育影响的研究进展  16
    1.3.2 生物炭对作物产量及品质影响的研究进展  16-18
2 引言  18-19
3 材料与方法  19-21
  3.1 试验材料  19
  3.2 试验设计  19
  3.3 测定项目与方法  19-21
    3.3.1 土壤指标的测定  19-20
    3.3.2 烟样化学成分分析  20-21
      3.3.2.1 烟样的取样方法  20
      3.3.2.2 烟叶杀青样总氮的测定  20
      3.3.2.3 烤后烟样化学成分的测定  20
      3.3.2.4 烟叶鲜样色素的测定  20
      3.3.2.5 烟株根系活力的测定  20-21
      3.3.2.6 石油醚提取物的测定  21
      3.3.2.7 烟叶样品中性致香物质的测定  21
  3.4 统计方法  21
4 结果与分析  21-50
  4.1 生物炭不同用量对烟叶生长发育的影响  21-23
    4.1.1 生物炭不同用量对烤烟农艺性状的影响  21-23
      4.1.1.1 生物炭不同用量对烤烟株高的影响  21-22
      4.1.1.2 生物炭不同用量对烤烟茎围的影响  22-23
      4.1.1.3 生物炭不同用量对烤烟有效叶片数的影响  23
  4.2 生物炭不同用量对烤烟干物质积累的影响  23-25
    4.2.1 生物炭不同用量对烤烟根部干物质积累量的影响  23-24
    4.2.2 生物炭不同用量对烤烟茎部干物质积累量的影响  24
    4.2.3 生物炭不同用量对烤烟叶部干物质积累量的影响  24-25
  4.3 不同生物炭用量对烟叶中叶绿素的影响  25-28
    4.3.1 不同生物炭用量对烟叶中叶绿素 a 含量变化的影响  25-26
    4.3.2 不同生物炭用量对烟叶中叶绿素 b 的影响  26
    4.3.3 不同生物炭用量对烟叶 Chla/Chlb 比值的影响  26-27
    4.3.4 不同生物炭用量对烟叶中叶绿素的影响  27
    4.3.5 不同生物炭用量对烟叶中类胡萝卜素的影响  27-28
  4.4 施用不同量的生物炭对烤烟养分吸收的影响  28-30
    4.4.1 施用不同量的生物炭对烤烟烟叶氮含量变化的影响  28
    4.4.2 生物炭不同用量对烤烟烟叶磷含量变化的影响  28-29
    4.4.3 生物炭不同用量对烤烟烟叶钾含量变化的影响  29-30
  4.5 生物炭不同用量对烤烟根系活力的影响  30-31
  4.6 生物炭不同用量对烤烟石油醚提取物含量的影响  31
  4.7 生物炭不同用量对烤烟化学品质的影响  31-32
  4.8 生物炭不同用量对烟叶香气的影响  32-38
    4.8.1 生物炭不同用量对烤烟致香物质含量的影响  32-37
      4.8.1.1 生物炭不同用量对烤烟中上部位烟叶中性致香物质总量的影响  32-33
      4.8.1.2 生物炭不同用量对烤烟棕色化产物类物质的影响  33
      4.8.1.3 生物炭不同用量对烤烟类胡萝卜素类降解产物的影响  33-35
      4.8.1.4 生物炭不同用量对烟叶苯丙氨酸类降解产物的影响  35-36
      4.8.1.5 生物炭不同用量对烟叶类西柏烷类致香物质的影响  36
      4.8.1.6 生物炭不同用量对烟叶新植二烯的影响  36
      4.8.1.7 生物炭不同用量对其他致香物质的影响  36-37
    4.8.2 生物炭不同用量对烟叶香气指数 B 值的影响  37-38
      4.8.2.1 生物炭不同用量对中部位烟叶香气指数 B 值的影响  37-38
      4.8.2.2 生物炭不同用量对上部位烟叶香气指数 B 值的影响  38
  4.9 生物炭不同用量对烤烟矿质元素含量的影响  38-45
    4.9.1. 生物炭不同用量对烤后烟叶大量元素的影响  38-41
      4.9.1.1 生物炭不同用量对烤后烟叶大量元素 P 的影响  38-39
      4.9.1.2 生物炭不同用量对烤后烟叶大量元素 K 的影响  39-40
      4.9.1.3 生物炭不同用量对烤后烟叶大量元素 Mg 的影响  40-41
      4.9.1.4 生物炭不同用量对烤后烟叶大量元素 Ca 的影响  41
    4.9.2 生物炭不同用量对烤后烟叶微量元素的影响  41-45
      4.9.2.1 生物炭不同用量对烤后烟叶微量元素 Cu 的影响  41-42
      4.9.2.2 生物炭不同用量对烤后烟叶微量元素 Fe 的影响  42-43
      4.9.2.3 生物炭不同用量对烤后烟叶微量元素 Mn 的影响  43-44
      4.9.2.4 生物炭不同用量对烤后烟叶微量元素 Zn 的影响  44
      4.9.2.5 生物炭不同用量对烤后烟叶微量元素 B 的影响  44-45
  4.10 生物炭不同用量对土壤的影响  45-50
    4.10.1 生物炭不同用量对土壤化学性质的影响  45-47
      4.10.1.1 生物炭不同用量对土壤 pH 值的影响  45-46
      4.10.1.2 生物炭不同用量对土壤碱解氮的影响  46
      4.10.1.3 生物炭不同用量对土壤速效磷的影响  46-47
      4.10.1.4 生物炭不同用量对土壤速效钾的影响  47
    4.10.2 生物炭不同用量对土壤微量元素的影响  47-50
      4.10.2.1 生物炭不同用量对土壤有效态 Fe 的影响  47-48
      4.10.2.2 生物炭不同用量对土壤有效态 Mn 的影响  48
      4.10.2.3 生物炭不同用量对土壤有效态 Cu 的影响  48-49
      4.10.2.4 生物炭不同用量对土壤有效态 Zn 的影响  49-50
5 讨论与结论  50-55
  5.1 不同用量生物炭对烤烟大田农艺性状及干物质积累的影响  50-51
  5.2 不同生物炭用量对烤烟叶绿素和类胡萝卜素含量的影响  51
  5.3 不同生物炭用量对烤烟氮磷钾积累的影响  51
  5.4 不同生物炭用量对烤后烟叶化学品质及烟叶中矿质元素含量的影响  51-52
  5.5 不同生物炭用量对烤后烟叶中性致香物质及石油醚提取物含量的影响  52-53
  5.6 不同生物炭用量对烟田土壤特性的影响  53-55
参考文献  55-61
英文摘要  61-62

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