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添加腐熟秸秆调节土壤碳氮比对烤烟碳氮代谢及品质影响的研究

作　者: 李雪利
导　师: 刘国顺
学　校: 河南农业大学
专　业: 烟草学
关键词: 烤烟腐熟小麦秸秆土壤碳氮比烤烟碳氮代谢
分类号: S572
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

2009—2010年连续两年在河南农业大学科教示范园区(郑州毛庄)采用盆栽试验研究通过往土壤中添加腐熟小麦秸秆来调节植烟土壤碳氮比值,从而对烤烟碳氮代谢及烟叶品质的影响。本试验从烤烟碳氮代谢关键酶、烟叶化学成分,烟叶香气物质以及植烟土壤酶活性、土壤养分等多个角度分析了土壤碳氮比对烤烟品质的影响,结论如下:1.土壤不同碳氮比对植烟土壤的影响提高土壤C/N可以明显提高土壤脲酶和蔗糖酶的活性,有利于生育前期烟株的营养生长,在整个烟草生育期中,土壤脲酶活性呈现先上升后下降之后趋于稳定的变化规律,移栽45天脲酶活性达到峰值,与对照相比土壤碳氮比提高的处理在60天之前增加幅度较大,之后增加幅度减缓,这有利于烟株前期的旺盛生长和后期的N代谢及时向C代谢转化。土壤蔗糖酶的活性前期逐渐降低,移栽60天达到谷值,之后保持稳定,成熟期稍有增加。土壤碳氮比提高的处理有机质、碱解氮、速效磷和速效钾的含量均比对照有不同程度的增加,T3(C/N=24)增加最为明显。2.土壤不同碳氮比对烟叶生长和烟叶品质的影响提高土壤碳氮比可以不同程度地提高烟叶硝酸还原酶、转化酶和淀粉酶的活性,而且碳氮比在24～28之间酶活性最大,最有利于烤烟的生长和碳氮代谢的相互转化。烟叶酶活性的峰值大多都出现在移栽后60天,仅上部烟叶淀粉酶活性的峰值出现在75天,下部烟叶硝酸还原酶活性峰值出现在移栽后45天。烟叶酶活性有随着土壤碳氮比的增加逐渐增大的趋势,但T3即土壤碳氮比达到24之后,烟叶酶活性增加的幅度减缓,而且有所降低。从土壤碳氮比与中部烟叶酶活性的最优曲线回归分析得出:硝酸还原酶、转化酶和淀粉酶的活性与土壤碳氮比均达到了显著水平,而且硝酸还原酶的活性达到的极显著水平,淀粉酶/硝酸还原酶与土壤碳氮比达到了显著水平。随着土壤碳氮比值的增加,烟叶总糖和还原糖的含量,以及还原糖/总糖和还原糖/烟碱比值逐渐增加,烟碱和总氮的含量,以及氮碱比逐渐降低。T3和T4处理(C/N=24和28)烟叶化学成分较协调,品质较好,T3、T4中大多成分与其余处理相比处于显著和极显著水平,且T3、T4和T5差异不显著。土壤碳氮比增加的处理烟叶中性香气物质的总量都有所提高,T4(C/N=28)处理香气物质含量最高,在各大类中性致香物质中,棕色化反应产物与土壤碳氮比的灰色关联度最大,与苯丙氨酸类降解产物的关联度最小。总体来看C/N在24～28之间烟叶品质最好。土壤碳氮比对中部烟叶矿质元素的动态变化为:土壤碳氮比值的增加提高了中部叶生育期内P、K和Fe的含量,对Ca和Mn的含量影响较小,土壤碳氮比值增加的处理与对照相比在烟叶生长前期增加的幅度较大,说明土壤碳氮比对烟叶的早期生长有明显的促进作用,对后期的影响较小。综合分析研究结果表明:通过添加腐熟小麦秸秆提高土壤碳氮比值有利于促进烟株的碳氮代谢平衡,改善烟叶的品质,特别是土壤碳氮比值在24～28之间时,烟叶酶活性增加的幅度最大,植烟土壤的有效性最佳,有利于给植株提供有利的生长环境,烟叶的化学成分协调,香气物质多,品质最佳。盆栽试验初步提出了最佳土壤碳氮比值,但仍需要通过连续多年大田试验才能进一步验证,进而达到修复植烟土壤、提高烟叶产质,促进烟叶生产可持续发展的目的。

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摘要 8-101. 文献综述 10-20 1.1 概述 10 1.2 添加有机物料对土壤性状的影响 10-16 1.2.1 添加有机物料对土壤有机质含量的影响 12 1.2.2 添加有机物料对土壤中营养元素有效性的影响 12-13 1.2.3 添加有机物料对土壤物理性状的影响 13-14 1.2.4 添加有机物料对土壤微生物的影响 14-15 1.2.5 添加有机物料对土壤酶活性的影响 15-16 1.3 添加有机物料对烟草生长发育的影响 16 1.4 添加有机物料对烟叶产量和品质的影响 16-17 1.5 添加有机物料对土壤碳氮比值的影响 17-18 1.6 添加有机物料对烟叶碳氮代谢的影响 18-20 1.6.1 烟叶的氮代谢 18 1.6.2 烟叶的碳代谢 18 1.6.3 烟草的碳氮代谢 18-202. 引言 20-213. 材料与方法 21-23 3.1 试验设计 21 3.1.1 试验材料 21 3.1.2 处理设计 21 3.2 样品采集 21-22 3.2.1 烟叶样品的采集 21 3.2.2 土壤样品的采集 21-22 3.3 测定项目与方法 22-23 3.3.1 烟叶酶活性的测定 22 3.3.2 土壤酶活性的测定 22 3.3.3 土壤化学性状的测定 22 3.3.4 烟样的分析测定 22-23 3.4 统计分析方法 234. 结果与分析 23-43 4.1 土壤碳氮比对植烟土壤理化性状的影响 23-25 4.1.1 土壤碳氮比对土壤有机质的影响 23 4.1.2 土壤碳氮比对土壤碱解氮的影响 23-24 4.1.3 土壤碳氮比对土壤速效磷的影响 24-25 4.1.4 土壤碳氮比对土壤速效钾的影响 25 4.2 土壤碳氮比对土壤酶活性的影响 25-28 4.2.1 土壤碳氮比对土壤脲酶活性的影响 25-26 4.2.2 土壤碳氮比对土壤蔗糖酶活性的影响 26-27 4.2.3 土壤碳氮比对土壤蛋白酶活性的影响 27-28 4.3 土壤碳氮比对烤烟叶片酶活性的影响 28-35 4.3.1 土壤碳氮比对烤烟中部叶酶活性的影响 28-30 4.3.1.1 土壤碳氮比对烤烟中部叶硝酸还原酶（NR）活性的影响 28-29 4.3.1.2 土壤碳氮比对烤烟中部叶转化酶活性的影响 29 4.3.1.3 土壤 C/N 比对烤烟中部叶淀粉酶活性的影响 29-30 4.3.2 土壤碳氮比对烤烟上部叶酶活性的影响 30-32 4.3.2.1 土壤碳氮比对烤烟上部叶硝酸还原酶活性的影响 30-31 4.3.2.2 土壤碳氮比对烤烟上部叶转化酶活性的影响 31 4.3.2.3 土壤碳氮比对烤烟上部叶淀粉酶活性的影响 31-32 4.3.3 土壤碳氮比对烤烟下部叶酶活性的影响 32-34 4.3.3.1 土壤碳氮比对烤烟下部叶硝酸还原酶活性的影响 32-33 4.3.3.2 土壤碳氮比对烤烟下部叶转化酶活性的影响 33 4.3.3.3 土壤碳氮比对烤烟下部叶淀粉酶活性的影响 33-34 4.3.4 土壤碳氮比与中部烟叶酶活性的最优曲线回归 34-35 4.4 土壤碳氮比对烟叶品质的影响 35-43 4.4.1 土壤碳氮比对烤后中部烟化学成分的影响 35-36 4.4.2 土壤碳氮比与中部烟叶化学成分的最优曲线回归 36 4.4.3 土壤碳氮比对烤后中部烟中性致香物质的影响 36-38 4.4.4 土壤碳氮比与烟叶中性致香成分的最优曲线回归 38 4.4.5 土壤碳氮比与各类中性致香物质灰色关联度分析 38-39 4.4.6 土壤碳氮比对烟草生长过程中中部烟叶矿质元素的动态变化 39-43 4.4.6.1 土壤碳氮比对烟草生长过程中烟叶 K 含量的动态变化 39-40 4.4.6.2 土壤碳氮比对烟草生长过程中烟叶 P 含量的动态变化 40-41 4.4.6.3 土壤碳氮比对烟草生长过程中烟叶 Ca 含量的动态变化 41 4.4.6.4 土壤碳氮比对烟草生长过程中烟叶 Fe 含量的动态变化 41-42 4.4.6.5 土壤碳氮比对烟草生长过程中烟叶 Mn 含量的动态变化 42-435. 结论与讨论 43-46 5.1 土壤不同碳氮比对土壤性状的影响 43-44 5.1.1 土壤不同碳氮比对土壤理化性状的影响 43 5.1.2 土壤不同碳氮比对土壤酶活性的影响 43-44 5.2 土壤不同碳氮比对烟叶酶活性和烟叶品质的影响 44-45 5.2.1 土壤不同碳氮比对烟叶酶活性的影响 44 5.2.2 土壤不同碳氮比对烤后烟叶化学成分的影响 44-45 5.3 最佳土壤碳氮比的确定 45-46参考文献 46-52英文摘要 52-53

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