农学论文哪里有?笔者研究发现黏重土壤适宜烤烟生长的土壤容重范围为0.8~1.1 g/cm-3,适当降低土壤容重能促进烤烟根系生长,改善土壤理化性状,优化土壤生物学特性。
1文献综述
1.2.1国外研究现状
欧美地区农业起步早,发展快,而长期施肥和大型农业机械的使用,加剧了土壤恶化,引起土壤容重增加,土壤质量下降,在过去的几十年土壤问题逐渐增加并成为全球性问题。因此,以北美和欧洲等国家率先开展对土壤容重方面的研究,研究范围也逐渐与其他学科相互交织并拓展到更为前沿的领域[31]。Sandor[32]在1986年提出了与未耕作土壤相比,耕作土壤因容重改变后土层土壤有机碳含量差异很大;Boles[33]研究土壤退化对土壤造成的影响指出,土壤容重的增加也是土壤生产力衰退的原因之一;Armon[34]等研究也表明,重型机械的使用会引起土壤容重的增加,进而造成土壤侵蚀和土壤肥力的损失。在初步探索阶段,人们主要讨论土壤容重对人类农业生产带来的影响。1991年Manrique[35]提出通过建立模型来预测土壤容重及其与土壤理化性质之间的联系;Lowery[36]等研究表明土壤容重与土壤水分存在紧密联系;Omi[37]等研究发现土壤容重会改变土壤中氧气含量。目前国外对土壤容重的研究越来越多,也愈发重视土壤容重与其他因素共同作用对农田土壤环境和作物的影响,这当中包括土壤水分、土壤有机碳、土壤微生物、作物生长以及土壤容重的检测方法等[38-45]。
3结果与分析
3.1土壤容重对烤烟生长发育及土壤特性的影响
3.1.1不同土壤容重对烤烟农艺性状的影响
移栽后60 d烟株的农艺性状如表1所示,各处理烟株株高范围分布在42.33 cm~58.93 cm,与处理T1相比,处理T4和T5的烟株株高分别降低了10.91%和28.17%;处理T3烟株茎围分别是处理T2、T4和T5的1.10、1.19和2.79倍;与处理T2相比,处理T1、T3、T4和T5烟株最大叶长分别降低了3.38%、10.22%、29.95%和36.79%;各处理烟株最大叶宽大小表现为T3>T1>T4>T2>T5;各处理烟株有效叶数为8.50~28.67片,其中,与处理T2相比,处理T4和T5有效叶数分别显著降低了32.58%和70.35%。综合来看,处理T5农艺性状最差,这可能与容重过大灌溉之后水分难以渗透土壤,导致烟株生长缓慢,具体表现为烟株矮小、茎杆细小和叶片数较少。
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4讨论
4.1土壤容重与土壤性状的关系
土壤容重从0.5 g·cm-3增加到1.7 g·cm-3,土壤孔隙度和土壤溶氧量随之降低,而土壤含水率呈增加趋势,这与前人在植烟土壤中的研究结果相似[185],但与菜地土壤研究结果相反[186],这可能是因为土壤类型和改变容重的材料不同。尽管容重为1.7 g·cm-3的土壤含有较高的水分,但水分无法入渗土壤,不能被植物所吸收利用。在本试验中,土壤pH、速效钾、碱解氮、全氮和有机质含量以及土壤脲酶、纤维素酶活性随土壤容重的增加而增加,而土壤全碳和速效磷含量以及土壤蔗糖酶、淀粉酶、磷酸酶活性在容重为1.1g·cm-3时最高,这与杜杏蓉[187]等研究结果相似,土壤pH、土壤脲酶和土壤纤维素酶含量随土壤容重增加而增加可能是因为较低的土壤容重有着发达的根系,能分泌大量有机酸降低土壤pH,而烤烟根系分泌的有机酸能够对土壤脲酶、蔗糖酶、纤维素酶和磷酸酶活性产生一定影响[188]。前人研究表明[189],增加土壤容重会增加土壤有机质,碱解氮、全氮和速效钾含量,并且适当疏松土壤的容重会有效促进土壤磷酸酶、蔗糖酶和淀粉酶活性,本研究也得出了相同的结果。
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4.2土壤容重与烤烟生长发育的关系
根系和叶片是烤烟吸收养分和进行光合作用的主要器官,根系为叶片生长发育和光合作用提供无机养分,根系生长也会从叶片吸取养分[199]。土壤容重作为土壤重要的物理性状之一,不仅直接影响植物根系生长发育的关键因素[200],也间接影响地上部生长发育和叶片光合特性[201]。本研究表明,在合理的容重范围(0.8 g·cm-3~1.1 g·cm-3)内,烤烟叶片SPAD值增加,叶片生长发育较好,促进了根系的生长发育,根系拓扑结构更趋向于叉状分布,有利于根系吸收更多养分,有利于烟株干物质量的积累;而随着容重从1.1 g·cm-3增加到1.7g·cm-3,烤烟叶片SPAD值降低,叶片生长缓慢,根系发育受到抑制,根系表现为直径增粗,根尖数减少,根系拓扑结构趋向于鱼骨状。Daddow[202]等研究指出土壤容重在1.4~1.6 g·cm-3范围内,作物根系生长发育受到严重抑制,根系穿透土壤的机械阻力增加;Tracy[203]等研究表明紧实土壤会改变根系形态,减少根系分支数量;Bengough[204]等指出生长在高容重土壤的植物根系会通过增粗根直径、减少分支的方式来适应坚硬的土层;王群[205]等研究表明土壤容重的加剧玉米根系衰老,抑制了玉米叶片的生长,降低了玉米叶绿素的含量。这与上述容重影响植物生长发育的研究结果略有不同,可能是与容重的变化范围和种植作物有关,但与Kooistra[206]提出适当增加疏松土壤的容重促进植物生长的研究结果相似。
5结论
5.1土壤容重对烤烟根系的生长发育呈现两面性,一方面,土壤容重从0.5 g·cm-3增加到1.1 g·cm-3,烤烟根系生长发育得到有效促进,适宜的土壤容重不仅促进了烤烟根细胞的伸长生长,增加根系总长度,还为烤烟根系提供了更充足的空间以便根系通过增加分支数量、减小根系直径和形成叉状分支拓扑结构的方式来更好的吸收养分,增加烤烟干物质量。另一方面,土壤容重从1.1 g·cm-3增加到1.7 g·cm-3时,紧实的土壤为烤烟根系提供的生长空间受到限制,这使得烤烟根细胞不得不通过增加皮层厚度和导管直径、减少根系分支和长度,增粗根直径以及形成鱼骨状分布根系拓扑结构的方式来最大程度利用有限的资源以获取更多的养分和水分。
5.2容重在0.8~1.1 g·cm-3范围内能够增加烤烟的叶片SPAD值、促进根和叶的生长发育、有效促进光合产物的转化、降低了烟株体内丙二醛含量,维持了抗氧化酶系统的稳定和生长后期内源激素的平衡,有效促进了烤烟对氮、磷、钾养分的吸收。
5.3土壤容重在0.5~1.1 g·cm-3范围内土壤结构得到改善、增加了土壤孔隙度和土壤中氧气的含量;土壤容重在0.8~1.1 g·cm-3范围内能够有效促进烤烟对土壤中养分的吸收,容重在0.8~1.1 g·cm-3范围内能够有效降低土壤pH、土壤碱解氮和土壤全氮含量、有效增加了土壤速效磷、速效钾和全碳含量、土壤磷酸酶活性;容重为1.7 g·cm-3的土壤显著提高了土壤脲酶和土壤纤维素酶活性,容重为1.1 g·cm-3的土壤有效提升了土壤蔗糖酶和土壤淀粉酶活性。
参考文献(略)