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《山西农业大学》 2003年
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饼肥有机营养对土壤生化特性和烤烟品质作用机理的研究

武雪萍  
【摘要】: 本文采用饼肥发酵试验、田间试验、盆栽试验、水培试验和砂滤管试验相结合的研究方法,系统研究了饼肥对土壤生物化学特性和烤烟品质的作用机理,为解决土壤贫瘠化、提高烟叶香气、降低烟碱含量、协调土壤养分供给和烟株营养平衡提供理论依据和技术指导。主要研究结果如下: 1 首次研究了饼肥发酵的中间产物,发现饼肥发酵过程中可产生多种高级脂肪酸、有机酸、氨基酸和阿魏酸,并分析了4种饼肥的主要有机成分在不同发酵时间的变化规律。 (1)明确了不同种类饼肥产生的有机物质主要种类相同,而数量差异较大。芝麻饼、菜籽饼、豆饼和花生饼4种饼肥中高级脂肪酸均以亚油酸(占21.07%~52.21%)和油酸(21.85%~42.63%)含量较高,其次为棕榈酸(6.01%~15.11%),再次为硬脂酸(<0.05%~11.61%)和亚麻酸(<0.01%~8.08%),即以C_(18)、C_(16)酸为主,并且不饱和脂肪酸的含量明显高于饱和脂肪酸。有机酸则以乳酸(最高可达125.20g/kg)、苹果酸(最高可达50.77g/kg)、柠檬酸、琥珀酸、酒石酸、乙酸含量较高,草酸含量(0.32~1.83g/kg)较低。氨基酸含量则以谷氨酸最高,天门冬氨酸、亮氨酸和精氨酸次之,并且豆饼(452.3g/kg)和花生饼(450.8g/kg)含量明显大于芝麻饼(363.7g/kg)和菜籽饼(308.3g/kg)。 (2)分析了4种饼肥在不同发酵时间有机产物含量的变化规律。大部分高级脂肪酸和有机酸类型在发酵初期含量呈增加趋势,腐熟到一定程度时含量达到最高值,不同种类饼肥及不同的有机酸类型出现的高峰时间不同。发酵70天时氨基酸含量明显比10天时降低,其中以豆饼和芝麻饼降低较多,菜籽饼下降最少。 (3)明确了生物活性物质阿魏酸在饼肥发酵过程中的含量变化。菜籽饼产生的量较多,发酵过程含量变幅为48.6~49.2μg/kg;大豆饼和花生饼发酵70天时产生的量明显增多,分别为30.2μg/kg和85.7μg/kg;芝麻饼较少,为2.5~5.4μg/kg。 (4)确定了不同种类饼肥的腐熟时间,并提出了饼肥的腐熟特征。在28℃条件下,适宜的发酵时间为芝麻饼30~40天,大豆饼和花生饼50~60天,菜籽饼60~70天。生产上可根据不同饼肥的发酵特点和腐熟特征合理控制发酵时间。 2 通过对饼肥中有机C、N在褐土上矿化过程的分析及施用饼肥对植烟土壤生物化学特性的研究,进一步明确了饼肥对土壤C、N变化的作用机理。 (1)施用饼肥可明显提高土壤酶活性。饼肥和化肥配施与单施化肥相比土壤脂肪酶、转化酶和脲酶活性都明显提高,分别提高了24.85%~60.00%、23.08%~39.46%和4.17%~56.21%。表明施用饼肥土壤生化过程活跃,有利于土壤有机物质的转化,保证了烤烟生 长所需的营养供应。 (2)施用饼肥可以显著提高土壤微生物C和N含量,增强土壤C、N的调节能力。 饼肥与化肥配施比单施化肥微生物C、N含量分别提高79.88%~97.14%和29.73%~ 74 .96%。土壤微生物C含量在烤烟生长的现蕾期达到最高值,而土壤微生物N含量高峰 出现在团棵期,表明在移栽初期土壤中无机N含量较高,其中一部分被微生物固定,随 着烟草的生长发育土壤微生物N逐渐降低,一部分微生物N又被释放出来,供烟草生长 发育需要,反映出土壤微生物N在协调土壤N素供应方面的重要作用。 (3)砂滤管试验结果表明,经发酵腐熟的饼肥N素释放规律与烤烟对N素需求规律 相吻合,适量施用腐熟好的饼肥有利于协调烤烟N代谢。饼肥的有机C、N分解快、易释 放,前期(50天内)释放N71 .03%~85.93%,占烟草全生育期N素释放量的79.67%~ 90.490/0,满足了烟草最大吸收期对氮的需要;后期释放出较少的N量,既有利于烟叶成熟 期落黄,又不会因缺肥造成烟叶早衰而影响品质。 (4)施用饼肥土壤氨基酸含量明显提高。以单施饼肥处理土壤氨基酸总含量增加最 多,其次是饼肥与化肥配施处理,分别比不施肥处理增加1.22g/kg和0.8叭g,比化肥处 理增加1.62叭g和1.20叭g。表现为天门冬氨酸、苯丙氨酸、苏氨酸、撷氨酸和精氨酸的 含量提高,所以,施用饼肥可为烟草提供有机营养物质。 (5)施用饼肥土壤腐殖酸总C含量得到一定的提高。单施饼肥、饼肥与化肥配施比 单施化肥处理土壤腐殖酸总C含量分别提高34.84%和10.61%,因此,施用饼肥有利于改 良土壤结构,提高土壤肥力,缓解土壤贫瘩化状况。 3饼肥化肥各半(氮用量)配施与单施化肥相比明显影响到烟叶化学成分含量和组 成,有改善烤烟品质的作用。 (1)饼肥与化肥各半配施可提高烤烟叶片叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素含量。 (2)饼肥与化肥各半配施烟叶糖碱比较适宜,有利于改善烟叶品质。芝麻饼、菜籽 饼、大豆饼和花生饼4种饼肥与化肥配施还原糖含量都显著提高,而烟碱含量只有大豆 饼处理比单施化肥稍高,其它3种饼肥都比单施化肥烟碱含量降低。 (3)饼肥与化肥各半配施明显影响到烟叶有机酸含量,有利于提高烟叶香气。苹果 酸、丙二酸、唬拍酸含量都得到提高,其中苹果酸增加幅度最大,而草酸、柠檬酸含量 降低。相关分析结果表明,苹果酸、丙二酸、墟拍酸、有机酸总含量与烟叶的香气质、 香气量、余味、总得分?
【学位授予单位】:山西农业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2003
【分类号】:S572;S141

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