滴灌施肥频率对烤烟生长、氮肥利用及烟叶产质量的影响

为探明滴灌施肥频率对烤烟生长、氮肥利用及烟叶产质量的影响,2018-2019年通过田间试验,以不施肥空白(CK)和当地常规处理(CF,即肥料干施+滴灌)为对照,研究低频滴灌施肥(DF1,即养分管理期1次滴灌施肥)、中频滴灌施肥(DF2,即养分管理期连续2天每天1次滴灌施肥)和高频滴灌施肥(DF3,即养分管理期连续3天每天1次滴灌施肥)对烤烟农艺性状、根系发育形态、氮肥累积量和利用效率及烟叶产质量的影响。结果表明,与CF相比,各滴灌施肥处理烟叶产量无显著差异(P<0.05),氮肥利用率有不同程度提高,烟株发育状况则因滴灌施肥频率而异。与DF1和DF2相比,DF3烟株旺长期叶面积系数分别增加了7.3%~33.3%和1.6%~28.7%,根系体积分别增加了3.9%~46.6%和21.2%~40.5%,氮素利用率分别提高了39.0%~95.0%和21.5%~34.3%,烟叶烟碱含量分别增加了17.5%~28.5%和12.5%~20.0%。与中频滴灌施肥和低频滴灌施肥相比,高频滴灌施肥有利于促进烟株生长和根系形态发育,提高氮肥利用效率和烟叶品质质量,是有效协同氮肥高效利用和烟叶产质量的滴灌施肥措施。

基于改进YOLOv8和无人机遥感影像的大田烟株数量检测

植株精确计数在精准化农业中至关重要,是监测作物生长和预测产量的重要基础。针对成熟期烟草植株存在的密植、重叠和高空小目标等难题,研究提出了一种轻量级GEW-YOLOv8烟株检测算法。该算法采用GhostC2f模块减少了模型的参数和计算量,并应用高效的多尺度注意力机制来区分被遮挡的烟草植株。此外,还引入了WIoU损失函数,以加速模型收敛并提高准确性。实验结果表明,与原始模型相比,模型的效率和准确性有了显著提高,浮点运算次数减少了24.7%,模型大小减少了26.7%。改进后的模型烟草植株检测平均精度AP 0.5和AP 0.5~0.95分别为99.1%和86.2%,相较于原YOLOv8n模型分别提高了0.8%和3.6%。改进后的模型能够更快、更精确地识别田间烟草植物,为智慧烟草农业提供技术支持。

耕种方式对稻田甲烷排放的影响

通过田间试验研究了稻田2种土壤耕作强度(深翻耕和浅旋耕)和3种水稻栽培方式(直播、抛秧和插秧)下的CH4排放规律,以探讨稻田土壤耕作强度和水稻栽培方式对CH4排放的影响。结果表明,各水稻栽培方式下,深翻耕和浅旋耕稻田CH4排放季节变化趋势一致。土壤耕作强度对稻田CH4季节排放总量的影响受水稻栽培方式的制约:抛秧方式下,浅旋耕与深翻耕处理相比,稻田CH4排放量减少31.37%(P<0.05);而直播和插秧方式下,2者CH4季节排放总量相当。水稻栽培方式显著影响稻田CH4排放季节变化规律:直播稻田CH4排放大致呈现"双峰型"模式,且水稻生育前期CH4排放水平较低;而移栽稻田(抛秧和插秧)CH4排放大致呈现"三峰型"模式,且水稻生育前期CH4排放水平较高。与深翻耕抛秧相比,深翻耕直播和深翻耕插秧稻田CH4排放分别减少23.31%和42.51%;而浅旋耕方式下,3种水稻栽培处理CH4季节排放总量相当。降低土壤耕作强度,以浅旋耕代替深翻耕,可以减少耕作对土壤的扰动,在一定程度上减少稻田CH4排放。与水稻移栽相比,水稻直播能够显著降低水稻生育前期CH4排放,具有一定的CH4减排潜力,但仍需加强中后期田间水分管理。

稻秆还田方式对麦田N_2O排放的影响

通过田间试验研究了3种稻秆还田方式(表面覆盖、均匀混施和原位焚烧)对麦田N2O排放的影响。结果表明,不同稻秆还田方式麦田N2O排放量为:表面覆盖>对照(不施稻秆)>均匀混施>原位焚烧。与对照相比,稻秆表面覆盖显著增加麦田N2O排放量,而均匀混施和原位焚烧显著减少N2O排放量。N2O排放通量与土壤温度无显著相关性,与土壤水分呈显著正相关。与对照相比,稻秆均匀混施使小麦产量显著增加,表面覆盖和原位焚烧对小麦产量无显著影响。

施肥对稻田N2O排放的影响

肥料施用是影响稻田N2O排放的重要因素之一。以国内外相关文献为基础,综述了肥料的种类、施用量、施用方式和施用时间对稻田N2O排放的影响,指出了有待研究的加强对土壤N2O排放机理的研究;进一步研究肥料施用对稻田N2O排放的影响;进一步研究施肥管理措施对稻田温室气体(CH4和N2O)排放的交互影响,寻求科学合理、切实可行的减排措施。

麦季稻秆还田方式对后续稻季CH4排放的影响

通过田间试验研究了麦季4种稻秆还田方式(不还田、表面覆盖、均匀混施和原位焚烧)对后续稻季CH4排放的影响,以探讨稻-麦轮作系统中秸秆还田对稻田温室气体排放的后续效应。试验于2007年小麦播种期将4.8t·hm-2水稻秸秆分别以不同方式还田(不还田处理除外),利用静态箱/气相色谱法对2008年后续稻季CH4排放进行观测。结果表明,不同麦季稻秆还田方式显著影响后续稻季的CH4排放。与不施稻秆处理相比,表面覆盖和均匀混施处理后续稻季CH4排放量增加了75%和40%,且CH4排放量差异主要体现在水稻生长前期(0-60d);原位焚烧处理CH4排放量与稻秆不还田处理相比无显著差异(P>0.05);与不施稻秆处理相比,均匀混施处理显著增加稻季开始前土壤全C质量分数6%和全N质量分数12%(P<0.05);各处理水稻(Oryzasativa L.)产量无显著差异(P>0.05);稻秆麦季均匀混施与表面覆盖相比能在一定程度上抑制后续稻季CH4排放,同时避免了秸秆焚烧导致的C、N、P等元素的大量损失,是较为合理的麦季稻秆还田方式。

基肥减量施用对烤烟生长及烟叶产质量的影响

2012年通过田间试验研究了常规烟草专用复合肥3种不同施用量及有机无机复混肥3种不同施用量对烤烟生长发育及烟叶产质量的影响。结果表明,降低基肥施用量对烟株生长发育和烟叶产质量有一定影响,基肥减量处理采烤前一天有效叶片数减少1~2片,最大叶宽和最大叶面积分别减小9%~11%和9%~31%,烤后烟叶产量、产值及中上等烟比例分别降低3%~9%,5%~10%,1%~4%。与常规施用量相比,不同基肥减量处理总糖和还原糖含量分别减少1%~22%和2%~23%;有机无机复混肥处理在农艺性状、初烤烟叶化学品质及烤烟产质量上的表现均优于等施氮量的常规无机复合肥处理。与常规无机复合肥处理相比,有机无机复混肥处理采烤前一天有效叶片数增加2~3片,株高和平均叶面积分别增加12%~18%和13%~14%,初烤烟叶石油醚提取物含量增加1%~15%,烤后烟叶产量、产值及中上等烟比例分别增加4%~6%,6%~8%,3%~7%。较少无机氮投入的条件下,有机无机复混肥可获得更好的烤烟产量和品质综合效应。

成熟期滴灌定额对烤烟生长及水肥利用的影响

【目的】明确烤烟成熟期适宜的滴灌定额。【方法】通过控水试验研究烤烟打顶-成熟期不同滴灌定额(0.0、10.5、17.5、24.5和31.5 mm)对烤烟生长及水肥利用效率的影响。【结果】不同成熟期滴灌定额中,以24.5 mm(I3)处理烟株农艺性状相对较优,成熟期烟株茎和叶干物质生物量最大,氮素利用率和灌溉水利用率相对较高,烟叶钾氯比和氮碱比最为协调。与其他处理相比,I3处理烟株茎和叶的生物量分别增加了4.7%~16.4%和3.7%~18.3%,氮素利用率和灌溉水利用率分别增加了3.8~18.3个百分点和0.9%~9.4%,中部叶钾氯比提高了32.1%,氮碱比下降了32.4%。【结论】与其他滴灌定额相比,24.5 mm是该区域较为适宜的烤烟成熟期滴灌定额。

追肥时间对小麦拔节-成熟期氧化亚氮排放的影响

2007～2008年采用3种追肥时间(雨前追肥、雨时追肥和雨后追肥)进行田间试验,观测小麦拔节-成熟期N2O排放,以探讨追肥时间对麦季N2O排放的影响。结果表明,与雨前追肥和雨时追肥相比,雨后追肥小麦拔节-成熟期N2O排放量分别减少37%～67%和22%～46%。各处理小麦产量无显著差异(p>0.05)。土壤水分含量是影响小麦拔节-成熟期N2O排放的关键因素。雨后趁墒追肥能显著减少小麦拔节-成熟期N2O排放且不影响小麦产量,是较为合理的追肥方式。

不同种类有机肥施用对初烤烟叶化学品质的影响

通过盆栽试验研究了玉米秸秆、猪粪、未腐熟肥和腐熟肥等4种有机肥对烤烟化学品质的影响.结果表明,供试4种有机肥对初烤烟叶糖类和淀粉的积累均有一定促进作用,对烟叶总氮和烟碱的累积有一定的抑制作用,其中,玉米秸秆处理烟叶两糖差和氮碱比较其他有机肥处理更为协调.各有机肥处理与对照相比,上部叶、中部叶和下部叶总糖、还原糖和淀粉含量分别增加了12.3％～35.3％、0～48.5％和14.7％～667.4％,总氮和烟碱含量分别降低了4.0％～48.1％和20.6％～69.8％;玉米秸秆、猪粪和未腐熟肥施用对烟叶酸性成分和中性致香物质总量的形成有不同程度的抑制作用,三者与对照相比,不同部位叶片酸性成分总量分别下降了28.6％～62.7％、23.1％～58.0％和35.1％～41.8％,中性致香物质总量分别下降了43.0％～54.5％、1.7％～18.6％和1.3 ％～29.6％,腐熟肥对烟叶酸性成分和中性致香物质总量的形成无显著影响;4种有机肥对烟叶潜香型物质的形成有一定的抑制效应,其中以猪粪的抑制效应最为显著.与对照相比,猪粪处理上部叶、中部叶和下部叶潜香型物质总量分别下降了39.0％、40.4％和22.5％.

基肥施用方式对烤烟化学成分与感官质量的影响

【目的】探讨基肥施用方式对烤烟化学成分与感官质量的影响。【方法】2014年,通过田间试验研究了2种基肥施用方式(条施和塘施+环施)对烟叶化学成分、感官风格和感官质量的影响。【结果】与不施肥处理相比,施肥处理烟叶糖分、淀粉含量及糖碱比更为适宜,烟叶蜜甜香和焦甜香香韵更为凸显,烟叶评吸品质明显提高;与塘施+环施处理相比,条施处理烟叶总糖和还原糖含量分别增加1.1%~11.5%和3.0%~10.0%,上部叶和中部叶两糖差分别降低4.9%和7.7%,化学成分整体协调性更好,烟叶清甜香、蜜甜香和坚果香香韵更为凸显,烟叶清香型风格指数和评吸品质均有所提高。【结论】施肥显著提高了烟叶化学品质和感官质量;与基肥塘施+环施相比,基肥条施方式下烟叶化学品质和感官质量均有所提升。

有机无机复混肥减量施用对烤烟产质量的影响

于2012年通过田间试验研究了有机无机复混肥减量施用对烤烟生长发育及烟叶产质量的影响。结果表明：与常规无机肥处理相比，复混肥处理烤烟各农艺性状参数值及产量和产值均有所降低。其中，不同试验点烤烟移栽后50d和采收前1d烤烟株高分别降低2％～15％和0～3％，茎围分别减小4％～9％和4％-6％．最大叶宽分别减小0．20％和3％～11％，平均叶面积比常规无机肥处理低5％～14％和4％～8％。与常规无机肥处理相比，复混肥处理初烤烟叶产量下降了5％～15％，产值下降了6％～13％。基肥中较低的无机氮施用量可能在一定程度上制约了烟苗的早生快发及烟株的生长发育，从而影响到初烤烟叶的产量与产值；与复混肥处理相比，复混肥减量处理采烤前1d烟株茎围、最大叶面积和平均叶面积分别增加1％～5％、2％～12％和0-5％。同时，复混肥减量处理对烤烟产值有一定的提高作用。与复混肥处理相比，不同试验点复混肥减量处理初烤烟叶产值提高了0-8％。在较少无机氮投入的条件下，有机无机复混肥有着较大的节肥潜力。

肥料施用方式对烤烟伸根期N_2O排放及氮素利用的影响

利用盆栽试验研究烤烟伸根期3种肥料施用方式(塘施、环施、浇施)在不同土壤水分条件下(土壤水分盈余、土壤水分适宜、土壤水分亏缺)的N_2O排放及氮素利用状况。研究结果表明,肥料施用方式和土壤水分含量对烤烟伸根期N_2O排放及氮素利用率均有显著影响。土壤水分适宜(52.6%~64.6%WFPS)条件下,浇施处理植烟土壤N_2O排放量最高,分别比塘施和环施处理增加54.5%、64.2%,处理间差异显著。在土壤水分亏缺(32.1%~44.1%WFPS)和盈余(74.1%~83.8%WFPS)条件下,不同施肥处理N_2O排放量均相对较低;施肥方式对肥料氮素利用率的影响因土壤水分而异,土壤水分适宜和土壤水分盈余条件下,以环施和浇施处理氮素利用率最高。土壤水分亏缺条件下,不同施肥处理间氮素利用率差异不显著;在农业生产中,基肥应避免采用浇施的方式,而宜采用环施方式进行,以避免N_2O的大量排放,同时提高氮素利用率。此外,作物种植初期灌溉量不宜过高,以免造成基肥养分流失。

垄体构形和灌水量对烤烟伸根期生长发育、水分及养分利用的影响

为探明垄体构形和灌水量对烤烟伸根期生长发育和水肥利用的影响,2022年进行田间试验,设置5种垄体构形:塘形垄、槽形垄、碟形垄、梯形垄、拱形垄和3个灌水量梯度:低灌水量[I0.5,0.5L/(株·次)]、中灌水量[I1.0,1.0 L/(株·次)]、高灌水量[I1.5,1.5 L/(株·次)],分析烤烟伸根期生长发育、烟株水分利用效率及氮、磷、钾累积量状况。结果表明,烟垄构形和灌水量对烤烟伸根期主要农艺性状、各部位生物量、水分利用效率及氮、磷、钾累积量均有极显著影响(P<0.01),且两因素之间存在极显著的交互效应(P<0.01)。烟垄构形对烤烟伸根期农艺及水肥利用的影响因灌水量而异。低灌水量条件下,以常规塘形垄农艺及水肥利用表现相对最优;中、高灌水量条件下,以碟形垄农艺及水肥利用表现相对最优。各垄形条件下,烟株主要农艺性状、各部位生物量、及氮、磷、钾累积量与灌水量之间均表现为极显著正相关关系(P<0.01)。所有处理中,以碟形垄-I1.5处理烟株伸根期农艺性状最优、叶片及全株生物量最大、水分利用效率和氮、磷、钾累积量最高。灌溉水有限的条件下,塘形垄可有效提高伸根期水分利用效率,是西南烟区应对移栽期干旱的重要栽培方式;灌溉水充足的条件下,碟形垄可有效促进烤烟伸根期生长发育和水肥的高效利用,可作为有水源保障条件下的栽培垄作方式选择。

土壤类型和有机无机肥配施比例对烟叶产质量的影响

[目的]为探讨土壤类型和有机无机肥配施比例对烟叶产质量的影响。[方法]2013年,通过田间试验研究了3种云南典型植烟土壤条件下(紫色土、红壤和水稻土)3种有机无机肥配施比例(100%无机肥、80%无机肥和60%无机肥)对烤烟生长发育及烟叶产质量的影响。[结果]水稻土在农艺性状和初烤烟叶产量、产值表现上较优于另2种土壤,而红壤和紫色土中上部初烤烟叶化学品质好于水稻土;有机无机肥配施比例对烟叶产质量的影响因土壤类型而异。在紫色土和红壤条件下,与单施无机肥相比,有机无机肥配施不利于烤烟生长发育及烟叶产量、产值的形成。在水稻土条件下,与单施无机肥相比,有机无机肥配施促进了烤烟生长发育、烟叶产量和产值的形成。有机无机肥配施对协调烟叶烟碱含量和提高烟叶石油醚提取物含量有较好的促进作用,且随着有机肥配施比例的增加而效应越明显。[结论]土壤类型对烟叶产质量的影响较大。无机肥在一定程度上配以有机肥施用对初烤烟叶品质有一定的提升作用。如何协调好有机无机配施在保障烟叶产量和改善烟叶品质两者之间的作用,仍需进一步研究。

团棵期土壤水分与施肥方式对烟株生长影响的正交试验研究

[目的]为探讨团棵期土壤水分与施肥方式对烟株生长影响。[方法]2014年采用正交设计通过盆栽试验研究了3种土壤水分(40%、50%和60%WFPS)、3种肥料种类(复合肥、精制有机肥和复合肥+油枯)及3种基追比(3∶7、5∶5和7∶3)对烤烟生长的影响。[结果]在3种影响因素中,以肥料种类对成熟期(打顶前1 d)烟株农艺性状的影响最为显著,其对除最大叶长外的其余农艺参数均有显著影响(P<0.05),而土壤水分和基追比仅对叶片数、株高和茎围有显著影响(P<0.05);各处理中,以H-N-7∶3处理(60%WFPS含水量+复合肥+基追比7∶3)农艺性状整体表现最优,其烟株成熟期最大叶长、最大叶宽、最大叶面积和平均叶面积分别是最小参数值处理的2.0、2.3、2.3和3.0倍;其次为M-N-5∶5处理(50%WFPS含水量+复合肥+基追比5∶5),打顶前1 d烟株最大叶长、最大叶宽和最大叶面积分别是最小参数值处理的1.6、1.6和3.0倍。[结论]肥料种类对烟株成熟期农艺性状影响最为显著,土壤水分和基追比次之;在适宜或饱和的土壤水分条件下,施用复合肥对烟株叶片生长发育具有较好的促进作用。干旱条件和纯有机肥施用虽对烟株株高和茎围发育无明显影响,但不利于烟株叶片的发育形成。如何协调好水肥的关系以促进烟株生长发育,仍需进一步研究。

延长光照时间对烟草叶片生长发育及光合特性的影响

以烤烟品种‘云烟87’为材料,采用夜间人工补光的方式,以自然光照时间为对照,设置增加1h、2h和3h光照3个处理,研究延长光照时间对烟草生长发育、叶绿素含量及光合作用、叶绿素荧光参数和光响应曲线的影响。结果表明:(1)与对照相比,延长光照时间2h处理下烟株叶长、叶宽、株高显著增加,1h、3h处理影响不显著。(2)延长光照处理显著降低比叶面积,提高叶片叶绿素a、b、叶绿素a+b、类胡萝卜素含量,但1h、3h处理的变化幅度小于2h处理。(3)延长光照时间1h和2h处理下叶片净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)显著升高,3h处理影响不大;延长光照处理显著提高了PSⅡ最大光化学量子效率(Fv/Fm)、PSⅡ实际光化学量子效率(ΦPSⅡ)、光化学淬灭系数(qP),降低了非光化学淬灭系数(NPQ),其中2h处理影响幅度最大,但对初始荧光强度F0影响不显著;延长光照处理下烟草叶片的最大净光合速率(Pmax)和光饱和点(Isat)均升高,但光补偿点(Ic)没有明显的变化。研究表明,适当延长光照时间有利于叶片生长发育和干物质积累,提高叶绿素含量,促进光合作用,缓解光抑制现象,充分利用光能,提高叶片光合同化效率。

不同耕作深度对土壤物理性状及烤烟根系空间分布特征的影响

为探讨不同耕作深度对烤烟产量产值的影响,揭示烟田深耕增产增效机理,以烤烟‘K326’品种为材料,基于田间定位试验,设置对照翻耕20 cm（GS20）、翻耕30 cm（GS30）和翻耕40 cm（GS40）3个处理,研究不同耕作深度对烟叶产量产值、烟田土壤物理性状和烤烟根系空间分布特征的影响。结果表明：深耕措施对改良土体结构、促进土壤蓄水、优化烤烟根系构型和增加烟叶产量产值有较好效果。深耕处理显著降低亚表层20~40 cm土壤容重,同时显著增加该土层土壤总孔隙度和土壤毛管孔隙度。其中,与GS20处理相比,GS30和GS40处理土壤容重分别降低8.4%和9.4%,总孔隙度分别提高15.6%和13.1%,毛管孔隙度分别提高25.8%和24.8%。与对照GS20相比,GS30和GS40处理显著增加团棵期表层0~20 cm土壤含水量,显著增加旺长期、成熟期亚表层20~40 cm土壤含水量。深耕处理不仅显著增加烤烟根系绝对量,还促进根系向深层土壤生长,提高烤烟根系根深指数。其中,GS30和GS40处理根系生物量鲜重分别比GS20高31.2%和89.2%,根深指数分别提高7.6%和4.5%。与对照GS20相比,GS30和GS40处理烟叶产量分别提高7.0%和27.3%,均价分别提高1.8%和6.2%,上等烟比例分别提高10.4%和24.4%,产值分别提高9.0%和35.1%,其中GS40与GS20存在显著性差异。研究发现,深耕措施首先作用于土壤容重、空隙等物理结构,然后影响烟田土壤蓄水储熵,促进烤烟早生快发,优化烤烟根系空间分布构型,进而作用于地上部形态建成,最终影响烟叶产量产值。

尿素施用对稻田土壤甲烷产生、氧化及排放的影响

通过田间和培养试验研究了不施尿素(N0kg/hm2)和施用尿素(N300kg/hm2)对水稻生长期稻田土壤CH4产生潜力、氧化潜力和排放通量的影响。结果表明,水稻全生育期内,施用尿素降低土壤CH4产生潜力,并推迟其达到最大值的时间;尿素作为基肥和穗肥施用抑制土壤CH4氧化,而作为分蘖肥施用短暂地促进然后抑制土壤CH4氧化;施用尿素降低稻田CH4排放量。施用尿素通过同时影响CH4产生潜力和氧化潜力来影响稻田CH4排放。

耕作方式对山地烟田烤烟根际土壤真菌群落结构的影响

【目的】探究深耕、深松措施对山地烟田土壤真菌群落结构的影响。【方法】采用大田试验,设置常规旋耕20 cm(RT20,对照)、深耕30 cm(DT30)、深松30 cm(ST30)和深松40 cm(ST40)4个处理,利用Illumina MiSeq高通量测序技术分析了不同耕作处理下旺长期烤烟根际土壤真菌群落结构的变化情况。【结果】(1)与RT20相比,DT30、ST30和ST40处理中根际土壤真菌OTU丰度分别提升了9.19%、13.11%和6.32%,其中DT30、ST30处理所特有的OTUs数分别是RT20的1.30倍和1.18倍;(2)不同深耕和深松处理后根际土壤真菌群落丰富度和多样性均有所增加,其中DT30、ST30和ST40处理的Shannon指数与对照相比分别提升了8.23%、7.46%和4.63%,Chao1指数分别提升了8.27%、13.39%和4.26%;(3)在门、属和种水平上不同耕作处理优势菌群及相对丰度均有显著差异,与RT20相比,DT30、ST30和ST40处理中镰刀菌属(Fusarium)真菌相对丰度分别降低了25.34%、14.53%和18.41%,茎点霉属(Phoma)相对丰度分别降低34.96%、31.17%和33.33%;另外,青霉属(Penicillium)和紫霉属(Purpureocillium)等有益真菌相对丰度较RT20均表现出增加趋势。【结论】深耕和深松措施促进了微生物群落结构的重建,有利于提升烤烟根际土壤真菌群落多样性,并在一定程度降低潜在土传病原真菌的相对丰度,促进有益土壤微生物生长,从而对山地烟田烤烟根际土壤微环境有一定改善作用。