山东烟区烤烟地上部临界氮稀释曲线的构建与营养诊断

为建立山东烟区烤烟地上部临界氮稀释曲线,探讨以氮素营养指数诊断烤烟氮素营养状况的可行性,优化烤烟氮素管理,田间设置6个氮肥用量,分析其对移栽后烤烟地上部干物质积累量和氮浓度的影响,并通过烤烟氮营养指数判断烟株氮素营养的丰缺情况。结果表明,随着施氮量增加,各取样时期烤烟干物质积累量均表现为先增加后稳定的趋势,不同施肥处理烤烟地上部干物质积累量差异显著;随着烤烟地上部干物质积累量的增加,不同施肥处理烤烟地上部氮浓度均逐渐降低;烤烟地上部临界氮浓度和干物质积累量符合幂函数关系,以地上部干物质积累量为驱动变量的临界氮稀释曲线为Nc=2.25×DM-0.13,其决定系数R2为0.72(p<0.05);不同氮肥处理氮营养指数(NNI)均在一定程度上呈现波动性,移栽后随时间增长呈现先上升后下降趋势,根据临界氮稀释曲线计算氮营养指数(NNI)判定烤烟氮营养状况,氮肥施用量90 kg/hm^(2)时氮营养状况较好。山东烟区烤烟地上部临界氮稀释曲线方程为Nc=2.25×DM-0.13,通过烤烟地上部临界氮稀释曲线与氮营养指数能够评价山东烟区烤烟氮营养状况,研究结果表明该试验地点适宜的氮肥施用量在90 kg/hm^(2)左右。

主成分分析法在山东上部烟质量评价中的应用

本研究旨在运用主成分分析法对山东地区上部烟叶的质量进行综合评价,以便为该地区烤烟质量的准确评估提供科学依据。研究以山东10个主要植烟县2020年和2021年间105份B2F等级烟叶样品为材料,通过应用标准化法和主成分分析法对这些烟叶样品的物理特性和化学成分指标进行归类处理,并对各植烟县样品的上部烟叶质量进行分类。研究发现,单叶重与叶长和叶宽、叶片密度与叶片厚度、总糖与还原糖、烟碱与氮间极显著正相关,且主成分特征向量一致,可分别归为一类指标。根据物理特性评价结果,可将山东产区上部烟分为三类,根据化学成分评价结果,可将山东产区上部烟分为两类。综合考虑物理特性和化学成分评价结果,山东产区上部烟叶可分为四类。其中沂源、五莲、临朐为一类,兰陵、沂水、莒县、莱芜为一类,淄川、黄岛为一类,诸城则单独构成一类。

山东烟叶生产典型样区土壤质量评价

以山东3个主要植烟地区临沂、潍坊和日照的烟叶生产典型样区为研究对象,选取土壤pH值、有机质、全氮、全磷、全钾、碱解氮、速效钾、有效磷、有效铁、有效锰、有效铜、有效锌作为植烟土壤肥力质量的评价指标,采用模糊隶属度函数模型对土壤肥力进行定量评价,选取土壤砷、镉、铬、汞、铅、镍、铜、锌全量作为植烟土壤环境质量的评价指标,采用内梅罗指数法进行定量评价。结果表明:临沂、潍坊和日照3地典型样区的土壤肥力质量综合指数分别为0.54、0.56和0.49,土壤肥力无明显差别,平均水平未达到良好等级,存在一定的改进空间。临沂、潍坊和日照3地典型样区的土壤环境质量综合指数分别为0.59、0.58和0.54,土壤环境质量无明显差别,均处于低风险状态,但个别元素存在超标的现象,汞应成为山东烟区土壤环境质量控制的重要关注点。综合两方面的评价结果,山东烟叶生产典型样区的土壤肥力质量良好,土壤环境质量清洁,为烟叶的品质和质量安全状况提供了可靠的保证。

烟草钾素营养研究进展

钾是烟草体内最重要的矿质营养,与烟叶品质密切相关。烟叶钾含量偏低是我国烟叶与国际优质烟叶品质差异的重要原因之一。烟草钾素营养研究成为农业科技重要的关注点之一。从烟草生产的钾素平衡状况、烟叶钾含量的时空变化特征、烟叶钾含量的影响因素、烟草体内钾的吸收与分配等方面对我国目前烟草钾素营养研究进行了综述,并对目前烟草钾含量的改进措施效果不理想的原因进行了简要分析,对烟草钾素营养研究中存在的不足之处和理论空白进行了讨论。

PEG模拟干旱胁迫下8种绿肥作物萌发特性与抗旱性评价

采用不同浓度PEG-6000溶液模拟干旱胁迫的方法,对大麦、黑麦草、二月兰等8种绿肥种子的萌发特性和抗旱性进行了研究。研究结果表明:1)低浓度的PEG-6000对大麦、冬牧70黑麦、毛叶苕子等7种绿肥作物种子的萌发有一定促进作用。2)低浓度的PEG-6000对8种绿肥作物种子胚根的伸长均有一定的促进作用,但对胚芽反而表现出抑制作用。3)随着胁迫程度的加剧,8种绿肥作物种子的发芽率、胚根长、胚芽长、萌发胁迫指数、萌发抗旱指数不断下降,而胚根/胚芽比值却持续上升。4)利用隶属函数分析得出8种绿肥作物种子萌发期的抗旱性强弱次序为:籽粒苋>白芥末>黑麦草>冬牧70黑麦>沙打旺>毛叶苕子>大麦>二月兰,据其综合评价值分为3类,籽粒苋、白芥末为强抗旱作物种类,黑麦草、冬牧70黑麦、沙打旺、毛叶苕子、大麦为中等抗旱作物种类,二月兰为弱抗旱作物。因此,抗旱性强的籽粒苋、白芥末适宜在黄淮海地区干旱少雨的地区种植。

土壤中的玉米根系生长及其研究应注意的问题

土壤中的根系如何生长?由于根系生长在土壤中无法直接观察和研究,使得对土壤中的根系生长和发育规律、空间分布规律及其对养分的吸收了解很少。已知的关于土壤中根系生长的研究结果与室内控制条件下所获得的短期试验结果有很大不同。本文针对田间条件下生长的玉米根系发育规律、根系的更新和衰老、根长与根重的关系、根鞘形成、根系生长与氮素利用效率以及土壤Nmin与取样方法,特别是在研究土壤中生长的根系时需要注意的问题进行讨论,希望对田间条件下玉米根系的生长发育有更多了解,并对目前国内进行的众多田间条件下的作物根系研究有所借鉴。

两种禾本科冬绿肥生长规律及腐解特征比较

在山东临沂研究了冬播绿肥黑麦(冬牧70)和大麦的生长发育、养分吸收规律,并通过原位培养法比较了绿肥翻压后腐解及养分释放的差异。结果表明,冬牧70和大麦在返青后均迅速积累干物质,大麦的快速生长期在3月下旬,冬牧70的快速生长期在4月上旬,冬牧70进入快速生长期后的生长速率高于大麦。两种绿肥的养分吸收规律与干物质积累规律一致,冬牧70和大麦的氮、磷、钾吸收量基本一致。两种绿肥在翻压30 d内快速腐解,腐解率和氮素释放率达到了80%以上,大麦的腐解速率高于冬牧70,而矿质营养元素的释放率低于冬牧70,根据腐解和养分释放规律确定两种禾本科绿肥的适宜翻压时间为4月上旬。

不同收获期的籽粒苋绿肥还田对土壤养分的影响

为研究不同时期收获的籽粒苋还田后对土壤养分的影响,采用室内恒温培养模拟籽粒苋还田,测定了生长45,55和65d收获的籽粒苋还田后土壤可溶性碳（DOC）、无机氮（Nmin）、速效钾、缓效钾含量的变化趋势.研究结果表明,不同时期收获的籽粒苋还田后0～14d,土壤DOC、Nmin、速效钾、土壤缓效钾含量均显著增加,籽粒苋氮表观释放率达到19.5%以上,而钾表观释放率在63.4%以上;还田14～56d,土壤Nmin、速效钾、缓效钾含量均为生长45d收获的处理〉55d收获的处理〉65d收获的处理〉对照,但此阶段各处理土壤DOC、组成土壤Nmin的铵态氮（除45d收获的还田处理）与对照之间没有显著差异;还田56d后,添加籽粒苋的土壤Nmin是对照的3.4倍、速效钾是对照的3.1倍、缓效钾是对照的1.1倍.此外,培养期间生长45d收获的籽粒苋氮、钾表观释放率低于生长55和65d收获的籽粒苋.由此表明,籽粒苋还田14d后对土壤有效养分就有明显改善效果,籽粒苋生长45d收获还田效果较好.

籽粒苋与烟草间作后还田对烟草钾吸收和土壤钾有效性的影响

为研究籽粒苋与烟草间作对烟草发育和钾吸收的影响,通过两年大田试验,分别设置了籽粒苋间作不翻压和45d后翻压、籽粒苋2行、4行、6行种植的处理,分析了不同间作模式下烟草干物质累积量、钾含量和钾吸收量的差异及土壤速效钾含量和缓效钾含量的差异。结果表明,籽粒苋与烟草间作后不翻压还田,烟草根系干物质积累量显著增加,钾含量无显著变化,含钾量增加70%,茎和叶片的干物质积累量分别下降了11%和14%,钾含量下降了0.11个百分点和0.12个百分点,含钾量下降了26%和12%。籽粒苋与烟草间作后翻压还田后,各处理的烟草叶片的钾含量均增加;与对照相比,2行籽粒苋(A2)处理和4行籽粒苋(A3)处理提高了烟草根系、茎和上部叶、中部叶的干物质积累量和含钾量,6行籽粒苋(A4)处理烟草、茎、上部叶、中部叶和下部叶、根系的干物质积累量和含钾量均降低;A2处理的上部叶和中部叶的干物质积累量低于A3处理,钾含量和含钾量高于A3处理。间作籽粒苋处理相比烟草单作,烟草行的土壤速效钾含量提高,土壤缓效钾含量变化不大;籽粒苋翻压还田的处理土壤速效钾含量显著大于不翻压还田的处理;籽粒苋翻压还田后烟草行的土壤速效钾的增加量以A4处理最大,翻压还田20和60d后分别比对照高91%和35%,其次为A3处理,翻压还田20和60d后分别比对照高54%和23%。不同处理间籽粒苋钾的表观流向存在差异,A2和A3处理籽粒苋42%~52%钾被烟草吸收,A4处理籽粒苋仅17%的钾被烟草吸收。综合得,烟草-籽粒苋间作可提高烟草叶片的钾含量和土壤速效钾含量,其中以距烟草行1m处种植两行籽粒苋并于45~55d时翻压还田的种植模式为较好。

有机肥C/N优化下氮肥运筹对烟株根际无机氮和酶活性的影响

大田条件下研究了基于有机肥C/N优化下不同氮肥用量和基追比对烤烟根际土壤无机氮、碳氮转化及酶活性的影响。结果表明:(1)低、中氮(48.0、108.0 kg/hm^2)条件下,根际NH4^+-N含量随生育期延长而降低;高氮(168.0 kg/hm^2)条件下,根际NH4^+-N含量在团棵期至旺长期增加,随后降低;不同处理根际硝态氮含量均随着生育期的延长而降低;(2)土壤微生物量碳随生育期的延长和施氮量的增加而增加;(3)土壤脲酶和转化酶活性均随施氮水平增加而增强,低氮和中氮条件下脲酶活性在成熟期时略微下降,而高氮条件下土壤脲酶活性在整个生育期持续增加。低氮基追比(5:5)处理的土壤转化酶活性在团棵期后高于中高氮基追比处理。高氮水平因施氮量过大促使土壤有效氮持续供应,致使成熟期不能及时"氮素调亏",降低烟叶品质;而中氮水平各处理的土壤脲酶活性呈先增加后降低趋势,并以氮肥适当后移,基追比(5:5)时烟株"旺长-现蕾"阶段土壤酶活性较高,与该阶段烟株氮素需求规律相吻合。

山东植烟土壤与烤烟微量元素分布特点及相关分析

为摸清山东烟区土壤-烤烟系统中微量元素的分布特点,采用野外调查及室内化验分析相结合的方法,研究了土壤与烤烟中Fe、Mn、Cu、Zn的交互关系。结果表明,山东烟区土壤有效Fe、Mn丰富,有效Cu适中,有效Zn较低。山东烟区烤烟Fe、Mn含量较高,Cu、Zn含量适中。逐步回归与偏相关分析结果显示,烟叶中的微量元素都与土壤中对应的微量元素有效态含量具有显著或极显著的正相关关系,微量元素之间表现出一定的协同或拮抗关系。本试验结果表明,山东烟区土壤中应适当补充Cu、Zn两种微量元素,特别是质地较粗的土壤中这2种元素缺乏较严重。

冬牧70黑麦秸秆还田对烟田土壤氮素矿化的影响

采用田间原位培养法研究不同翻压量的冬牧70黑麦秸秆对烟田土壤氮素矿化及无机氮释放规律的影响。结果表明,翻压后冬牧70黑麦的有机氮矿化释放出铵态氮和硝态氮,并呈阶段性动态变化;翻压冬牧70黑麦的氮净矿化量均高于未翻压的处理,其中最大翻压量为60 000 kg/hm2,该处理与未翻压处理差异极显著;翻压12周后,无机氮释放减缓,氮素矿化趋于平稳;土壤水分与氮素矿化速率呈显著负相关,氮素矿化速率与培养前土壤初始矿质氮呈极显著负相关;硝化速率与土壤硝态氮、有机质含量均呈极显著负相关。

运用广义线性混合模型分析随机区组重复测量的试验资料

重复测量试验对同一受试对象进行多次测量,各时间点数据间存在自相关性,进行方差分析和均值比较时需要进行特殊处理。虽然此方法在农业等研究领域运用十分广泛,但目前有效地相关统计方法鲜见。为了建立操作简单、实用性强、结果可靠的统计分析方法,本研究采用SAS的广义线性混合模型(Generalized Linear Mixed Models,GLIMMIX),以随机区组重复测量试验资料为例,说明了协方差结构筛选、方差分析和均值比较的具体方法。结果表明,用传统的裂区设计、多变量统计等方法会造成资料信息浪费,统计功效降低,缺区无法处理等问题,甚至会导致错误的结论。GLIMMIX能很好地处理自相关问题,功能强大,结果可靠,使用简单,允许缺区,是进行重复测量试验资料方差分析和均值比较的理想方法。目前在国内将其运用到农学类试验数据的统计分析的相关报道鲜见,该文在本领域具有很强的实用性和创新性。

氮钾肥用量对皖南烤烟生长发育及养分吸收的影响

为寻求皖南烟区烟叶生产合理施肥的理论依据,设置了不同氮肥用量和不同钾肥用量的田间小区试验,分析了烤烟农艺性状、干物质积累、养分吸收和肥料利用效率的变化特征。结果表明,随着氮肥用量的增加,烤烟株高、叶片数、上中下部叶的叶长和叶宽明显增加;烤烟冠根比和各器官干物质积累量增加;烤烟根、茎、叶片的氮积累量和钾积累量增加;氮肥用量和烤烟整株氮含量表现为显著正相关,和烤烟整株氮积累量及钾积累量表现为极显著正相关;氮肥利用率没有变化,而氮肥农学效率和氮肥偏生产力显著增加。随着钾肥用量的增加,烤烟农艺性状没有明显变化;烤烟根系中的氮含量,茎和叶片中的钾含量增加,而整株的干物质积累量、氮积累量和钾积累量无明显变化;钾肥用量仅与整株钾含量表现为极显著正相关;各处理间钾肥利用率相对较低,不同钾肥用量间,以钾肥用量最低处理的钾肥利用率、钾肥农学效率和钾肥偏生产力为最高。在本试验中,随着氮肥用量的增加,整株的干物质积累和养分积累量持续增加,氮肥利用率上升,施用氮肥增产效果较明显;随着钾肥用量的增加,整株的干物质积累和养分积累量无显著变化,结合烟叶钾含量和钾肥利用率的结果,皖南烟区适宜钾肥用量存在下降的空间。

化肥减量配施生物炭对植烟土壤氮素淋失的影响

为明确化肥减量和添加生物炭对植烟土壤氮素淋失的影响,采用室内土柱试验,研究了不同施肥处理(常规施肥,化肥减量30%,化肥减量30%+5%生物炭,不施肥)下,褐土、红壤、紫色土中有效氮淋失量变化。结果表明,淋洗前期各形态氮的淋失量较大,随时间推移逐渐减弱。淋失的氮主要为可溶性总氮及硝态氮。与常规施肥相比,化肥减量处理的可溶性总氮、硝态氮、铵态氮淋失量分别减少12.0%~21.8%、8.9%~22.5%、12.7%~25%;化肥减量+生物炭的处理能够明显延缓土壤中氮素淋失出现的时间,可溶性总氮、硝态氮淋失量分别减少26.6%~35.4%、36.5%~59.2%。总之,化肥减量或添加生物炭能减少土壤中可溶性总氮及硝态氮的淋失量。

论烤烟种植布局调整

为指导烟叶控制规模总量工作,对全国烤烟种植布局进行了详细调查。目前我国烤烟种植布局体现为主产区规模生产集中度较高、生态适宜,类型多样、烟区社会经济较为落后、烟叶产能分布相对合理等特点。同时我国目前烤烟种植还存在烟叶种植区域分散、规模偏小,非适宜区种烟和部分生态环境恶化问题影响可持续发展,烟叶质量需求与结构性矛盾问题尚未有效解决等问题。为实现国家局要求的烟叶库存调整至合理水平的目标,烟叶生产应合理控制规模,进行烤烟种植布局调整。烟叶产区应坚持"优质、特色、生态、安全"的烟叶生产方向,控制烤烟种植规模,优化生产力布局;布局调整工作中坚持以市场需求为导向,优质特色为目标,以高效集约为方向,以生态安全为基础,稳步调减市场需求不足的产区计划;加大不适宜烟区的调整力度;逐步淘汰零散烟区种植。

基于无人机可见光谱平台的烤烟氮素营养诊断

利用不同氮肥用量田间试验,分析基于无人机平台的可见光谱诊断技术对烟草氮素营养进行无损评估预测的可行性,明确该技术的最佳颜色参数和方程模型。2018年在江西省安福县开展田间试验,设置不同氮肥用量,分别为0,45,90,135,180和300 kg N·ha^-1,于移栽后47 d(团棵期)、移栽后83 d(旺长后期)和移栽后116 d(下部叶成熟期),利用无人机获取冠层RGB色彩数字图像,同时采集植株样品分析地上部生物量、叶片生物量、地上部氮浓度、叶片氮浓度、叶片SPAD值等氮营养状况指标,对冠层数字图像进行数字化分析,获得颜色指标值,通过颜色指标与烟草氮营养状况指标的相关性分析,筛选适宜的颜色指标并建立氮营养诊断方程。利用不同地块的氮肥用量试验,对氮营养诊断方程拟合精度进行验证。试验结果表明,旺长后期各处理间冠层图像的颜色标准值存在显著差异,团棵期与下部叶成熟期不存在显著差异。在10个颜色指标中,NRI,NGI,G/R,G/(R+B),(G-R)/(R+G+B)和ExG与5个烤烟氮素营养指标均达到极显著相关(p<0.01)。在归一化颜色指标体系、比颜色指标体系和归一化差分颜色指标体系中选择潜在的最佳颜色参数指标分别为NGI,G/R和ExG。根据不同类型的回归分析结果,确定指数回归作为地上部生物量和叶片生物量的预测模型,线性回归作为地上部氮浓度、叶片氮浓度及叶片SPAD值的预测模型。对潜在的最佳指标进行验证性筛选,G/R对地上部氮浓度和叶片氮浓度的RMSE值分别为0.3751%和0.2491%,明显低于NGI和ExG,预测精度最高。用G/R值表示的地上部生物量、叶片生物量、地上部氮浓度、叶片氮浓度、SPAD值预测方程分别为Y=21.785e 1.3502G/R,Y=4.0579e 1.9373G/R,Y=5.0399G/R-3.3332,Y=4.2814G/R-3.8029,Y=40.168G/R-28.188。因此,基于无人机平台的可见光谱诊断技术在烤烟氮素营养诊断方面具有应用潜力,评估最佳时期为旺长后期,最佳预测参数为G/R值。

论职业烟农的培育

具有现代经营管理能力的职业烟农是现代烟草农业发展的重要方向。近年来虽然取得了一定进展,但烟叶生产成本、合作社专业化服务能力、烟农自身经营管理能力、保障激励措施和培育机制等问题严重制约职业烟农的培育。针对以上问题,本文认为应坚持"种植在户、服务在社"的发展方向,通过积极引导土地流转,推进适度规模种植,完善烟叶生产各项服务,强化生产技术、生产经营管理知识和政策法规的宣传与培训,开展技能鉴定,建立职业烟农政策保障体系。

东南烟稻轮作区烤烟临界氮浓度稀释曲线的建立与验证

【目的】建立东南烟稻轮作区烤烟临界氮稀释曲线,探讨氮素营养指数用于诊断和评价烤烟氮营养状况的可能性,为实现烤烟合理施用氮肥提供理论依据。【方法】两年两地共3个田间氮肥用量试验,每个试验共设6个氮水平(N 0、45、90、135、180和300 kg/hm^(2)),分析不同施氮量对移栽后不同天数烤烟地上部和叶片干物质积累量的影响。利用不同时期植株氮浓度和干物质积累量,建立地上部和叶片的临界氮浓度稀释曲线方程和干物质积累方程。结合基于无人机可见光谱平台的烤烟氮浓度无损测定方法,计算氮营养指数,判断烤烟氮营养丰缺情况。【结果】施用氮肥明显增加了烤烟地上部和叶片干物质积累量,不同氮肥处理间差异明显,烤烟地上部和叶片氮浓度随烤烟生长进程而降低;东南烟稻轮作区烤烟地上部及叶片的临界氮素浓度和干物质积累量符合幂指数的关系;模型进行独立验证时,氮限制组的数据均在临界氮素稀释曲线以下,而不受氮限制组的数据均在临界氮素稀释曲线附近。模型拟合的临界氮浓度和植株实际临界氮浓度呈线性相关,地上部和叶片的RMSE值分别为0.55和0.44,标准化均方根误差n-RMSE分别为25%和17%,模型具有较好的稳定性;烤烟氮素营养状况的判定可以通过应用临界氮浓度稀释曲线计算氮营养指数(NNI)实现。随着施氮水平的提高,叶片氮营养指数逐步升高,在氮施用量达到135 kg/hm^(2),叶片氮营养指数可在1以上,处于氮盈余状态。【结论】东南烟稻轮作区烤烟叶片临界氮素稀释曲线模型(N_(c)=3.2339×DM_(leaves)^(–0.475))和叶片氮营养指数能够诊断评价该区域烤烟氮营养状况,从而为优化烤烟的氮素管理提供指导。

基于可见光谱参数的烤烟叶片叶绿素含量估算模型

为快速、无损、准确地估计烟草叶绿素含量,通过品种和氮素水平双因素试验,获得叶片数字图像和叶片叶绿素含量数据集,分析叶片可见光谱参数与叶绿素含量参数间的关系并选择最佳参数建立估测模型。结果表明,烤烟品种和氮素水平互作增加了叶绿素与光谱参数的变异性;在3类颜色指标中,NRI、R/(G+B)、(R-B)/G、(G-R)/(R+G+B)、(R-B)/(R+G+B)、ExR与叶绿素指标达到极显著相关(p<0.01),其中R/(G+B)与Chl.a、Chl.b、Chl.(a+b)之间的相关系数分别为-0.632、-0.636、-0.666,相关性表现最好;利用田间试验进行验证,R/(G+B)对叶绿素指标的预测精度最高,与Chl.a、Chl.b、Chl(a+b)之间的均方根误差值分别为0.6069、0.1567、0.7575;选择R/(G+B)作为叶绿素含量估测的最佳颜色指标。利用该方法可实现智能手机对烟草叶绿素含量进行快速测定,及时指导烟田施肥和采取合适的栽培管理措施,具有可期的应用潜力。