生物炭对青枯病烟株的根际土壤微生物群落结构调控机制分析

烟草青枯病是一种细菌性病害,对烟株生长危害严重,为探究烟株发病后土壤微生物群落结构变化及其生物学调控机制,采用大田试验方法,设置ZCTR(常规施肥,健康烟株的根际土壤)、ZCSW(施加1.2 t·hm^(-2)生物炭,健康烟株的根际土壤)、QKTR(常规施肥,青枯病烟株的根际土壤)和QKSW(施加1.2 t·hm^(-2)生物炭,青枯病烟株的根际土壤)4个处理,研究细菌群落结构的差异。结果表明,生物炭施用后细菌α多样性升高,但差异不显著,细菌群落丰富度和菌群结构均有所改变。相同施肥条件下,青枯病烟株的根际土壤细菌α多样性和群落丰富度均小于健康烟株根际土壤;未添加生物炭的青枯病烟株根际土壤与健康烟株根际土壤相比,芽单胞菌门、酸杆菌门的丰度增加0.26、1.27个百分点,变形菌门、放线菌门的丰度降低1.08、0.14个百分点。施用生物炭后烟株的株高、叶长、叶宽、茎围分别较未添加生物炭处理增加了11.83%、16.88%、6.70%、10.80%,同时降低了烟株的病害指数,施加生物炭处理青枯病的发病率较未施加生物炭处理低9.1个百分点。研究表明,生物炭的施用会缓解青枯病带来的细菌丰富度下降,减少致病性细菌门类的相对丰度,并驱动功能促生性细菌(芽单胞菌门)相对丰度增加,从而降低青枯病发病率。研究初步明确了生物炭对植烟土壤青枯病微生态调控的作用机制。

滴灌减氮下生物炭基肥对植烟土壤无机氮组分含量的影响

为探究滴灌条件下不同生物炭基肥施用量对植烟土壤氮素组分含量的影响,探索资源节约型和环境友好型减氮新途径。采用大田试验,在滴灌减氮条件下分别施用600,1200和1800 kg·hm-2生物炭基肥并对各处理植烟土壤氮素组成进行分析。结果表明,与常规对照处理相比,中高添加量的生物炭基肥能延缓硝态氮的淋失时间,显著提高土壤硝态氮含量;与对照相比,滴灌下施用生物炭基肥能显著提高移栽中后期的铵态氮、碱解氮、无机氮、全氮含量,且T3处理可提高66.59%,36.17%,59.4%和58.8%;减氮50%条件下,滴灌下施用生物炭基肥处理的农艺性状指标基本上均高于对照处理;滴灌下施用生物炭基肥能提高移栽后45~90 d的叶面积,满足烟株高产的需要。

植烟土壤物理特性及碳库对不同粒径生物质炭的动态响应

为探究不同粒径生物炭对土壤物理化学特性以及土壤碳库的影响,在盆栽条件下,设置5个生物炭粒径施用水平:CK(不施生物炭)、T1(500～2 000μm)、T2(250～500μm)、T3(20～250μm)、T4(<20μm)。结果表明:(1)不同粒径生物炭均能显著降低土壤容重,以T4降幅最大(4.13%)。(2)不同粒径生物炭均能显著提高田间持水量(WHC),提高幅度表现为T4>T3>T2>T1,但施生物炭处理间差异不显著。(3)施生物炭均能显著提升水稳性团聚体平均重量直径,以T4处理最高,但T4、T3、T2处理间差异不显著。(4)施用生物炭处理的土壤全碳、水溶性有机碳、易氧化态碳均显著高于CK,常规粒径生物炭在烤烟生育初期较不施生物炭显著增加了土壤微生物量碳(MBC)含量,后期则降低土壤MBC含量。小粒径生物炭较常规粒径生物炭T1在烤烟移栽45d后显著降低了土壤微生物量碳含量。(5)生物炭粒径越小,对土壤碳库管理指数的提升效果越好,T4对土壤碳库管理指数提升显著。综上所述,生物炭粒径越小对土壤容重、田间持水量及团粒结构的改良效果越优,同时,小粒径生物炭施用下土壤有机碳活性和碳库管理指数均优于常规粒径生物炭,更有利于提升地力和改善土壤质量。

生物炭与绿肥翻压对柑橘根际细菌群落结构的影响

为探索生物炭与绿肥对土壤微生态环境影响规律,采用大田试验研究了0 kg·棵-1生物炭(CK)、5.0 kg·棵-1生物炭(T1)、5.0 kg·棵-1生物炭+减施10%化肥氮+翻压绿肥(T2)3种不同施肥措施对柑橘根际土壤细菌群落多样性及群落结构的影响。结果表明,生物炭能够提升细菌群落的α多样性和物种群落丰富度,以T2处理细菌群落多样性水平最高,但是提升水平均不显著。生物炭的添加显著增加了土壤绿弯菌门(Chloroflexi)、放线菌门(Actinobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)的相对丰度,降低了厚壁菌门(Firmicutes)的相对丰度。与CK处理相比,T1处理有6个细菌属的相对丰度与其存在显著差异,而T2处理有12个细菌属的相对丰度与其存在显著差异。与T1处理相比,T2处理显著提升了4个功能细菌属的相对丰度,显著降低了3个功能细菌属的相对丰度。该研究表明,生物炭和绿肥翻压能够提升土壤细菌群落多样性和丰富度,改变根际细菌群落结构,增加功能细菌属丰度,促进了柑橘根际土壤微生态平衡和土壤健康。

生物炭对烤烟成熟期根际真菌群落结构的影响及功能预测分析

为探究植烟土壤中真菌群落结构和功能类群对生物炭的响应,采用大田试验的方式,分别设置CK(常规施肥)和T(常规施肥+750 kg·hm^(-2)生物炭)两组试验,研究了土壤真菌群落结构,并用FUNGuild对真菌进行功能预测。结果表明,在移栽后105 d,添加生物炭处理的烟株株高和中部叶叶长、叶宽较CK分别提高了2.34%、1.71%和5.48%。添加生物炭处理土壤的pH、速效钾、有效磷、有机质含量较CK处理分别显著提高了0.52个单位、11.14%、7.90%和11.76%(P<0.05)。测序结果表明,土壤中优势真菌门类为子囊菌门(Ascomycota)、毛霉菌门(Mucoromycota)、一种SAR超类群(SAR-k-NORANK)和担子菌门(Basidiomycota),平均相对丰度分别为84.78%、5.96%、2.66%和2.29%,施加生物炭提高了毛霉菌门和担子菌门的丰度,升幅分别达到了54.02%和31.49%,子囊菌门的相对丰度较CK处理降低了1.20%。FUNGuid分析结果表明,施加生物炭后,土壤中病理营养型真菌丰度降低了62.07%,腐生营养型真菌丰度升高了69.80%。对烤后烟叶进行分析发现,烟叶总糖、还原糖和钾含量均有显著提高(P<0.05),增幅分别为16.47%、10.82%和11.78%,烟碱、总氮和蛋白质含量分别提高了2.65%、2.24%和2.14%,氯含量降低了1.46%。研究表明,施加生物炭可以增加土壤微生物对腐生物质的分解速率,提高土壤养分含量并促进物质循环,改善烟株性状,提升烤后烟叶品质,同时可以降低烤烟的病害风险。

减氮配施生物炭基肥对蜜柚土壤理化性质及酶活性的影响

【目的】研究减氮配施生物炭基肥对蜜柚果园土壤理化性质、土壤酶活性的影响,以期为蜜柚果园土壤质量提升提供理论依据。【方法】试验于2020年12月—2021年11月在江西井冈蜜柚科技小院试验基地进行,设不施肥(CK)、优化施肥(OF)、优化施肥+生物炭(BOF)、生物炭基肥替代20%氮肥(BF20%)、生物炭基肥替代40%氮肥(BF40%)、生物炭基肥替代60%氮肥(BF60%)、生物炭基肥替代80%氮肥(BF80%)共7个处理,分析了减氮配施生物炭基肥条件下井冈蜜柚果园土壤理化性质指标及土壤酶活性。【结果】生物炭基肥的施用可以有效降低土壤容积质量,提高土壤孔隙度、含水率及田间持水量,随着生物炭基肥施用量的增加改良效果愈佳;生物炭基肥处理显著提高了土壤pH值,改良了土壤酸碱性,促进了土壤中微量元素有效性的提升,以BF40%处理效果最佳,土壤pH值较OF处理提高了27.22%,土壤交换性钙、交换性镁含量较OF处理分别提高了93.17%、48.81%;生物炭基肥能够显著提高土壤硝酸还原酶、亚硝酸还原酶、蔗糖酶、过氧化氢酶的活性,整体以BF40%处理的土壤酶活性相对较高;相关性分析表明,土壤容积质量、孔隙度、含水率及田间持水量之间存在显著的相关关系,土壤酶活性与其对应的土壤养分之间有着显著的正相关关系。【结论】生物炭基肥能够有效改善土壤孔隙结构,改良土壤酸性,有效提升土壤养分及酶活性,以BF40%处理效果最佳。

基于OBE理念的烟草调制与分级实验课程改革初探

围绕新农科背景下我国现代烟草农业发展对人才需求的特征,强化培养烟草专业学生的实践能力和创新能力。基于OBE教育理念和烟草调制与分级实验课程的特点,教学团队制定了实验教学课程和教学效果评价指标体系,通过创建校内校外多维实践教学基地,实现理论教学和实验教学同步进行的教学方式。结果表明,新型教学模式下学生的学习兴趣显著提高,综合实践操作和创新能力显著增强,有利于烟草专业化人才的高质量培养。

虚拟仿真背景下烟草调制学实验课程教学模式探索——密集烤房工作原理及烟叶烘烤虚拟仿真实验教学为例

虚拟仿真实验教学项目不仅是高等学校教学资源优化的技术要求;而且是高等学校顺应计算机技术迅猛发展趋势加强教学信息化建设的时代要求;更是加速实现“互联网+教育”的现实要求。本文以“密集烤房工作原理及结构虚拟仿真教学实验为例;构建“教学模式+设计模式+操作模式”3种不同阶段的学习层次功能模块;将抽象的烤房工作原理、复杂机构与操作;以及烘烤过程烟叶动态特性的理论与实践教学内容进行虚拟实验场景开发与呈现;实现烟叶烘烤理论知识点的工程化、生动化和可视化的虚拟实验功能;为新农科背景下高校培养应用型卓越农林人才提供了有效的途径。

不同海拔条件下烤烟成熟期根际土壤真菌群落结构及生态特征分析

为探究不同海拔条件下植烟土壤真菌群落结构特征,以及驱动真菌群落的主要生态因子,选取3个不同海拔高度ZL(800 m)、ZS(1 000 m)、ZH(1 200 m)的烤烟成熟期根际土壤,采用18S rRNA高通量测序对土壤真菌进行分析。结果表明,中低海拔土壤pH值和速效养分含量显著高于高海拔;中低海拔土壤真菌α多样性显著低于高海拔土壤;3个海拔条件下土壤优势菌门为子囊菌门、担子菌门和毛霉菌门等,其中,1 200m海拔担子菌门的丰度较800 m海拔提高了100.00%;1 000 m海拔捕虫霉门的相对丰度相较于1 200 m海拔提高了238.26%;聚类热图分析结果表明,担子菌门、Aphelidea与微生物量氮含量呈显著或极显著正相关,与速效钾含量和土壤温度呈显著负相关;芽枝霉门与pH值呈显著正相关,与微生物量碳氮比呈极显著正相关;捕虫霉门与碱解氮含量呈显著负相关;FUNGuild分析结果表明,1 000 m海拔土壤腐生营养型真菌相对丰度最高,达30.79%;1 200 m海拔病理营养型真菌丰度最高,达4.45%。烤烟成熟期根际土壤真菌多样性在不同海拔条件下表现出显著差异,土壤温度、速效钾含量和微生物量氮含量是引起土壤真菌群落结构及多样性变异的主要生态因子。

高碳基土壤修复肥对烤烟根际土壤细菌群落结构及烟叶产值的影响

【目的】探究施用高碳基土壤修复肥对烤烟根际土壤细菌群落结构及烟叶产值的影响。【方法】采用田间试验方式,分别设置高碳基土壤修复肥0 kg·hm^(-2)(CK)和600 kg·hm^(-2)(T)2组处理。【结果】烟株移栽90 d后,T处理显著提高了土壤有机质含量(23.59%)、碱解氮含量(17.41%)、pH值(1.07个单位)和含水率(24.17%);显著提高了土壤蔗糖酶活性(97.65%)、中性磷酸酶活性(363.64%)、脲酶活性(356.60%)和过氧化氢酶活性(19.02%);显著增加了细菌Chao指数、Observed_OTUS和Shannon指数,降低了Simpson指数。其中GAL15菌门、芽单胞菌门和硝化螺旋菌门相对丰度显著减少;奇古菌门相对丰度显著增加;显著提升了烟叶经济性状,上等烟比例和产值分别提高12.74%和12.15%。【结论】施加高碳基土壤修复肥改变了土壤细菌群落结构,增加了土壤养分含量及酶活性,改善土壤pH值,提高了烤后烟叶品质。

蒸汽爆破处理对烟梗理化特性和非挥发性有机酸含量的影响

研究了蒸汽爆破前后烟梗木质纤维素和非挥发性酸成分含量的变化,探索废弃烟梗的高效资源化利用途径。试验结果表明,随着汽爆压力和时间的增加,木质纤维素相对总量逐步增加且具有显著性,半纤维素和纤维素所占木质纤维素总和的比值随着蒸汽爆破时间和压力的增加,其含量逐步减少且具有显著性;木质素所占木质纤维素总和的比值随着蒸汽爆破时间和压力的增加,其含量逐步增加且具有显著性。烟梗经过汽爆处理后,其非挥发性有机酸、草酸、苹果酸相对含量显著性增加,在蒸汽压力1.4 MPa、保压10 min条件下,烟梗中非挥发性有机酸、草酸、苹果酸含量达到最多。烟梗经过蒸汽爆破处理后,烟梗中木质纤维素和非挥发性有机酸含量发生巨大的变化,为烟梗在农业资源利用方面提取提供了理论依据。

烤烟叶片镉含量高光谱预测模型的构建

为快速准确地获取烟草叶片镉含量,本研究模拟了4个镉污染水平,用美国ASD光谱仪获取每个污染水平的烟草叶片光谱反射率,并测定不同时期烟草叶片的镉含量,筛选出与镉含量相关性最好的敏感波段,并建立光谱参数,将光谱参数作为输入因子建立烟草叶片镉含量的BP神经网络模型。结果表明:随着镉含量增加,在可见光和近红外范围(400~910 nm)内反射率先降低后增加,在930~1000 nm波段范围内,叶片反射率与烟叶中镉含量呈正相关,在1000~2500 nm波段范围内反射率先增加后降低。经筛选,比值植被指数(RVI)和归一化植被指数(NDVI)的光谱指数分别为RVI(520,710)和NDVI(530,710);BP神经网络模型的决定系数(R2)为0.681,均方根误差(RMSE)为8.001,并对模型进行检验,R2为0.801,RMSE为4.430。研究表明,BP神经网络模型对烟草叶片镉含量具有良好的预测效果。

基于虚拟仿真的烤房工作原理实验课程设计改革与探索

为解决传统烟草调制实验教学与烟叶烘烤时间不同步和周期长等问题,探索了虚拟仿真实验教学。虚拟仿真实验以三维虚拟仿真的方式重现真实的密集烤房结构和工作原理场景,通过烟叶烘烤场景模拟,烤房原理和控制操作再现真实烤房结构,掌握烤房工作原理和操作要求。虚拟仿真实验平台的创建有利于提升学生的烟叶烘烤综合实践能力与创新创造能力。

遵义烟区不同海拔下植烟土壤细菌群落及影响因素分析

为探究不同海拔下植烟土壤细菌群落结构特征及影响细菌群落结构的主要因素,在贵州省遵义地区选择海拔800(ZL)、1000(ZS)和1200m(ZH)的3块植烟土壤,采用16S rRNA通量测序法对植烟土壤微生物多样性进行分析。结果表明,ZL和ZH处理植烟土壤细菌α多样性均低于ZS处理;3个海拔下植烟土壤优势门为放线菌门(Actinobacteriota)、变形菌门(Proteobacteria)、绿弯菌门(Chloroflexi)和酸杆菌门(Acidobacteriota),放线菌门的相对丰度以ZL处理最,较ZH处理提了34.22%;变形菌门表现则相反,ZH处理变形菌门丰度较ZL处理显著提。绿弯菌门与酸杆菌门丰度在3个海拔处理中表现较为一致,均为ZS>ZL>ZH。聚类热图分析结果显示,土壤含水率和pH与Armatimonadota和蓝细菌门(Gyanobacteria)存在显著正相关关系,与变形菌门存在显著负相关关系;变形菌门、厚壁菌门(Firmicutes)和菌门(Patescibacteria)与土壤微生物量氮存在显著正相关关系,而与速效钾存在极显著负相关关系。