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1、生物炭與氮肥配施對(duì)土壤氮素變化和烤煙氮素利用率的影響基金項(xiàng)目：植煙土壤肥力培育及提高肥料利用率技術(shù)研究項(xiàng)目（30800665），基于土壤碳氮平衡的煙草專用肥工程化技術(shù)研發(fā)項(xiàng)目（ZW2014005）資助。14吳嘉楠，劉國(guó)順*通訊作者（E-mail:liugsh1851@163.com）作者簡(jiǎn)介：吳嘉楠（1993-），女，河南洛陽(yáng)人，碩士研究生，主要從事煙草栽培方向的研究。E-mail:727539468@qq.com，閆海濤，呂世俊，張璐（國(guó)家煙草栽培生理生化研究中心/煙草行業(yè)煙草栽培重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/河南省生物炭工程技術(shù)研究中心，鄭
2、州450002）摘要：為探明生物炭與氮肥配施對(duì)土壤中氮素循環(huán)和烤煙氮素利用的影響，采用盆栽試驗(yàn)，設(shè)置四個(gè)處理：5g/盆純氮（CK），5g/盆純氮+100g/盆生物炭（T1），3.5g/盆純氮+100g/盆生物炭（T2），2g/盆純氮+100g/盆生物炭（T3），利用15N標(biāo)記的氮肥，測(cè)定生物炭與氮肥配施條件下烤煙生長(zhǎng)不同時(shí)期土壤中15N的殘留量、不同形態(tài)氮素的含量、土壤微生物量氮和移栽后90d煙葉對(duì)不同氮源氮素的累積量。試驗(yàn)結(jié)果表明：相同施氮量時(shí)，生物炭的施用可以提高土壤中15N殘留量、土壤無機(jī)氮、堿解氮、微生物量氮的含量和葉
3、片對(duì)氮素的累積量。生物炭與氮肥配施時(shí)提高了肥料氮在煙葉中的占比，使15N利用率也提高了25.4%-63.3%。與對(duì)照相比，T2處理植煙土壤中銨態(tài)氮、硝態(tài)氮、堿解氮在移栽后75d比對(duì)照分別提高了17.3%、8.0%、7.2%，堿解氮和微生物量氮的含量在移栽后90d時(shí)也高于對(duì)照。在本試驗(yàn)條件下，生物炭與氮肥配施對(duì)土壤氮素的影響是顯著的，施用生物炭時(shí)減少30%氮肥用量是可行的。關(guān)鍵詞：生物炭；氮肥；15N；無機(jī)氮；氮素分配；氮素利用率中圖分類號(hào)：S572氮素是影響煙株形態(tài)建成的重要元素之一，是蛋白質(zhì)、氨基酸、核酸、葉綠素等的重要組成
4、部分，也是煙堿的主要構(gòu)成元素，對(duì)煙葉的產(chǎn)量和品質(zhì)有著至關(guān)重要的影響。土壤中的氮素水平直接影響烤煙對(duì)氮素的吸收利用[1]，而施肥是調(diào)節(jié)土壤氮素水平的一個(gè)主要方式，但施入土壤中的氮肥除了被植株吸收利用之外，一部分卻隨著降水、微生物的作用損失掉了[2]。近年來，由于氮肥的過量施用造成的資源浪費(fèi)和環(huán)境問題日趨嚴(yán)重，提高肥料利用率，減少氮肥施用迫在眉睫[3]。生物炭是植物殘?bào)w、有機(jī)廢棄物和糞肥等生物質(zhì)在低氧或缺氧條件下經(jīng)過高溫?zé)峤舛a(chǎn)生的穩(wěn)定的富碳產(chǎn)物[4]。已有許多研究報(bào)道指出生物炭可以減少土壤中NO3--N的淋失[5-6]，減少堿性
5、土壤中NO的排放[7]，提高銨態(tài)氮的持留作用[8]，改變氮素的遷移動(dòng)態(tài)[9]，提高氮肥的利用效率。一些在菠菜、紅棗等上的研究表明生物炭與氮肥配施可以提高土壤養(yǎng)分含量，提高作物產(chǎn)量和品質(zhì)[10-11]。關(guān)于生物炭對(duì)煙草生長(zhǎng)影響的研究已有不少，但大都是集中在生物炭的用量上[12-14]，而生物炭與氮肥配施的研究也多集中在對(duì)烤煙產(chǎn)質(zhì)量和土壤特性的影響上[15-16]，針對(duì)烤煙氮素積累和土壤氮循環(huán)影響的研究較少。利用15N同位素示蹤技術(shù)可以檢測(cè)到土壤中肥料氮的含量變化和煙株中不同氮源的含量，進(jìn)而14可以分析土壤中肥料氮與土壤中無機(jī)氮、
6、堿解氮、微生物量氮等指標(biāo)的關(guān)系，較精確地計(jì)算出烤煙對(duì)于當(dāng)季肥料的利用率。因此，本試驗(yàn)采用15N同位素示蹤法，在施用生物炭的條件下設(shè)置不同的減氮梯度，探索生物炭與不同用量氮肥配施條件下土壤中氮素變化及其與肥料氮的關(guān)系，研究煙葉對(duì)不同來源氮素的累積和烤煙對(duì)肥料氮的利用率，以期為烤煙生產(chǎn)中生物炭施用條件下氮肥運(yùn)籌提供參考。1材料與方法1.1試驗(yàn)設(shè)計(jì)試驗(yàn)于2016年4月至9月在河南農(nóng)業(yè)大學(xué)許昌校區(qū)現(xiàn)代煙草農(nóng)業(yè)科技園進(jìn)行。供試烤煙品種為中煙100，采用盆栽方式，盆高40cm，盆口直徑37cm，盆底直徑27cm，每盆裝土25kg，土壤類型
7、為砂壤土，有機(jī)質(zhì)含量12.77g/kg，堿解氮81.6mg/kg，速效磷2.5mg/kg，速效鉀132.7mg/kg，pH7.56。試驗(yàn)生物炭為在400℃條件下制成的花生殼炭，全碳全氮含量為434.4g/kg和13.2g/kg，pH8.25；氮肥采用15N標(biāo)記硫酸銨（上?；ぱ芯吭海S度為10.16%。每個(gè)處理標(biāo)記20株。磷肥為磷酸氫二鉀，鉀肥為硫酸鉀和磷酸氫二鉀，對(duì)照處理氮、磷、鉀比例（N:P2O5:K2O）為1:1.5:3，其他處理磷鉀肥用量不變，具體氮肥用量和生物炭用量見表1。移栽前將生物炭、肥料和土壤混勻后放入盆中。
8、室外自然條件下將塑料盆按120cm×50cm的行株距埋于壟上，5月7日移栽，移栽后70d打頂。表1試驗(yàn)設(shè)計(jì)Table1Testdesign試驗(yàn)處理氮N/(g/pot)磷P2O5/(g/pot)鉀K2O/(g/pot)生物炭(g/pot)CK57.5150T157.515100
