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Effects of Rapeseed Green Manure Incorporation Coupled with Nitrogen Reduction on Growth, Metabolism and Yield of Flue-cured Tobacco
WUZhaohui, ZHENGFei, LUOYuan, XUWenzheng, LIPeng, ZHANGYang, SONGYandan, WANGMengmeng, LIQian
Journal of Agriculture ›› 2026, Vol. 16 ›› Issue (10) : 72-77.
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Effects of Rapeseed Green Manure Incorporation Coupled with Nitrogen Reduction on Growth, Metabolism and Yield of Flue-cured Tobacco
This study aims to explore the effects of nitrogen (N) reduction under rapeseed green manure incorporation on yield and quality of flue-cured tobacco, providing theoretical support for developing a nitrogen-reduction and efficiency-enhancing fertilization strategy in green tobacco production. Using ‘Yunyan 87’ as the test material, a single-factor experiment was conducted with five treatments: conventional N fertilization (N100) and N reductions of 10% (N90), 20% (N80), 30% (N70), and zero N (N0) after green manure incorporation. Agronomic traits, root activity, SPAD values, key enzyme activities in carbon-nitrogen metabolism, and economic indicators were systematically analyzed to elucidate the regulatory effects of N reduction. The results indicated that a 20% N reduction (N80) maintained normal tobacco growth, while further reductions significantly inhibited plant development. At the rosette stage, N80 achieved peak root activity [210 μg/(g‧h)], representing increases of 68.27% and 168.59% compared to N100 and N0, respectively. Leaf SPAD values exhibited an initial increase followed by a gradual decline during the growth period, with N application significantly enhancing chlorophyll content. At the budding stage, key enzyme activities in carbon-nitrogen metabolism followed the order N80≥N90>N100≥N70. Specifically, N80 showed significantly higher activities of glutamine synthetase, nitrate reductase, and sucrose phosphate synthase than other treatments (P<0.05). While tobacco yield decreased stepwise with N reduction, economic indicators (output value, average price, and medium-to-high grade leaf proportion) displayed parabolic trends, peaking under N80. Compared to N100, N80 increased output value by 8.13%, average price by 21.04%, and medium-to-high grade leaf proportion by 5.79%. Coupling rapeseed green manure incorporation with a 20% N reduction optimizes tobacco growth, enhances leaf quality, and maximizes economic returns, establishing N80 as a scientifically validated and practical strategy for sustainable tobacco cultivation.
flue-cured tobacco / rapeseed green manure incorporation / nitrogen reduction / carbon and nitrogen metabolism / enzyme activity / root activity / yield / economic traits
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分析了河南省植烟土壤和烤烟施肥的现状、存在问题,提出了土壤改良、培肥地力、提高肥料利用率的综合技术措施和烤烟平衡施肥建议.
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陈丹梅, 段玉琪, 杨宇虹, 等. 长期施肥对植烟土壤养分及微生物群落结构的影响[J]. 中国农业科学, 2014, 47(17):3424-3433.
【目的】了解施肥与土壤培肥和作物真菌病害的关系，为烤烟科学施肥、保持农业生产的长期可持续发展积累资料。【方法】利用云南省烟草农业科学研究院的长期肥料定位试验，设置长期不施肥（CK）、纯施化肥（CF）和有机无机肥配施（MCF）等处理，采用常规分析方法测定磷脂脂肪酸（PLFAs）和454高通量测序技术，分别就施肥对植烟土壤有机质、养分和微生物群落结构的影响进行分析。【结果】经16年长期施肥后，MCF使土壤有机质提高19.63%，有效磷增加；CF降低土壤有机质20.56%，碱解氮和有效钾减少。施肥显著增加微生物标记性磷脂脂肪酸（PLFAs）的种类和总量，尤以MCF最为显著，说明施肥尤其是MCF显著提高了土壤中微生物种群和数量。但是，在CF处理的土壤中，异养性微生物??真菌的PLFAs占微生物总量的比例是MCF的2.52倍，真菌种群数（OTUs）比MCF提高25.91%，真菌群落的多样性、均匀度和优势度指数也显著高于CK和MCF，说明施用化肥改变了土壤生态环境，有益于真菌生长繁殖，使真菌种群增加，密度增大，优势种群突出，导致土壤真菌化。土壤真菌群落由子囊菌门、担子菌门、接合菌门、壶菌门和尚待鉴定的真菌等构成，子囊菌门占绝大多数。前20种优势菌株的丰富度高达33.01%—49.28%，其中CK和MCF有15种相同，CK和CF仅6种一致。【结论】长期持续施用化肥可提高作物真菌病害的发生几率，降低土壤有机质；土壤特性是影响真菌种群的重要因素之一，MCF对土壤优势真菌的影响较小，而CF显著改变了土壤真菌的种群结构。
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通过田间试验,研究翻压绿肥对植烟土壤微生物量碳、氮及土壤酶活性的影响,为探索发展低碳烟草农业、构建资源节约型和环境友好型农业,实现烟叶生产的可持续发展和特色烟叶开发提供理论依据。结果表明,翻压绿肥能显著提高土壤微生物量碳、氮及土壤脲酶、酸性磷酸酶、蔗糖酶、过氧化氢酶的活性,绿肥翻压量以22 500 kg/hm2最为适宜。与对照相比,22 500 kg/hm2的处理在烟株不同生育时期土壤微生物量碳、氮提高幅度分别为66.09%~161.28%和76.88%~257.10%,土壤脲酶、酸性磷酸酶、蔗糖酶、过氧化氢酶活性提高幅度分别为31.88%～54.05%,11.15%～17.62%,16.05%～101.06%,41.38%～71.43%,表明翻压绿肥后土壤生物过程活跃,有利于土壤有机物质的转化和烤烟正常生长所需的营养供应。动态变化特征表明,不同翻压量的处理微生物量碳、氮在团棵期同时出现峰值,土壤脲酶、酸性磷酸酶、过氧化氢酶活性在旺长期同时出现峰值,土壤微生物量碳、氮和土壤酶活性的动态变化不同,其峰值与土壤中微生物活性、绿肥腐解规律和土壤矿质营养供应密切相关,可作为评价土壤质量的生物学指标,反映出绿肥养分释放和烟株营养吸收的相互关系。
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为探明实现冬小麦进一步增产增效的调控途径, 于2015—2016年和2016—2017年连续两个生长季, 选用大穗型品种泰农18, 设置2种播种方式(宽幅播种和常规条播)和7个种植密度(130×10 4、200×10 4、270×10 4、340×10 4、410×10 4、480×10 4和550×10 4株 hm -2), 研究了播种方式与种植密度互作对大穗型小麦品种产量和氮素利用率的调控效应。结果表明, 与常规条播相比, 宽幅播种配合增密能够有效缓解单位面积穗数增加与单穗粒重降低、氮素吸收效率提高与氮素内在利用效率下降之间的矛盾, 通过增加单位面积穗数和氮素吸收效率协同提高籽粒产量和氮素利用率。宽幅播种条件下获得最高产量和氮素利用率的密度为410×10 4株 hm -2, 显著高于常规条播条件下的最优密度(340×10 4株 hm -2), 且其增产增效幅度亦显著高于常规条播。综上所述, 宽幅播种配合合理密植具有进一步协同提高大穗型小麦品种产量和氮素利用率的潜力。在本试验条件下, 宽幅播种(苗带宽8~10 cm)与410×10 4株 hm -2密度相匹配是大穗型小麦品种泰农18获得更高产高效的最优组合。
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为了探讨芸薹属绿肥在豫西烟区烤烟生产中的效应，采用大田试验，以休闲期不播种绿肥的烤烟常规栽培为对照，研究了烤烟生产休闲期播种3种芸薹属绿肥（芜菁、芥菜和油菜）翻压后对烤烟生长、主要病害发生状况及经济性状的影响。结果表明：与对照相比，3种芸薹属绿肥翻压均显著增加了烟株的株高和最大叶面积，提高了叶片中叶绿素的含量，增强了叶片的光合速率、蒸腾速率和气孔导度，促进了烟株的生长。3种芸薹属绿肥对烟草花叶病发病率的影响无显著差异，但均显著降低了烟草根结线虫病和黑胫病的发病率。与对照相比，芜菁、芥菜、油菜翻压处理烟草根结线虫病的发病率分别下降了38.5%、27.5%、50.5%，烟草黑胫病的发病率分别下降了47.5%、53.5%、56.4%。与对照相比，芜菁、芥菜、油菜3种芸薹属绿肥翻压显著提高了烤后烟叶的产量、均价和产值，其中，烤后烟叶产量较对照分别提高了8.7%、15.5%、24.7%。综上，豫西烟区田闲期3种芸薹属绿肥翻压效应相比，以芸薹属油菜作为绿肥翻压更有利于烟株的生长，增产效益最佳。
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采用盆栽试验，通过测定烤烟成熟过程中叶片硝酸还原酶（NR）和转化酶（Inv）活性，研究了无机氮肥的追期和追量对烟叶成熟过程中叶片碳氮代谢强度及转化的影响，结果显示：在上、下部叶片成熟过程中，NR和Inv活性下降；随追氮时期推迟或追氮量增加，下部叶NR和Inv活性提高，Inv/NR降低，Inv/NR曲线峰值延后；在移栽后30d内或追氮量低于总施氮量30%时，随追氮时期推迟或追氮量增加，上部叶NR活性、Inv活性、Inv/NR降低。在本试验条件下，于移栽后30d追肥，追氮量30%，最有利于上、下部叶成熟过程中碳氮代谢的协调和适时转化。
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