生物炭是深耕生物有機物料如農作物秸稈、木質物、和绿畜禽糞便等在低氧環境下經過高溫熱解後產生的肥掩一種富含碳的材料。由於生物炭具有比表麵積大、青条疏鬆多孔、炭对土壤吸附能力強和穩定性高的烟叶养分特點，在改良土壤、产质修複生態環境和降低溫室氣體排放等方麵的量和應用價值較大。研究表明，深耕生物施用生物炭可提高土壤的和绿通氣性和保水保肥能力，改善烤煙根係形態生理特征，肥掩促進作物生長及品質改良。青条深耕條件下施用生物炭可促進烤煙根係對鉀元素的炭对土壤吸收，增加土壤微生物數量，烟叶养分提高成熟期葉片葉綠素含量。产质在生物炭的還田方式上，目前已有生物炭條施、穴施、表土層摻混等多種施用技術。由於生物炭自身具有密度低、質量輕的特點，導致其在運輸和直接還田過程中易產生損耗，因此生物炭常作為肥料增效載體與一定量的肥料配伍後施於大田，在不增加勞動力成本的前提下，完成生物炭還田及其他營養元素補充的雙重工序。
河南是濃香型煙葉的典型代表性產區。近年來，隨著工業化和農業生產方式的轉變，煙區普遍存在長期連作、化肥施用過量及土地重用輕養等不科學的種植方式與耕作措施，導致煙田耕層淺、土壤黏重、土壤養分不協調、生物活性下降等現象，影響了煙株根係生長和煙葉品質提升，成為限製河南濃香型煙葉生產持續健康發展的瓶頸。針對以上問題，本研究中選擇豫中典型煙田土壤，通過設置大田深耕與綠肥掩青條件下不同生物炭用量和施用方式的多個處理組合，探究生物炭對煙株農藝性狀、經濟性狀、煙葉化學成分以及土壤養分和微生物數量的影響，旨在探明適合河南煙區土壤改良的生物炭施用組合技術，為生物炭在土壤保育、烤煙營養和品質調控上的應用提供支撐。
試驗於2018—2019年在河南省許昌市襄城縣汾陳鄉雙樓張村進行，試驗地肥力均勻一致，地勢平坦，排灌方便。試驗地前茬作物為煙草，供試煙草品種為中煙100，土壤類型為褐土。2018年10月下旬拔除前茬煙稈和雜草後采集基礎土樣，檢測土壤理化指標，分別為pH7.20、有機質14.6g/kg、總氮0.81g/kg、全磷0.64g/kg、全鉀1.60%（質量分數）、堿解氮79.5mg/kg、速效磷16.8mg/kg、速效鉀134.2mg/kg、陽離子交換量（Cationexchangecapacity，CEC）12.7cmol/kg。生物炭（玉米秸稈）理化性質為：有機質50.1%、氮（N）0.74%、磷（P2O5）0.28%、鉀（K2O）0.86%（均為質量分數，下同）、含水率22.6%，pH7.89。
分別為試驗設置12個處理，包括2個對照（深耕、綠肥掩青）、生物炭用量複合深耕、生物炭用量複合綠肥掩青等10個處理（表1）。條施是在煙壟行的側下方開溝，深度為15～20cm，與煙株行平行距離3～5cm，施入生物炭後用田間本土覆蓋；撒施是在旋耕後將生物炭均勻撒在大田上，隨後起壟將之翻入土壤中；穴施是將生物炭施入按行株距挖好的離煙株2～3cm深度10cm左右的穴內，之後覆土。各處理間氮、磷、鉀用量相同，分別為每畝3.5kg、3.5kg、12.25kg，生物炭含氮量按比例折算為當地施氮量，磷鉀不計算在內，氮肥不足部分用硝酸銨補充，磷鉀肥分別為重過磷酸鈣、硫酸鉀。其他各項田間生產管理措施統一按當地規範化措施進行。綠肥掩青用油菜於2018年10月播種，播種量15.0kg/hm2，次年4月10日掩青。先將油菜田間機械粉碎，然後翻壓20cm掩青，掩青鮮草量21750kg/hm2。油菜含水率93.25%，鮮樣中碳、氮、磷、鉀養分積累量分別為2.54%、0.21%、0.05%和0.48%。
試驗采用區組隨機排列，行株距為110cm×50cm，重複3次，每個處理麵積333.4m2。每個小區選擇有代表性的煙株15株掛牌作標記，圓頂期時測定株高、莖圍、有效葉片數、最大葉長、葉寬等農藝性狀，葉麵積=葉片長×葉片寬×葉麵積指數（0.6345）。采收後煙葉統一裝於烤房中部，按照當地常規烘烤工藝烘烤，挑選烤後C3F等級煙葉用於煙葉化學指標的測定。分別於圓頂期和采收結束後，在兩個煙株間中心點位置耕層（0～20cm）處采集土樣，采用多點取樣法在每個小區選10棵煙株間的土壤混成1個樣品，混勻後將土壤樣品過2mm篩後裝入無菌瓶中，冷藏帶回實驗室並保存於-4℃冰箱中用於土壤細菌及真菌數量的測定；采收結束後，將采集的壟體耕層土壤樣品裝於布袋中，帶回實驗室自然風幹，過篩後用於土壤養分指標的測定。
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