酸性土壤施石灰對(duì)土壤理化性質(zhì)、微生物數(shù)量及煙葉產(chǎn)質(zhì)量的影響

唐 明，向金友，袁 茜，謝 冰，3，程智敏，蔡 毅，黃 勝，楊 蘋(píng)

(1.四川省宜賓市農(nóng)業(yè)科學(xué)院，四川宜賓644600;2.四川省煙草公司宜賓市公司，四川宜賓644600;3.四川農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，四川溫江611130)

生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)煙葉受多方面因素的影響，如土壤條件、栽培技術(shù)、品種、氣候和烘烤技術(shù)等，而土壤酸度是土壤條件中影響土壤養(yǎng)分轉(zhuǎn)化及其有效性的決定因素之一［1］。宋承鑒［2］報(bào)道，生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)煙葉的最適土壤酸度范圍為pH 5.5～6.5。近年來(lái)，宜賓市土壤酸化情況越來(lái)越嚴(yán)重。王光合等［3］研究表明，宜賓煙區(qū)pH＜5.5的土壤占38.58%，且在興文、筠連等產(chǎn)煙大縣表現(xiàn)尤為嚴(yán)重。宜賓市農(nóng)業(yè)科學(xué)院與四川省煙草公司宜賓市公司項(xiàng)目組研究表明，施用石灰對(duì)改良宜賓市植煙土壤、控制土傳病害發(fā)生、提高煙葉產(chǎn)質(zhì)量方面有顯著成效。目前，施石灰對(duì)煙田土壤酸度、酶活性及煙葉產(chǎn)量和品質(zhì)的影響已有一些研究［4-6］，但涉及施石灰對(duì)煙田土壤微環(huán)境的影響研究較少。筆者研究了石灰施用對(duì)植煙土壤理化性質(zhì)、土壤微生物數(shù)量、煙葉產(chǎn)質(zhì)量及化學(xué)成分的影響，以期為宜賓市酸性土壤改良、保障土壤資源可持續(xù)利用和煙葉生產(chǎn)發(fā)展提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料 供試烤煙品種為K326。試驗(yàn)在興文縣大壩鎮(zhèn)先合村四組宜賓市煙草公司建設(shè)的烤煙科技園區(qū)的田塊上進(jìn)行，海拔500 m，土壤類(lèi)型為黃壤。土壤農(nóng)化性狀為有機(jī)質(zhì)26.88 g/kg，pH 5.06，全氮0.69 g/kg，全磷0.28 g/kg，全鉀 24.03 g/kg，堿解氮 89.79 mg/kg，速效磷 14.11 mg/kg，速效鉀110.12 mg/kg。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 設(shè)4個(gè)處理:處理①750 kg/hm2;處理②1 500 kg/hm2;處理③2 250 kg/hm2;處理④(CK)不施石灰。3次重復(fù)，重復(fù)間走道寬0.5 m，四周設(shè)保護(hù)行。石灰于移栽前2個(gè)月撒施，翻耕。田間管理和生產(chǎn)措施均勻、一致。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目與方法

1.3.1 耕層土壤樣品的采集與理化性質(zhì)的測(cè)定。在石灰施用前(2月上旬)及煙葉采收后(8月上旬)，每個(gè)小區(qū)經(jīng)5點(diǎn)法用土鉆取0～20 cm土層的土壤制成混合土樣，剔除石頭、植物殘?bào)w和其他雜物，帶回實(shí)驗(yàn)室，過(guò)2 mm篩。一部分置于冰箱(4℃)保存，用于測(cè)定土壤微生物數(shù)量(測(cè)定前于25℃條件下預(yù)培養(yǎng)1 d);另一部分置于陰涼通風(fēng)處風(fēng)干，用于測(cè)定土壤理化性質(zhì)。用PHS-3C型酸度計(jì)，測(cè)定土壤pH，土∶水為1.0∶2.5;有機(jī)質(zhì)的測(cè)定采用重鉻酸鉀外加熱法;全氮的測(cè)定采用半微量開(kāi)氏法;全磷、全鉀的測(cè)定分別采用HClO4消煮和HF-HClO4消煮，火焰光度法;堿解氮的測(cè)定采用堿解擴(kuò)散法;速效磷的測(cè)定采用碳酸氫鈉提取-鉬銻抗比色法;速效鉀的測(cè)定采用1 mol/L乙酸銨浸提-火焰光度法。

1.3.2 土壤微生物數(shù)量的測(cè)定。土壤細(xì)菌、放線(xiàn)菌和真菌的測(cè)定分別用牛肉膏蛋白胨瓊脂培養(yǎng)基、高氏一號(hào)培養(yǎng)基和馬丁氏培養(yǎng)基稀釋平板法。

1.3.3 煙草農(nóng)藝性狀、經(jīng)濟(jì)性狀和化學(xué)成分的測(cè)定。煙草成熟期農(nóng)藝性狀采用YC/T142-1998［7］規(guī)定的調(diào)查方法;煙草經(jīng)濟(jì)性狀(產(chǎn)量、產(chǎn)值、上等煙比例、中等煙比例、均價(jià)等)按國(guó)家42級(jí)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分級(jí)，按當(dāng)?shù)責(zé)熑~不同等級(jí)收購(gòu)價(jià)格計(jì)產(chǎn)、計(jì)質(zhì);煙草化學(xué)成分的測(cè)定按王瑞新［8］的方法。

1.4 數(shù)據(jù)處理方法 試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel2007進(jìn)行統(tǒng)計(jì);采用DPS7.05軟件進(jìn)行差異性顯著性檢驗(yàn)(LSD法)。

2 結(jié)果與分析

2.1 施用石灰對(duì)植煙土壤理化性質(zhì)的影響 由表1可知，施用石灰可以明顯提高土壤pH。與對(duì)照相比，處理①、②、③的pH分別提高了0.25、0.53和0.68個(gè)單位。這主要是由于石灰可以中和土壤中交換性酸和活性酸［9］。施用石灰后，土壤有機(jī)質(zhì)含量低于對(duì)照，而土壤堿解氮、速效磷、速效鉀含量均高于對(duì)照，其中處理①、②、③的有機(jī)質(zhì)含量分別比CK減少0.83、0.45、2.11 g/kg，土壤堿解氮含量分別提高1.34、3.86、3.83 mg/kg，土壤速效磷含量分別提高 1.71、1.95、1.59 mg/kg，土壤速效鉀含量分別提高 0.75、1.30、2.95 mg/kg。這可能是由于施用石灰改善土壤微生物的活動(dòng)條件，加速含碳有機(jī)物的轉(zhuǎn)化，增加土壤含氮量，促進(jìn)有機(jī)質(zhì)的分解，從而釋放出更多的養(yǎng)分。

表1 石灰對(duì)煙葉采收后植煙土壤pH、有機(jī)質(zhì)和有效養(yǎng)分含量的影響

2.2 施用石灰對(duì)植煙土壤微生物數(shù)量的影響 土壤微生物是土壤生態(tài)系統(tǒng)的重要組分之一，對(duì)土壤礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)循環(huán)、土壤有機(jī)質(zhì)的分解、土壤肥力的維持和提高起關(guān)鍵作用。由表2可知，在石灰施用前和煙葉采收后各處理三大微生物數(shù)量順序均為細(xì)菌＞放線(xiàn)菌＞真菌，且細(xì)菌數(shù)量遠(yuǎn)大于其他微生物數(shù)量;細(xì)菌數(shù)量和放線(xiàn)菌數(shù)量隨石灰施用量的增加而增加，而真菌數(shù)量則隨石灰施用量的增加而降低，且不同處理三大微生物數(shù)量間均達(dá)到差異0.05水平顯著;在煙葉采收后處理①、②、③的細(xì)菌、放線(xiàn)菌數(shù)量分別比CK提高32.7%～115.8%和32.9% ～73.3%，而真菌數(shù)量則降低了25.0%～51.9%。這說(shuō)明施用石灰提高了土壤pH，有利于細(xì)菌和放線(xiàn)菌的繁殖和發(fā)育，不利于真菌的繁殖和發(fā)育。

表2 石灰對(duì)植煙土壤微生物數(shù)量的影響 ×106cfu/g

2.3 施用石灰對(duì)煙株農(nóng)藝性狀的影響 由表3可知，與對(duì)照相比，處理①、②、③的株高、莖圍、腰葉長(zhǎng)寬、葉片數(shù)均有不同程度增加，節(jié)距有不同程度減小。由此可知，在酸性土壤施用適量石灰，有利于煙株的生長(zhǎng)。

2.4 施用石灰對(duì)烤煙經(jīng)濟(jì)性狀的影響 由表4可知，與對(duì)照相比，施用石灰的處理在產(chǎn)量、產(chǎn)值、均價(jià)、上中等煙葉比例等方面均有一定程度的提高，其中處理①、②、③產(chǎn)值分別比對(duì)照增加1 564.2、3 548.7、3 904.2元/hm2。經(jīng)方差分析，發(fā)現(xiàn)處理②、③的產(chǎn)量、產(chǎn)值、均價(jià)、上中等煙比例與處理①、④間均達(dá)到0.05顯著水平，而處理②、③間差異不顯著。由此可見(jiàn)，酸性土壤施用石灰處理的煙葉經(jīng)濟(jì)性狀優(yōu)于未施石灰處理，且當(dāng)石灰施用量低于1 500 kg/hm2時(shí)處理間煙葉產(chǎn)量、產(chǎn)值差異在0.05水平顯著，而石灰施用量在1 500～2 250 kg/hm2時(shí)產(chǎn)量、產(chǎn)值差異不顯著。有研究指出，大量施用石灰易造成土壤板結(jié)，影響土壤結(jié)構(gòu)，甚至?xí)鹜寥棱洝⑩}、鎂等元素的平衡失調(diào)［10-11］。因此，從煙葉經(jīng)濟(jì)性狀和土壤安全性方面綜合考慮，在酸性土壤建議施石灰1 500 kg/hm2。

表3 石灰對(duì)煙株農(nóng)藝性狀的影響

表4 石灰對(duì)烤煙經(jīng)濟(jì)性狀的影響

2.5 施用石灰對(duì)煙葉化學(xué)成分的影響 由表5可知，與對(duì)照相比，處理①、②、③中部煙葉的總氮、總糖、還原糖含量均有一定的提高，而煙堿含量降低?？傮w上，各處理中部煙葉的化學(xué)成分基本協(xié)調(diào)。

表5 石灰對(duì)煙葉化學(xué)成分的影響 %

3 小結(jié)與討論

(1)土壤酸度是影響土壤理化性質(zhì)的重要因素之一。Huber等［12］發(fā)現(xiàn)，施石灰可以加速土表腐殖質(zhì)的礦化，降低土壤有機(jī)質(zhì)。Nakamura等［13］指出，pH對(duì)土壤有機(jī)氮含量影響明顯。李壽田等［14-15］研究表明，磷在酸性土壤中易與無(wú)定形鐵鋁氧化物形成難溶性的磷酸鹽，而施用石灰能夠提高土壤磷的有效性。何電源［16］研究發(fā)現(xiàn)，土壤中K+和Ca2+可以競(jìng)爭(zhēng)相同的吸附位點(diǎn)，而K+對(duì)土壤吸附位的親和力比Ca2+弱，施用石灰可以增加K+的活性。該研究結(jié)果表明，施用石灰后土壤pH、堿解氮、速效磷、速效鉀含量升高，而土壤有機(jī)質(zhì)含量降低，其中施用石灰處理的pH比未施用石灰處理增加0.25～0.68個(gè)單位，且當(dāng)石灰施用量為1 500～2 250 kg/hm2時(shí)土壤pH從5.06提升至5.5～6.5，從而達(dá)到烤煙生產(chǎn)的最適土壤pH范圍［2］。

(2)土壤微生物可以反映土地的生產(chǎn)力和穩(wěn)定性［17］，對(duì)土壤透氣、保肥、供肥等因素有著直接作用。劉高遠(yuǎn)等［18］指出，土壤中的有益細(xì)菌能分解土壤有機(jī)物，分泌抗生素物質(zhì)，阻止有害病原菌的侵染或加速有害病原菌的死亡等。韓雪等［19］研究表明，土壤真菌多數(shù)是致病菌，與土傳病害的發(fā)生直接相關(guān)。李瓊芳［20］研究表明，放線(xiàn)菌中許多種群能分泌抗生素物質(zhì)，對(duì)有害微生物的生長(zhǎng)與發(fā)育起拮抗作用。該研究發(fā)現(xiàn)，施用石灰后土壤細(xì)菌和放線(xiàn)菌數(shù)量增加，真菌數(shù)量減少，且不同處理間差異在0.05水平顯著，說(shuō)明施用石灰有利于土壤細(xì)菌、放線(xiàn)菌生長(zhǎng)繁殖，不利于土壤真菌的生長(zhǎng)繁殖。這可能也是施用石灰能有效控制土傳病害的主要原因。

(3)施用石灰能顯著提高煙株的農(nóng)藝性狀和經(jīng)濟(jì)性狀，有利于煙株的生長(zhǎng)發(fā)育，并且煙葉的化學(xué)成分也得到相應(yīng)改善。值得注意的是，在酸性土壤(pH為5.06)石灰施用量為1 500、2 250 kg/hm2間差異不顯著，說(shuō)明在石灰施用量超過(guò)一定范圍后，增產(chǎn)、增值效果降低。因此，從石灰施用量的安全性和經(jīng)濟(jì)效益等方面綜合考慮，在與試驗(yàn)地相似酸性土壤上建議施用石灰1 500 kg/hm2。

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