不同有機物料對植煙土壤改良效應研究

?王 燦，向鵬華

（1. 湖南省煙草公司，湖南 長沙 410004；2. 湖南省煙草公司衡陽市公司，湖南 衡陽 421001）

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不同有機物料對植煙土壤改良效應研究

王 燦1，向鵬華2

（1. 湖南省煙草公司，湖南 長沙 410004；2. 湖南省煙草公司衡陽市公司，湖南 衡陽 421001）

摘 要：采用田間試驗，采取定點動態(tài)監(jiān)測的手段研究不同有機物料部分替代傳統(tǒng)肥料，分析有機物料對煙田土壤基本性狀和肥力及煙草生長性狀的影響。結果表明：在煙株不同生長時期，稻殼生物炭處理土壤pH值都較其他處理有明顯的升高；蚯蚓糞處理土壤有機質(zhì)含量及CEC均保持在較高水平，試驗結束期，有機質(zhì)含量及CEC顯著高于其他處理，比對照分別提高5.6%和6.2%。蚯蚓糞處理土壤全磷、堿解氮、速效磷、緩效鉀含量顯著高于對照處理，而土壤全鉀含量卻顯著低于對照處理，而其他處理與對照差別不大。

關鍵詞：土壤改良；有機物料；煙田

長期的生產(chǎn)實踐表明，連作給煙草農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來了許多危害，如土壤營養(yǎng)物質(zhì)的失衡、有毒物質(zhì)的積累、產(chǎn)質(zhì)量明顯下降等問題突發(fā)，進而影響土壤的利用效率，制約了農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，造成農(nóng)田生態(tài)環(huán)境惡化[1-2]。煙草的生長狀況、產(chǎn)量品質(zhì)與栽培措施、土壤肥力水平及構成等因素有密切聯(lián)系[3]。因此，開展連作植煙土壤的培肥研究具有重要意義。目前，關于培肥措施及材料對煙田土壤性質(zhì)或煙草品質(zhì)影響的報道較多[4-6]，但培肥后對土壤性質(zhì)變化與煙草品質(zhì)的協(xié)同關系的研究卻鮮見報道。

研究采用田間試驗，針對湘南植煙土壤連作中肥力下降、土壤養(yǎng)分失衡、煙葉品質(zhì)降低的問題，探討不同有機物料部分替代傳統(tǒng)肥料后，對煙田土壤基本性狀和肥力及煙草生長性狀的影響。采取定點動態(tài)監(jiān)測的手段對煙株生長各個時期下土壤性質(zhì)變化及煙株農(nóng)藝性狀進行綜合分析，進而篩選出本地區(qū)煙田土壤最適宜的改良模式，為湘南地區(qū)烤煙生產(chǎn)提供理論依據(jù)和技術支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

蚯蚓糞（湖南農(nóng)業(yè)生物資源利用研究所提供）、活性炭（湖南省農(nóng)業(yè)生物資源利用研究所提供）、有機肥料（湖南原生生物科技股份有限公司生產(chǎn)的麓原有機肥，總養(yǎng)分5%，有機質(zhì)45%）、煙草專用基肥（N∶P2O5∶K2O=8∶9∶10）、專用追肥（N∶K2O=10∶32）、提苗肥（N∶P2O5=20∶9，純N、P2O5、K2O分別為165、165、462 kg/hm2）硫酸鉀（K2O∶50%）、硝酸鉀（N∶K2O=13.5∶44.5）、鈣鎂磷肥（P2O5∶12%）。

1.2 試驗設計

試驗在煙稻連作區(qū)衡陽衡南縣良田鎮(zhèn)開展，選則有代表性、肥力均勻的試驗田布置小區(qū)。設置4個試驗處理，3個重復，共12個小區(qū)，隨機區(qū)組排列，每個小區(qū)約90 m2，除施肥不同外，其余種植措施均按照當?shù)責熮r(nóng)常規(guī)種植模式進行。

T1，在標準施肥的基礎上，以堆肥為主，蚯蚓糞4 000 kg/hm2（用蚯蚓糞替代50%的專用基肥，專用基肥減半，按照450 kg/hm2施用）。

T2，在標準施肥的基礎上，以稻谷殼灰化為主，活性炭5 250 kg/hm2（用稻殼炭替代50%的專用基肥，專用基肥減半，按照450 kg/hm2施用）。

T3，在標準施肥的基礎上，施用有機肥（總養(yǎng)分5%，有機質(zhì)45%）1 380 kg/hm2，另外再添加41.25 kg/hm2硫酸鉀補齊鉀素（用麓原有機肥替代50%的專用基肥，專用基肥減半，按照450 kg/hm2施用）。

T4（CK）：常規(guī)操作，施用衡陽煙草套餐施肥（同衡陽公司標準施肥）。

衡南縣標準施肥肥料及用量為：煙草專用基肥900 kg/hm2、專用追肥375 kg/hm2、硝酸鉀225 kg/hm2、硫酸鉀375 kg/hm2、鈣鎂磷肥600 kg/hm2、提苗肥75 kg/hm2。

1.3 樣品采集與分析方法

在煙草生長過程各個時期（即團棵期、旺長期、成熟期）以及結束期采集土壤樣品進行理化分析，同時觀察記載煙葉生長過程中農(nóng)學性狀變化。

土壤物理性狀指標分析：容重、最大田間持水量、孔隙度。

土壤農(nóng)化性狀指標分析：pH值、有機質(zhì)含量、堿解氮、速效磷、鉀、緩效鉀、陽離子交換量。

煙葉農(nóng)學性狀觀察記載：生育期變化、株高、有效葉片數(shù)、最大葉的葉長/寬。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析

采用Microsoft Excel 2003進行數(shù)據(jù)整理，并用SAS 9.0國際通用統(tǒng)計軟件包對不同處理進行統(tǒng)計分析，鄧肯氏新復極差法進行多重比較。

2 結果與分析

2.1 有機物料對植煙土壤主要物理性狀影響

由表1可以知，與對照處理相比較，有機物料施入土壤后，均可在一定程度上降低土壤容重，增加土壤孔隙度，提高土壤最大田間持水量，從而增強土壤的持水能力。各處理均提高了土壤孔隙度，其中以T1處理提高幅度最大，提高了2.93%，處理間差異不顯著，T1降低土壤容重與孔隙度幅度最大，可能與T1處理有機物料施入量較大有一定的關系。各處理的土壤最大田間持水量較對照增加0.7～2.42個百分點，除T3外，其余處理能在一定程度上增強土壤的持水性能，其中以T1效果最佳。

表1　有機物料對土壤物理性狀的影響

2.2 有機物料對植煙土壤pH值、有機質(zhì)、陽離子交換量的影響

由表2可知，施入不同有機物料，對植煙土壤的pH值、有機質(zhì)及CEC有不同程度的影響。施用稻殼生物炭T3處理，在煙株不同生長時期，土壤pH值都較其他處理有明顯的升高，這說明施用稻殼生物炭可以增加植煙土壤的pH值。煙葉收獲后，施用稻殼生物炭處理土壤pH值比其他處理略有增加，但增加不明顯。

表2　各處理植煙土壤pH、有機質(zhì)、陽離子交換量動態(tài)變化

由表2可知，施用有機物料在不同程度上都能增加植煙土壤有機質(zhì)含量，在煙草生長初期至收獲結束時段，T1處理土壤有機質(zhì)含量均保持在較高水平，尤其試驗結束期，其有機質(zhì)含量比對照提高5.6%，差異顯著。這表明施用蚯蚓糞有利于植煙土壤有機質(zhì)的積累和形成。

試驗中陽離子交換量在煙株生長各時期中均以T1蚯蚓糞處理最高，相比對照T4提高6.2%。試驗表明煙田施入高品位的有機物料，能不同程度的增加植煙土壤中陽離子交換量。

2.3 有機物料對植煙土壤養(yǎng)分的影響

由表3可知，在煙草各個生育期內(nèi)，不同有機物料對土壤全氮的影響并不大，但對全磷、全鉀有顯著的影響。磷素能促進植物根系的生長，提高植物的抗逆能力和適應性，在煙草生育前期T1處理的土壤全磷含量顯著高于其他處理，對于煙株生長具有重要的意義。而在煙株各生育期中，T1處理的土壤全鉀含量卻顯著低于其他處理，這說明施用蚯蚓糞可能促進土壤中全磷的釋放。

表3　各處理土壤全量氮磷鉀分析變化（g/kg）

速效養(yǎng)分可以作為評價養(yǎng)分供給能力的指標，由表4可以看出，各處理在煙株各個時期對土壤堿解氮的影響效果均明顯高于對照，說明使用有機物料對土壤堿解氮含量有顯著影響；在煙株需氮高峰的旺長期（5-15），土壤堿解氮含量處理與對照差異明顯，T1對土壤堿解氮的影響效果最明顯，各處理旺長期堿解氮含量的具體大小順序為：T1＞T3＞T2＞對照。

表4　各處理土壤速效養(yǎng)分變化（mg/kg）

各處理旺長期土壤有效磷含量的大小順序為：T1 ＞T3＞T2＞對照，T1處理與對照及T2、T3差異顯著。土壤供鉀能力是煙草吸收鉀素的基礎，是影響煙葉含鉀量等諸多因素中最根本也是最直接的因素，緩效鉀則可在一定程度上體現(xiàn)土壤的供鉀能力，由表4可知，T1處理與其他處理有極顯著差異。T1處理蚯蚓糞施入植煙土壤中，對土壤的供氮、供磷、供鉀能力都有積極作用。

2.4 有機物料對煙株農(nóng)藝性狀的影響

從不同有機物料處理的烤煙在團棵期與旺長期的農(nóng)藝性狀，如表5所示。試驗按等養(yǎng)分設計，施用不同有機物料各處理株高、葉片在煙草團棵期差異顯著，處理間差異不明顯，其中以T1、T3處理為最優(yōu)，到旺長后期打頂后，由于煙草操作的特殊性，每株留葉數(shù)大體相當，從表5可以看出，T1、T2處理在株高、最大葉長寬方面顯著高于T3、T4。這說明添加有機物料對煙株的生長沒有產(chǎn)生副作用，反而有較好的促進作用。

表5　有機物料對各處理煙株農(nóng)藝性狀的影響

另外，衡由于南試驗田受強對流天氣影響，導致試驗田煙葉受水淹嚴重，后期的經(jīng)濟效益與煙葉化學品質(zhì)分析中止。

3 結論與討論

不同有機物料施入土壤后，均可在一定程度上降低土壤容重，增加土壤孔隙度，提高土壤最大田間持水量，其中蚯蚓糞處理土壤孔隙度及最大田間持水量增幅最大。

煙葉品質(zhì)的好壞主要是土壤營養(yǎng)、空間營養(yǎng)和煙株營養(yǎng)共同平衡和協(xié)調(diào)的結果，其中土壤營養(yǎng)是根本，烤煙生長和發(fā)育所需的礦質(zhì)營養(yǎng)物質(zhì)基本上都來源于土壤，土壤的組成和性質(zhì)從根本上決定了對烤煙營養(yǎng)元素的供應狀況。土壤養(yǎng)分是指土壤提供的供植物生長所必須的營養(yǎng)元素，是構成土壤環(huán)境的重要組成部分，它們能直接影響煙株的根系特征，進而決定煙葉的產(chǎn)量和品質(zhì)，植煙土壤施入不同的有機物料會造成土壤養(yǎng)分的空間變異和生物活性的變化。因此對施用不同有機物料后煙田土壤中pH值、有機質(zhì)、陽離子交換量（CEC）進行測定與分析，以探討施入不同的有機物料對土壤養(yǎng)分供應狀況的響。

大量研究表明施用生物炭能有效改良較酸土壤的pH值[7-9]。在煙株不同生長時期，稻殼生物炭處理土壤pH值較其他處理有明顯的升高。土壤有機質(zhì)含量是評價植煙土壤肥力的重要參考指標，有機質(zhì)也是煙株生長所需營養(yǎng)主要來源之一，適宜的有機質(zhì)含量水平可起著改善土壤團聚體結構、土壤通透性，促進土壤微生物活動等作用[10]。資料表明，土壤陽離子交換量是影響土壤緩沖能力高低，也是評價土壤保肥能力、改良土壤和合理施肥的重要依據(jù)[11]。蚯蚓糞處理土壤有機質(zhì)含量及CEC均保持在較高水平，在試驗結束期，其有機質(zhì)含量及CEC明顯高于其他處理，比對照分別提高5.6%和6.2%，差異顯著。

研究表明，氮素是烤煙生產(chǎn)中的重要元素，對煙葉產(chǎn)質(zhì)量具有顯著影響，堿解氮可以衡量土壤的供氮能力，與作物的生長發(fā)育密切相關。在煙株各生育期中，蚯蚓糞處理土壤全磷含量顯著高于對照處理，而土壤全鉀含量卻顯著低于對照處理，其他處理與對照差異不顯著；不同有機物料中以蚯蚓糞處理對土壤堿解氮、速效磷、緩效鉀的影響效果最明顯，差異達到顯著，而其他處理與對照差別不大，說明蚯蚓糞施用對土壤的供氮、供磷、供鉀能力都有積極作用。

不同有機物料各處理株高、葉片在煙草團棵期處理間差異不明顯，其中以蚯蚓糞、稻殼生物炭處理為最優(yōu)。

參考文獻：

[1] 李裕元，邵明安. 模擬降雨條件下施肥方法對坡面磷素流失的影響[J]. 應用生態(tài)學報，2002，13（11）：1421-1424.

[2] 張亞麗，李懷恩，張興昌，等. 間歇降雨條件下黃土坡面土壤溶質(zhì)的遷移特征[J]. 中國農(nóng)業(yè)科學，2009，42（4）：1299-1305.

[3] 王通明，陳 偉，潘文杰，等. 兩種施肥方式對煙草光合色素及葉綠素熒光特性的影響[J]. 西南農(nóng)業(yè)學報，2012，25（6）：2162-2166.

[4] 郭群召，吳學巧. 煙田施用菜籽餅肥對土壤酶活性及煙葉質(zhì)量的影響[J]. 中國農(nóng)學通報，2006，22（12）：380-382.

[5] 劉國順，劉韶松，賈新成，等. 煙田施用有機肥對土壤理化性狀和煙葉香氣成分含量的影響[J]. 中國煙草學報，2005，11（3）：29-33.

[6] 王 巖，劉國順. 不同種類有機肥對烤煙生長及其品質(zhì)的影響[J].河南農(nóng)業(yè)科學，2006，（2）：81-84.

[7] 張文玲，李桂花，高衛(wèi)東. 生物質(zhì)炭對土壤性狀和作物產(chǎn)量的影響[J]. 中國農(nóng)學通報，2009，25（17）：153-157.

[8] 李 卉，李寶珍，鄒冬生，等. 水稻秸稈不同處理方式對亞熱帶農(nóng)田土壤微生物生物量碳、氮及氮素礦化的影響[J]. 農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化研究，2015，36（2）：303-308.

[9] 袁金華，徐仁扣. 稻殼制備的生物質(zhì)炭對紅壤和黃棕壤酸度的改良效果[J]. 生態(tài)與農(nóng)村環(huán)境學報，2010，26（5）：472-476.

[10] Magrini-Bair K A，Czernik S，Pilath H M，et al. Biomass derived, carbon sequestering, designed fertilizers[J]. Annals of Environmental Science，2009，（3）：217-225.

[11] 黃昌勇. 土壤學[M]. 北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2000.

（責任編輯：夏亞男）

Effects of Different Organic Materials on Soil Improvement of Tobacco-growing field

WANG Can1，XIANG Peng-hua2（ 1. Hunan Tobacco Corporation, Changsha 410004, PRC; 2. Hengyang Tobacco Company, Hunan Tobacco Corporation, Hengyang 421001, PRC）

Abstract：Through the dynamic monitoring at fixed points, this research conducted a field experiment to study the effects of different organic materials on soil basic properties, fertility and the growth characteristics of tobaccos after replacing part of traditional fertilizers with different organic materials. The results showed that at different growing stages of tobacco plants, pH value of the rice husk biological carbon treatment was of significant increase compared to other treatments, and soil organic matter content and CEC of the earthworm manure treatment were at relatively high levels. At the end of the experiment, the soil organic matter content and CEC of the earthworm manure treatment were significantly higher than those of other treatments, which increased by 5.6% and 6.2% than those of control, respectively. The contents of total phosphorus, alkaline hydrolytic nitrogen, available phosphorus and slowly available potassium were significantly higher than those of the control, while the content of soil total potassium was significantly lower than that of the control; other treatments were not different from the control obviously.

Key?words：soil improvement; organic material; tobacco-growing field

作者簡介：王 燦（1986-），男，湖南株洲市人，碩士，主要從事煙葉生產(chǎn)管理與煙葉科研工作。

基金項目：湖南省煙草公司重點項目 (14-16ZDAa01)

收稿日期：2015-11-27

DOI:10.16498/j.cnki.hnnykx.2016.01.010

中圖分類號：Q945.78

文獻標識碼：A

文章編號：1006-060X（2016）01-0030-04