秸稈還田對土壤理化性狀及煙葉品質(zhì)的影響

摘 要：以云煙87為材料，分析了研究施用水稻秸稈對植煙土壤理化性狀及煙葉品質(zhì)的影響。結(jié)果表明：翻壓水稻秸稈能夠降低土壤容重，提高土壤含水率；增加土壤微生物量碳和微生物量氮含量，增強(qiáng)土壤養(yǎng)分流動；促進(jìn)烤煙生長，增加煙株根系發(fā)育，提高煙株干物質(zhì)積累；提高煙葉的經(jīng)濟(jì)性狀，協(xié)調(diào)煙葉的化學(xué)成分?？傮w而言，施用秸稈可以改良土壤理化性狀，提升煙葉的品質(zhì)特征，施用秸稈量以600 kg/667m2效果最好。

關(guān)鍵詞：秸稈；土壤；煙葉；品質(zhì)

中圖分類號：S572 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-060X（2018）05-0045-04

Effects of Straw Returning on Soil Physical and Chemical Properties and

Quality of Tobacco Leaves

YANG Hui-chao，ZHAN Liang，F(xiàn)AN Cai-yin，LIU Zhi-ping，ZENG Hui-yu，LI Jian-hua

（Changning Branch， Hengyang Company of Hunan Tobacco Company， Changning 421500， PRC）

Abstract：Yunyan-87 was used as material to analyze the effects of rice straw application on physicochemical properties and quality of tobacco leaves. Ploughed decomposition wheat straw can improve soil moisture， reduce soil bulk density； it can increase soil microbial biomass carbon and microbial biomass nitrogen content， and enhance the flow of soil nutrients； it can promote the growth of flue-cured tobacco， increase the root development of tobacco plant， improve the dry matter accumulation of tobacco plant； it can improve the economic characters of tobacco leaves and coordinate the chemical composition of tobacco leaves. Generally speaking， straw application can improve the physical and chemical properties of soil and improve the quality characteristics of tobacco leaves. The best straw content is 9 000 kg/hm2.

Key words：straw； soil； tobacco； quality

近年來，由于大量施用化肥和不合理的農(nóng)業(yè)措施，對我國土壤造成了極大的破壞[1]。一方面，施肥過程中有機(jī)肥使用較少，土壤中的有機(jī)物質(zhì)得不到補(bǔ)充[2]，導(dǎo)致煙田碳氮比下降、微生物活性降低、土壤板結(jié)、土地質(zhì)量衰退[3-4]，進(jìn)而導(dǎo)致煙葉香氣不足、產(chǎn)質(zhì)量下降[5]，嚴(yán)重?fù)p害了煙農(nóng)的利益[6]，限制了我國煙草行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。另一方面，在機(jī)械化使用較為成熟的地區(qū)，采用農(nóng)業(yè)機(jī)械進(jìn)行整地、播種、施肥、收割作業(yè)，導(dǎo)致犁底層堅(jiān)硬，耕作層變淺，養(yǎng)分不易進(jìn)入深層土壤，進(jìn)而造成深層土壤中碳庫組分降低，微生物活性下降，不利于煙草根系的生長。我國秸稈資源豐富，然而大量優(yōu)良的秸稈被丟棄或焚燒，不僅造成了資源的浪費(fèi)，還對環(huán)境造成了污染[7]。秸稈還田是我國目前普遍推廣的土壤改良措施，它不僅能夠改善

土壤理化性質(zhì)、提高土壤有機(jī)質(zhì)含量[8-9]，同時還能增強(qiáng)土壤微生物活性，促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的良性循環(huán)[10-11]。

因此，筆者研究立足于湖南煙區(qū)，通過研究秸稈還田后對植煙土壤養(yǎng)分和烤后煙葉品質(zhì)的影響，探討秸稈還田的實(shí)踐意義，旨在為湖南煙區(qū)土壤改良、有機(jī)物料再利用提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2017年在常寧市進(jìn)行。試驗(yàn)地土壤為水稻土。土壤有機(jī)質(zhì)為35.00 g/kg，堿解氮、速效磷和速效鉀分別為157.60、11.61和67.60 mg/kg[12]。移栽密度1 100株/667m2。氮用量為10.325 kg/667m2，氮、磷、鉀比例為8∶10∶11， 基追肥比例12∶5。供試品種為云煙87。小區(qū)面積333 m2，試驗(yàn)共設(shè)4個處理，分別為T1：常規(guī)施肥；T2：常規(guī)施肥+水稻秸稈300 kg/667m2；T3：常規(guī)施肥+水稻秸稈600 kg/667m2；T4：常規(guī)施肥+水稻秸稈900 kg/667m2。試驗(yàn)共3次重復(fù)，隨機(jī)區(qū)組排列。施用水稻秸稈的處理扣除秸稈中所含的全氮、全磷、全鉀和有機(jī)質(zhì)含量分別為0.30%、0.51%1.52%和73.6%，肥料總量與常規(guī)施肥保持一致。

1.2 測定指標(biāo)及方法

1.2.1 土壤容重及含水率 于移栽當(dāng)和移栽后30、45、60、75和90 d，測定各處理植煙壟體土壤容重和含水率。土壤容重采用環(huán)刀法測定；土壤含水率采用烘干法測定[13]。

1.2.2 土壤微生物量碳及微生物量氮 移栽后30、45、60、75和90 d測定煙株根際土微生物量碳及微生物量氮含量。土壤生物量碳采用氯仿熏蒸提取-容量分析法測定，微生物量氮采用氯仿熏蒸提取-全氮測定法[14]。

1.2.3 根體積 移栽后30、45、60、75和90 d測定煙株根體積變化。測定方法為排水法[15]。

1.2.4 干物質(zhì)積累 移栽后30、45、60、75和90 d取各處理長勢較為一致的煙株3棵，在105℃殺青15 min，60℃烘干至恒重，計(jì)算煙株干物質(zhì)積累情況。

1.2.5 化學(xué)成分 各處理取C3F和B2F等級煙葉1 kg，50℃烘箱烘干，粉碎過60目孔篩，按YC/T159—2002、YC/T162—2002、YC/T162—2002和YC/T217—2007方法測定水溶性總糖、還原糖、煙堿、總氮、氯和鉀含量。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用Microsoft Excel 2003和SPSS l7.0進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 施用秸稈對土壤物理特性的影響

由表1可知，大田增施水稻秸稈能明顯降低耕層土壤容重。移栽當(dāng)天，各處理土壤容重相差不大；移栽后30 d，足量施用秸稈處理（T2和T3）土壤容重明顯低于少量施用和不施用秸稈處理。與對照相比，大田施用秸稈可以促進(jìn)土壤保水能力的提升，增加土壤含水量，且土壤含水率與秸稈施用量呈正相關(guān)。由其是干旱時期，施用秸稈對促進(jìn)土壤水分提高、降低土壤容重作用最為明顯，對煙株根系生長有促進(jìn)作用。

2.2 施用秸稈對土壤微生物量碳和微生物量氮的影響

土壤微生物量碳（soil microbial biomass carbon）是指土壤中體積小于5×103 μm3的生物體內(nèi)所包含的有機(jī)碳，它包括土壤中所有微生物（細(xì)菌、真菌、放線菌）和小型動物，不包括植物組織[16]。由表2可知，在烤煙整個生長期內(nèi)，未施用腐熟秸稈處理土壤微生物量碳含量隨煙株移栽后時間的推進(jìn)呈逐漸降低的趨勢，施用腐熟秸稈后，土壤微生物量碳含量呈先升高后降低的變化趨勢。移栽后30 d，與對照相比，施用秸稈各處理土壤微生物量碳分別增加了9.16%、11.95%和19.12%；移栽后60～75 d，土壤微生物量碳含量達(dá)到最大值，且使用水稻秸稈的處理顯著高于未施用秸稈的處理；移栽后90 d，各處理微生物量碳含量均有所降低。

微生物量氮是土壤氮素重要的儲備庫，在土壤N素循環(huán)及轉(zhuǎn)化過程中起著重要的調(diào)節(jié)作用[17]。由表2可知，在整個生育期內(nèi)，微生物量氮含量呈先減少后增加，之后又降低的趨勢。施用水稻秸稈處理能明顯提高土壤微生物量氮的含量，且各處理間差異達(dá)到顯著水平。在煙株整個生長過程來看，煙株團(tuán)棵期及打頂時期微生物量氮含量最高。

2.3 施用秸稈對煙草根體積的影響

由圖1可以看出，土壤中添加秸稈有利于煙株根體積的增加。施用秸稈處理煙株跟體積增長速率明顯增加，延緩根系老化，有利于煙株吸取更多的水分和營養(yǎng)物質(zhì)促進(jìn)地上部分物質(zhì)積累，有利于煙葉品質(zhì)的提高。

2.4 施用秸稈對干物質(zhì)積累的影響

由表3可知，煙株干物質(zhì)積累隨大田生長期的增加而增加，施用秸稈能夠有效提高煙株干物質(zhì)積累，移栽后30～60 d秸稈施用量與干物質(zhì)積累呈正相關(guān)，但在移栽60 d之后，T2與T3處理干物質(zhì)積累差異逐漸減小。

2.5 施用秸稈對煙葉常規(guī)化學(xué)成分的影響

由表4可知，上部葉總糖及還原糖含量以足量施用秸稈的處理（T2和T3）最高；中部葉總糖和還原糖含量為少量施用秸稈處理（T1）最高，未施用秸稈處理最低，但T1總糖及還原糖含量高于優(yōu)質(zhì)煙葉適宜范圍，T2及T3處理糖分相對含量適中。各處理煙葉煙堿含量各處理均在優(yōu)質(zhì)煙葉適宜范圍內(nèi)，但蛋白質(zhì)含量整體偏高。鉀氯比反映煙葉的燃燒性，其比值大于4較為適宜。由表4可以看出，各處理之間鉀氯比均未達(dá)到適宜范圍，且其規(guī)律不明顯。

2.6 施用秸稈對煙田產(chǎn)量產(chǎn)值的影響

由表5可以看出，與CK相比，施用腐熟秸稈還田煙葉產(chǎn)量和產(chǎn)值均明顯增加，整體表現(xiàn)為T3>T2>T1>CK；各處理之間煙葉均價(jià)差異為達(dá)到顯著水平；施用秸稈可以有效提高煙葉上等煙和中等煙比例，其中以T2和T3處理效果較好，兩者之間差異不明顯。

3 討論與結(jié)論

在微生物的作用下，秸稈在土壤中進(jìn)行著復(fù)雜的分解礦化作用，從而對影響土壤的物理、化學(xué)性狀[18]。秸稈還田可以改善土壤的通氣狀況，減少土壤中水分蒸發(fā)，協(xié)調(diào)土壤中空氣與水分之間的關(guān)系[19-20]，給微生物的活動提供良好的棲息環(huán)境，促進(jìn)煙草生長根系生長[21]。試驗(yàn)研究表明，施用秸稈可以明顯降低煙田耕層土壤容重，提高土壤持水能力，且隨著秸稈施用量的增加，土壤容重有降低趨勢。

土壤微生物量碳、氮是土壤養(yǎng)分和生物活動的驅(qū)動力，它可以指示土壤中有機(jī)養(yǎng)分的動態(tài)變化，是評價(jià)土壤化學(xué)、生物化學(xué)肥力保持的重要指標(biāo)[22-23]。秸稈還田為微生物提供了大量的碳源和適宜的生長環(huán)境，增加了微生物數(shù)量和種群，提高了微生物活性[24]。由于微生物在土壤中不斷的進(jìn)行代謝更新，死亡后的微生物體內(nèi)的碳素和氮素進(jìn)入土壤中，被煙株吸收利用[25]，進(jìn)而促進(jìn)了煙株的生長。試驗(yàn)研究表明：水稻秸稈還田可以明顯增加土壤微生物量碳及微生物量氮含量，且其含量隨著秸稈用量的增加有增長的趨勢。施用秸稈可以明顯提高煙株根系生長速度，增加干物質(zhì)積累量，有利于煙株生長發(fā)育。

煙葉化學(xué)成分是煙葉內(nèi)在質(zhì)量的基礎(chǔ)[26]。只有各種化學(xué)成分含量適宜，且相互之間比例協(xié)調(diào)，煙葉才會具有吃味醇和、香氣充足、內(nèi)在質(zhì)量良好等特點(diǎn)[27]。

試驗(yàn)研究表明：大田施用足量的水稻秸稈烤后煙葉總糖及還原糖含量較為適宜，盡管4個處理煙堿均處于適宜范圍，但施用秸稈后煙葉煙堿含量有所升高，有利于突出濃香型特色風(fēng)格，這與王巖[28]研究結(jié)果相左，可能是土壤性質(zhì)及氣候原因?qū)е碌牟町悺Ｊ┯酶旖斩捒梢蕴岣邿熑~產(chǎn)量、質(zhì)量及上等煙和中等煙比例，增加煙葉產(chǎn)值?？傮w來說，衡陽地區(qū)以施用水稻秸稈量以600 kg/667m2效果最好。

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（責(zé)任編輯：肖彥資）