覆蓋模式對烤煙根系活力及根際土壤理化性狀的影響

王德俊　刀靖東　劉浩　張玉豐　王超　孫康　張發(fā)明　李枝樺　林躍平　何曉健　程昌新

摘 要：本文分析了不同覆蓋模式對烤煙根系活力及植煙土壤理化性狀的影響，結果表明：（1）不同覆蓋模式對烤煙根系活力影響均表現(xiàn)為先升高后逐漸下降的趨勢，在移栽后60d，各處理根系活力達到峰值，T4處理（旺長期揭膜+培土+覆蓋稻草）的根系活力最高，為256.35 μg/ g·h;（2）根際土壤蔗糖酶活性呈先升高后下降趨勢，其活性大小表現(xiàn)為T4>T3>T2>T1處理，煙株在旺長期間，T4處理土壤蔗糖酶活性最高，達到5.53 mL/g·d，比對照增加28.01%;（3）根際土壤過氧化氫酶（CAT）活性呈現(xiàn)團棵至旺長期升高，旺長至封頂期降低的趨勢。T2處理（全生長期覆蓋地膜）的根際土壤CAT活性在烤煙生長的團棵期、旺長期最大，在封頂期，T4處理根際土壤的CAT活性最大;（4）秸稈覆蓋能在一定程度上提高植煙壟體含水量和溫度、土壤孔隙度、土壤有機質，略微降低土壤容重和土壤pH值，說明秸稈覆蓋能改善土壤理化性狀。

關鍵詞：烤煙;根際土壤;根系活力;覆蓋模式;理化性狀

中圖分類號：S-3

文獻標識碼：A

文章編號：1008-0457（2019）04-0019-05 國際DOI編碼：10.15958/j.cnki.sdnyswxb.2019.04.004

Effects of Different Mulching Patterns on Tobacco Toot Activity and Physico-chemical Properties of Rhizosphere Soil

WANG De-jun1，DAO Jing-dong1，LIU Hao2，ZHANG Yu-feng3，WANG Chao2，SUN Kang1，ZHANG Fa-ming1，LI Zhi-hua2，LIN Yue-ping1，HE Xiao-jian2，CHENG Chang-xin2*

（1.Tobacco Corporation of Yunnan，Baoshan，Yunnan 678000，China; 2.Hongyun Honghe Tobacco （Group） Co. Ltd.，Kunming，Yunnan 650202，China; 3.Technology Center，China Tobacco Yunnan Industrial Co.，Ltd.，Kunming，Yunnan 650231，China）

Abstract：The effect of different mulching patterns on the root activity of flue-cured tobacco and the physical and chemical properties of rhizosphere soil were studied. The results showed that： （1） root activity of flue-cured tobacco followed the same trend that it increased firstly and then decreased gradually across different treatments. The tobacco root activity of all treatments reached their peak at 60 days after transplantation and T4 （removing film and earthing up on the ridges as well as straw mulching during the blooming stage） recorded the highest root activity which was 256.35 μg/g·h; （2） the sucrase activity in rhizosphere soil increased firstly and then decreased in the whole growth period and the order for sucrase activity was as follows：T4>T3>T2>T1. During the blooming stage，the sucrase activity under T4 was the highest which reached 5.53 mL/g·d，increased by? 28.01% compared with the control group; （3） catalase activity of rhizosphere soil increased from resettling stage to blooming stage and decreased from blooming stage to top-cutting time. Catalase activity in the rhizosphere soil under T2 （mulching film in the whole growth period） was highest during resettling stage and blooming stage while T4 had the highest catalase activity in top-cutting time; （4） straw mulching could improve the soil moisture content，temperature，soil porosity and soil organic matter of tobacco planting ridge to a certain extent and slightly reduce the soil bulk density and soil pH value，which indicated that soil physical and chemical properties could be improved by straw mulching.

Key words：flue-cured tobacco;rhizosphere soil;root activity;mulching patterns;physic and chemical properties

覆蓋秸稈能明顯改善植煙壟體土壤的水、肥、氣、熱狀況，促進煙株根系生長和吸收養(yǎng)分。秸稈腐爛后還田，在分解過程中產(chǎn)生的有機酸等中間產(chǎn)物，有利于0.25～1 mm微團聚體的形成，直接補償土壤潛在肥力消耗，加速土壤物質生物循環(huán)，促進土壤有益微生物和菌群生長，改善根系生長狀況，為煙株正常發(fā)育奠定基礎[1]。有研究表明，覆蓋能抑制地表水分蒸發(fā)，防止表土板結，使得土壤通透性良好，固相、液相和氣相比例趨于合理，進而改善肥力條件。土壤酶是土壤肥力和生產(chǎn)力的重要指標[2]，其活性大小可以敏感地反映出土壤中生化反應的方向和強度，土壤中各種復雜的生化反應，如有機質的分解轉化、腐殖質的合成等過程都是由各種酶來催化推動，以往的研究主要集中在覆蓋對烤煙生理特性和經(jīng)濟、品質的影響[3-7]，覆蓋對植煙土壤水熱溫和微生物的影響[8-13]，而有關覆蓋模式對烤煙根系活力及植煙土壤理化性狀影響研究較少。因此，本文研究了云南保山煙區(qū)不同覆蓋模式對烤煙根系活力及植煙土壤理化性狀的影響，旨在探討適合云南保山煙區(qū)的優(yōu)質烤煙配套生產(chǎn)技術。

1 材料與方法

1.1 試驗基本情況

試驗于2018年在保山市施甸縣甸陽鎮(zhèn)菖蒲塘村進行，試驗地海拔1790 m，土壤質地為黃壤，土壤全氮0.87 mg/g，全磷0.47 mg/g，全鉀29.46 mg/g，土壤pH值6.85，氯離子含量23 mg/kg，有機質25.64 mg/kg，水解氮88 mg/kg，有效磷10.95 mg/kg，速效鉀354.12 mg/kg。供試烤煙品種為K326，行距110 cm，株距55 cm，于4月25日移栽，施肥上純氮用量為105 kg/hm2，N∶P2O5∶K2O=1∶1∶2，其他田間管理措施按照保山市優(yōu)質烤煙生產(chǎn)技術執(zhí)行。

1.2 試驗設計

本試驗設4個處理：T1處理：不覆蓋（CK）;T2處理：全生長期覆蓋地膜;T3處理：旺長期揭膜+中耕培土;T4處理：旺長期揭膜+培土+覆蓋稻草（覆蓋量：9000 kg/hm2）。各處理小區(qū)面積為66.7 m2，每個處理重復3次，各處理按照隨機區(qū)組排列。

1.3 測定項目與方法

根系活力測定采用TTC法[14]，檢測時間分別在移栽后30、45、60、75、90 d進行，土壤酶的檢測方法參考關松蔭的方法[15]，土壤蔗糖酶用硫代硫酸鈉滴定法測定，以每g土壤消耗0.1 mol/L硫代硫酸鈉的體積（單位：mL）表示;土壤過氧化氫酶用高錳酸鉀滴定法測定，以每g土壤消耗0.1 mol/L高錳酸鉀的體積（單位：mL）表示;土壤蔗糖酶和土壤過氧化氫酶檢測時間分別在團棵期（移栽后30 d）、旺長期（移栽后60 d）和封頂期（移栽后80 d）進行，土壤pH值測定采用pH計法（水土比為2.5∶1），土壤含水量采用烘箱烘干法測定計算，土壤容重采用環(huán)刀法[16]，土壤孔隙度采用折算法[17]：土壤孔隙度（%）= 1-（容重/土壤密度）×100%，土壤密度以2.65 g/cm3計算，在移栽后60 d檢測植煙根際土壤理化性狀。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用SPSS 15.0 和DPS 8.01軟件對試驗數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析。

2 結果與分析

2.1 覆蓋模式對大田生長期烤煙根系活力影響

煙草根系是重要的吸收器官和合成器官，根群分布及其活力決定煙株吸收養(yǎng)分、葉片中有機物的合成與積累[18]。方差分析結果表明：烤煙大田生長期間根系活力在不同覆蓋處理間、不同生長期間差異達到極顯著水平。在烤煙生長期間，不同覆蓋模式對烤煙根系活力影響均表現(xiàn)為先升高后逐漸下降的趨勢。移栽后30～45 d時期內(nèi)，以T2處理的根系活力最高，其次為T4處理;45～60 d內(nèi)，根系活力迅速增加，各處理根系活力在移栽后60 d達到峰值，且以T4處理的根系活力最高（256.35 μg/g·h），其次是T2處理212.89 μg/g·h、T3處理193.69 μg/g·h，T1處理的根系活力較低，為179.5 μg/g·h;60～90 d時期內(nèi)，根系活力逐漸下降，均以T4處理的根系活力最高。結果表明：薄膜覆蓋能在煙株生長前期促進根系生長，秸稈覆蓋能在烤煙生長中后期一定程度上提高煙株根系活力。

2.2 覆蓋模式對根際土壤蔗糖酶活性影響

秸稈覆蓋還田可給土壤酶提供大量作用底物，提高了土壤酶的活性[19]。土壤蔗糖酶使蔗糖水解成能夠被煙株和土壤微生物吸收利用的葡萄糖和果糖，為土壤生物體提供能源，進而影響煙株的生長狀況。不同覆蓋模式對烤煙生長期間植煙土壤蔗糖酶活性影響結果見圖1。

從圖1看出，在煙株的整個生長期間，根際土壤蔗糖酶活性呈現(xiàn)先升高后逐漸下降趨勢，多重比較結果表明：在團棵期，根際土壤蔗糖酶活性以T4處理較高，顯著高于T1處理，且T4處理和T3處理差異不顯著，而T3處理和T2處理差異也不顯著;煙株在旺長期間，根際土壤蔗糖酶活性較高，T4處理達到5.53 mL/g·d，比對照增加28.01%，其次為T3處理，比對照增加22.92%;煙株在封頂期間，根際土壤蔗糖酶活性以T4處理較高，其次為T3處理，T2處理較低，可能由于長期蓋膜，抑制了土壤蔗糖酶活性，封頂期土壤蔗糖酶活性總體上比團棵期略低，總體上來看，在移栽后烤煙生長期內(nèi)，根際土壤蔗糖酶活性大小表現(xiàn)為T4>T3>T2>T1處理。

2.3 覆蓋模式對根際土壤過氧化氫酶活性影響

過氧化氫酶屬于氧化還原酶類，能促進H2O2 分解，生成分子氧和水，控制過氧化氫在土壤中積累，對煙株產(chǎn)生毒害作用，為煙株生長提供良好的土壤環(huán)境[20]。覆蓋模式對烤煙生長期間植煙根際土壤過氧化氫酶活性影響結果見圖2。

從圖2看出，4個處理的土壤過氧化氫酶活性均表現(xiàn)為團棵至旺長期升高，旺長至封頂期降低的趨勢。方差分析表明，不同處理之間土壤過氧化氫酶活性均達到5%顯著水平，T2處理（全生長期覆蓋地膜）的根際土壤過氧化氫酶活性在烤煙生長的團棵期、旺長期最大，CAT活性分別較對照增加36.59%、43.82%，其次為T4處理，CAT活性分別較對照增加33.67%、40.17%，在封頂期，T4處理根際土壤的CAT活性最大，較對照增加26.42%，其次為T2處理，T1處理較低。

2.4 覆蓋模式對植煙土壤理化性狀影響

在移栽后60 d，分析不同覆蓋模式對植煙土壤理化性狀的影響，其多重比較結果見表3，由表3可知：就15 cm壟體含水量來說，T2處理、T4處理、T3處理較T1處理平均提高2.27%、1.44%、0.39%;就15 cm壟體溫度來說，T2、T4、T3較T1處理平均提高2.35℃、1.22℃、0.3℃;就土壤孔隙度來說，T4、T3較T1處理平均提高2.65%、1.3%，T2處理較T1處理降低0.62%;就土壤容重來說，T4、T3較T1處理平均降低0.09 g/cm3、0.05 g/cm3，T2處理較T1處理高0.06 g/cm3;就土壤有機質來說，T4、T3、T2較T1處理平均提高0.27%、0.21%、0.11%;就土壤pH值來說，T4、T3較T1處理平均降低0.39、0.17，T2處理較T1處理高0.06;除了T2處理和對照T1處理土壤pH值差異不顯著外，各處理土壤理化性狀差異均達到5%顯著水平，說明不同覆蓋模式對土壤理化性狀影響較大。

總體來說，覆蓋能減少土壤水分蒸發(fā)，使壟體形成封閉的循環(huán)系統(tǒng)。覆蓋也使煙田白天接受較多的太陽輻射，加之土壤水分蒸發(fā)散失量少，土壤濕度提高，增加土壤熱容量，提高地溫，增加土壤有機質含量，調節(jié)土壤酸堿度，略微降低土壤容重和土壤pH值，對煙株生長具有良好促進作用。

3 結論與討論

覆蓋栽培能改善土壤結構，調節(jié)土溫，有效地減少土壤水分蒸發(fā)和散失，并通過毛細管的作用，把非耕層土壤的深層水分提到耕作層，加大耕層土壤濕度，蓄水保墑，有效提高土壤水分利用率，減少水肥流失，提高土壤養(yǎng)分有效性，此外，還可影響植株的代謝過程和體內(nèi)物質再分配，促進烤煙生長發(fā)育的效果[21]。

本試驗結果表明：T4處理（旺長期揭膜+培土+覆蓋稻草）相對T1處理（不覆蓋）能在一定程度上提高耕層壟體土壤的含水量（1.44%）和溫度（1.22℃）、土壤孔隙度（2.65%）、土壤有機質含量（0.27%），略微降低土壤容重（0.09 g/cm3）和土壤pH值（0.39），說明覆蓋（旺長期揭膜+培土+覆蓋稻草）能改善土壤理化性狀。

覆蓋能提高煙株根系活力，但由于蓋膜導致煙株生長中后期壟體溫度過高，抑制了根系正常生長，需要適時揭膜。本研究表明：不同覆蓋模式對烤煙根系活力影響均表現(xiàn)為先升高后逐漸下降的趨勢。移栽后30～45 d時期內(nèi)，以T2處理（全生育期覆蓋地膜）的根系活力最高，其次為T4處理;45～60 d內(nèi)，根系活力迅速增加，各處理根系活力在移栽后60 d達到峰值，T4處理的根系活力最高（256.35 μg/g·h）;60～90 d時期內(nèi)，根系活力逐漸下降。

土壤水熱狀況對土壤酶活性有重要影響[22]，土壤中一切生化過程都是在酶的作用下進行的，土壤營養(yǎng)物質的轉化速度決定于酶促反應[23]。蔗糖酶是參與土壤有機碳循環(huán)，對增加土壤中易溶性營養(yǎng)物質起著重要作用，與土壤養(yǎng)分含量存在顯著正相關[24]。土壤的過氧化氫酶活性較高，說明其土壤中氧化作用較強，根際微生物代謝活躍，過氧化氫分解較快，對根系的毒害作用較弱[25]。

在煙株的整個生長期間，根際土壤蔗糖酶和過氧化氫酶活性均表現(xiàn)為團棵至旺長期升高，旺長至封頂期降低的趨勢。煙株在旺長期間土壤蔗糖酶和過氧化氫酶活性較高，煙株在旺長期間，根際土壤蔗糖酶活性較高，T4處理達到5.53 mL/g·d，比對照增加28.01%;T2處理（全生長期覆蓋地膜）的根際土壤過氧化氫酶活性在烤煙生長的團棵期、旺長期最大，CAT活性分別較對照增加36.59%、43.82%，其次為T4處理，CAT活性分別較對照增加33.67%、40.17%，在封頂期，T4處理根際土壤的CAT活性最大，較對照增加26.42%。說明秸稈覆蓋能在一定程度上提高土壤酶活性。

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