生物醋液對(duì)土壤改良效果及烤煙生長(zhǎng)的影響

王 曉， 覃青青， 周建云， 賓 俊， 唐澤兵， 黃 寧， 胡 勇

(1.貴州大學(xué) 林學(xué)院，貴州 貴陽 550025； 2.貴州大學(xué) 農(nóng)學(xué)院， 貴州 貴陽 550025； 3.貴州省煙草公司 貴陽市公司， 貴州 貴陽 550000； 4.貴州大學(xué) 煙草學(xué)院， 貴州 貴陽 550025)

煙草是我國重要的經(jīng)濟(jì)作物，烤煙的優(yōu)質(zhì)高效栽培對(duì)于煙草行業(yè)的發(fā)展具有重要意義。土壤是烤煙栽培的基礎(chǔ)，也是目前限制烤煙栽培的因素之一?？緹熢耘喑Ｄ赀B作以及栽培生產(chǎn)中化肥大量施用，有機(jī)肥用量不足，已導(dǎo)致烤煙栽培土壤肥力降低、烤煙品質(zhì)下降[1-4]。生物醋液是一種具熏臭味的赤褐色生物質(zhì)熱裂解液，主要原材料包括竹材、作物秸稈、木材及木材加工廢棄物等。其成分復(fù)雜，主要是酸、醇、酚和酮等有機(jī)物，可作為土壤改良劑。程虎等[5]采用室內(nèi)培養(yǎng)法研究木醋液對(duì)堿性土壤微生物區(qū)系和土壤酶活性的影響發(fā)現(xiàn)，木醋液可顯著增加土壤真菌及細(xì)菌的數(shù)量，且能夠激活土壤酶活性。鄒小明等[6]研究竹醋液對(duì)土壤微生物及酶活性的影響發(fā)現(xiàn)，低濃度竹醋液能夠促進(jìn)土壤微生物的生長(zhǎng)，提高土壤酶活性。王富等[7]研究發(fā)現(xiàn)，施用木醋液能夠提高土壤有機(jī)質(zhì)含量。杜薇等[8]認(rèn)為，不同稀釋倍數(shù)的木醋液對(duì)沙地土壤的酶活性影響不同。生物醋改良土壤效果研究多集中在某種土壤類型，涉及作物土壤的較少，綜合研究生物醋液對(duì)土壤特性以及土壤栽培植物生長(zhǎng)的影響能夠更好地評(píng)估生物醋液改良土壤的效果。目前，生物醋液在烤煙栽培中的應(yīng)用研究多集中在對(duì)烤煙生長(zhǎng)及品質(zhì)量的影響方面[9-13]，對(duì)植煙土壤特性影響的研究尚未見報(bào)道。因此，開展相關(guān)研究對(duì)于生物醋液在烤煙栽培中的科學(xué)應(yīng)用具有重要意義，是當(dāng)下生物醋液在農(nóng)業(yè)發(fā)展中應(yīng)用研究的重要部分。鑒于此，研究不同生物醋液施用對(duì)烤煙生長(zhǎng)狀況及植煙土壤理化性狀、微生物數(shù)量的影響，以期為生物醋液在烤煙栽培中的應(yīng)用提供參考。

1材料與方法

1.1供試材料

1.1.1烤煙品種為K326，由貴州省煙草公司貴陽市公司提供。

1.1.2生物醋分別為竹醋液，由遂昌縣神龍谷炭業(yè)有限公司提供；花生殼木醋液，由商丘三利新能源有限公司提供；桃殼木醋液及果木木醋液，由石家莊宏森活性炭有限公司提供。

1.1.3土壤各處理選取煙株根系表面土壤2份，1份用于測(cè)定有機(jī)碳及土壤酶活性，1份4℃保存，用于測(cè)定微生物數(shù)量。

1.2試驗(yàn)方法

1.2.1試驗(yàn)設(shè)計(jì)試驗(yàn)于2018年3—11月在貴州省煙草科學(xué)研究院進(jìn)行。試驗(yàn)設(shè)5個(gè)處理，分別為CK(對(duì)照，施用等量清水)、T1(竹醋液處理)、T2(花生殼木醋液處理)、T3(桃殼木醋液處理)和T4(果木木醋液處理)。育苗完成后選取生長(zhǎng)優(yōu)良且一致的煙苗移栽至盆缽中，每盆栽煙1株，每個(gè)處理移栽20盆。移栽后20 d每盆用生物醋液7.5 g稀釋50倍后灌施。參照大田生產(chǎn)進(jìn)行移栽和管理。

1.2.2指標(biāo)測(cè)定于移栽70 d后參照YC/T 142—2010[14]選取長(zhǎng)勢(shì)一致且具有代表性的煙株進(jìn)行生長(zhǎng)指標(biāo)測(cè)定，每個(gè)處理選3株，分別測(cè)定株高、莖圍、有效葉片數(shù)、最大葉長(zhǎng)及最大葉寬。采用環(huán)刀法測(cè)定土壤容重；pH計(jì)測(cè)定土壤pH；采用重鉻酸鉀容量法測(cè)定煙株根系表面土壤的有機(jī)碳含量；土壤蔗糖酶活性采用3,5-二硝基水楊酸比色法測(cè)定；土壤脲酶活性采用靛酚藍(lán)比色法[15]測(cè)定；土壤磷酸酶活性采用對(duì)硝基苯磷酸二鈉比色法測(cè)定；土壤脫氫酶活性采用氯化三苯基四氮唑比色法[16]測(cè)定。土壤微生物數(shù)量采用稀釋平板涂抹法[17]測(cè)定。其中，牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基培養(yǎng)細(xì)菌，培養(yǎng)3 d；馬鈴薯蔗糖培養(yǎng)基(臨用前加0.3%滅菌乳酸)培養(yǎng)真菌，培養(yǎng)4 d；高氏1號(hào)培養(yǎng)基(臨用前每300 mL培養(yǎng)基中加入1 mL 3%重鉻酸鉀溶液)培養(yǎng)放線菌，培養(yǎng)7 d。

1.3數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)及分析

采用Excel 2007和SPSS 20.0進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析。

2結(jié)果與分析

2.1生物醋液處理植煙土壤的理化性狀

由圖1可知，施用不同種類生物醋液對(duì)植煙土壤理化性狀的影響除pH外均存在不同程度的差異。

2.1.1pH不同生物醋液處理植煙土壤的pH無顯著差異，即對(duì)植煙土壤pH無顯著影響。

2.1.2容重土壤容重是土壤重要的物理性狀，體現(xiàn)土壤肥力狀況。施用生物醋液能夠降低植煙土壤容重，不同生物醋液的效果不同，各處理土壤容重依次為CK>T1>T4>T2>T3。其中，T3植煙土壤的容重最小，為1.23 g/cm3，顯著小于其余處理；T4對(duì)植煙土壤容重的影響較T2、T3小，三者間差異顯著；T1植煙土壤容重較大，與對(duì)照差異不顯著，但顯著大于其余處理。表明，桃殼木醋液對(duì)植煙土壤容重的影響較大。

2.1.3有機(jī)碳含量施用生物醋液能夠增加植煙土壤有機(jī)碳含量，各處理土壤有機(jī)碳含量依次為CK

注：不同小寫字母表示在0.05水平上差異顯著，下同。

Note: Different lowercase letters indicate significant difference at 5% level.The same below.

圖1不同生物醋液處理植煙土壤的理化性狀

Fig.1 Physicochemical properties of tobacco planting soil treated with different biological vinegar

2.2生物醋液處理植煙土壤的酶活性

由圖2可知，施用生物醋液能夠提高植煙土壤的酶活性，且對(duì)不同酶酶活性的影響不同，但不同生物醋液對(duì)提高植煙土壤酶活性的效果總體表現(xiàn)為T3>T4>T2>T1>CK。其中，T3植煙土壤脫氫酶、磷酸酶、蔗糖酶及脲酶的酶活性均最高，分別為9.76 μg/(g·h)、1.87 mg/(g·24h)、102.6 mg/(g·24h)和0.86 mg/(g·24h)，分別較對(duì)照提高26.4%、31.7%、62.3%和53.9%，T3與其余處理間差異顯著。T2其次，其脫氫酶、蔗糖酶及脲酶的酶活性均顯著高于除T3外的其余處理，磷酸酶活性顯著高于對(duì)照。T1與T4間4種酶活性差異不顯著，除蔗糖酶活性外，二者其余3種酶活性均顯著高于CK。

圖2 不同生物醋液處理植煙土壤的酶活性

2.3生物醋液處理植煙土壤的微生物數(shù)量

由表1可知，生物醋液施用能夠減少土壤中真菌的數(shù)量，增加細(xì)菌及放線菌的數(shù)量，微生物總量總體表現(xiàn)為T3>T4>T2>T1>CK。T1顯著增加植煙土壤放線菌的數(shù)量，對(duì)真菌、細(xì)菌以及土壤微生物總量的影響不顯著。T3植煙土壤細(xì)菌、放線菌的數(shù)量及微生物總量分別是對(duì)照的3.24倍、2.50倍和2.06倍，顯著高于其余處理；T3的真菌數(shù)量顯著低于除T2外的其余處理。T2和T4對(duì)植煙土壤細(xì)菌數(shù)量和微生物總量的影響差異不顯著，但二者真菌和放線菌數(shù)量存在顯著差異。

表1 不同生物醋液處理植煙土壤的微生物數(shù)量

注：同列不同小寫字母表示差異顯著(P<5%)，下同。

Note: Different lowercae letters in same column mean significant difference at 5% level.The same below.

2.4生物醋液處理烤煙的農(nóng)藝性狀

由表2可知，不同生物醋液對(duì)烤煙生長(zhǎng)的促進(jìn)作用不同。其中，T3對(duì)烤煙生長(zhǎng)的促進(jìn)效果最明顯，其株高、莖圍、最大葉長(zhǎng)、最大葉寬及最大葉面積均最大，分別較對(duì)照提高17.6%、19.5%、23.2%、8.7%和33.9%；其莖圍、最大葉長(zhǎng)及最大葉面積均顯著高于其余處理，株高顯著高于除T2外的其余處理，最大葉寬顯著高于CK和T1。有效葉片數(shù)各處理間差異不顯著；T1對(duì)烤煙生長(zhǎng)無顯著影響。T2最大葉長(zhǎng)和最大葉面積顯著高于T4。

表2 不同生物醋液處理烤煙的農(nóng)藝性狀

3結(jié)論與討論

毛凱倫等[12]的研究表明，施用木醋液烤煙莖圍、有效葉片數(shù)及葉面積均有所提高，且以高濃度木醋液效果顯著。潘玉蕊等[18]的研究表明，木醋液和竹醋液均能促進(jìn)煙草生長(zhǎng)，但木醋液效果比較顯著。該研究結(jié)果表明，施用生物醋液能夠促進(jìn)煙株生長(zhǎng)，不同生物醋液種類施用效果不同，可能是因?yàn)椴煌牧系纳锎滓褐苽涔に嚮蚣兌扔胁町悾瑢?dǎo)致生物醋液本身有效成分含量不同所致。試驗(yàn)中生物醋液的施用并未顯著降低土壤pH，與曾婕等[19]的研究結(jié)果一致。生物醋液是一種酸性液體，研究結(jié)果表明，植煙土壤施用生物醋并不會(huì)加劇土壤酸化。

土壤微生物作用于土壤物質(zhì)轉(zhuǎn)化和能量流動(dòng)過程，并參與許多重要的生物化學(xué)反應(yīng)過程，反映著土壤中物質(zhì)代謝的旺盛程度，是評(píng)價(jià)土壤肥力的重要指標(biāo)之一[20-21]。土壤微生物作為土壤中最重要的組成部分，細(xì)菌因其繁殖力強(qiáng)成為土壤有機(jī)質(zhì)主要的分解者，放線菌由于抗逆性強(qiáng)，主要參與難分解物質(zhì)的分解，并且在植物病害的生物防治中起著重要作用，同時(shí)也有利于抑制作物病害的發(fā)生，而土壤中真菌可能是作物生長(zhǎng)的障礙因子之一[22-23]。曾婕等[19]研究木醋液對(duì)植煙土壤微生物多樣性的影響發(fā)現(xiàn)，葉面噴施木醋液與根施的協(xié)同作用能改善植煙土壤微生物群落功能多樣性和代謝活性。研究結(jié)果表明，生物醋液能夠增加土壤中細(xì)菌及放線菌的數(shù)量，而減少真菌的數(shù)量，說明生物醋液可以改良植煙土壤的微生物環(huán)境且以桃殼生物醋液效果較好。

土壤酶活性的變化能夠調(diào)控作物吸收養(yǎng)分的有效性，反映土壤微生物活性的高低，表征土壤養(yǎng)分轉(zhuǎn)化和運(yùn)移能力的強(qiáng)弱。土壤酶活性受土壤養(yǎng)分含量、pH、持水性及孔隙結(jié)構(gòu)的影響。脫氫酶能酶促有機(jī)物質(zhì)脫氫，起氫的中間轉(zhuǎn)化傳遞作用[24]。磷酸酶是土壤中廣泛分布的一種水解酶，催化磷酸酯的水解反應(yīng)，在土壤磷酸循環(huán)中起重要作用[25-26]。土壤脲酶主要來源于動(dòng)植物殘?bào)w以及土壤微生物和植物根系分泌物，能促進(jìn)尿素分解，表征土壤氮素供應(yīng)狀況[27]。研究結(jié)果表明，生物醋液的施用能夠不同程度地提高土壤的酶活性，促進(jìn)烤煙生長(zhǎng)，降低植煙土壤孔隙度，增加土壤有機(jī)碳及微生物含量，同時(shí)提高土壤酶活性，且不會(huì)加劇土壤酸化，可一定程度改良植煙土壤特性。今后的研究將關(guān)注生物醋液在烤煙栽培中的應(yīng)用成本，考慮將生物醋液在烤煙栽培生產(chǎn)中推廣應(yīng)用。