秸稈還田與客土改良酸性植煙土壤及提升煙葉產(chǎn)質(zhì)量的效果

文志強(qiáng) 林阿典 廖卿 黃振瑞 李集勤 李淑玲

摘要：[目的]研究秸稈還田和客土技術(shù)對(duì)植煙酸性白沙泥田的改良效果，為煙葉產(chǎn)質(zhì)量提升提供有效技術(shù)措施。[方法]通過(guò)田間試驗(yàn)，設(shè)置不施用秸稈和紫色土（T1，CK）、僅秸稈還田（T2，3000kg：hm"）、僅摻紫色土（T3，225m'.hm'）和秸稈還田（3000kg：hm）+摻紫色土（225m'.hm'）（T4）4個(gè)處理，研究水稻秸稈還田和客土對(duì)植煙土壤理化性狀、煙葉產(chǎn)質(zhì)量等方面的影響。[結(jié)果]秸稈還田和客土方式均能改善土壤物理性狀，T2和T4處理，土壤容重分別比對(duì)照降低了6.38%和2.12%;土壤質(zhì)地由黏壤土（CK）轉(zhuǎn)變?yōu)槿劳粒═2）和粉砂壤土（T3、T4）。與T1處理相比，T2處理顯著提升了土壤pH值、有機(jī)質(zhì)和堿解氮含量;T3處理的pH和速效鉀含量分別比T1處理增加了1.43和19.98mgkg";對(duì)土壤化學(xué)性狀的改良效果以T4處理最好，其植煙土壤pH值、有機(jī)質(zhì)和速效鉀含量分別是T1處理的1.21、1.26和1.28倍（p《0.05）。秸稈還田和客土方式都促進(jìn)了煙草生長(zhǎng)，提高了烤煙經(jīng)濟(jì)效益和品質(zhì)，以秸稈還田+摻紫色土處理（T4）煙葉的經(jīng)濟(jì)性狀、C3F等級(jí)煙葉的化學(xué)成分協(xié)調(diào)性和感官評(píng)價(jià)質(zhì)量最優(yōu)，烤煙產(chǎn)量、產(chǎn)值和上等煙比例分別比T1處理提高了35.04%、20.64%和38.59%。[結(jié)論]秸稈還田+摻紫色土協(xié)同處理改良酸性植煙土壤效果最好，可以有效改善土壤物理性狀，顯著提高土壤pH值、有機(jī)質(zhì)及速效鉀含量，從而實(shí)現(xiàn)酸性白沙泥田的改良和煙草的提質(zhì)增效效果。

關(guān)鍵詞：秸稈還田;客土;酸性土壤改良;煙草品質(zhì)

中圖分類(lèi)號(hào)：S572

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1008-0384（2020）060649-08

0引言

[研究意義]南雄市地處粵北山區(qū)，煙草種植歷史悠久，為“中國(guó)黃煙之鄉(xiāng)”煙葉產(chǎn)量和收購(gòu)量常年居廣東之首，也是全國(guó)濃香型煙葉四大生產(chǎn)基地之一。適宜的土壤條件是特色優(yōu)質(zhì)煙葉生產(chǎn)的前提，然而長(zhǎng)期的煙草連作或單一的煙一稻輪作方式叫化肥過(guò)量施用等導(dǎo)致植煙土壤酸化、板結(jié)、養(yǎng)分失調(diào)和有機(jī)質(zhì)含量下降等問(wèn)題突顯，土壤微生物活性受到抑制，土壤生態(tài)環(huán)境退化，已阻礙和影響煙草植株的生長(zhǎng)發(fā)育，降低煙草的產(chǎn)量和品質(zhì)。[前人研究進(jìn)展]針對(duì)南方酸性植煙土壤的改良，研究人員進(jìn)行了諸多有益的探索。石灰、生物炭！、土壤調(diào)理劑等能起到平衡土壤酸堿性，減少養(yǎng)分流失效果;綠肥翻壓、有機(jī)肥施用、微生物菌肥施用等植煙土壤保育技術(shù)可以提高土壤有機(jī)質(zhì)和養(yǎng)分含量，改善土壤理化性狀。秸稈作為常見(jiàn)的有機(jī)物料，富含氮、磷、鉀等營(yíng)養(yǎng)元素，合理還田可以減小土壤容重，改善土壤耕性，有利于土壤團(tuán)聚體的形成，同時(shí)加快土壤養(yǎng)分循環(huán)，從而提高作物的產(chǎn)量與品質(zhì)。董亮等研究顯示，秸稈還田處理土壤堿解氮、有效磷、速效鉀分別比不還田的處理增加6.64～9.00mg：kg'、3.37～4.07mg：kg和10.33～19.00mg：kg'。王育軍等18的研究結(jié)果表明，油菜秸稈還田提高烤煙產(chǎn)量的同時(shí)，增加煙葉上等煙的比例，提高了烤煙的感官評(píng)吸質(zhì)量。紫色土又稱(chēng)紅砂土，為南雄當(dāng)?shù)氐谒募o(jì)紫色砂頁(yè)巖自然風(fēng)化形成，土壤pH偏弱堿性，富含磷鉀，生產(chǎn)的煙葉品質(zhì)上乘，具有典型的濃香型風(fēng)格特色。[本研究切人點(diǎn)]有關(guān)酸性植煙土壤的改良技術(shù)多集中于單一改良物的研究，且材料相對(duì)不易獲得或技術(shù)復(fù)雜，成本較高。[擬解決的關(guān)鍵問(wèn)題]本研究利用當(dāng)?shù)貋?lái)源廣泛，廉價(jià)易得的稻草秸稈與紫色土為改土材料，通過(guò)大田試驗(yàn)，研究其對(duì)酸性煙田的協(xié)同改良效應(yīng)，探討酸性土壤的改良途徑，考察烤煙產(chǎn)量、經(jīng)濟(jì)效益和品質(zhì)等提升效果，為廣東南雄酸性植煙白沙泥田的可持續(xù)改良、烤煙產(chǎn)量和品質(zhì)調(diào)控提供科學(xué)指導(dǎo)。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2019年3月在廣東省韶關(guān)市南雄黃坑鎮(zhèn)許村（2591343"N，114928'15"E）進(jìn)行，地區(qū)年平均氣溫19.9C，年降雨量1495.2mm，無(wú)霜期297d，全年日照時(shí)數(shù)1622.5h，屬亞熱帶濕潤(rùn)型季風(fēng)氣候。供試烤煙品種為粵煙97。植煙土壤類(lèi)型為白沙泥田土，肥力中等，種植制度為稻一煙年內(nèi)輪作，田塊平整，排灌方便，土壤質(zhì)地為黏壤土，容重1.39g*cm3，基礎(chǔ)養(yǎng)分為pH5.48，有機(jī)質(zhì)21.20g：kg'，全氮1.14g：kg'，全磷0.71g：kg'，全鉀15.03g：kg'，堿解氮116.21mg*kg'，速效磷35.72mgkg'，速效鉀含量67.23mg：kg'。試驗(yàn)秸稈為前茬的水稻秸稈，主要礦質(zhì)養(yǎng)分含量：全氮11.25g：kg'，全磷1.32g：kg'，全鉀12.7g：kg'，全鈣4.65gkg'，全鎂2.38gkg。試驗(yàn)所用紫色土取自南雄當(dāng)?shù)?，質(zhì)地為砂質(zhì)壤土，容重1.52g*cm”，H8.29，有機(jī)質(zhì)7.82gkg，全氮0.38gkg'，全磷0.94gkg'，全鉀24.95g：kg'，緩效鉀559.8mg*kg'，土壤交換性鈣（1/2Ca*）16.32cmol：kg'，土壤交換性鎂（1/2Mg*）1.89cmol：kg。

1.2試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)共設(shè)4個(gè)處理，分別為T(mén)l：不施用秸稈、紫色土（CK）;T2：秸稈還田（3000kghm）;T3：摻紫色土（225m'.hm'）;T4：秸稈還田（3000kghm+摻紫色土（225m'.hm'）。3次重復(fù)，慪面積67m'，隨機(jī)區(qū)組排列，行株距為1.1mX0.5m。水稻秸稈（粉碎成5cm大小的形狀）用量為3000kg：hm，紫色土用量為225m'.hm"，于移栽前10～15d用耕翻機(jī)具旋耕作業(yè)2遍，耕深約15cm，壓埋到相應(yīng)小區(qū)內(nèi)。然后起壟，種煙?？緹熓┑?20kghm～，m（N）：m（P，O;）：m（K，O）=l：0.8：2.3，其他栽培管理措施參照當(dāng)?shù)貎?yōu)質(zhì)烤煙種植規(guī)范進(jìn)行。

1.3測(cè)試指標(biāo)及方法

1.3.1土壤理化性狀指標(biāo)及測(cè)定在植煙移栽后第30d，按照五點(diǎn)法采集5～20cm耕層土壤，制成混合土樣，自然風(fēng)千備測(cè)。土壤容重采用環(huán)刀法;土壤機(jī)械組成采用吸管法測(cè)定，土壤質(zhì)地分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)采用美國(guó)制訓(xùn)。在植煙移栽后第100d，取樣測(cè)定土壤化學(xué)性質(zhì)指標(biāo)，方法均參照文獻(xiàn)20進(jìn)行：土壤pH值采用酸度計(jì)電位法;有機(jī)質(zhì)含量采用重鉻酸鉀法;堿解氮采用堿解擴(kuò)散法;速效鉀采用醋酸銨浸提一火焰分光光度法;有效磷采用碳酸氫鈉浸提鉬銻抗比色法。

1.3.2烤煙相關(guān)指標(biāo)及測(cè)定方法每小區(qū)隨機(jī)選取5株煙株，烤煙農(nóng)藝性狀調(diào)查參照按照《煙草農(nóng)藝性狀調(diào)查測(cè)量方法》（YCL42-2010）2標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定葉片數(shù)、節(jié)距、株高、莖圍、腰葉長(zhǎng)、寬等指標(biāo);每個(gè)處理單采、單烤，分級(jí)后考查上等煙比例、中等煙比例、產(chǎn)量、產(chǎn)值等煙葉經(jīng)濟(jì)性狀。煙葉烘烤后，各處理取中部葉（C3F）2.0kg由中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院煙草科學(xué)研究所質(zhì)檢中心按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)5.22，進(jìn)行初烤煙葉的分級(jí)和感官質(zhì)量評(píng)價(jià);取烤后中部葉（C3F）各lkg，烘千磨碎過(guò)0.25mm篩用于化學(xué)成分測(cè)定，總氮、還原糖、總糖、總煙堿、氯、鉀、蛋白質(zhì)含量等指標(biāo)測(cè)定方法參照文獻(xiàn)3進(jìn)行。

1.4數(shù)據(jù)處理

所有數(shù)據(jù)均用Excel2010進(jìn)行平均數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)差計(jì)算，對(duì)同一處理指標(biāo)用SPSS20.0軟件以Duncan'S新復(fù)極差法（p《0.05）進(jìn)行各處理平均數(shù)差異顯著性檢驗(yàn)。

2結(jié)果與分析

2.1不同處理對(duì)植煙土壤容重和土壤顆粒組成的影響

土壤容重是指田間自然狀態(tài)下單位容積土體（包括土粒和孔隙）的質(zhì)量或重量，是衡量土壤結(jié)構(gòu)的重要指標(biāo)叫。圖1（A）結(jié)果表明，各處理容重以對(duì)照（T1）和摻紫色土處理（T3）最大，分別為1.41grcm3和1.43grcm'，處理間差異不顯著。與對(duì)照相比，秸稈還田可有效降低土壤容重，單施秸稈處理（T2）和秸稈還田+摻紫色土處理（T4）容重比對(duì)照分別降低了6.38%和2.13%。由圖1（B）可知，4個(gè)處理的土壤質(zhì)地分別為：黏壤土、壤土、粉砂壤土和粉砂壤土。對(duì)照（CK）耕層土壤砂粒、粉粒和黏粒比例均值分別為29.39%、29.11%和4150%。與對(duì)照相比，T2、T3、T4處理粉粒含量分別增加了9.86%、22.07%和28.85%，砂粒和黏粒比重則有不同程度降低?？梢?jiàn)，通過(guò)秸稈還田和客土技術(shù)改良，植煙白沙泥田質(zhì)地也由黏壤土改良為壤土、粉砂壤土，土壤質(zhì)地有明顯改善。

2.2不同處理對(duì)土壤化學(xué)性狀的影響

從表1可以看出，秸稈還田可顯著提升土壤pH值和有機(jī)質(zhì)含量，T2、T4處理土壤pH值分別比T1提高了5.62%和21.56%，有機(jī)質(zhì)含量分別比T1增加了35.42%和26.38%。與對(duì)照相比，單施秸稈處理（T2）還能顯著提高土壤堿解氮含量，但對(duì)速效磷和速效鉀則沒(méi)有明顯提升效果。表1結(jié)果還顯示，摻紫色土處理（T3）能顯著比對(duì)照提高1.43的pH單位和19.98mg：kg速效鉀，卻降低了3.28gkg的土壤有機(jī)質(zhì)和5.81g：kg速效磷含量。綜合來(lái)看，以秸稈還田+摻紫色土處理（T4）對(duì)土壤化學(xué)性狀改良效果最好，堿解氮和速效磷與對(duì)照相當(dāng)，植煙土壤pH值、有機(jī)質(zhì)和速效鉀分別是對(duì)照的1.21、1.26和1.28倍，具有顯著的培肥效果。

2.3不同處理對(duì)煙株農(nóng)藝性狀影響

從表2可知，秸稈還田和摻紫色土處理均對(duì)烤煙生長(zhǎng)有促進(jìn)作用，但不同處理對(duì)其農(nóng)藝性狀影響效應(yīng)不同。各處理煙株的株高在115.8～124.4cm，表現(xiàn)為T(mén)4》T3》T2》Tl。T2、T3、T4處理間莖圍無(wú)顯著差異，但均顯著大于CK;節(jié)距和最大葉長(zhǎng)以T4、T3處理顯著大于T3、CK處理。最大葉寬以T4處理最好，顯著大于其他3個(gè)處理。從農(nóng)藝性狀來(lái)看，以秸稈還田+摻紫色土處理（T4）表現(xiàn)最好。

2.4不同處理對(duì)烤煙經(jīng)濟(jì)性狀的影響

從表3可知，不同處理對(duì)烤煙上等煙比例及產(chǎn)量和產(chǎn)值均有顯著的影響，而對(duì)中等煙比例影響不顯著。T2、T3、T4處理上等煙分別比CK顯著增加了26.85%、14.82%和38.59%，且T4處理上等煙比例顯著高于T3;T2與T3、T2與T4處理間差異不明顯。產(chǎn)量與產(chǎn)值均以T4處理最高，分別為2515.1kg*hm二和50418.6元.hm是對(duì)照的1.35和1.21倍;其次為T(mén)2和T3處理，兩者間差異均不顯著，產(chǎn)量和產(chǎn)值分別比對(duì)照顯著增加了27.90%、26.21%和15.52%、12.31%。可見(jiàn)，秸稈還田和客土摻紫色土技術(shù)均可增加烤煙上等煙比例，并提高煙葉產(chǎn)量和產(chǎn)值。

2.5不同處理對(duì)煙葉化學(xué)成分的影響

優(yōu)質(zhì)烤煙C3F等級(jí)葉片（中部葉）適宜的化學(xué)成分是煙堿2.5%左右，還原糖18%～22%，總糖20%～25%，鉀1.5%以上，總氮2.5%左右，氯0.8%以下。表4結(jié)果顯示，與CK相比，T2、T4處理總糖、還原糖分別提高了8.29%、15.61%和10.91%、17.58%，煙堿含量分別降低了12.45%、16.16%，糖堿比提高了23.77%和37.97%，總氮、氯、氮堿比與對(duì)照間無(wú)顯著差異，但均在優(yōu)質(zhì)煙葉范圍內(nèi)，說(shuō)明秸稈還田對(duì)烤煙化學(xué)成分的協(xié)調(diào)性具有正向效應(yīng)。而單獨(dú)摻紫色土處理（T3）除總糖、還原糖、鉀、糖堿比、氯含量在適宜范圍內(nèi)，煙堿含量偏高，而總氮、氮堿比則偏低。不同處理煙葉化學(xué)成分協(xié)調(diào)性表現(xiàn)為：T4》T3》T2》T1。

2.6不同處理對(duì)煙葉感官質(zhì)量的影響

不同處理對(duì)烤煙C3F（中部葉）等級(jí)葉片感官質(zhì)量的影響見(jiàn)表5，以T4處理煙葉香氣特性（香氣質(zhì)、香氣量、余味、雜氣）均最好，同時(shí)口感特性好（降低了刺激性），勁頭和濃度適中，綜合評(píng)分最高（75.42分），質(zhì)量檔次為較好。其次是T3處理（74.75分）和T2處理（73.74分），而CK處理的煙葉香氣特性和口感特性稍欠且略帶雜氣，評(píng)分最低（73.08分）。不同處理煙葉感官質(zhì)量評(píng)分來(lái)看，高低排序?yàn)椋篢4》T3》T2》T1，說(shuō)明秸稈還田和摻紫色土處理均能在一定程度上改善煙葉外觀(guān)質(zhì)量，提高評(píng)吸質(zhì)量和商品屬性，這也與各處理的煙葉化學(xué)成分、，上等煙比例和產(chǎn)值（表3、4）等指標(biāo)表現(xiàn)一致。

3討論

土壤質(zhì)地、容重是土壤最基本的物理性狀，與土壤的通透性、保蓄性、耕性以及養(yǎng)分含量等密切相關(guān)，良好的土壤物理性狀是作物優(yōu)質(zhì)穩(wěn)產(chǎn)的基礎(chǔ)，吳鵬年等研究發(fā)現(xiàn)，秸稈還田處理能降低0～20cm層土壤容重3.3%～5.4%，降低土壤緊實(shí)程度，增加土壤孔隙度3.7%～7.1%，并顯著提高i了土壤養(yǎng)分和玉米產(chǎn)量。本研究結(jié)果表明，在適宜煙草生長(zhǎng)的土壤容重范圍（1.1～1.4g*cm"）內(nèi)%，秸稈還田處理（T2）、秸稈還田+摻紫色土處理（T4）土壤容重分別比對(duì)照降低了6.38%和2.12%，這是因?yàn)榻斩掃€田有利于改善土壤的團(tuán)聚狀況，增加土壤孔隙度，從而降低了土壤容重。宋瑩麗等研究了全國(guó)8個(gè)省份的植煙土壤質(zhì)地與煙葉品質(zhì)間的關(guān)系，認(rèn)為適宜的高砂粒和低黏粒含量的土壤有利于煙葉優(yōu)質(zhì)品質(zhì)的形成。與李集勤等研究結(jié)果類(lèi)似，本研究也發(fā)現(xiàn)，秸稈還田和客土方式均改變了土壤質(zhì)地，土壤粉粒含量比對(duì)照增加了9.86%～28.85%，黏粒含量有不同程度降低，土壤質(zhì)地由黏壤土（CK）轉(zhuǎn)變?yōu)槿劳粒═2）和粉砂壤土（T3、T4）。植煙土壤改良后，煙葉產(chǎn)量和產(chǎn)值提高，并且烤煙C3F（中部葉）等級(jí)葉片上等煙比例比對(duì)照顯著增加了14.82%～38.59%。這可能是因?yàn)榻斩?、紫色土（紅砂土）的輸入改變了土壤質(zhì)地，進(jìn)而提高了土壤通氣孔隙度，而通氣孔隙與土壤中的粉粒含量呈極顯著正相關(guān)，與黏粒含量呈顯著負(fù)相關(guān)。因此，植煙土壤選擇壤土或砂質(zhì)壤土，對(duì)烤煙生長(zhǎng)發(fā)育和品質(zhì)提升具有重要意義。

南雄當(dāng)?shù)氐谒募o(jì)紫色砂頁(yè)巖自然風(fēng)化形成的紫色土，呈弱堿性pH值，磷、鉀等礦質(zhì)養(yǎng)分豐富，常被用作客土培肥土壤的原料。本研究發(fā)現(xiàn)，客土摻紫色土處理（T3、T4）顯著提高酸性白沙泥田H值至6.95和6.71，提高了土壤速效鉀含量，并促進(jìn)了煙葉對(duì)鉀的吸收，C3F（中部葉）等級(jí)葉片含鉀量分別為2.61%和2.65%，符合國(guó)際優(yōu)質(zhì)煙葉鉀含量的標(biāo)準(zhǔn)叫。這是因?yàn)闊熑~含鉀量與土壤速效鉀含量呈極顯著正相關(guān)，隨著酸性土壤pH升高，土壤理化特性得到改善，土壤養(yǎng)分的有效性隨之提高，并最終反映在烤煙對(duì)養(yǎng)分的吸收上，進(jìn)而促進(jìn)其生長(zhǎng)發(fā)育、產(chǎn)量及品質(zhì)提升5.4。有機(jī)物料的施入還增加了土壤中微生物的種群和數(shù)量，有利于土壤本身礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)元素的活化，加快土壤養(yǎng)分循環(huán)，增強(qiáng)土壤緩沖性能和酶活性，從而促進(jìn)了煙草生長(zhǎng)，提高了烤煙經(jīng)濟(jì)效益和品質(zhì)26.33。但秸稈還田處理（T2）對(duì)土壤速效鉀及C3F（中部葉）等級(jí)葉片鉀的吸收并無(wú)促進(jìn)作用，這與鄭梅迎等國(guó)、薄國(guó)棟等0的研究有所不同，可能是因?yàn)閱问┙斩拰?duì)土壤pH值的提升作用較小，植煙土壤仍呈酸性（pH值5.83），并因.此影響土壤有效鉀的釋放和烤煙對(duì)鉀的吸收5。因此，在客土摻紫色土改良酸性植煙土壤的同時(shí)，增加秸稈還田的協(xié)同改良措施，兩者效應(yīng)疊加，才能更有效地改善酸性土壤物理性狀，提高土壤pH值、有機(jī)質(zhì)及速效鉀含量，促進(jìn)煙葉對(duì)養(yǎng)分的吸收，并提高烤煙經(jīng)濟(jì)效益和品質(zhì)。本研究結(jié)論為廣東南雄酸性植煙白沙泥田的改良、烤煙產(chǎn)量和品質(zhì)調(diào)控提供了初步參考，但其持效性和穩(wěn)定性有待進(jìn)一步的長(zhǎng)期定位研究。

施用稻草秸稈還田和客土方式均可有效改良土壤理化性狀，促進(jìn)煙草生長(zhǎng)，提高上等煙比例，改善C3F等級(jí)煙葉品質(zhì)和感官質(zhì)量，提高了烤煙產(chǎn)量和產(chǎn)值。本試驗(yàn)中，以秸稈還田+摻紫色土處理表現(xiàn)最好，該土壤改良技術(shù)值得在廣東南雄煙葉酸性白沙泥田生產(chǎn)上進(jìn)行小面積示范和推廣，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)煙草的提質(zhì)增效。

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