硼、鋅、鎂、氯元素對植煙土壤的影響研究進展

蒙剛 馮圭如

摘要：近年來，烤煙種植由于受有限耕地、特殊種植條件的限制，加上隨著氮磷鉀肥料的大量施用以及連作的影響，植煙土壤受到嚴重影響，導致根莖類病害爆發(fā)，進而影響烤煙產(chǎn)質(zhì)量。本文通過研究硼、鋅、鎂、氯元素對植煙土壤的影響，為增施硼、鋅、鎂、氯元素來改善植煙土壤環(huán)境，提高烤煙產(chǎn)質(zhì)量提供理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞：烤煙;中微量元素;植煙土壤

Abstract： in recent years， flue-cured tobacco planting is restricted by limited cultivated land， special planting conditions， and with the large application of nitrogen， phosphorus and potassium fertilizer and the influence of continuous cropping， the tobacco planting soil is seriously affected， which leads to the outbreak of rhizomatous diseases， and then affects the quality of flue-cured tobacco production. In this paper， the effects of boron， zinc， magnesium and chlorine on tobacco planting soil were studied， which provided a theoretical basis for of boron， zinc， magnesium and chlorine to improve the soil environment and improve the quality of flue-cured tobacco production.

Keywords： flue-cured tobacco; middle trace element; tobacco planting soil

硼、鋅、鎂、氯元素是植物體的構(gòu)成元素，在烤煙生長的過程中參與并調(diào)節(jié)作物光合產(chǎn)物的合成代謝和運輸，影響著多種酶的活性，并且在不同生育期有著不同的作用，同時也對植煙土壤環(huán)境有一定的影響，進而對烤煙的品質(zhì)及產(chǎn)量的形成起到相當關(guān)鍵的作用。

1、土壤有效態(tài)硼、有效態(tài)鋅、有效鎂、水溶性氯含量及臨界值

煙草生長發(fā)育所需要的營養(yǎng)元素主要來自土壤，而煙草吸收營養(yǎng)元素主要分為有效形態(tài)養(yǎng)分遷移到煙草根系表面和養(yǎng)分進入根細胞內(nèi)部兩種方式，吸收的為水溶性離子養(yǎng)分和少量分子態(tài)有機養(yǎng)分[1]。煙株吸收的硼元素主要來自土壤，硼以BO33-形態(tài)進入煙株體內(nèi)[2];鋅元素以水溶性自由陽離子形態(tài)進入煙株體內(nèi)，即Zn2+[3];氯離子通過擴散作用從土壤溶液的高濃度區(qū)向低濃度區(qū)擴散進入根系，然后進入煙株體內(nèi)[4];鎂元素以鎂離子形態(tài)通過土壤首先被植株根系吸收，然后再通過根系運輸?shù)街仓旮髌鞴賰?nèi)[5]。

1.1土壤有效態(tài)硼含量評價及其臨界值

有研究結(jié)果表明：當土壤有效硼≤0.10mg/kg時，煙葉生長發(fā)育及生理特性受到不利影響，煙葉產(chǎn)質(zhì)量也同樣受到影響，當土壤有效硼>0.40mg/kg時，煙株長勢好，利于成熟后煙葉的烘烤，烤后煙葉感官質(zhì)量提高，表現(xiàn)為香氣量高，吃味醇和，產(chǎn)量、上等煙比例、均價等經(jīng)濟性狀也明顯提高，當土壤有效硼含量介于0.10～0.40mg/kg時，不同地區(qū)的烤煙均出現(xiàn)不同程度的缺硼象，當土壤有效硼含量≥1.00mg/kg時，烤煙則出現(xiàn)硼毒害現(xiàn)象[6，7]。

然而，對于土壤硼元素的臨界值研究結(jié)果不盡相同，國內(nèi)和國外的研究存在一定的差異。一些國外學者認為，土壤有效硼含量降低到0.3mg/kg以下時，對煙葉產(chǎn)質(zhì)量沒有明顯的影響，但是硼含量在0.1mg/kg以下時就不能滿足煙株的正常生長[8]。而胡國松認為，0.4mg/kg為烤煙缺硼的臨界值，等于或低于這個值的時候，會對烤煙的品質(zhì)造成不利影響，需要適當補充硼元素[9]。我國土壤有效硼的含量分級認為土壤中有效硼的臨界值為0.50 mg/kg，低于0.5mg/kg時，說明土壤十分缺硼，應(yīng)該增施硼肥[10]。從以上研究結(jié)果可以得出，對于土壤有效硼的臨界值，各個地區(qū)植煙土壤有很大差異，硼肥的增施量需因地制宜來制定。

1.2土壤有效態(tài)鋅含量評價

我國土壤含鋅量分布極不均勻，植物缺鋅現(xiàn)象比較常見[11]。羅元華等人根據(jù)微量元素的標準體系以及結(jié)合已有的研究結(jié)果制定的植煙土壤中微量元素含量標準評價表明：土壤有效鋅含量小于0.50mg/kg為很低，0.51～1.00mg/kg為低，1.00～1.50mg/kg為中等，1.50～2.00mg/kg為高，大于2.00mg/kg為很高，土壤缺鋅臨界值為1.00mg/kg[12]。

一般來說，土壤有效鋅含量可以用來衡量土壤中鋅的豐缺，一般認為植物能有效吸收的鋅為水溶態(tài)（含量很少，低于0.1mg/kg，甚至低于0.002mg/kg）代換態(tài)鋅、酸溶態(tài)及螯溶態(tài)的鋅[13]。植物吸收的鋅主要以有機酸結(jié)合態(tài)或游離二價陽離子形態(tài)[14]。煙葉的鋅含量一般為51～84mg/kg，煙株不同的器官，鋅含量也不相同，其中，煙葉含量最多，其次是莖和根，果實含量最少;煙葉不同的部位，煙葉的鋅含量也不相同，一般上部葉含量最多，中部葉次之，下部葉最少，不同生態(tài)環(huán)境的煙區(qū)，煙草對鋅的吸收利用率也不同[15]。

1.3土壤交換性鎂的含量評價及臨界值

鎂元素分布比較廣泛，在自然界中含量也相對較高。在中國土壤中有效鎂的平均含量為320.6mg/kg，根據(jù)土壤養(yǎng)分狀況系統(tǒng)研究法，將土壤交換性鎂含量分為5級，即土壤交換性鎂含量小于60mg/kg的為嚴重缺乏，60～120mg/kg為缺乏，120～300mg/kg為中等，300～600mg/kg為豐富，大于600mg/kg的為極豐富[16]。

鎂在土壤中主要以有機態(tài)鎂和無機態(tài)鎂的形式存在，前者占鎂含量的比例極小，后者主要包括非交換態(tài)鎂、礦物態(tài)鎂、水溶態(tài)鎂[17]。植物出現(xiàn)缺鎂癥，主要是因為交換性鎂元素的飽和度小于10%，在土壤中，當鎂元素含量較低時將會阻礙植物對鎂元素的吸收，此時植物很容易出現(xiàn)缺乏鎂元素癥狀[18]。

1.4土壤水溶性氯含量及其臨界值

我國土壤含氯狀況在地區(qū)間的差異表現(xiàn)為：西北地區(qū)含氯最多，華北地區(qū)和東北地區(qū)次之，西南地區(qū)最少，呈北高南低的趨勢，我國主要煙區(qū)土壤平均氯含量表現(xiàn)為：河南（42.25mg/kg）>福建（23.75mg/kg）>云南（20mg/kg）>湖南（16.6mg/kg）>貴州（4.51mg/kg）[19]。

在土壤水溶液中烤煙的耐氯臨界值為150～180mg/kg，是耐氯性極弱的作物[20]。根據(jù)中國煙草總公司鄭州煙草研究院建立的植煙土壤養(yǎng)分豐缺狀況分級體系，將植煙土壤水溶性氯含量分為5個級別，分別為很高（>40.00mg/kg）、高（30.01～40.00mg/kg）、適宜（10.01～30.00mg/kg）、低（5.00～10.00mg/kg）、極低（<5.00mg/kg）[21]。一般認為土壤氯含量>45 mg/kg時不適宜種植烤煙，含量為25～35 mg/kg 或≤30 mg/kg 時，符合優(yōu)質(zhì)煙葉種植的條件之一[22]。

2、硼、鋅、氯、鎂元素對植煙土壤環(huán)境的影響

土壤是烤煙養(yǎng)分的重要來源，土壤養(yǎng)分豐缺與否，直接影響烤煙的生長發(fā)育，進而影響煙葉的產(chǎn)質(zhì)量和感官質(zhì)量[23]，影響土壤環(huán)境的因素很多，而施肥是影響土壤養(yǎng)分的首要因素，進而影響土壤細菌數(shù)量和土壤酶活性，而土壤微生物數(shù)量和土壤酶活性也影響著土壤養(yǎng)分含量[24]。一般認為，PH值為5.5～6.5、有機質(zhì)含量為10～20g/kg、全氮含量為0.76～1.68g/kg、堿解氮含量為45～135mg/kg、全磷含量為0.61～1.83g/kg、速效磷含量為10～35mg/kg、速效鉀含量為120～200mg/kg的土壤適宜優(yōu)質(zhì)煙生產(chǎn)[25-27]。在適合的范圍內(nèi)增施適量的中微量元素不僅對植煙土壤的理化性狀和土壤養(yǎng)分含量有一定影響，而且還能影響土壤酶活性和土壤細菌的數(shù)量、多樣性指數(shù)以及群落及結(jié)構(gòu)。

2.1硼、鋅、氯、鎂元素對植煙土壤酶活性的影響

土壤酶是衡量土壤中物質(zhì)能量代謝和土壤肥力的重要指標之一[28]，對土壤造成多方面的影響[29]。提高土壤酶活性，能夠促進植物生長，防治和減輕病蟲危害，增加作物產(chǎn)量[30]。過氧化氫酶為氧化還原酶，它能夠防止H2O2在土壤中的積累，減少其對生物體產(chǎn)生的毒害作用[31];磷酸酶（ phosphatase）能酶促有機磷化合物的水解，改善土壤碳素營養(yǎng)狀況[32]，其活性可以反映土壤中碳的轉(zhuǎn)化和呼吸強度[33]。

有研究表明，土壤酶與土壤肥力指標之間有一定的相關(guān)性，其中，脲酶、蔗糖酶、過氧化氫酶與土壤肥力指標的相關(guān)度高[34]。脲酶和磷酸酶活性的增加促進土壤全磷、堿解氮、有效磷含量的增加[35]。蔣惠名的研究結(jié)果表明，硼元素肥料和鋅元素肥料配施，能夠提高土壤磷酸酶、脲酶、蔗糖酶、過氧化氫酶活性[36]。王煥軍等研究結(jié)果表明：施用H3BO3能有效提高茄子根際土壤中過氧化氫酶活性[35]。

2.2硼、鋅、氯、鎂元素對植煙土壤微生物的影響

微生物不僅能夠分解生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)殘留的動植物、微生物、復雜的有機物質(zhì)，還能參與物質(zhì)循環(huán)[37]。土壤微生物群落結(jié)構(gòu)及其多樣性是衡量土壤生物肥力及其健康狀況的重要生物學指標[38]，其種類、數(shù)量及其結(jié)構(gòu)變化在一定程度上反映了土壤理化性狀的存在狀態(tài)和含量情況，從而直接影響土壤的供肥狀況[39]。

細菌是土壤微生物的主要類群，占土壤微生物總量的70%～90%[40]，細菌在土壤養(yǎng)分轉(zhuǎn)化、能量循環(huán)過程中，發(fā)揮著不可替代的作用，并且細菌具有根際效應(yīng)，群落分布存在明顯的差異[41]。王煥軍等研究土壤微生物（真菌、細菌、放線菌）種群結(jié)構(gòu)和土壤酶活性變化，結(jié)果表明，施用硼溶液50mg/L后，細菌的數(shù)量有所下降，但變化不顯著，但是微生物種群結(jié)構(gòu)發(fā)生改變[35]。楊波等的研究表明，鋅肥施用量在20～50 kg /hm2范圍內(nèi)時，細菌均一性指數(shù)隨著鋅肥施用的增加而上升[42]。

3、展望

近年來，植煙土壤的改善是研究的一大熱點，其影響烤煙行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，目前，通過施用硼、鋅、氯、鎂元素等中微量元素改善植煙土壤環(huán)境的研究還很少，本文通過研究幾種中微量元素對植煙土壤的影響，旨在改善植煙土壤環(huán)境，提高煙葉產(chǎn)質(zhì)量，進一步增加煙農(nóng)收益和提高煙葉工業(yè)可用性。

參考文獻

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作者簡介：

第一作者：蒙剛，男（1980.03-），壯族，籍貫云南廣南，大學本科學歷，助理農(nóng)藝師，研究方向——煙葉栽培

第二作者：馮圭如，女（1993.10-），漢族，籍貫云南大理，碩士研究生，助理農(nóng)藝師，研究方向-煙草原料生產(chǎn)與加工利用