高碳基肥料穴施用量對(duì)烤煙生長(zhǎng)發(fā)育及土壤理化性質(zhì)的影響

方 明，侯建林，李 軍，殷全玉，吳文信，李思軍

(1.湖南省煙草公司郴州市公司，湖南郴州 423000； 2.河南農(nóng)業(yè)大學(xué)煙草學(xué)院，河南鄭州 450002)

良好的土壤是生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)煙葉的基礎(chǔ)。由于受到土地資源和生產(chǎn)條件的制約，目前我國(guó)大部分煙區(qū)煙田由于長(zhǎng)期連作[1-2]和過量施用化肥[3]，造成土壤板結(jié)酸化[4-6]，結(jié)構(gòu)變差[7]，養(yǎng)分失衡[8]，肥力下降[9]，最終導(dǎo)致烤煙生長(zhǎng)發(fā)育受阻、產(chǎn)質(zhì)量降低等問題持續(xù)加重[10-12]。因此，如何有效提高煙田土壤肥力、增加土壤肥料利用率并增強(qiáng)土壤固碳培肥能力對(duì)植煙土壤改良具有重要意義。高碳基肥是一種以生物炭為主要原料的新型功能性有機(jī)肥料，在改良植煙土壤理化性狀、提高養(yǎng)分含量、促進(jìn)烤煙生長(zhǎng)等方面成效顯著[13-15]。筆者采用田間小區(qū)試驗(yàn)，研究高碳基肥對(duì)煙株生長(zhǎng)、根系發(fā)育和根區(qū)土壤理化性質(zhì)的影響，以期為高碳基肥促進(jìn)煙株生長(zhǎng)發(fā)育、改良植煙土壤微生態(tài)環(huán)境、提高根區(qū)土壤肥力提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況試驗(yàn)在湖南省桂陽縣仁義鎮(zhèn)白云村進(jìn)行(112°41′12″E，25°46′28″N)。該地區(qū)氣候溫暖濕潤(rùn)，年平均氣溫17.4 ℃，全年無霜期235～297 d，年降雨量1 452.1 mm。試驗(yàn)地地勢(shì)平坦，排灌方便。供試土壤為水稻土，有機(jī)質(zhì)含量36.28 g/kg，堿解氮75.56 mg/kg，速效磷15.38 mg/kg，速效鉀96.45 mg/kg，pH 7.12。

1.2 試驗(yàn)材料供試烤煙品種為云煙87。供試高碳基肥料由河南惠農(nóng)土質(zhì)保育研發(fā)有限公司提供。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)試驗(yàn)共設(shè)4個(gè)處理，分別是CK(當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)施肥)、T1(當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)施肥+ 10 g高碳基肥料/穴)、T2(當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)施肥+ 20 g高碳基肥料/穴)、T3(當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)施肥+ 30 g高碳基肥料/穴)，高碳基肥料中不添加氮素，以保證各處理施入總氮量相等。隨機(jī)區(qū)組排列，3次重復(fù)，每小區(qū)100株煙。常規(guī)施肥：基肥施煙草專用基肥750 kg/hm2+火土灰6 000 kg/hm2+腐熟圈肥3 750 kg/hm2，追肥施煙草專用提苗肥112.5 kg/hm2+煙草專用追肥750 kg/hm2+硫酸鉀225 kg/hm2。高碳基肥施用方法：在移栽前1 d均勻撒入煙穴內(nèi)。其他田間管理措施按當(dāng)?shù)貎?yōu)質(zhì)烤煙栽培技術(shù)規(guī)范[16]進(jìn)行。

1.4 測(cè)定項(xiàng)目與方法

1.4.1主要農(nóng)藝性狀調(diào)查。根據(jù)《煙草農(nóng)藝性狀調(diào)查測(cè)量方法》(YC/T 142—2010)標(biāo)準(zhǔn)[17]測(cè)定各處理煙株主要農(nóng)藝性狀。

1.4.2土壤取樣。按小區(qū)5點(diǎn)取樣法，采集煙株根區(qū)的土壤，混勻后放入自封袋中，立即帶回實(shí)驗(yàn)室，置于4 ℃冰箱內(nèi)保存。

1.4.3土壤理化指標(biāo)分析。全氮、全碳用全自動(dòng)CN分析儀(vario MAX CN，德國(guó))測(cè)定；硝態(tài)氮和銨態(tài)氮用全自動(dòng)化學(xué)分析儀(Smartchem140，意大利)測(cè)定；土壤pH用電位法測(cè)定；速效磷采用0.5 mol/L NaHCO3浸提-鉬銻抗比色法測(cè)定；速效鉀采用1 mol/L 乙酸銨浸提-火焰光度計(jì)法測(cè)定[18]。

1.4.4根系活力。根據(jù)《植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)》測(cè)定根系活力[19]。

1.5 數(shù)據(jù)處理采用Office 2016進(jìn)行數(shù)據(jù)整理，不同處理間差異采用SPSS 22.0 軟件進(jìn)行單因素方差分析，LSD法進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)(P<0.05)。

2 結(jié)果與分析

2.1 煙株農(nóng)藝性狀打頂后10 d調(diào)查各處理煙株農(nóng)藝性狀，結(jié)果表明，各處理株高在89.00～91.33 cm，處理間無顯著差異。各處理莖圍在9.00～9.83 cm，處理間無顯著差異，但高碳基肥料處理組的莖圍均大于CK，且莖圍隨著高碳基肥料用量的增加呈增加趨勢(shì)。各處理葉片數(shù)在17.67～18.00片，處理間無顯著差異，但高碳基肥料處理組的葉片數(shù)均大于CK，且隨著高碳基肥料用量的增加呈增加趨勢(shì)。各處理最大葉長(zhǎng)和最大葉寬分別為69.24～74.42和25.38～29.33 cm，隨著高碳基肥料用量的增加呈增加趨勢(shì)，以處理T3最高，較CK分別提高了7.48%和15.56%。最大葉長(zhǎng)處理T3和T2高于T1和CK，且存在顯著差異，最大葉寬處理T3和其他處理存在顯著差異，處理T2和T1差異不顯著(表1)。

表1 不同處理煙株農(nóng)藝性狀

綜上所述，穴施高碳基肥料對(duì)打頂后10 d煙株株高、莖圍和葉片數(shù)影響不大，表現(xiàn)出增加莖圍、增加留葉數(shù)的趨勢(shì)，處理間差異不顯著。穴施高碳基肥料可以明顯增加打頂后10 d煙株最大葉長(zhǎng)和最大葉寬，隨高碳基肥料用量的增加，增幅加大。

2.2 煙株根系發(fā)育情況

2.2.1根系體積。由表2可知，煙株移栽后45和60 d施用高碳基肥料處理組根系體積均高于CK，隨著高碳基肥料用量的增加呈增大趨勢(shì)。其中，移栽后45 d各處理間根系體積存在顯著差異，移栽后60 d處理T3、T2與T1、CK之間存在顯著差異，T3與T2、T1與CK之間差異不顯著。處理T3、T2根系體積較大，與CK相比，移栽后45 d分別增加了26.88%、17.21%，移栽后60 d分別增加了16.07%、15.06%。

2.2.2根鮮重和干重。從表2可以看出，煙株移栽后45和60 d施用高碳基肥料各處理根鮮重和根干重均顯著高于CK，隨著高碳基肥料用量的增加呈增大趨勢(shì)。根鮮重在移栽后45和60 d各處理存在顯著差異，其中，處理T3、T2根鮮重較大，與CK相比，移栽后45 d分別增加55.30%、33.65%，移栽后60 d分別增加了32.72%、18.10%。根干重在移栽后45和60 d施用高碳基肥料各處理均顯著高于CK，處理T3、T2、T1與CK相比，移栽后45 d分別增加了55.33%、48.21%、37.56%，移栽后60 d分別增加了26.88%、24.40%、14.83%。

2.2.3根系活力。由表2可知，煙草移栽后45和60 d施用高碳基肥料各處理根系活力均顯著高于CK。其中，處理T3對(duì)煙株根系活力提升效果最為明顯，在移栽后45和60 d分別較CK增加了42.85%和19.07%。其次是處理T2，根系活力較CK顯著提高。處理T2根系活力在移栽后45和60 d較CK分別提高了19.40%和11.40%，效果明顯。

表2 不同處理煙株移栽后45和60 d的根系指標(biāo)

綜上所述，煙株移栽后45和60 d施用高碳基肥料處理組煙株的根系體積、根鮮重、根干重、根系活力均顯著高于CK，且所有根系指標(biāo)都與穴施用量呈正相關(guān)關(guān)系，隨著高碳基肥料用量的增加呈增大趨勢(shì)。說明穴施高碳基肥料能夠有效促進(jìn)煙株根系生長(zhǎng)發(fā)育，且隨著高碳基肥料用量的增加，促生效果增大。整體來看，處理T3(每株穴施30 g高碳基肥料)的根系發(fā)育最優(yōu)，移栽后45 d處理T3的根體積、根鮮重、根干重、根系活力相較于CK分別提高了26.88%、55.30%、55.33%、42.85%，移栽后60 d處理T3的根體積、根鮮重、根干重、根系活力相較于CK分別提高了16.07%、32.72%、26.88%、19.07%。

2.3 根區(qū)土壤pH和碳氮比從圖1可以看出，高碳基肥料處理組根區(qū)土壤pH與CK 差異顯著，隨著高碳基肥料用量的增加，土壤pH逐漸升高，但高碳基肥料處理組內(nèi)差異不顯著。

注：不同小寫字母表示不同處理間差異顯著(P<0.05)。Note：Different lowercase letters indicated significant difference between different treatments(P<0.05).圖1 不同處理根區(qū)土壤的pHFig.1 pH of soil in root zone of different treatments

由表3可知，高碳基肥料處理組根區(qū)土壤全氮含量顯著高于CK，但高碳基肥料處理組內(nèi)差異不顯著；高碳基肥處理組根區(qū)土壤全碳含量顯著高于CK，相較于CK分別提高了20.75%、22.38%、22.14%；高碳基肥料處理組碳氮比顯著高于CK，相較于CK分別提高了9.12%、9.60%、9.54%，但高碳基肥料處理組內(nèi)差異不顯著。

表3 不同處理根區(qū)土壤碳氮比

2.4 根區(qū)土壤速效養(yǎng)分含量從表4可以看出，各處理間根區(qū)土壤速效鉀含量存在顯著差異，施用高碳基肥處理組的根區(qū)土壤速效鉀含量相較于CK分別提高了7.80%、16.90%、25.25%。施用高碳基肥料處理組的根區(qū)土壤有效磷含量相較于CK分別提高了15.84%、23.47%、29.00%，T3、T2的根區(qū)土壤有效磷含量顯著高于T1、CK，但T3與T2間差異不顯著。施用高碳基肥料處理組根區(qū)土壤氨態(tài)氮含量相較于CK分別提高了20.04%、25.31%、44.23%，T3、T2的根區(qū)土壤氨態(tài)氮含量與CK差異顯著。施用高碳基肥料處理組的根區(qū)土壤硝態(tài)氮含量相較于CK分別提高了20.52%、28.23%、45.46%，T3、T2的根區(qū)土壤硝態(tài)氮含量顯著高于T1、CK，但T3與T2間差異不顯著。

表4 不同處理根區(qū)土壤速效養(yǎng)分

綜上所述，穴施高碳基肥料可以顯著提高根區(qū)土壤速效養(yǎng)分含量，隨著高碳基肥料穴施劑量增加根區(qū)土壤速效養(yǎng)分含量增幅加大。高碳基肥料對(duì)根區(qū)土壤硝態(tài)氮和銨態(tài)氮的提升效果高于有效磷和速效鉀，對(duì)根區(qū)土壤有效磷的提升效果略高于速效鉀。

3 結(jié)論

穴施高碳基肥料對(duì)煙株的主要農(nóng)藝性狀指標(biāo)影響不明顯，但可以顯著增加打頂后10 d煙株最大葉長(zhǎng)和最大葉寬，且增幅隨高碳基肥料用量的增加而加大。

穴施高碳基肥料可以顯著提高煙株根系體積、根系活力和干物質(zhì)積累量，能夠有效促進(jìn)煙株根系生長(zhǎng)發(fā)育，且隨著高碳基肥料用量增加促生效果增大。

穴施高碳基肥料可以提高根區(qū)土壤pH、全氮含量、全碳含量和碳氮比，穴施高碳基肥料能有效提高根區(qū)土壤速效養(yǎng)分含量，高碳基肥料對(duì)根區(qū)土壤硝態(tài)氮和銨態(tài)氮的提升效果高于有效磷和速效鉀，對(duì)根區(qū)土壤有效磷的提升效果略高于速效鉀。

總體來看，T2處理(20 g/穴)和T3處理(30 g/穴)對(duì)促進(jìn)煙株生長(zhǎng)發(fā)育、提高根區(qū)土壤肥力、促進(jìn)植煙土壤改良效果明顯，適宜在郴州煙區(qū)推廣。推薦的穴施方法：每穴施用25 g左右，用量約375 kg/hm2，移栽前與煙草專用基肥一起均勻撒入煙穴內(nèi)，此方法簡(jiǎn)單易操作，省工省時(shí)，節(jié)約成本。