植煙土壤中煙稈腐解物污染的化學修復研究

張馨蔚,李云平,楊 超,楊志敏,陳玉成

(1.三峽庫區(qū)生態(tài)環(huán)境教育部重點實驗室,重慶400715;2.西南大學資源環(huán)境學院,重慶400716; 3重慶市煙草公司巫山分公司,重慶404700;4.重慶市煙草公司煙葉分公司,重慶400023)

煙草連作導致土壤微生態(tài)環(huán)境惡化、病蟲害加劇、土壤營養(yǎng)失調(diào)、植物生長發(fā)育受阻、產(chǎn)量和品質(zhì)下降,已成為限制煙草高產(chǎn)的主要障礙因素之一[1],早已為生產(chǎn)實踐和科學研究所證實。關(guān)于煙草連作障礙機理,國內(nèi)外學者從不同角度進行了探討,但對于煙稈腐解物的研究鮮有報道。調(diào)查發(fā)現(xiàn),煙稈大量堆放于田頭或殘留在煙田的現(xiàn)象較為普遍。研究表明,煙稈經(jīng)雨水淋洗吸水腐爛[2],土壤中前茬的殘體[3],其分解產(chǎn)物與根部接觸,對煙草引發(fā)毒害或促進煙草自身毒性物質(zhì)的產(chǎn)生[4],因此有必要對煙稈腐解物污染的土壤進行修復研究。利用3種化學修復劑對植煙土壤進行化學原位修復,以減輕煙稈腐解物引起的煙田連作障礙影響。

1 材料與方法

1.1 供試材料

1.1.1 植煙土壤

試驗區(qū)位于重慶市巫山縣鴛鴦煙葉科技示范園,海拔1 080 m,田塊地勢平坦。土壤為黃壤,肥力中等。

1.1.2 供試植物

供試植物為煙草(N icotiana tabacum),品種為云煙87,大田生育期約120 d左右,由巫山縣煙草分公司提供。

1.1.3 煙稈腐解液

將煙稈粉碎過2 mm篩,放入塑料盆中,加入等量的新鮮根際土壤,然后按煙稈∶水=1∶3(W∶W)加入蒸餾水,充分攪拌后蓋上塑料膜,膜上留有氣孔,置于55℃恒溫箱中培養(yǎng),其間經(jīng)常攪拌且補充水分。培養(yǎng)45 d即可得到煙稈腐解物[5-6]。然后將水和煙稈腐解物按1∶1(W∶W)混合,振蕩30 min,4 000 r/min離心上清液即為煙稈腐解液[7]。

1.1.4 修復試劑

修復試劑為試劑101,試劑102,試劑103。

1.2 試驗設(shè)計

試驗設(shè)5個處理,3次重復(表1),小區(qū)長7.02 m,寬2.4 m,隨機區(qū)組排列。

表1 煙稈腐解物修復試驗處理

1.3 試驗方法

選擇土壤肥力均勻的田塊,施用750 kg/hm2的復合肥和225 kg/hm2的有機肥作為基肥。將煙稈腐解液在整地、起壟前7 d混勻施入處理A3,A4, A5土壤,施用量為750 kg/hm2,不施用的處理以相當?shù)募兯妗?/p>

試驗采用露地栽培,行距110 cm,株距60 cm,每小區(qū)4行×6株。試驗移栽期為2009年5月19日,收獲期為9月7日,全生育期111 d。育苗、整地做壟、栽培、田間管理措施按烤煙生產(chǎn)技術(shù)規(guī)范執(zhí)行。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對煙草生長發(fā)育的影響

根據(jù)現(xiàn)場生育期記載,發(fā)現(xiàn)施用煙稈腐解液的處理,其生育期沒有明顯差異,團棵期為7月5日,現(xiàn)蕾期為7月30日,腳葉、腰葉、頂葉成熟期分別為8月5日、8月20日和9月7日,全生育期均為111 d。

團棵期、打頂期的農(nóng)藝性狀分析表明(表2,表3),A2處理各觀測值均低于其它處理,說明土壤中含有一定量的煙稈腐解液而未使用修復劑時,煙稈腐解物對煙株生長表現(xiàn)為抑制作用。

表2 團棵期煙株農(nóng)藝性狀

表3 打頂期煙株農(nóng)藝性狀

表4為收獲期分別從煙葉的生長狀況(煙株生長高低)、煙葉大小、煙葉質(zhì)量(枯葉,黃葉,斑點等)、成活等進行記載評價,分析發(fā)現(xiàn)至收獲期,各處理差異不明顯。

表4 收獲期各處理的田間長勢性狀

2.2 不同處理對煙草自然發(fā)病的影響

煙稈腐解物修復試驗中(圖1),煙株赤星病發(fā)生率A2處理(有煙稈腐解物但未使用修復劑)發(fā)病率最高。從黑莖病發(fā)病率來看,也是A2處理發(fā)病率最高,且遠遠高于其它處理;A1處理(未加入煙稈腐解物)黑莖病發(fā)病率遠遠低于其它處理。其它土壤含有煙稈腐解物同時使用修復劑的處理,其黑莖病發(fā)病率為A1處理的4～5倍,表明黑莖病發(fā)病率與土壤中煙稈腐解物有極大關(guān)系。

圖1 各處理的赤星病與黑莖病發(fā)病狀況

從圖1還可看出,加入修復劑可以大大降低煙稈腐解物對煙株生長過程中自然發(fā)病的發(fā)生率,以修復劑101,103的抑制效應最為明顯。

2.3 不同處理對煙葉經(jīng)濟性狀的影響

試驗結(jié)果表明(表5、表6),A2處理產(chǎn)量、產(chǎn)值低于其它處理,方差分析顯示差異達到了顯著性水平。從表6可以看出,A2處理與其它處理相比,其它處理的烤后煙葉的均價、上中等煙比例均高于A2處理,特別是上等煙比例增加較為明顯。從烤煙均價、上等、上中等煙比例、產(chǎn)值來看,采用修復劑的處理A3的上述指標均優(yōu)于其它修復劑處理(表7)。

表5 煙稈腐解物修復試驗產(chǎn)量

表6 煙稈腐解物修復試驗產(chǎn)值

表7 各處理均價、上中等煙比例

3 結(jié)論

煙稈腐解物對煙草生物學性狀的影響不明顯,但提高了煙草黑莖病的發(fā)病率,因此應盡量清除枯死的植物殘體或者死亡的根系,以減輕煙稈腐解物引起的煙田連作障礙的影響。

加入3種修復劑均能大大降低煙稈腐解物對煙株的自然發(fā)病率,提高煙株煙株各項經(jīng)濟性狀指標,其中以修復劑101效果最好。

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