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      土壤改良劑對(duì)攀枝花植煙土壤酸度和烤煙產(chǎn)質(zhì)量的影響

      2021-09-12 00:19曾慶賓謝檸枍余偉康博李冰王昌全
      江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué) 2021年14期
      關(guān)鍵詞:改良劑

      曾慶賓 謝檸枍 余偉 康博 李冰 王昌全

      摘要:四川省攀枝花市是我國(guó)西南地區(qū)典型烤煙生產(chǎn)區(qū),該區(qū)植煙紅壤酸性強(qiáng),對(duì)烤煙生產(chǎn)不利,通過不同土壤改良劑及配合施用田間試驗(yàn),探索不同酸性改良劑對(duì)土壤酸堿度平衡與烤煙產(chǎn)質(zhì)量提高的效果,以期為攀枝花煙區(qū)植煙紅壤區(qū)域烤煙優(yōu)質(zhì)高效生產(chǎn)提供科學(xué)依據(jù)。選取攀枝花市米易縣煙區(qū)典型紅壤為研究對(duì)象,分別以不同無機(jī)改良劑(石灰、白云石、鈣鎂磷肥)和有機(jī)改良劑(海藻有機(jī)肥、氨基酸有機(jī)肥)配施,設(shè)置9種土壤酸化改良方案,通過土壤pH值和烤煙產(chǎn)量、質(zhì)量變化的分析,綜合評(píng)估并提出適用于攀枝花煙區(qū)植煙紅壤的土壤酸化阻控方案。施用改良劑后,土壤pH值上升0.02~0.75,伸根期的煙株增高0.1~4.3 cm,最大葉面積增大5.1~102.6 cm2;但在團(tuán)棵期,單施無機(jī)改良劑下,株高降低0.1~1.1 cm,最大葉面積減小94.6~342.7 cm2,同時(shí)石灰配合海藻有機(jī)肥施用下最大葉面積減小84.7 cm,其他處理株高上升0.3~15.0 cm,最大葉面積增大18.0~376.0 cm2;烤煙生長(zhǎng)中后期煙株增高 0.7~26.7 cm,莖圍增大0.3~1.85 cm,葉面積指數(shù)增大0.59~1.47,而節(jié)間距在旺長(zhǎng)期增長(zhǎng)了0.65~1.00 cm,在成熟期僅石灰、鈣鎂磷肥配施氨基酸有機(jī)肥、石灰配施海藻有機(jī)肥有所增長(zhǎng);產(chǎn)量變化范圍為2 283.75~3 183.75 kg/hm2,產(chǎn)值變化范圍45 813.75~57 095.25元/hm2,但對(duì)烤煙化學(xué)品質(zhì)的改善效應(yīng)變異較大。石灰和氨基酸有機(jī)肥配施下,對(duì)土壤的pH值、烤煙農(nóng)藝性狀、經(jīng)濟(jì)性狀和化學(xué)品質(zhì)的綜合改良效果較好。

      關(guān)鍵詞:土壤酸度;改良劑;烤煙質(zhì)量;烤煙產(chǎn)量

      中圖分類號(hào): S156.2 ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼: A ?文章編號(hào):1002-1302(2021)14-0074-06

      良好的土壤環(huán)境是烤煙高質(zhì)量生產(chǎn)的基礎(chǔ),目前我國(guó)煙區(qū)面臨著片面施用化肥、常年烤煙連作、土壤酸化三大問題,隨著酸性煙土面積不斷擴(kuò)大,土壤酸化已是制約烤煙產(chǎn)量和質(zhì)量提升的重要因素[1-2],因此對(duì)酸化土壤進(jìn)行合理改良十分重要。適宜的土壤pH值能增加土壤養(yǎng)分有效性,提高根系養(yǎng)分吸收功能,強(qiáng)化煙株抗逆性[3-4],我國(guó)通常將pH值為5.5~6.5作為烤煙最適宜種植范圍,研究表明,煙葉品質(zhì)在弱酸條件下變異較小,當(dāng)pH值在5.5~7.5范圍內(nèi)時(shí),煙葉的余味、雜氣和刺激性有明顯差異[5]。前人主要采取施用有機(jī)肥、秸稈還田、施用土壤改良劑等方法進(jìn)行煙土改良[1],其中施用改良劑對(duì)酸化土壤pH值有較好提升作用[6]。研究表明,酸性土壤施適量石灰能提高土壤pH值,改善烤煙根系生長(zhǎng)環(huán)境,促進(jìn)氮磷鉀肥的吸收,提高煙葉產(chǎn)質(zhì)量[7-8]。我國(guó)南方煙區(qū)普遍采用白云石粉、石灰改良酸性土壤[9]。崔權(quán)仁等認(rèn)為,用白云石粉調(diào)節(jié)植煙土壤的pH值具有時(shí)效性[10];呂永華等指出,施用石灰和鈣鎂磷肥后,烤煙的產(chǎn)值、產(chǎn)量和中上等煙的比例均有所上升,氣斑病、青枯病患病率下降[11]。

      目前,通過合理施肥減小對(duì)土壤危害的報(bào)道較多,而關(guān)于施加土壤改良劑在酸性紅壤上應(yīng)用效果的相關(guān)報(bào)道較少,同時(shí)針對(duì)改良酸化紅壤來提高烤煙產(chǎn)質(zhì)量的相關(guān)報(bào)道也較少。攀枝花市是四川省第二大煙葉產(chǎn)區(qū),亦是西南地區(qū)優(yōu)質(zhì)烤煙生產(chǎn)區(qū),植煙土壤多為紅壤,質(zhì)地黏著,有機(jī)質(zhì)含量低,不利于優(yōu)質(zhì)煙葉生長(zhǎng),當(dāng)?shù)責(zé)熮r(nóng)大多以經(jīng)驗(yàn)施肥為主,施肥缺少科學(xué)依據(jù),加之土地復(fù)種指數(shù)高,致使土壤肥力下降,結(jié)構(gòu)受到破壞[12],部分區(qū)域生產(chǎn)效益低下,嚴(yán)重制約區(qū)域烤煙安全、穩(wěn)定、持續(xù)生產(chǎn),且不同改良劑的作用效果不同,在特定環(huán)境下如何選擇和進(jìn)行酸化土壤改良方式仍無定論。本研究主要針對(duì)攀枝花市植煙紅壤,分析不同有機(jī)無機(jī)改良劑對(duì)土壤酸堿度和烤煙產(chǎn)質(zhì)量的改善情況,以期為煙農(nóng)科學(xué)施肥、攀枝花煙區(qū)酸性土壤改良提供依據(jù),以實(shí)現(xiàn)煙葉的適產(chǎn)優(yōu)質(zhì)。

      1 材料與方法

      1.1 研究區(qū)概況

      試驗(yàn)地選在普威鎮(zhèn),地處四川省米易縣西北部中山區(qū),地勢(shì)北高南低,呈南北走向,海拔在980~3 447 m 之間,屬亞熱帶半濕潤(rùn)氣候,年平均氣溫在14.6 ℃左右,年總降水量約為1 450 mm。試驗(yàn)地土壤pH值為5.91,有機(jī)質(zhì)含量為18.70 g/kg,全氮含量為1.42 g/kg,堿解氮含量為93.7 mg/kg,速效鉀含量為101.57 mg/kg,速效磷含量為 12.88 mg/kg,交換性鈣離子含量為2.13 cmol/kg,交換性鎂離子含量為0.59 cmol/kg,有效錳含量為39.63 mg/kg,有效鐵含量為6.64 mg/kg,有效鋅含量為1.37 mg/kg,有效銅含量為0.76 mg/kg,有效硼含量為0.51 mg/kg,水溶性氯含量為1.73 mg/kg。

      1.2 田間試驗(yàn)設(shè)計(jì)

      試驗(yàn)時(shí)間為2019年4—10月,試驗(yàn)品種為云煙87,在常規(guī)施肥的基礎(chǔ)上,于烤煙移栽前10 d將土壤改良劑條施在壟底。供試肥料為煙草專用復(fù)合肥(四川金葉化肥有限公司,N、P2O5、K2O質(zhì)量比為10 ∶ 15 ∶ 25)、硝酸鉀(四川米高化肥有限公司,N、K2O質(zhì)量比為14 ∶ 45)、鈣鎂磷肥(重慶云端肥業(yè)有限公司)、硫酸鉀(四川川化股份有限公司)、海藻有機(jī)肥(濟(jì)南鑫鳴海化工有限公司,N、P2O5、K2O質(zhì)量比為2 ∶ 1 ∶ 1)、氨基酸有機(jī)肥(成都螯合生物技術(shù)有限公司,N、P2O5、K2O質(zhì)量比為4 ∶ 2 ∶ 2)。各處理方式見表1。

      1.3 樣品采集與分析測(cè)試

      在改良劑施用后,于烤煙團(tuán)棵期和成熟期,按“S”形采集0~20 cm耕層混合土樣,用pH計(jì)法測(cè)定土壤pH值(土水質(zhì)量比為1.0 ∶ 2.5)[13]。

      煙葉樣品采集于收獲期,以小區(qū)為單位采集上部、中部、下部煙葉,選取B2F、C3F、X2F等3個(gè)等級(jí)樣品,并在50 ℃下烘干至恒質(zhì)量,粉碎后過 0.15 mm 網(wǎng)篩,煙葉化學(xué)品質(zhì)分析方法參照YC/T 159—2002《煙草及煙草制品 水溶性糖的測(cè)定 連續(xù)流動(dòng)法》、YC/T 161—2002《煙草及煙草制品 總氮的測(cè)定連續(xù)流動(dòng)法》、YC/T 160—2002《煙草及煙草制品 總植物堿的測(cè)定 連續(xù)流動(dòng)法》、YC/T 162—2002《煙草及煙草制品 氯的測(cè)定 連續(xù)流動(dòng)法》、YC/T 274—2008《卷煙紙中鉀、鈉、鈣、鎂的測(cè)定 火焰原子吸收光譜法》。在各生長(zhǎng)時(shí)期(伸根期、團(tuán)棵期、旺長(zhǎng)期、成熟期)選取具有代表性煙株10株,參照YC/T 142—2010《煙草農(nóng)藝性狀調(diào)查測(cè)量方法》進(jìn)行農(nóng)藝性狀調(diào)查。在煙葉成熟后分小區(qū)記錄產(chǎn)量、產(chǎn)值、中上等煙比例。

      1.4 數(shù)據(jù)處理方法

      使用SPSS 20.0進(jìn)行單因素分析和顯著性檢驗(yàn),采用Excel 2010制表。

      2 結(jié)果與分析

      2.1 不同改良劑下土壤酸堿度的變化

      由表2可知,不施入改良劑,土壤pH值在烤煙團(tuán)棵期和成熟期分別為5.11和5.20,均不利于烤煙種植。相比CK,各處理下pH值均有所上升,在團(tuán)棵期T6和T7處理與CK有顯著差異,pH值分別比CK上升了0.31和0.39;在成熟期以T3處理對(duì)土壤酸化阻控效果最好,pH值較CK增長(zhǎng)了0.75,T7、T4處理次之,pH值分別比CK增長(zhǎng)了0.67、0.64。從團(tuán)棵期發(fā)育到成熟期,各處理下土壤pH值均有所上升,其中以T3、T4處理上升較大,成熟期分別比團(tuán)棵時(shí)期上升0.64、0.62;T9處理次之,成熟期分別比團(tuán)棵期增加0.58。同一生長(zhǎng)期下以T3、T4、T6、T7、T9處理對(duì)土壤pH值的改良效果較好。

      2.2 不同改良劑對(duì)烤煙農(nóng)藝性狀的影響

      由表3可知,在伸根期株高以CK、T2處理較低;T8、T9處理較高,分別較CK增加84.85%、130.30%。T2處理葉片數(shù)最少。T4處理和CK的最大葉面積較小;T7、T9處理最大葉面積較大,分別比CK大111.04%、104.11%。綜合來看,以T2處理效果最差,T7、T8、T9處理效果較優(yōu)。團(tuán)棵期,T1、T2處理的效果較差,其中株高分別較CK低6.96%、3.16%,最大葉面積分別較CK減小了44.60%、45.01%;T8、T9處理效果較優(yōu),與CK相比株高分別增長(zhǎng)77.22%、94.94%,最大葉面積分別增大49.38%、42.82%。

      由表4可知,烤煙進(jìn)入旺長(zhǎng)期,植株大幅度生長(zhǎng),株高均大于110 cm,葉片數(shù)均大于或等于19張。各處理對(duì)節(jié)間距、莖圍和葉面積指數(shù)的影響與對(duì)照(CK)相比有顯著差異,其中T3處理節(jié)間距最長(zhǎng),較CK增加24.47%;T1處理莖圍最大,較CK增加20.11%;T8處理的葉面積指數(shù)最大,較CK增加42.98%。綜合來看,各處理較對(duì)照(CK)而言,對(duì)旺長(zhǎng)期烤煙農(nóng)藝性狀均有一定改良作用,其中T7、T8、T9處理在旺長(zhǎng)期的改良效果較優(yōu)。

      成熟期烤煙與CK相比,各處理下的株高、節(jié)間距、莖圍、葉面積指數(shù)均有一定改良效果,其中株高在T8處理下最高,較CK提升23.71%,節(jié)間距在T7處理下最高,較CK提升6.36%,莖圍在T2、T3處理下較大,均較CK增大12.12%,T8、T9處理下的葉面積指數(shù)較大,分別較CK增加45.75%、44.77%。總體上,以T2、T3、T7、T8、T9處理在成熟期的改良效果較好。

      在烤煙各生長(zhǎng)時(shí)期,與不施改良劑相比,不同土壤酸化阻控方式均對(duì)烤煙農(nóng)藝性狀有一定改善效果,各處理下的煙株在4個(gè)生長(zhǎng)期的長(zhǎng)勢(shì)差異較明顯,但綜合各時(shí)期,以T7、T8、T9處理的改良效果較好,說明氨基酸有機(jī)肥配合其他土壤調(diào)節(jié)劑對(duì)酸化土壤進(jìn)行改良在一定程度上有利于煙株的生長(zhǎng)。

      2.3 不同改良劑對(duì)烤煙經(jīng)濟(jì)性狀的影響

      由表5可知,除T3處理以外,其他處理施入改良劑后烤煙產(chǎn)量均有所上升,其中T7、T8、T9產(chǎn)量上升較大,分別比CK上升29.22%、35.19%、38.95%。僅T5、T7、T8、T9處理下的產(chǎn)值較CK有所上升;T1處理下烤煙產(chǎn)值下降最大,較CK下降8.14%。在T6、T7、T8、T9處理下,烤煙中上等煙比例超過了80%,T1處理下的中上等煙比例最低??傮w上,T7、T8、T9處理對(duì)烤煙經(jīng)濟(jì)性狀有積極影響,而T1、T3處理下烤煙的經(jīng)濟(jì)性狀較差,說明相較于單施,石灰、白云石、鈣鎂磷肥與氨基酸有機(jī)肥配施更利于形成優(yōu)良烤煙經(jīng)濟(jì)性狀。

      2.4 不同改良劑對(duì)烤煙化學(xué)品質(zhì)的影響

      在國(guó)際型優(yōu)質(zhì)煙葉標(biāo)準(zhǔn)中,煙堿含量范圍為1.5%~3.5%,總氮含量范圍為1.5%~3.0%,總糖含量范圍為20%~24%,還原糖含量范圍為16%~22%,煙鉀含量范圍為2.0%~3.5%,氯離子含量范圍為0.3%~0.8%,糖堿比范圍為10~15,氮堿比范圍為0.5~1.0,鉀氯比范圍為4~10[14-16]。由表6至表8可知,在9個(gè)處理下,煙葉中的煙堿、總氮含量和氮堿比基本在正常范圍內(nèi),總糖和還原糖含量普遍偏高。改良劑中含有石灰會(huì)使煙鉀含量偏低,改良劑中含有氨基酸有機(jī)肥會(huì)使煙株個(gè)別部位氯離子含量偏低。T4、T7處理的鉀氯比以及T5處理的糖堿比在烤煙各部位均處在適宜范圍??傮w上,與CK相比,大多數(shù)處理使烤煙各部位的煙堿含量上升,中部葉的總糖、還原糖和煙鉀含量增多,下部葉的總氮、氯離子、煙鉀含量增多,上部葉的氯離子含量均有所上升,而氮堿比下降。

      3 討論與結(jié)論

      土壤酸堿度的變化會(huì)改變土壤養(yǎng)分的形態(tài)、有效性及微生物的分布、活性,進(jìn)而影響烤煙根系性質(zhì)和養(yǎng)分吸收,使烤煙的產(chǎn)質(zhì)量有所不同[3]。施用改良劑后,土壤pH值上升,煙株增高,煙葉變大,長(zhǎng)勢(shì)變好,煙葉的產(chǎn)量、產(chǎn)值和中上等煙比例也有所上升,這與前人的研究結(jié)果[17-19]一致,可見土壤改良劑能有效提高酸化土壤pH值,使其處于十分適宜烤煙生長(zhǎng)的范圍(pH值范圍為5.5~6.5),有效增加烤煙必需養(yǎng)分的利用率;另外,有機(jī)無機(jī)改良劑的配施可在一定程度上改善土壤結(jié)構(gòu)、容重、孔隙度等物理性質(zhì),給煙株生長(zhǎng)提供較好的生長(zhǎng)環(huán)境[18]。

      但在不同烤煙生長(zhǎng)期,改良劑對(duì)土壤pH值提高效果有所不同,較之于團(tuán)棵期,大多數(shù)改良劑對(duì)土壤pH值的提高效果在成熟期更明顯,這可能是因?yàn)樵诔墒炱?,有機(jī)無機(jī)改良劑在土壤中分解得更完全,且烤煙根系發(fā)育更成熟,根系分泌物對(duì)土壤酸度的調(diào)控和微生物富集起到一定作用。對(duì)比不同的無機(jī)改良劑單施效果可知,較之白云石和鈣鎂磷肥,單施石灰對(duì)土壤pH值的提升效果隨烤煙生長(zhǎng)期的發(fā)展而降低,這也證明了施用石灰改良土壤酸度具有時(shí)效性[20],后效較短。

      本研究結(jié)果顯示,較之單施某一改良劑,有機(jī)無機(jī)改良劑配施的效果最好,尤其是無機(jī)改良劑與氨基酸有機(jī)肥配施。這可能是因?yàn)橛袡C(jī)無機(jī)改良劑配施,既能保證施入土壤的養(yǎng)分多元化,又能避免肥效過快或過慢帶來的弊端。另外,氨基酸作為構(gòu)成蛋白質(zhì)的最小分子,通過影響蛋白質(zhì)的含量和酶的活性、土壤微生物的活性,活化土壤養(yǎng)分含量,從而影響烤煙生長(zhǎng)[21-22]。相較于其他有機(jī)肥,分子態(tài)氨基酸能不經(jīng)過礦化而直接被植物優(yōu)先吸收,進(jìn)而降低植物在吸收同化碳氮養(yǎng)分時(shí)所消耗的能量,是植物和微生物的優(yōu)良氮源與碳源[21]。

      在各處理下,烤煙的還原糖和總糖含量偏高,這可能與當(dāng)?shù)貧夂蛴嘘P(guān)[22],當(dāng)?shù)貧夂驕睾?,成熟期一般在雨季之后,日照時(shí)數(shù)長(zhǎng),使植物的光合作用和呼吸作用適中,光合產(chǎn)物積累多,從而使煙株內(nèi)糖分積累多[23-24]。但關(guān)于植煙土壤酸化改良條件下,烤煙總糖和還原糖含量如何降低還須進(jìn)一步研究。

      施入不同改良劑對(duì)植煙土壤pH值和烤煙性狀有一定改良效果,較之單獨(dú)施用無機(jī)改良劑(石灰、白云石、鈣鎂磷肥),將其與氨基酸有機(jī)肥配施的改良效果更好。在改良土壤pH值方面,石灰和海藻有機(jī)肥或氨基酸有機(jī)肥配施,以及鈣鎂磷肥和氨基酸有機(jī)肥配施效果較好,pH值較CK升高0.10~0.67;在改善烤煙農(nóng)藝性狀和經(jīng)濟(jì)性狀方面,氨基酸有機(jī)肥與無機(jī)改良劑(石灰、白云石、鈣鎂磷肥)配施的效果較好,株高較CK增長(zhǎng)17.72%~130.30%,最大葉面積較CK增大27.76%~111.04%,莖圍比CK增大4.04%~17.39%,葉面積指數(shù)較CK增大30.41%~45.75%;石灰和氨基酸有機(jī)肥配合下,烤煙的化學(xué)品質(zhì)較好。綜合土壤pH值變化,烤煙農(nóng)藝性狀、經(jīng)濟(jì)性狀和化學(xué)品質(zhì),以石灰和氨基酸有機(jī)肥配施的改良效果較好。

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