植煙土壤養(yǎng)分系統(tǒng)研究法中不同指示作物的比較

田 里，尹力初，胡瑞芝，羅蘭芳，彭 宇，周曙光

（1.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院，湖南 長沙 410128；2.湖南中煙工業(yè)有限責(zé)任公司技術(shù)中心，湖南 長沙 410014）

不同作物的營養(yǎng)特性不同，對(duì)各種養(yǎng)分元素及各養(yǎng)分元素程度的需求存在差異[1－2]，所以生產(chǎn)實(shí)踐中不能通過某種作物產(chǎn)量的盈虧和產(chǎn)質(zhì)的優(yōu)劣來判斷土壤中養(yǎng)分元素的豐缺與否[3-5]。本試驗(yàn)參考前人的研究[6-12]通過對(duì)張家界桑植縣植煙土壤養(yǎng)分狀況的系統(tǒng)研究，對(duì)比高粱與烤煙在指示植煙土壤養(yǎng)分限制因子中存在的差異，探求高粱作為土壤養(yǎng)分狀況系統(tǒng)研究法中通用的指示作物能否運(yùn)用于桑植植煙土壤上，為張家界植煙土壤養(yǎng)分系統(tǒng)研究提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 土壤樣品的采集與制備

在湖南張家界的白石鎮(zhèn)、上洞街鎮(zhèn)與龍?zhí)镀烘?zhèn)3個(gè)烤煙產(chǎn)區(qū)分別選擇有代表性的植煙田塊，通過多點(diǎn)隨機(jī)采樣法（20～30個(gè)點(diǎn)）采集耕層土樣約80 kg。自然風(fēng)干后過2 mm篩，充分混合后再從中多點(diǎn)隨機(jī)取出1.5 kg子樣品供土壤有效養(yǎng)分狀況分析，以及進(jìn)行土壤對(duì)主要營養(yǎng)元素的吸附試驗(yàn)。其余土樣用作盆栽試驗(yàn)。

1.2 土壤有效養(yǎng)分含量分析及其吸附試驗(yàn)

供試土壤的有效養(yǎng)分含量分析及其吸附試驗(yàn)采用ASI分析測定方法[7]。測定的指標(biāo)包括pH值、交換性 Ca、Mg，有效 P、K、S、Fe、Mn、Cu、Zn、B。吸附試驗(yàn)是為生物盆栽試驗(yàn)中最佳處理肥料用量提供依據(jù)，開展吸附試驗(yàn)的養(yǎng)分元素根據(jù)供試土壤有效養(yǎng)分分析結(jié)果確定。

1.3 盆栽試驗(yàn)

根據(jù)土壤有效養(yǎng)分含量和吸附試驗(yàn)結(jié)果，對(duì)照各養(yǎng)分臨界值標(biāo)準(zhǔn)，確定土壤各養(yǎng)分的豐缺狀況，制定盆栽試驗(yàn)方案，盆栽試驗(yàn)均設(shè)置了15個(gè)處理（見表1）。在確定最佳處理時(shí)，除使各種養(yǎng)分調(diào)整到最適狀態(tài)外，還考慮土壤酸度，Ca/Mg，Mg/K的平衡[13]，從最佳處理配方中除去或加入某一元素構(gòu)成元素的豐缺診斷處理。

表1 盆栽試驗(yàn)設(shè)置

在各處理下，先將各種待加入的養(yǎng)分元素配成溶液，一次性加入足量風(fēng)干土中，在室內(nèi)陰干捻細(xì)后充分混勻，裝入250 mL不透明塑料杯，每杯裝土150 mL，塑料杯放入高8 cm的周轉(zhuǎn)箱內(nèi)，每塑料杯在底部鉆有3個(gè)直徑1 cm的小孔，在裝土前墊入厚度2 cm的棉花用來保證植株水分的供應(yīng)。在植株生長的過程中用自動(dòng)供水瓶保持周轉(zhuǎn)箱中灌溉液的液面高度為2～3 cm，其中缺N和CK處理用蒸餾水，其他處理用0.3 g/L NH4NO3溶液灌溉。

盆栽試驗(yàn)在湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院玻璃溫室進(jìn)行，每處理重復(fù)3次，指示作物為烤煙（中煙201）和高粱（湘糯粱11號(hào)）。收獲時(shí)剪取植株地上部分，烘干后計(jì)算單株重量，并以最佳處理的單株生物量為100%，計(jì)算各處理的相對(duì)產(chǎn)量。

2 結(jié)果與分析

2.1 供試土壤養(yǎng)分狀況評(píng)價(jià)

從表2中可以看出：參照ASI法的土壤養(yǎng)分適宜值[14-16]，桑植白石點(diǎn)植煙土壤中有效 Ca、K、Fe、Mn和B含量豐富，而P、Mg、Cu、Zn和S缺乏，Mg/K 偏低；上洞街點(diǎn)土壤中Ca、Fe、Mn和B含量豐富，而K、P、Cu、Mg、Zn 和 S 缺乏，Mg/K 偏低，且 Ca/Mg 過高；龍?zhí)镀狐c(diǎn)土壤中 K、Ca、Mg、Fe、Mn、Cu、B 含量較為豐富，而P、S、Zn含量明顯缺乏，Ca/Mg稍低。

表2 土壤有效養(yǎng)分狀況分析

2.2 供試土壤養(yǎng)分吸附分析

根據(jù)各供試土壤的有效養(yǎng)分分析結(jié)果，分別對(duì)各土壤相應(yīng)的虧缺養(yǎng)分進(jìn)行吸附試驗(yàn)，同時(shí)，考慮到目前為止，吸附試驗(yàn)中對(duì)產(chǎn)量數(shù)據(jù)有意義的元素只包括 K、P、SO4-S、B、Cu、Mn、Zn 等 7 種養(yǎng)分，故只對(duì)P、S、Zn、Cu、K這5種元素開展相應(yīng)的吸附試驗(yàn)（表3）。因土壤對(duì)養(yǎng)分的吸附在一定范圍內(nèi)都可以用直線方程Y=AX+B擬合，從而可以算出，白石供試土壤所虧缺的養(yǎng)分要達(dá)到它們相應(yīng)的適宜值，需要在生物盆栽試驗(yàn)中施入P 124 mg/L土、Cu 2.3 mg/L土、S 84 mg/L土、Zn 3.9 mg/L土；上洞街生物盆栽試驗(yàn)中需要施入P 131 mg/L土、K 32 mg/L土、S 73 mg/L土、Cu 2.4 mg/L土、Zn 8.2 mg/L土；龍?zhí)镀荷锱柙栽囼?yàn)中需要施入P 118 mg/L土、S 139 mg/L土、Zn 4.3 mg/L土。

表3 土壤養(yǎng)分元素吸附特征曲線

2.3 不同指示作物盆栽生物量的比較

高粱盆栽試驗(yàn)中（表4），白石土壤缺N、P、Cu、S使高粱相對(duì)產(chǎn)量分別減少了76%、29%、22%、20%，而其他養(yǎng)分的施用與否則無不良影響；上洞街土壤缺 N、P、S分別減少了 88%、37%、22%，加Mn有減產(chǎn)趨勢，而其他養(yǎng)分的施用與否則無不良影響；龍?zhí)镀和寥廊盢、S、P分別減少了86%、38%、29%，加Fe有減產(chǎn)的趨勢，而其他養(yǎng)分的施用與否則無不良影響。因此，高粱作為指示作物時(shí)所反映出的土壤養(yǎng)分限制因子及其虧缺順序?yàn)镹、P、S、Cu等。

表4 供試土壤生物盆栽試驗(yàn)相對(duì)產(chǎn)量 （%）

烤煙盆栽試驗(yàn)中（表 4），白石土壤缺 N、P、Mg、Cu、S使烤煙生物量分別減少82%、51%、27%、19%、15%，缺 Ca、Zn 有減產(chǎn)的趨勢，加 Mn、Fe、B、K 有一定的負(fù)面效應(yīng)；上洞街土壤缺N、P、Mg分別減少了85%、63%、20%，而其他養(yǎng)分的施用與否沒有不良影響；龍?zhí)镀和寥廊盢、P、S、Zn分別減少87%、61%、25%、20%，加Fe、Cu和Mn有一定的負(fù)面效應(yīng)。因此，烤煙作為指示作物時(shí)所反映出的土壤養(yǎng)分限制因子及其虧缺順序?yàn)?N、P、Mg、S、Zn、Cu 等。

對(duì)比上述兩種作物盆栽試驗(yàn)結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)：高粱與烤煙在指示桑植植煙土的養(yǎng)分限制因子及其虧缺順序上基本相同，即N、P、S、Cu等。但也要注意到，高粱與烤煙所指示的土壤養(yǎng)分限制因子及其虧缺順序上也存在著差異：高粱對(duì)S比較敏感，而烤煙對(duì)Mg較敏感，且烤煙所指示的養(yǎng)分限制因子多于高粱，這是因?yàn)椴煌淖魑镉捎谄渥陨淼臓I養(yǎng)特性，對(duì)各種養(yǎng)分元素及其需求的程度存在差異[2,4]。

3 小結(jié)

桑植植煙土壤有效Ca、Fe、Mn和B含量豐富。高粱與烤煙在指示張家界植煙土壤的養(yǎng)分限制因子及其虧缺順序上基本相同，故土壤養(yǎng)分系統(tǒng)研究法中高粱作為一種通用的指示作物，基本上也能作為指示植物應(yīng)用于植煙土壤養(yǎng)分的系統(tǒng)研究。但兩種作物對(duì)S、Mg指示作用并不一樣，且所指示土壤養(yǎng)分限制因子的多寡也存在一定差異，故盆栽試驗(yàn)中選取的指示作物最好與田間種植作物相一致。

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