不同酸堿性復合肥對煙草及根際土壤化學特性的影響

宋澤民，陳永安，李余湘，郭光東，唐興貴，葛永琴，李章海，江玉平，武德傳(.貴州省烤煙公司黔南州公司，貴州都勻558000;.中國科學技術大學地球與空間科學學院，安徽合肥3005;3.中國科學技術大學煙草與健康研究中心，安徽合肥3005;.安徽農(nóng)業(yè)大學農(nóng)學院，安徽合肥30036)

我國南方地區(qū)植煙土壤總體上偏酸性。酸性土壤往往由于交換性鋁含量高，土壤pH較低，加上其他有效養(yǎng)分的缺乏，對煙草生長和土壤微生物活動產(chǎn)生不利影響。貴州省黔南煙區(qū)有40%以上的土壤pH＜5.5，其中pH≤5.0的強酸性土壤約占20%。這是影響烤煙生長發(fā)育和產(chǎn)量質(zhì)量的重要因素之一。在煙草生產(chǎn)上，為使土壤pH能適宜于煙草生長，常施用白云石粉或石灰石粉來調(diào)控土壤酸度［1－4］，但往往忽視所用煙草復合肥的化學酸堿性對土壤以及煙草生長的影響。研究表明，肥料的酸堿性在一定程度上影響土壤的pH、土壤中鋁、羥基鋁離子的活性，進而影響作物對養(yǎng)分的吸收和生長［5－9］。筆者用黔南州幾種不同酸堿性的煙草復合肥，用黔南植煙土壤進行根袋盆栽試驗，以探討不同酸堿性肥料對煙草根際土壤以及煙草生長的影響，為在酸性土壤上生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)特色煙葉、選擇合適酸堿性專用肥提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料 供試土壤為貴州省黔南州的酸性黃壤，質(zhì)地為中壤。土壤樣品風干后過2 mm篩，其主要養(yǎng)分為:pH 5.06，有機質(zhì) 1.12%，堿解氮 82.7 mg/kg，有效磷(P)2.3 mg/kg，有效鉀(K)30.9 mg/kg，水溶性氯離子(Cl)34.1 mg/kg。供試3種復合肥養(yǎng)分含量和pH見表1。供試烤煙品種為K326。

表1 試驗處理及復合肥性質(zhì)

1.2 試驗設計 將復合肥1、復合肥2和復合肥3三種復合肥磨碎。按照每千克土壤中加入3 g復合肥的標準，稱取復合肥1、復合肥2和復合肥3三種復合肥，分別與土壤混勻，形成“土壤—復合肥”混合土樣。將混合土樣裝入花盆，每盆裝混合土樣5 kg。在盆中央放置1個根袋，根袋周長16 cm、高14 cm，由300目尼龍篩網(wǎng)縫制而成。在該盆5 kg混合土樣中，取出250 g，放入根袋內(nèi)。在每個根袋內(nèi)植入一株7葉齡烤煙煙苗。試驗設置6次重復。35 d后，從花盆中取出根袋，并進行如下操作:從根袋中取出煙株，洗凈根部泥土，烘干，量煙株干重，之后將煙株地上部粉碎，并且過20目篩;收集根袋內(nèi)土壤為根際土壤(Soil in rhizosphere zone，SRZ)，取花盆內(nèi)離根袋2 cm以外的土壤為非根際土壤(Soil in nonrhizosphere zone，SNRZ)，將根際土和非根際土風干，粉碎，并且過20目篩。

1.3 測定方法 土壤pH采用電位法測定;有機質(zhì)含量采用重鉻酸鉀氧化－比色法測定;水解氮含量采用堿解擴散法測定;有效磷含量采用碳酸氫鈉提?。壬y定;速效鉀含量采用乙酸銨提取－原子吸收光譜法測定;水溶性氯離子含量采用水浸提－硝酸銀滴定法［10］測定;土壤交換性酸(鋁、氫)含量采用氯化鉀交換－中和滴定法［11］測定。煙株地上部樣品的化學成分采用X射線熒光光譜法(XRF-1800，中國科學技術大學理化科學實驗中心)測定。

2 結果與分析

2.1 pH 由表2可知，根袋盆栽35 d，3種煙草復合肥處理的根際土pH均低于初始值，復合肥1處理、復合肥2處理和復合肥3處理pH分別低0.36、0.23和0.21個單位，復合肥1處理的pH最低。復合肥1處理非根際土的pH低于供試土壤初始值，復合肥2處理、復合肥3處理pH比初始值高0.3個單位。這與復合肥1的水溶液呈強酸性有關。這樣的pH沒有達到生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)烤煙煙葉要求的適宜土壤pH范圍。3種復合肥處理的非根際土的pH均高于根際土，高0.31～0.53個單位。這與多數(shù)研究結果相同，是由于煙株根系分泌有機酸，使得根際微域pH比非根際土有所下降［12－13］。

表2 煙草根際土與非根際土的pH

2.2 交換性鋁、交換性氫 由表3可知，供試土壤的初始土樣交換性鋁和交換性氫含量相當，總交換性酸度為3.23 c mol/kg。盆栽35 d時，根際土樣交換性鋁的含量與初始土樣相比均有較大幅度的增加，施用復合肥1的增加了104.9%，復合肥2處理和復合肥3處理分別增加了55.6%和53.1%。復合肥1的強酸性促進土壤中鋁的溶解，使得進入土壤膠體上的交換性鋁的含量明顯增多。非根際土的交換性鋁含量與初始土樣相當，沒有明顯變化。交換性氫含量無論根際土和非根際土均比初始土樣有所下降，可能是由于交換性鋁和鈣鎂鉀等鹽基離子取代部分交換性氫。3種復合肥處理的根際土和非根際土的交換性氫含量依次是復合肥1處理＞復合肥2處理＞復合肥3處理。土壤酸度主要取決于土壤交換性鋁的含量，土壤交換性鋁與土壤pH的關系密切。研究結果表明，土壤pH與土壤交換性鋁的數(shù)量呈0.01水平顯著的負相關［11，14］。復合肥的強酸性促進了土壤交換性鋁數(shù)量的增加和pH的下降。

表3 不同處理根際土與非根際土的交換性鋁、交換性氫含量cmol/kg

2.3 煙株生物量 由表4可知，地上部、地下部以及總生物重3個處理間不存在顯著差異，但復合肥3處理高于復合肥1處理和復合肥2處理。在該試驗條件下，復合肥1對煙草前期生長的作用不及復合肥2、復合肥3。這與復合肥1溶液的強酸性，使得根際土壤的酸度加劇，根際交換性鋁增加有關。在酸性土壤中，當鋁超過一定濃度時，可在多個水平上對植物產(chǎn)生毒害。高濃度鋁可與細胞膜的膜脂和膜蛋白結合，提高膜的滲透性，根伸長率下降，根際生物酶活性受抑［15］。

2.4 地上部的化學成分 地上部分的化學成分反映煙草對養(yǎng)分的吸收與積累。由表5可知，復合肥1處理在N、CaO與C含量上低于復合肥2處理和復合肥3處理，而Al2O3、Cl含量高于復合肥2處理和復合肥3處理，P2O5含量大小順序為復合肥3處理＜復合肥1處理≈復合肥2處理，其他化學成分基本無差異。

表5 煙草地上部的化學成分

3 小結

研究表明，根袋盆栽35 d，3種煙草復合肥處理的根際土pH均低于初始值，復合肥1處理pH最低。復合肥1處理非根際土的pH低于供試土壤初始值，復合肥2處理、復合肥3處理高于初始值。3種復合肥處理的非根際土的pH均高于根際土。與初始土樣相比，根袋盆栽35 d，根際土樣交換性鋁的含量均有較大幅度的增加，非根際土的交換性鋁含量沒有明顯變化。交換性氫含量無論根際土和非根際土比初始土樣都有所下降。地上部、地下部以及總生物重均為復合肥3處理＞復合肥2處理＞復合肥1處理。在地上部分的化學成分方面，復合肥1處理N、CaO與C含量低于復合肥2處理和復合肥3處理，而Al2O3、Cl含量高于復合肥2處理和復合肥3處理，P2O5含量復合肥3處理＜復合肥1處理≈復合肥2處理，其他化學成分基本無差異。復合肥的強酸性促進土壤活性鋁數(shù)量的增加和pH的下降，不利煙苗早期生長。

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