施用新型土壤調(diào)理劑改善煙草產(chǎn)量品質(zhì)及土壤理化性質(zhì)

鄭祥洲 郭寶玲 王英男 張玉樹 丁洪

摘 ?要 ?為了考察新型土壤調(diào)理劑施用對植煙酸性障礙土壤的調(diào)理效果，在田間條件下以不施用調(diào)理劑以及傳統(tǒng)調(diào)理劑為對照，研究了不同用量的新型土壤調(diào)理劑對煙草產(chǎn)量品質(zhì)以及土壤理化性質(zhì)的影響。結(jié)果表明：施用調(diào)理劑可以顯著提高烤煙根層土壤pH（P<0.05），比不施調(diào)理劑的處理提高0.7～1.3，土壤pH和烤煙的產(chǎn)量以及上等煙比例呈極顯著正相關(guān)關(guān)系。和傳統(tǒng)調(diào)理劑（白云石粉）相比，新型土壤調(diào)理劑在1100（三分之二用量）和1500（等量）kg/hm2用量下，上等煙葉比例比傳統(tǒng)調(diào)理措施分別提高了6.5和6.9個百分點，煙葉產(chǎn)量分別增加4.8%和5.1%，煙葉產(chǎn)值分別提高4830.0、3989.3元/hm2。同時，1100、1500 kg/hm2這2個用量下煙草無論在農(nóng)藝性狀、煙葉產(chǎn)量、上等煙比例和煙葉產(chǎn)值上均無差異，因此從節(jié)約成本的角度出發(fā)，1100 kg/hm2為最佳的調(diào)理劑施用量。

關(guān)鍵詞 ?新型土壤調(diào)理劑;煙草;產(chǎn)量;品質(zhì)

中圖分類號 ?S156.02; S572.01 ?????文獻標識碼 ?A

Abstract ?Acid soil obstacle is a major problem that restricts the development of tobacco industry in Fujian. In this study， a field experiment was conducted to investigate the effects of different amount of new type soil conditioners on soil pH and tobacco growth in Fujian. No conditioner， traditional soil conditioner （dolomite powder） were the controls. Compared to the treatment of no conditioner， soil conditioners significantly increased the rhizosphere pH by 0.71.3. The rhizosphere soil pH was positively correlated with the yield and high quality tobacco leaves of flue-cured tobacco. Compared with traditional soil conditioner， under the two-thirds （1100 kg/hm2） and same （1500 kg/hm2） applied amount， the treatments of new soil conditioners significantly increased the ratio of high quality tobacco leaves for 6.5 and 6.9 percentage. The yield of tobacco increased by 4.8% and 5.1% respectively， and the economic benefit by 4830.0 and 3989.3 Yuan/hm2， respectively. Additionally， there were no differences in tobacco agronomic traits， yield， output value and high class leaf?proportion between 1100 kg/hm2 and 1500 kg/hm2 applied amount. Therefore， 1100 kg/hm2 was the best conditioning applied amount.

Keywords ?new type soil conditioner; tobacco; yield; quality

DOI ?10.3969/j.issn.1000-2561.2019.07.005

福建地處中國東南沿海，具有獨特的自然生態(tài)條件，是我國傳統(tǒng)清香型特色優(yōu)質(zhì)煙葉的主要產(chǎn)區(qū)之一[1]。然而近年來隨著煙草生產(chǎn)向規(guī)?；?、集約化方向發(fā)展，化肥使用比例高的現(xiàn)象日趨嚴重[2]。有數(shù)據(jù)資料顯示，長期過量施用化肥必然導致土壤酸化現(xiàn)象嚴重[3]，理化性質(zhì)退化[4]等一系列問題。同時，福建氣候高溫多雨，土壤風化強烈，鹽基流失嚴重，也導致土壤酸性增強，妨礙烤煙的正常生長發(fā)育[5]。多項研究表明[6-8]，福建煙區(qū)土壤的平均pH僅在5.05左右，與一般認為的優(yōu)質(zhì)煙葉生產(chǎn)要求的土壤pH范圍（5.5～6.5）具有較大差距，同時在近20 a里還有不斷酸化的趨勢。

不少研究認為施用土壤調(diào)理劑能夠改善土壤理化性狀和微生物群落結(jié)構(gòu)，從而提高酸性障礙土壤烤后煙葉的產(chǎn)量和品質(zhì)[9]。然而，市面上現(xiàn)有的土壤調(diào)理劑雖然品種很多，卻缺乏一些調(diào)酸效果穩(wěn)定的產(chǎn)品，甚至某些產(chǎn)品的不當使用還可能導致土地退化、引發(fā)二次污染等問題。譬如，長期以來施石灰被認為是我國南方改良酸性土壤的范本，但有研究發(fā)現(xiàn)，施用石灰在提高土壤pH的同時，也加速了土壤礦化速率，對土壤有機質(zhì)保持產(chǎn)生不利的影響[10];而長期施用引入的鈣離子，不僅會造成土壤板結(jié)，還會導致土壤營養(yǎng)元素失衡，微生態(tài)環(huán)境遭受破壞，從而引起作物減產(chǎn)[11]。因此筆者根據(jù)福建煙區(qū)土壤鹽基流失嚴重，土壤酸性強、鎂元素缺乏等現(xiàn)狀[5， 12]，研制出了一種新型的酸性土壤調(diào)理劑[13]，旨在解決目前傳統(tǒng)調(diào)理劑存在的諸多問題。本文在田間試驗條件下，研究了該新型調(diào)理劑在改良福建煙區(qū)煙田土壤酸化、改善煙草農(nóng)藝性狀、提高烤煙產(chǎn)量品質(zhì)等方面的作用，旨在探索酸性土壤改良的新途徑，并為該新型土壤調(diào)理劑的進一步示范推廣提供參考。

1 ?材料與方法

1.1 ?材料

試驗于2016年3月10日至7月20日在福建省邵武市拿口鎮(zhèn)進行，試驗土壤為水稻土，偏酸性，肥力中等，土壤理化性質(zhì)為有機質(zhì)42.3 g/kg、全氮1.6?g/kg、堿解氮127.2?mg/kg、有效磷19.3?mg/kg、速效鉀263.0 mg/kg和pH 5.0。供試煙草品種為K326，前茬作物為水稻。

1.2 ?方法

1.2.1 ?試驗設計 ?試驗設5個處理，分別為T0：不施用土壤調(diào)理劑;T1：施用1500 kg/hm2傳統(tǒng)土壤調(diào)理劑（白云石粉）;T2、T3和T4處理分別為施用750（1/2用量）、1100（2/3用量）和1500（等量）kg/hm2新型土壤調(diào)理劑。該新型土壤調(diào)理劑為本實驗研制產(chǎn)品，各組分比例為：氫氧化鎂25%、碳酸鈣25%、氫氧化鈣14%、鈣鎂磷肥17%（鈣鎂磷含P2O5 12.0%）、風化煤17%、輔料2%。每個處理重復3次。除土壤調(diào)理劑外，施肥及其他管理措施均按照當?shù)責煵輰Ｙu局的推薦方案執(zhí)行。煙苗移栽定植前15 d 耕地整畦，在畦面中間開溝將調(diào)理劑和基肥按照方案均勻施入溝中，然后覆土并蓋膜。小區(qū)面積為50 m2，定植烤煙80株，株行距為50 cm×120 cm。

1.2.2 ?測定項目及方法 ?每個小區(qū)定株5株，分別于團棵期和打頂后2個生育時期調(diào)查煙草的基本農(nóng)藝性狀（包括株高、莖圍、最大葉面積和頂葉面積）;于調(diào)理劑施用后60 d（煙草旺長期），在每個小區(qū)烤煙根系周圍隨機選取20個點，采集煙畦土壤制備成一個混合樣，用于測定土壤基本理化性質(zhì);在團棵期、旺長期和成熟期3個關(guān)鍵生育期分別在每小區(qū)隨機取樣5株用于分析測定干物質(zhì)累積量和養(yǎng)分含量（其中成熟期的取樣方法為在打頂后定株5株，煙葉單獨采收烘烤，采收結(jié)束后收獲煙根和煙稈）。土壤和煙株養(yǎng)分測定參考《土壤農(nóng)業(yè)化學分析方法》[14]。煙葉采收結(jié)束后，統(tǒng)計烤后煙葉產(chǎn)量，并由當?shù)責煵菡緦I(yè)煙技人員根據(jù)烤煙42級國標（GB 2635-92）對烤后煙葉分級，參照當年的煙葉收購價格，確定烤煙的產(chǎn)值。

1.3 ?數(shù)據(jù)處理

采用SPSS 18.0軟件和Excel 2007軟件對試驗數(shù)據(jù)進行分析處理。

2 ?結(jié)果與分析

2.1 ?新型土壤調(diào)理劑對煙草農(nóng)藝性狀的影響

由圖1可知，團棵期各個處理間煙株的株高、莖圍和最大葉面積等主要農(nóng)藝性狀指標均無差異，可見在本試驗條件下，施用調(diào)理劑調(diào)節(jié)土壤pH等理化指標不會對煙草的移栽以及前期生長造成不良影響。打頂后，施用土壤調(diào)理劑的處理其株高、莖圍和頂葉面積和不施調(diào)理劑的T0處理均無差異，但T1和T3處理的最大葉面積顯著大于T0對照處理（P<0.05），分別增加了5.0%和4.7%。各個調(diào)理劑處理之間的農(nóng)藝性狀則無明顯差異。

2.2 ?新型土壤調(diào)理劑對煙株干物質(zhì)累積量和養(yǎng)分吸收量的影響和對照相比，除團顆期的T4處理和成熟期的同一生育時期不同小寫字母表示不同處理在0.05水平差異顯著。

T2處理等個別處理以外，施用調(diào)理劑在煙草的各個生育期均顯著增加了煙株的干物質(zhì)累積量（圖2），團棵期、旺長期和成熟期分別增加了5.0%～ 32.5%、20.5%～39.5%和3.3%～11.5%，表明土壤調(diào)理劑具有明顯促進煙株生長的效應。和T1處理相比，3個用量的新型土壤調(diào)理劑均能達到傳統(tǒng)調(diào)理劑的效果，成熟期的干物質(zhì)累積量均無差異。

施用調(diào)理劑還能提高煙株的養(yǎng)分吸收量（表1）。與T0對照相比，施用調(diào)理劑的處理團棵期氮、

鉀吸收量分別提高22.2%～62.2%和33.0%～68.9%;旺長期氮、鉀吸收量分別提高32.2%～51.5%和17.3%～39.7%;成熟期T3和T4處理的氮、磷、鉀吸收量分別提高14.9%和16.3%、44.2%和32.9%、34.0%和18.1%（P<0.05）。和傳統(tǒng)調(diào)理劑相比，在成熟期時T3處理的磷、鉀的養(yǎng)分吸收量比T1處理提高了34.71%和23.49%，T4處理的磷養(yǎng)分吸收量比T1處理提高了24.13%，均達到5%顯著水平。值得注意的是，即便是減半用量的T2處理，其成熟期氮磷鉀養(yǎng)分吸收量和T1處理也無差異。

2.3 ?新型土壤調(diào)理劑對煙葉產(chǎn)質(zhì)量和效益的影響

從表2可以看出，T1和T2處理的煙葉產(chǎn)量與不施用調(diào)理劑的T0處理相比無差異，而T3和T4處理的煙葉產(chǎn)量則比T0處理分別增加了10.17%和10.47%，差異顯著（P<0.05）。同時施用新型土壤調(diào)理劑還顯著提高了烤后煙葉中上等煙的比例（P<0.05），和施用傳統(tǒng)調(diào)理劑的T1處理相比分別增加了4.8%、6.5%和6.9%。而煙葉的產(chǎn)值一般由產(chǎn)量和品質(zhì)這2個因素構(gòu)成，因此在2/3用量（T3）和等用量（T4）條件下，施用新型土壤調(diào)理劑顯著增加了煙葉的產(chǎn)值，增加經(jīng)濟效益4830.0、3989.3元/hm2。而即使在一半施用量（T2）條件下，新型土壤調(diào)理劑仍達到了和傳統(tǒng)調(diào)理劑相同的作用效果，煙葉產(chǎn)量和產(chǎn)值均無差異。但在1100、1500 kg/hm2這2個用量下，T3和T4處理的煙葉產(chǎn)量、上等煙比例和煙葉產(chǎn)值均無差異，因此在本試驗的土壤條件下，1100?kg/hm2為最佳的調(diào)理劑施用量用量。

2.4 ?新型土壤調(diào)理劑對土壤pH及速效養(yǎng)分的影響

由圖3可知，施用調(diào)理劑可以顯著提高烤煙根層土壤pH（P<0.05），分別比T0處理提高0.7、0.9、1.3和1.2。與傳統(tǒng)調(diào)理劑相比，施用新型土壤調(diào)理劑的處理土壤pH含量均略高于T1處理，但差異不顯著。圖3還顯示，施用新型調(diào)理劑還可以顯著提高土壤中有效磷含量，這可能和該調(diào)理劑中含有鈣鎂磷肥有關(guān)。在同等用量下，T4處理土壤中的堿解氮含量顯著高于T1處理。

從圖4可看出，在本試驗條件下，土壤pH和煙葉的產(chǎn)量以及上等煙比例呈極顯著的正相關(guān)關(guān)系（P<0.01）。

3 ?討論

土壤酸堿度是影響土壤肥力和土壤微生物活性的重要因素。土壤酸化加劇了土壤鹽基離子的淋溶，促進了Al、Mn等元素的釋放，從而造成土壤貧瘠，對作物生長產(chǎn)生了極為不利的影響[15]，此外，pH還是烤煙根系活力主要限制因子[16]。因此，不少研究表明，針對酸性障礙土壤施用酸性土壤改良劑能夠在一定程度上提高植煙土壤的pH，煙株的農(nóng)藝性狀以及產(chǎn)量產(chǎn)值都得到明顯改善[17-19]。而本研究也印證了這一結(jié)論，土壤pH和烤煙的產(chǎn)量以及上等煙比例呈極顯著正相關(guān)關(guān)系，說明在本試驗條件下（土壤pH 4.59～6.87），土壤酸度是限制煙草產(chǎn)量和品質(zhì)提高的主要限制因子。隨著土壤調(diào)理劑的施用，烤后煙葉的產(chǎn)質(zhì)量都得到了明顯提升。然而，曾廷廷等[20]的整合分析卻發(fā)現(xiàn)，酸性土壤施用石灰后煙草增產(chǎn)效果較低，認為主要是因為適宜煙草生長的土壤酸度范圍較廣，在此范圍內(nèi)改良土壤酸度對煙草的增產(chǎn)效果不明顯。張國等[21]的研究也表明，在高酸度土壤上，土壤pH與煙草生物量相關(guān)性達到了顯著水平;在中、低酸度的土壤上，土壤pH與煙草生物量相關(guān)性均不顯著。因此，在不同酸化程度的土壤上土壤調(diào)理劑的應用效果可能存在一定區(qū)別，其最適的調(diào)理劑用量也不盡相同，因此有必要針對土壤起始酸度和調(diào)理劑施用量展開進一步深入研究。

同時，和施用傳統(tǒng)調(diào)理劑（白云石粉）相比新型土壤調(diào)理劑表現(xiàn)出了更優(yōu)的土壤調(diào)理效果，可以顯著提高烤后煙葉的外觀品質(zhì)等級，增加煙葉的產(chǎn)量和質(zhì)量。除了新型調(diào)理劑具有提高土壤pH的效果外;另一方面，可能還與調(diào)理劑中含有鈣鎂磷、氫氧化鎂等營養(yǎng)成分有關(guān)，能夠為土壤提供磷素和鎂素營養(yǎng)，有效地彌補福建煙區(qū)土壤鎂含量較低的不足[11]。此外，長期施用石灰類物

質(zhì)（熟石灰、生石灰、白云石粉等）作為酸性土壤改良劑會向土壤中引入過量的鈣，造成土壤中鉀、鈣、鎂等營養(yǎng)元素平衡失調(diào)，抑制作物對其他元素的吸收，導致作物減產(chǎn)[11， 22]。而本試驗采用的新型土壤調(diào)理劑的鈣含量則要遠遠低于石灰或白云石粉等傳統(tǒng)調(diào)理劑，長期施用造成土壤板結(jié)或者鉀、鎂元素失衡的風險較低。然而該土壤調(diào)理劑施用對土壤理化性質(zhì)以及微生態(tài)環(huán)境的長期影響，還需要進一步開展深入的定位試驗來獲取數(shù)據(jù)支持。綜上所述，新型土壤調(diào)理劑值得在酸性障礙土壤上開展進一步深入的推廣應用研究。

4 ?結(jié)論

（1）施用調(diào)理劑顯著提高烤煙根系土壤pH（P<0.05），土壤pH和烤煙的產(chǎn)量以及上等煙比例呈極顯著正相關(guān)關(guān)系。

（2）和不施調(diào)理劑處理相比，施用1100、1500 kg/hm2新型土壤調(diào)理劑明顯提高了煙株的干物質(zhì)累積量、養(yǎng)分吸收量和煙葉產(chǎn)量，煙葉產(chǎn)值分別提高4830.0、3989.3元/hm2。

（3）和白云石粉相比，新型土壤調(diào)理劑表現(xiàn)出了更優(yōu)的土壤調(diào)理效果。在2/3用量和相同用量條件下，新型土壤調(diào)理劑提高了煙葉的產(chǎn)量、產(chǎn)值和上等煙比例;減半施用條件下，新型土壤調(diào)理劑仍然顯著增加了上等煙的比例。

（4）本試驗條件下，新型土壤調(diào)理劑在1100、1500 kg/hm2這2個用量下，煙草無論在農(nóng)藝性狀、煙葉產(chǎn)量、上等煙比例和煙葉產(chǎn)值上均無差異，因此從節(jié)約成本的角度出發(fā)，1100?kg/ hm2為最佳的調(diào)理劑施用量用量。

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