施用改良劑對植煙土壤養(yǎng)分含量和酶活性的影響

鄧子恒，戴林建，張惠林

施用改良劑對植煙土壤養(yǎng)分含量和酶活性的影響

鄧子恒1，戴林建1，張惠林2*

(1.湖南農業(yè)大學農學院，湖南 長沙 410128；2.湖南中煙工業(yè)有限責任公司，湖南 長沙 410019)

采用大田試驗，分別于煙苗移栽后25、50、75 d測定土壤主要養(yǎng)分含量，研究施用氰氨化鈣、生物炭和微生物肥+餅肥3種土壤改良劑對植煙土壤養(yǎng)分和酶活性的影響。結果表明：施用生物炭和微生物肥+餅肥的土壤速效鉀較對照分別提高31.80%和12.52%，施用氰氨化鈣的土壤速效磷和堿解氮含量分別降低7.30%和2.01%；煙苗移栽后75 d，施用改良劑土壤過氧化氫酶活性和脲酶活性較對照分別提高11.79%~15.38%、19.10%~25.14%，施用氰氨化鈣的最高，生物炭的最低；施用改良劑土壤的中性磷酸酶較對照提高6.96%~14.96%，施用微生物肥+餅肥的最高，施用氰氨化鈣的最低。從綜合效果來看，施用生物炭改良劑效果最好。

土壤改良劑；土壤酶活性；養(yǎng)分含量；植煙土壤

烤煙連作和大量施用肥料，使得植煙土壤酸化，有害物質逐年累積[1-3]。土壤酸化不利于作物對養(yǎng)分的吸收和土壤肥力的保持，影響土壤微生物活動，降低土壤酶活性[4-7]。竇玉青等[8]研究表明，植煙土壤經氰氨化鈣處理后，烤煙青枯病和黑脛病的發(fā)病率降低，煙株抗病力增強，還能促進煙苗早生早發(fā)。陳丹丹[9]研究表明，氰氨化鈣與其他改良劑配施可增強土壤中的酶活性。吉貴峰等[10]研究表明，施用生物炭能有效提高植煙土壤pH值，改善土壤理化性質，增強煙株根系對養(yǎng)分的吸收。許云翔等[11]在施用生物炭后對根際土壤酶活性進行分析，發(fā)現土壤脲酶、酸性磷酸酶與多酚氧化酶活性明顯增強。代快等[12]研究發(fā)現，施用生物炭能有效降低烤煙種植中幾種常見農藥在煙葉上的殘留量，也能降低有機污染物對煙株的毒害。劉雷等[13]在施用微生物肥與化肥的試驗中發(fā)現，施用不同的微生物肥可顯著提高土壤中過氧化氫酶活性與脲酶活性。筆者在湖南瀏陽煙區(qū)，采用大田試驗，探究施用氰氨化鈣、生物炭和微生物肥改良劑對植煙土壤養(yǎng)分含量和酶活性的影響，以期為植煙土壤的改良提供參考。

1　材料與方法

1.1　材料

烤煙品種為G80。氰氨化鈣土壤改良劑由阿茲肯公司出品；生物炭改良劑由河南惠農土質保育研發(fā)公司出品；微生物肥由保得生物科技有限公司出品。

1.2　試驗設計

試驗在湖南瀏陽煙區(qū)進行。植煙土壤為黃紅壤。土壤pH值為5.09，全氮、全磷、全鉀含量分別為1.77 、0.81、6.50 g/kg，堿解氮、速效鉀、速效磷含量分別為82.30、126.38、40.2 mg/kg，有機質含量26.8 g/kg。試驗設4個處理：T1，施用氰氨化鈣土壤改良劑，用量為150 kg/hm2；T2，施用生物炭土壤改良劑，用量為600 kg/hm2；T3，施用餅肥加微生物肥，用量分別為600、60 kg/hm2；CK，為常規(guī)施肥，不施用改良劑。3次重復。每個小區(qū)66.7 m2，共12個小區(qū)。將改良劑與基肥充分混合，于煙苗移栽前條施。各處理氮、磷、鉀肥用量保持一致。其余栽培管理措施按瀏陽優(yōu)質烤煙生產技術規(guī)程進行。

1.3　檢測項目及方法

于煙苗移栽后25、50、75 d，每小區(qū)選定5株煙苗，在距煙株7、14、21 cm圓周處對稱的2個點取土樣，充分混合后，取約50 g土樣，參照文獻[14]方法測定土壤全氮、全磷、全鉀、有機質、堿解氮、有效磷、有效鉀含量；參照文獻[15]方法測定土壤脲酶、中性磷酸酶和過氧化氫酶活性。

1.4　數據處理

采用Excel 2010及DPS 7.05軟件對數據進行統計分析，新復極差法比較數據間差異。

2　結果與分析

2.1　土壤改良劑對植煙土壤養(yǎng)分的影響

施用土壤改良劑后，植煙土壤養(yǎng)分含量測定結果列于表1。

2.1.1對土壤全氮、全磷、全鉀的影響

煙苗移栽后25 d，T2土壤全氮含量顯著高于對照的；各處理的土壤全磷含量差異顯著；T3土壤全鉀含量顯著高于T1、CK。移栽后50 d，T1、T2土壤全氮含量與CK的差異顯著，T3土壤全磷含量顯著高于其他處理，T1、T2與CK間無顯著差異；T2土壤全鉀含量顯著高于CK，T1、T3與CK全鉀含量無顯著差異。移栽后75 d，T2全氮含量顯著高于其他處理；T1與T3全磷含量顯著高于T2和CK；處理組與對照組全鉀含量無顯著差異。

表1　施用土壤改良劑后植煙土壤的養(yǎng)分含量

同列數據不同字母表示相同移栽時間處理間差異顯著(<0.05)。

2.1.2對土壤有機質、速效鉀、速效磷、堿解氮的影響

移栽后25 d，T1、T2土壤有機質含量均顯著高于CK，且T2顯著高于T3；移栽后50 d，T1、T2土壤有機質含量顯著高于CK的，T3與CK間無顯著差異；T3致使25~50 d有機質含量低于CK；T2土壤有機質顯著高于T3和CK。移栽后75 d，T1、T2和T3較移栽前土壤有機質高37.31%~ 41.04%?？梢?，施用3種土壤改良劑有利于土壤有機質的積累。

移栽后25 d，T1土壤速效鉀含量顯著高于CK；移栽后50 d，T3土壤速效鉀含量顯著高于CK；移栽后75 d，T2土壤速效鉀含量顯著高于其余處理。各處理土壤速效鉀含量偏高，說明烤煙種植過程中施用了大量鉀肥且有較多殘留。

移栽后25 d，各處理土壤速效磷含量無顯著差異；移栽后50 d，T2和T3土壤速效磷含量顯著高于CK，CK略小于T1；移栽后75 d，CK土壤速效磷含量最高，各處理間無顯著差異；移栽后25~50 d，T1、T2、T3土壤速效磷含量較CK提高?？梢娛┯酶牧紕┖笸寥纏H提高，可釋放土壤中吸附固定的磷素[16]。移栽后50~75 d，T1、T2、T3土壤速效磷含量降低，說明改良劑的后期作用不明顯。

移栽后25 d，T1、T2、T3、CK間土壤堿解氮含量差異不顯著；移栽后 50 d，T2的土壤堿解氮含量最高，CK土壤堿解氮含量最低；移栽后75 d，T2、T3、CK土壤堿解氮含量均顯著高于T1的?？緹煂Φ实男枨笾饕性谏L前期，因此，移栽后25~50 d，土壤堿解氮含量維持較高水平，移栽后75 d，土壤堿解氮含量有所下降，但仍較移栽前提高94.28%~98.94%，說明土壤中有大量氮素被吸附殘留；施用改良劑對土壤堿解氮后期含量提高作用并不明顯。

2.2　改良劑對植煙土壤酶活性的影響

施用改良劑后，植煙土壤酶活性的測定結果列于表2。

表2　施用改良劑后植煙土壤的酶活性

同列數據不同字母表示相同移栽時間處理間差異顯著(<0.05)。

2.2.1對土壤脲酶活性的影響

移栽后25 d，不同處理的脲酶活性無顯著差異；移栽后50 d，T1、T2、T3土壤脲酶活性較CK顯著提高，以T1的脲酶活性最高；移栽后75 d，T1、T2、T3土壤脲酶活性較CK提高19.1%~ 25.14%。表明施用改良劑增強了土壤脲酶活性，增強了有機氮化物的轉化效率，提高了煙株吸收和利用氮素的效率。從整體效果來看，氰氨化鈣對脲酶活性的提高效果最好。

2.2.2對過氧化氫酶活性的影響

移栽后25 d，T1土壤過氧化氫酶活性顯著高于T2、T3和CK的；移栽后50 d，各處理土壤過氧化氫酶活性無顯著差異，但以T1的最高；移栽后75 d，T1、T2和T3土壤過氧化氫酶活性顯著高于CK的，較CK提高11.79%~15.38%。表明施用改良劑能提高土壤過氧化氫酶活性。氰氨化鈣對過氧化氫酶活性的提高效果最好。

2.2.3對土壤中性磷酸酶活性的影響

移栽后25 d，T1土壤中性磷酸酶活性顯著高于T2、T3和CK的；移栽后50 d，T1土壤中性磷酸酶活性最高；移栽后75 d，T1、T2和T3土壤中性磷酸酶活性顯著高于CK的，較CK提高6.96%~ 14.94%?？梢姡┯酶牧紕┠芴岣咄寥乐行粤姿崦富钚浴Ｇ捌谑┯们璋被}效果較好，后期施用微生物肥效果較好。

3　結論與討論

本試驗結果表明，烤煙移栽后，土壤中性磷酸酶和過氧化氫酶活性呈逐漸增強趨勢，移栽后75 d土壤脲酶、中性磷酸酶和過氧化氫酶分別較對照提高6.96%~14.94%、11.79%~15.38%和19.1%~25.14%。施用生物炭(T2)和微生物肥料(T3)后土壤有機質和有效鉀含量提高；施用氰氨化鈣(T1)后土壤堿解氮和速效磷含量降低。綜合來看，生物炭對土壤有機質的提高較為明顯，施用生物炭改良劑的效果最好。

氰氨化鈣可提供氮素，生物炭對土壤有機質的提升較為明顯，微生物肥可創(chuàng)造良好的土壤微生物環(huán)境，間接促進了土壤養(yǎng)分的分解和氮磷鉀含量的提高。移栽75 d時，施用氰氨化鈣改良劑堿解氮水平低于對照，可能是因為煙株吸收利用所致；施用生物炭在移栽后50~75 d全氮含量呈下降趨勢，這可能是由于過量的生物炭導致了氮的固定，造成土壤后期缺氮[17]。

改良劑一般含有Ca2+，呈堿性，且具有一定的吸附性，施用改良劑可調節(jié)土壤酸堿度，土壤酸堿性會影響?zhàn)B分有效性[18]，在本試驗中，移栽25~50 d速效磷含量增加，但之后至移栽75 d增加不明顯，這可能與土壤pH下降有關；移栽25~50 d土壤速效鉀增加，可能是土壤吸附位增加了對Ca2+吸附，使得土壤中K+溶液活度得到提高，從而增加了速效鉀的有效性。胡敏等[19]、鄧小華等[18]研究表明，施用不同改良劑會使土壤中速效鉀含量降低，其原因是土壤改良劑消耗了土壤中H+后，增強了K+、Ca2+的交換位，形成緩效性養(yǎng)分，這可能會導致土壤中速效鉀含量變低，但這種緩效性養(yǎng)分可以在一定條件下逆轉重新供煙株吸收。

本研究中，對照組及處理組煙苗移栽后較移栽前土壤養(yǎng)分含量提升較為明顯，是由于當地在種植過程中大量施用有機肥和化肥，而當年降水量較少，較干旱，一定程度上避免了土壤養(yǎng)分含量的流失[20]，使得移栽后土壤養(yǎng)分含量偏高。

土壤酶的活性可以反映土壤中物質的代謝強度，也是評估土壤環(huán)境的重要指標[21-23]。本試驗結果表明，施用土壤改良劑能提高植煙土壤脲酶、過氧化氫酶和中性磷酸酶活性，與周震峰等[24]發(fā)現在常規(guī)施肥基礎上配施生物炭肥能有效提高土壤蔗糖酶、脲酶和過氧化氫酶活性的結果一致。植煙土壤改良劑一般為酸性土壤改良劑，以提高土壤pH為主，氰氨化鈣作殺菌劑，以防治根系病害為主要目的，生物炭與微生物肥成本比普通化肥高，且改良效果不具持續(xù)性，需常年施用，這幾種土壤改良劑的連續(xù)施用對植煙土壤安全性評估尚不明確，還需要進行長期定點試驗研究。

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Effects of amendments on nutrient content and enzyme activity of tobacco-planting soil

DENG Ziheng1, DAI Linjian1, ZHANG Huilin2*

(1.College of Agronomy, Hunan Agricultural University, Changsha, Hunan 410128, China; 2.Hunan China Tobacco Industry Co., Ltd, Changsha, Hunan 410019, China)

Field experiments were used to determine the main nutrient content of the soil at 25, 50, and 75 days after the tobacco seedlings were transplanted. And the effects of three soil amendments: calcium cyanamide, biochar and microbial fertilizer + cake fertilizer on enzyme activities and nutrients in tobacco planting soil were studied. The results showed that the soil available potassium treated with biochar and microbial fertilizer + cake fertilizer increased by 31.80% and 12.52%, respectively, compared with the control, and the soil available phosphorus and alkali-hydrolyzable nitrogen content of the calcium cyanamide treatment decreased by 7.30% and 2.01%, respectively. At 75 days after transplanting, soil catalase activity and urease activity in amendment treatments were increased by 11.79%-15.38% and 19.10%-25.14% compared with the control, respectively; and catalase activity and urease activity in calcium cyanamide treatment was the highest while in charcoal treatment was the lowest; soil neutral phosphatase was increased by 6.96%-14.96% compared with the control, which in microbial fertilizer + cake fertilizer treatment was the highest, and in calcium cyanamide treatment was the lowest. From the overall effect, the application of biochar modifier has the best effect.

amendment; enzyme activity; nutrient contents; tobacco-plating soil

S156.2

A

1007-1032(2020)05-0580-05

鄧子恒，戴林建，張惠林．施用改良劑對植煙土壤養(yǎng)分含量和酶活性的影響[J]．湖南農業(yè)大學學報(自然科學版)，2020，46(5)：580-584．

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http://xb.hunau.edu.cn

2020–04–17

2020–07–25

湖南中煙工業(yè)有限責任公司科技計劃項目(20174300934100)

鄧子恒(1994—)，男，湖南郴州人，碩士研究生，主要從事煙草栽培生理研究，1345052471@qq.com；*通信作者，張惠林，碩士，農藝師，主要從事煙草原料生產與技術研究，3622277@qq.com

責任編輯：羅慧敏

英文編輯：羅維