植烟土壤中烟秆腐解物污染的化学修复研究

2011-01-29张馨蔚李云平杨志敏陈玉成

环境影响评价 2011年1期

张馨蔚,李云平,杨超,杨志敏,陈玉成

(1.三峡库区生态环境教育部重点实验室,重庆400715;2.西南大学资源环境学院,重庆400716; 3重庆市烟草公司巫山分公司,重庆404700;4.重庆市烟草公司烟叶分公司,重庆400023)

烟草连作导致土壤微生态环境恶化、病虫害加剧、土壤营养失调、植物生长发育受阻、产量和品质下降,已成为限制烟草高产的主要障碍因素之一[1],早已为生产实践和科学研究所证实。关于烟草连作障碍机理,国内外学者从不同角度进行了探讨,但对于烟秆腐解物的研究鲜有报道。调查发现,烟秆大量堆放于田头或残留在烟田的现象较为普遍。研究表明,烟秆经雨水淋洗吸水腐烂[2],土壤中前茬的残体[3],其分解产物与根部接触,对烟草引发毒害或促进烟草自身毒性物质的产生[4],因此有必要对烟秆腐解物污染的土壤进行修复研究。利用3种化学修复剂对植烟土壤进行化学原位修复,以减轻烟秆腐解物引起的烟田连作障碍影响。

1 材料与方法

1.1 供试材料

1.1.1 植烟土壤

试验区位于重庆市巫山县鸳鸯烟叶科技示范园,海拔1 080 m,田块地势平坦。土壤为黄壤,肥力中等。

1.1.2 供试植物

供试植物为烟草(N icotiana tabacum),品种为云烟87,大田生育期约120 d左右,由巫山县烟草分公司提供。

1.1.3 烟秆腐解液

将烟秆粉碎过2 mm筛,放入塑料盆中,加入等量的新鲜根际土壤,然后按烟秆∶水=1∶3(W∶W)加入蒸馏水,充分搅拌后盖上塑料膜,膜上留有气孔,置于55℃恒温箱中培养,其间经常搅拌且补充水分。培养45 d即可得到烟秆腐解物[5-6]。然后将水和烟秆腐解物按1∶1(W∶W)混合,振荡30 min,4 000 r/min离心上清液即为烟秆腐解液[7]。

1.1.4 修复试剂

修复试剂为试剂101,试剂102,试剂103。

1.2 试验设计

试验设5个处理,3次重复(表1),小区长7.02 m,宽2.4 m,随机区组排列。

表1 烟秆腐解物修复试验处理

1.3 试验方法

选择土壤肥力均匀的田块,施用750 kg/hm2的复合肥和225 kg/hm2的有机肥作为基肥。将烟秆腐解液在整地、起垄前7 d混匀施入处理A3,A4, A5土壤,施用量为750 kg/hm2,不施用的处理以相当的纯水代替。

试验采用露地栽培,行距110 cm,株距60 cm,每小区4行×6株。试验移栽期为2009年5月19日,收获期为9月7日,全生育期111 d。育苗、整地做垄、栽培、田间管理措施按烤烟生产技术规范执行。

2 结果与分析

2.1 不同处理对烟草生长发育的影响

根据现场生育期记载,发现施用烟秆腐解液的处理,其生育期没有明显差异,团棵期为7月5日,现蕾期为7月30日,脚叶、腰叶、顶叶成熟期分别为8月5日、8月20日和9月7日,全生育期均为111 d。

团棵期、打顶期的农艺性状分析表明(表2,表3),A2处理各观测值均低于其它处理,说明土壤中含有一定量的烟秆腐解液而未使用修复剂时,烟秆腐解物对烟株生长表现为抑制作用。

表2 团棵期烟株农艺性状

表3 打顶期烟株农艺性状

表4为收获期分别从烟叶的生长状况(烟株生长高低)、烟叶大小、烟叶质量(枯叶,黄叶,斑点等)、成活等进行记载评价,分析发现至收获期,各处理差异不明显。

表4 收获期各处理的田间长势性状

2.2 不同处理对烟草自然发病的影响

烟秆腐解物修复试验中(图1),烟株赤星病发生率A2处理(有烟秆腐解物但未使用修复剂)发病率最高。从黑茎病发病率来看,也是A2处理发病率最高,且远远高于其它处理;A1处理(未加入烟秆腐解物)黑茎病发病率远远低于其它处理。其它土壤含有烟秆腐解物同时使用修复剂的处理,其黑茎病发病率为A1处理的4～5倍,表明黑茎病发病率与土壤中烟秆腐解物有极大关系。

图1 各处理的赤星病与黑茎病发病状况

从图1还可看出,加入修复剂可以大大降低烟秆腐解物对烟株生长过程中自然发病的发生率,以修复剂101,103的抑制效应最为明显。

2.3 不同处理对烟叶经济性状的影响

试验结果表明(表5、表6),A2处理产量、产值低于其它处理,方差分析显示差异达到了显著性水平。从表6可以看出,A2处理与其它处理相比,其它处理的烤后烟叶的均价、上中等烟比例均高于A2处理,特别是上等烟比例增加较为明显。从烤烟均价、上等、上中等烟比例、产值来看,采用修复剂的处理A3的上述指标均优于其它修复剂处理(表7)。