不同有机物料对植烟土壤改良效应研究

 王 灿，向鹏华

（1. 湖南省烟草公司，湖南 长沙 410004；2. 湖南省烟草公司衡阳市公司，湖南 衡阳 421001）



不同有机物料对植烟土壤改良效应研究

王 灿1，向鹏华2

（1. 湖南省烟草公司，湖南 长沙 410004；2. 湖南省烟草公司衡阳市公司，湖南 衡阳 421001）

摘 要：采用田间试验，采取定点动态监测的手段研究不同有机物料部分替代传统肥料，分析有机物料对烟田土壤基本性状和肥力及烟草生长性状的影响。结果表明：在烟株不同生长时期，稻壳生物炭处理土壤pH值都较其他处理有明显的升高；蚯蚓粪处理土壤有机质含量及CEC均保持在较高水平，试验结束期，有机质含量及CEC显著高于其他处理，比对照分别提高5.6%和6.2%。蚯蚓粪处理土壤全磷、碱解氮、速效磷、缓效钾含量显著高于对照处理，而土壤全钾含量却显著低于对照处理，而其他处理与对照差别不大。

关键词：土壤改良；有机物料；烟田

长期的生产实践表明，连作给烟草农业生产带来了许多危害，如土壤营养物质的失衡、有毒物质的积累、产质量明显下降等问题突发，进而影响土壤的利用效率，制约了农业的可持续发展，造成农田生态环境恶化[1-2]。烟草的生长状况、产量品质与栽培措施、土壤肥力水平及构成等因素有密切联系[3]。因此，开展连作植烟土壤的培肥研究具有重要意义。目前，关于培肥措施及材料对烟田土壤性质或烟草品质影响的报道较多[4-6]，但培肥后对土壤性质变化与烟草品质的协同关系的研究却鲜见报道。

研究采用田间试验，针对湘南植烟土壤连作中肥力下降、土壤养分失衡、烟叶品质降低的问题，探讨不同有机物料部分替代传统肥料后，对烟田土壤基本性状和肥力及烟草生长性状的影响。采取定点动态监测的手段对烟株生长各个时期下土壤性质变化及烟株农艺性状进行综合分析，进而筛选出本地区烟田土壤最适宜的改良模式，为湘南地区烤烟生产提供理论依据和技术支撑。

1 材料与方法

1.1 试验材料

蚯蚓粪（湖南农业生物资源利用研究所提供）、活性炭（湖南省农业生物资源利用研究所提供）、有机肥料（湖南原生生物科技股份有限公司生产的麓原有机肥，总养分5%，有机质45%）、烟草专用基肥（N∶P2O5∶K2O=8∶9∶10）、专用追肥（N∶K2O=10∶32）、提苗肥（N∶P2O5=20∶9，纯N、P2O5、K2O分别为165、165、462 kg/hm2）硫酸钾（K2O∶50%）、硝酸钾（N∶K2O=13.5∶44.5）、钙镁磷肥（P2O5∶12%）。

1.2 试验设计

试验在烟稻连作区衡阳衡南县良田镇开展，选则有代表性、肥力均匀的试验田布置小区。设置4个试验处理，3个重复，共12个小区，随机区组排列，每个小区约90 m2，除施肥不同外，其余种植措施均按照当地烟农常规种植模式进行。

T1，在标准施肥的基础上，以堆肥为主，蚯蚓粪4 000 kg/hm2（用蚯蚓粪替代50%的专用基肥，专用基肥减半，按照450 kg/hm2施用）。

T2，在标准施肥的基础上，以稻谷壳灰化为主，活性炭5 250 kg/hm2（用稻壳炭替代50%的专用基肥，专用基肥减半，按照450 kg/hm2施用）。

T3，在标准施肥的基础上，施用有机肥（总养分5%，有机质45%）1 380 kg/hm2，另外再添加41.25 kg/hm2硫酸钾补齐钾素（用麓原有机肥替代50%的专用基肥，专用基肥减半，按照450 kg/hm2施用）。

T4（CK）：常规操作，施用衡阳烟草套餐施肥（同衡阳公司标准施肥）。

衡南县标准施肥肥料及用量为：烟草专用基肥900 kg/hm2、专用追肥375 kg/hm2、硝酸钾225 kg/hm2、硫酸钾375 kg/hm2、钙镁磷肥600 kg/hm2、提苗肥75 kg/hm2。

1.3 样品采集与分析方法

在烟草生长过程各个时期（即团棵期、旺长期、成熟期）以及结束期采集土壤样品进行理化分析，同时观察记载烟叶生长过程中农学性状变化。

土壤物理性状指标分析：容重、最大田间持水量、孔隙度。

土壤农化性状指标分析：pH值、有机质含量、碱解氮、速效磷、钾、缓效钾、阳离子交换量。

烟叶农学性状观察记载：生育期变化、株高、有效叶片数、最大叶的叶长/宽。

1.4 数据统计与分析

采用Microsoft Excel 2003进行数据整理，并用SAS 9.0国际通用统计软件包对不同处理进行统计分析，邓肯氏新复极差法进行多重比较。

2 结果与分析

2.1 有机物料对植烟土壤主要物理性状影响

由表1可以知，与对照处理相比较，有机物料施入土壤后，均可在一定程度上降低土壤容重，增加土壤孔隙度，提高土壤最大田间持水量，从而增强土壤的持水能力。各处理均提高了土壤孔隙度，其中以T1处理提高幅度最大，提高了2.93%，处理间差异不显著，T1降低土壤容重与孔隙度幅度最大，可能与T1处理有机物料施入量较大有一定的关系。各处理的土壤最大田间持水量较对照增加0.7～2.42个百分点，除T3外，其余处理能在一定程度上增强土壤的持水性能，其中以T1效果最佳。

表1　有机物料对土壤物理性状的影响

2.2 有机物料对植烟土壤pH值、有机质、阳离子交换量的影响

由表2可知，施入不同有机物料，对植烟土壤的pH值、有机质及CEC有不同程度的影响。施用稻壳生物炭T3处理，在烟株不同生长时期，土壤pH值都较其他处理有明显的升高，这说明施用稻壳生物炭可以增加植烟土壤的pH值。烟叶收获后，施用稻壳生物炭处理土壤pH值比其他处理略有增加，但增加不明显。

表2　各处理植烟土壤pH、有机质、阳离子交换量动态变化

由表2可知，施用有机物料在不同程度上都能增加植烟土壤有机质含量，在烟草生长初期至收获结束时段，T1处理土壤有机质含量均保持在较高水平，尤其试验结束期，其有机质含量比对照提高5.6%，差异显著。这表明施用蚯蚓粪有利于植烟土壤有机质的积累和形成。

试验中阳离子交换量在烟株生长各时期中均以T1蚯蚓粪处理最高，相比对照T4提高6.2%。试验表明烟田施入高品位的有机物料，能不同程度的增加植烟土壤中阳离子交换量。

2.3 有机物料对植烟土壤养分的影响

由表3可知，在烟草各个生育期内，不同有机物料对土壤全氮的影响并不大，但对全磷、全钾有显著的影响。磷素能促进植物根系的生长，提高植物的抗逆能力和适应性，在烟草生育前期T1处理的土壤全磷含量显著高于其他处理，对于烟株生长具有重要的意义。而在烟株各生育期中，T1处理的土壤全钾含量却显著低于其他处理，这说明施用蚯蚓粪可能促进土壤中全磷的释放。

表3　各处理土壤全量氮磷钾分析变化（g/kg）

速效养分可以作为评价养分供给能力的指标，由表4可以看出，各处理在烟株各个时期对土壤碱解氮的影响效果均明显高于对照，说明使用有机物料对土壤碱解氮含量有显著影响；在烟株需氮高峰的旺长期（5-15），土壤碱解氮含量处理与对照差异明显，T1对土壤碱解氮的影响效果最明显，各处理旺长期碱解氮含量的具体大小顺序为：T1＞T3＞T2＞对照。

表4　各处理土壤速效养分变化（mg/kg）

各处理旺长期土壤有效磷含量的大小顺序为：T1 ＞T3＞T2＞对照，T1处理与对照及T2、T3差异显著。土壤供钾能力是烟草吸收钾素的基础，是影响烟叶含钾量等诸多因素中最根本也是最直接的因素，缓效钾则可在一定程度上体现土壤的供钾能力，由表4可知，T1处理与其他处理有极显著差异。T1处理蚯蚓粪施入植烟土壤中，对土壤的供氮、供磷、供钾能力都有积极作用。

2.4 有机物料对烟株农艺性状的影响

从不同有机物料处理的烤烟在团棵期与旺长期的农艺性状，如表5所示。试验按等养分设计，施用不同有机物料各处理株高、叶片在烟草团棵期差异显著，处理间差异不明显，其中以T1、T3处理为最优，到旺长后期打顶后，由于烟草操作的特殊性，每株留叶数大体相当，从表5可以看出，T1、T2处理在株高、最大叶长宽方面显著高于T3、T4。这说明添加有机物料对烟株的生长没有产生副作用，反而有较好的促进作用。

表5　有机物料对各处理烟株农艺性状的影响

另外，衡由于南试验田受强对流天气影响，导致试验田烟叶受水淹严重，后期的经济效益与烟叶化学品质分析中止。

3 结论与讨论

不同有机物料施入土壤后，均可在一定程度上降低土壤容重，增加土壤孔隙度，提高土壤最大田间持水量，其中蚯蚓粪处理土壤孔隙度及最大田间持水量增幅最大。

烟叶品质的好坏主要是土壤营养、空间营养和烟株营养共同平衡和协调的结果，其中土壤营养是根本，烤烟生长和发育所需的矿质营养物质基本上都来源于土壤，土壤的组成和性质从根本上决定了对烤烟营养元素的供应状况。土壤养分是指土壤提供的供植物生长所必须的营养元素，是构成土壤环境的重要组成部分，它们能直接影响烟株的根系特征，进而决定烟叶的产量和品质，植烟土壤施入不同的有机物料会造成土壤养分的空间变异和生物活性的变化。因此对施用不同有机物料后烟田土壤中pH值、有机质、阳离子交换量（CEC）进行测定与分析，以探讨施入不同的有机物料对土壤养分供应状况的响。

大量研究表明施用生物炭能有效改良较酸土壤的pH值[7-9]。在烟株不同生长时期，稻壳生物炭处理土壤pH值较其他处理有明显的升高。土壤有机质含量是评价植烟土壤肥力的重要参考指标，有机质也是烟株生长所需营养主要来源之一，适宜的有机质含量水平可起着改善土壤团聚体结构、土壤通透性，促进土壤微生物活动等作用[10]。资料表明，土壤阳离子交换量是影响土壤缓冲能力高低，也是评价土壤保肥能力、改良土壤和合理施肥的重要依据[11]。蚯蚓粪处理土壤有机质含量及CEC均保持在较高水平，在试验结束期，其有机质含量及CEC明显高于其他处理，比对照分别提高5.6%和6.2%，差异显著。

研究表明，氮素是烤烟生产中的重要元素，对烟叶产质量具有显著影响，碱解氮可以衡量土壤的供氮能力，与作物的生长发育密切相关。在烟株各生育期中，蚯蚓粪处理土壤全磷含量显著高于对照处理，而土壤全钾含量却显著低于对照处理，其他处理与对照差异不显著；不同有机物料中以蚯蚓粪处理对土壤碱解氮、速效磷、缓效钾的影响效果最明显，差异达到显著，而其他处理与对照差别不大，说明蚯蚓粪施用对土壤的供氮、供磷、供钾能力都有积极作用。

不同有机物料各处理株高、叶片在烟草团棵期处理间差异不明显，其中以蚯蚓粪、稻壳生物炭处理为最优。

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[11] 黄昌勇. 土壤学[M]. 北京：中国农业出版社，2000.

（责任编辑：夏亚男）

Effects of Different Organic Materials on Soil Improvement of Tobacco-growing field

WANG Can1，XIANG Peng-hua2（ 1. Hunan Tobacco Corporation, Changsha 410004, PRC; 2. Hengyang Tobacco Company, Hunan Tobacco Corporation, Hengyang 421001, PRC）

Abstract：Through the dynamic monitoring at fixed points, this research conducted a field experiment to study the effects of different organic materials on soil basic properties, fertility and the growth characteristics of tobaccos after replacing part of traditional fertilizers with different organic materials. The results showed that at different growing stages of tobacco plants, pH value of the rice husk biological carbon treatment was of significant increase compared to other treatments, and soil organic matter content and CEC of the earthworm manure treatment were at relatively high levels. At the end of the experiment, the soil organic matter content and CEC of the earthworm manure treatment were significantly higher than those of other treatments, which increased by 5.6% and 6.2% than those of control, respectively. The contents of total phosphorus, alkaline hydrolytic nitrogen, available phosphorus and slowly available potassium were significantly higher than those of the control, while the content of soil total potassium was significantly lower than that of the control; other treatments were not different from the control obviously.

Key words：soil improvement; organic material; tobacco-growing field

作者简介：王 灿（1986-），男，湖南株洲市人，硕士，主要从事烟叶生产管理与烟叶科研工作。

基金项目：湖南省烟草公司重点项目 (14-16ZDAa01)

收稿日期：2015-11-27

DOI:10.16498/j.cnki.hnnykx.2016.01.010

中图分类号：Q945.78

文献标识码：A

文章编号：1006-060X（2016）01-0030-04