秸秆还田与客土改良酸性植烟土壤及提升烟叶产质量的效果

文志强 林阿典 廖卿 黄振瑞 李集勤 李淑玲

摘要：[目的]研究秸秆还田和客土技术对植烟酸性白沙泥田的改良效果，为烟叶产质量提升提供有效技术措施。[方法]通过田间试验，设置不施用秸秆和紫色土（T1，CK）、仅秸秆还田（T2，3000kg：hm"）、仅掺紫色土（T3，225m'.hm'）和秸秆还田（3000kg：hm）+掺紫色土（225m'.hm'）（T4）4个处理，研究水稻秸秆还田和客土对植烟土壤理化性状、烟叶产质量等方面的影响。[结果]秸秆还田和客土方式均能改善土壤物理性状，T2和T4处理，土壤容重分别比对照降低了6.38%和2.12%;土壤质地由黏壤土（CK）转变为壤土（T2）和粉砂壤土（T3、T4）。与T1处理相比，T2处理显著提升了土壤pH值、有机质和碱解氮含量;T3处理的pH和速效钾含量分别比T1处理增加了1.43和19.98mgkg";对土壤化学性状的改良效果以T4处理最好，其植烟土壤pH值、有机质和速效钾含量分别是T1处理的1.21、1.26和1.28倍（p《0.05）。秸秆还田和客土方式都促进了烟草生长，提高了烤烟经济效益和品质，以秸秆还田+掺紫色土处理（T4）烟叶的经济性状、C3F等级烟叶的化学成分协调性和感官评价质量最优，烤烟产量、产值和上等烟比例分别比T1处理提高了35.04%、20.64%和38.59%。[结论]秸秆还田+掺紫色土协同处理改良酸性植烟土壤效果最好，可以有效改善土壤物理性状，显著提高土壤pH值、有机质及速效钾含量，从而实现酸性白沙泥田的改良和烟草的提质增效效果。

关键词：秸秆还田;客土;酸性土壤改良;烟草品质

中图分类号：S572

文献标志码：A

文章编号：1008-0384（2020）060649-08

0引言

[研究意义]南雄市地处粤北山区，烟草种植历史悠久，为“中国黄烟之乡”烟叶产量和收购量常年居广东之首，也是全国浓香型烟叶四大生产基地之一。适宜的土壤条件是特色优质烟叶生产的前提，然而长期的烟草连作或单一的烟一稻轮作方式叫化肥过量施用等导致植烟土壤酸化、板结、养分失调和有机质含量下降等问题突显，土壤微生物活性受到抑制，土壤生态环境退化，已阻碍和影响烟草植株的生长发育，降低烟草的产量和品质。[前人研究进展]针对南方酸性植烟土壤的改良，研究人员进行了诸多有益的探索。石灰、生物炭！、土壤调理剂等能起到平衡土壤酸碱性，减少养分流失效果;绿肥翻压、有机肥施用、微生物菌肥施用等植烟土壤保育技术可以提高土壤有机质和养分含量，改善土壤理化性状。秸秆作为常见的有机物料，富含氮、磷、钾等营养元素，合理还田可以减小土壤容重，改善土壤耕性，有利于土壤团聚体的形成，同时加快土壤养分循环，从而提高作物的产量与品质。董亮等研究显示，秸秆还田处理土壤碱解氮、有效磷、速效钾分别比不还田的处理增加6.64～9.00mg：kg'、3.37～4.07mg：kg和10.33～19.00mg：kg'。王育军等18的研究结果表明，油菜秸秆还田提高烤烟产量的同时，增加烟叶上等烟的比例，提高了烤烟的感官评吸质量。紫色土又称红砂土，为南雄当地第四纪紫色砂页岩自然风化形成，土壤pH偏弱碱性，富含磷鉀，生产的烟叶品质上乘，具有典型的浓香型风格特色。[本研究切人点]有关酸性植烟土壤的改良技术多集中于单一改良物的研究，且材料相对不易获得或技术复杂，成本较高。[拟解决的关键问题]本研究利用当地来源广泛，廉价易得的稻草秸秆与紫色土为改土材料，通过大田试验，研究其对酸性烟田的协同改良效应，探讨酸性土壤的改良途径，考察烤烟产量、经济效益和品质等提升效果，为广东南雄酸性植烟白沙泥田的可持续改良、烤烟产量和品质调控提供科学指导。

1材料与方法

1.1试验地概况

试验于2019年3月在广东省韶关市南雄黄坑镇许村（2591343"N，114928'15"E）进行，地区年平均气温19.9C，年降雨量1495.2mm，无霜期297d，全年日照时数1622.5h，属亚热带湿润型季风气候。供试烤烟品种为粤烟97。植烟土壤类型为白沙泥田土，肥力中等，种植制度为稻一烟年内轮作，田块平整，排灌方便，土壤质地为黏壤土，容重1.39g*cm3，基础养分为pH5.48，有机质21.20g：kg'，全氮1.14g：kg'，全磷0.71g：kg'，全钾15.03g：kg'，碱解氮116.21mg*kg'，速效磷35.72mgkg'，速效钾含量67.23mg：kg'。试验秸秆为前茬的水稻秸秆，主要矿质养分含量：全氮11.25g：kg'，全磷1.32g：kg'，全钾12.7g：kg'，全钙4.65gkg'，全镁2.38gkg。试验所用紫色土取自南雄当地，质地为砂质壤土，容重1.52g*cm”，H8.29，有机质7.82gkg，全氮0.38gkg'，全磷0.94gkg'，全钾24.95g：kg'，缓效钾559.8mg*kg'，土壤交换性钙（1/2Ca*）16.32cmol：kg'，土壤交换性镁（1/2Mg*）1.89cmol：kg。

1.2试验设计

试验共设4个处理，分别为Tl：不施用秸秆、紫色土（CK）;T2：秸秆还田（3000kghm）;T3：掺紫色土（225m'.hm'）;T4：秸秆还田（3000kghm+掺紫色土（225m'.hm'）。3次重复，怄面积67m'，随机区组排列，行株距为1.1mX0.5m。水稻秸秆（粉碎成5cm大小的形状）用量为3000kg：hm，紫色土用量为225m'.hm"，于移栽前10～15d用耕翻机具旋耕作业2遍，耕深约15cm，压埋到相应小区内。然后起垄，种烟。烤烟施氮量120kghm～，m（N）：m（P，O;）：m（K，O）=l：0.8：2.3，其他栽培管理措施参照当地优质烤烟种植规范进行。

1.3测试指标及方法

1.3.1土壤理化性状指标及测定在植烟移栽后第30d，按照五点法采集5～20cm耕层土壤，制成混合土样，自然风千备测。土壤容重采用环刀法;土壤机械组成采用吸管法测定，土壤质地分类标准采用美国制训。在植烟移栽后第100d，取样测定土壤化学性质指标，方法均参照文献20进行：土壤pH值采用酸度计电位法;有机质含量采用重铬酸钾法;碱解氮采用碱解扩散法;速效钾采用醋酸铵浸提一火焰分光光度法;有效磷采用碳酸氢钠浸提钼锑抗比色法。

1.3.2烤烟相关指标及测定方法每小区随机选取5株烟株，烤烟农艺性状调查参照按照《烟草农艺性状调查测量方法》（YCL42-2010）2标准测定叶片数、节距、株高、茎围、腰叶长、宽等指标;每个处理单采、单烤，分级后考查上等烟比例、中等烟比例、产量、产值等烟叶经济性状。烟叶烘烤后，各处理取中部叶（C3F）2.0kg由中国农业科学院烟草科学研究所质检中心按照相关标准5.22，进行初烤烟叶的分级和感官质量评价;取烤后中部叶（C3F）各lkg，烘千磨碎过0.25mm筛用于化学成分测定，总氮、还原糖、总糖、总烟碱、氯、钾、蛋白质含量等指标测定方法参照文献3进行。

1.4数据处理

所有数据均用Excel2010进行平均数和标准差计算，对同一处理指标用SPSS20.0软件以Duncan'S新复极差法（p《0.05）进行各处理平均数差异显著性检验。

2结果与分析

2.1不同处理对植烟土壤容重和土壤颗粒组成的影响

土壤容重是指田间自然状态下单位容积土体（包括土粒和孔隙）的质量或重量，是衡量土壤结构的重要指标叫。图1（A）结果表明，各处理容重以对照（T1）和掺紫色土处理（T3）最大，分别为1.41grcm3和1.43grcm'，处理间差异不显著。与对照相比，秸秆还田可有效降低土壤容重，单施秸秆处理（T2）和秸秆还田+掺紫色土处理（T4）容重比对照分别降低了6.38%和2.13%。由图1（B）可知，4个处理的土壤质地分别为：黏壤土、壤土、粉砂壤土和粉砂壤土。对照（CK）耕层土壤砂粒、粉粒和黏粒比例均值分别为29.39%、29.11%和4150%。与对照相比，T2、T3、T4处理粉粒含量分别增加了9.86%、22.07%和28.85%，砂粒和黏粒比重则有不同程度降低。可见，通过秸秆还田和客土技术改良，植烟白沙泥田质地也由黏壤土改良为壤土、粉砂壤土，土壤质地有明显改善。

2.2不同处理对土壤化学性状的影响

从表1可以看出，秸秆还田可显著提升土壤pH值和有机质含量，T2、T4处理土壤pH值分别比T1提高了5.62%和21.56%，有机质含量分别比T1增加了35.42%和26.38%。与对照相比，单施秸秆处理（T2）还能显著提高土壤碱解氮含量，但对速效磷和速效钾则没有明显提升效果。表1结果还显示，掺紫色土处理（T3）能显著比對照提高1.43的pH单位和19.98mg：kg速效钾，却降低了3.28gkg的土壤有机质和5.81g：kg速效磷含量。综合来看，以秸秆还田+掺紫色土处理（T4）对土壤化学性状改良效果最好，碱解氮和速效磷与对照相当，植烟土壤pH值、有机质和速效钾分别是对照的1.21、1.26和1.28倍，具有显著的培肥效果。

2.3不同处理对烟株农艺性状影响

从表2可知，秸秆还田和掺紫色土处理均对烤烟生长有促进作用，但不同处理对其农艺性状影响效应不同。各处理烟株的株高在115.8～124.4cm，表现为T4》T3》T2》Tl。T2、T3、T4处理间茎围无显著差异，但均显著大于CK;节距和最大叶长以T4、T3处理显著大于T3、CK处理。最大叶宽以T4处理最好，显著大于其他3个处理。从农艺性状来看，以秸秆还田+掺紫色土处理（T4）表现最好。

2.4不同处理对烤烟经济性状的影响

从表3可知，不同处理对烤烟上等烟比例及产量和产值均有显著的影响，而对中等烟比例影响不显著。T2、T3、T4处理上等烟分别比CK显著增加了26.85%、14.82%和38.59%，且T4处理上等烟比例显著高于T3;T2与T3、T2与T4处理间差异不明显。产量与产值均以T4处理最高，分别为2515.1kg*hm二和50418.6元.hm是对照的1.35和1.21倍;其次为T2和T3处理，两者间差异均不显著，产量和产值分别比对照显著增加了27.90%、26.21%和15.52%、12.31%。可见，秸秆还田和客土掺紫色土技术均可增加烤烟上等烟比例，并提高烟叶产量和产值。

2.5不同处理对烟叶化学成分的影响

优质烤烟C3F等级叶片（中部叶）适宜的化学成分是烟碱2.5%左右，还原糖18%～22%，总糖20%～25%，钾1.5%以上，总氮2.5%左右，氯0.8%以下。表4结果显示，与CK相比，T2、T4处理总糖、还原糖分别提高了8.29%、15.61%和10.91%、17.58%，烟碱含量分别降低了12.45%、16.16%，糖碱比提高了23.77%和37.97%，总氮、氯、氮碱比与对照间无显著差异，但均在优质烟叶范围内，说明秸秆还田对烤烟化学成分的协调性具有正向效应。而单独掺紫色土处理（T3）除总糖、还原糖、钾、糖碱比、氯含量在适宜范围内，烟碱含量偏高，而总氮、氮碱比则偏低。不同处理烟叶化学成分协调性表现为：T4》T3》T2》T1。

2.6不同处理对烟叶感官质量的影响

不同处理对烤烟C3F（中部叶）等级叶片感官质量的影响见表5，以T4处理烟叶香气特性（香气质、香气量、余味、杂气）均最好，同时口感特性好（降低了刺激性），劲头和浓度适中，综合评分最高（75.42分），质量档次为较好。其次是T3处理（74.75分）和T2处理（73.74分），而CK处理的烟叶香气特性和口感特性稍欠且略带杂气，评分最低（73.08分）。不同处理烟叶感官质量评分来看，高低排序为：T4》T3》T2》T1，说明秸秆还田和掺紫色土处理均能在一定程度上改善烟叶外观质量，提高评吸质量和商品属性，这也与各处理的烟叶化学成分、，上等烟比例和产值（表3、4）等指标表现一致。

3讨论

土壤质地、容重是土壤最基本的物理性状，与土壤的通透性、保蓄性、耕性以及养分含量等密切相关，良好的土壤物理性状是作物优质稳产的基础，吴鹏年等研究发现，秸秆还田处理能降低0～20cm层土壤容重3.3%～5.4%，降低土壤紧实程度，增加土壤孔隙度3.7%～7.1%，并显著提高i了土壤养分和玉米产量。本研究结果表明，在适宜烟草生长的土壤容重范围（1.1～1.4g*cm"）内%，秸秆还田处理（T2）、秸秆还田+掺紫色土处理（T4）土壤容重分别比对照降低了6.38%和2.12%，这是因为秸秆还田有利于改善土壤的团聚状况，增加土壤孔隙度，从而降低了土壤容重。宋莹丽等研究了全国8个省份的植烟土壤质地与烟叶品质间的关系，认为适宜的高砂粒和低黏粒含量的土壤有利于烟叶优质品质的形成。与李集勤等研究结果类似，本研究也发现，秸秆还田和客土方式均改变了土壤质地，土壤粉粒含量比对照增加了9.86%～28.85%，黏粒含量有不同程度降低，土壤质地由黏壤土（CK）转变为壤土（T2）和粉砂壤土（T3、T4）。植烟土壤改良后，烟叶产量和产值提高，并且烤烟C3F（中部叶）等级叶片上等烟比例比对照显著增加了14.82%～38.59%。这可能是因为秸秆、紫色土（红砂土）的输入改变了土壤质地，进而提高了土壤通气孔隙度，而通气孔隙与土壤中的粉粒含量呈极显著正相关，与黏粒含量呈显著负相关。因此，植烟土壤选择壤土或砂质壤土，对烤烟生长发育和品质提升具有重要意义。

南雄当地第四纪紫色砂页岩自然风化形成的紫色土，呈弱碱性pH值，磷、钾等矿质养分丰富，常被用作客土培肥土壤的原料。本研究发现，客土掺紫色土处理（T3、T4）显著提高酸性白沙泥田H值至6.95和6.71，提高了土壤速效钾含量，并促进了烟叶对钾的吸收，C3F（中部叶）等级叶片含钾量分别为2.61%和2.65%，符合国际优质烟叶钾含量的标准叫。这是因为烟叶含钾量与土壤速效钾含量呈极显著正相关，随着酸性土壤pH升高，土壤理化特性得到改善，土壤养分的有效性随之提高，并最终反映在烤烟对养分的吸收上，进而促进其生长发育、产量及品质提升5.4。有机物料的施入还增加了土壤中微生物的种群和数量，有利于土壤本身矿质营养元素的活化，加快土壤养分循环，增强土壤缓冲性能和酶活性，从而促进了烟草生长，提高了烤烟经济效益和品质26.33。但秸秆还田处理（T2）对土壤速效钾及C3F（中部叶）等级叶片钾的吸收并无促进作用，这与郑梅迎等国、薄国栋等0的研究有所不同，可能是因为单施秸秆对土壤pH值的提升作用较小，植烟土壤仍呈酸性（pH值5.83），并因.此影响土壤有效钾的释放和烤烟对钾的吸收5。因此，在客土掺紫色土改良酸性植烟土壤的同时，增加秸秆还田的协同改良措施，两者效应叠加，才能更有效地改善酸性土壤物理性状，提高土壤pH值、有机质及速效钾含量，促进烟叶对养分的吸收，并提高烤烟经济效益和品质。本研究结论为广东南雄酸性植烟白沙泥田的改良、烤烟产量和品质调控提供了初步参考，但其持效性和稳定性有待进一步的长期定位研究。

施用稻草秸秆还田和客土方式均可有效改良土壤理化性状，促进烟草生长，提高上等烟比例，改善C3F等级烟叶品质和感官质量，提高了烤烟产量和产值。本试验中，以秸秆还田+掺紫色土处理表现最好，该土壤改良技术值得在广东南雄烟叶酸性白沙泥田生产上进行小面积示范和推广，进而实现烟草的提质增效。

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