辽宁烟区土壤保育与修复技术研究

高荣，李武亮，王晋军，李新，刘小军，唐楚慧，王德宝，李建鹏，刘衡

（辽宁省烟草公司朝阳市公司，辽宁朝阳122000）

辽西烟区一直是辽宁省主要优质烟叶产区之一，种烟历史长达30 多年。但是受地理条件限制，可耕作土地紧张，烟田连作年限较长。同时，长期大量化学肥料的施用，造成土壤有机质缺乏、碱化现象严重，部分烟区土壤微生物失衡，有益菌减少，有害菌增加，从而造成大面积病害的发生。另外，由于辽西干旱，在灌水等外因作用下土壤结构被破坏、土料分散，垄体土壤板结变硬，生产力降低，严重影响优质烟区烟叶产业的可持续发展。近年来，随着国家局绿色防控重大专项的开展，辽宁烟区更加重视土壤保育在烟叶生产可持续发展中的重要性，先后开展了有机肥对比试验、秸秆还田试验、绿肥沤制试验、增施微生物菌剂提高烟叶钾含量试验等一系列试验，为辽宁烟区土壤保育工作积累了经验。该文从种植制度、精准施肥技术、土壤改良技术、土壤修复技术等方面进行分析，浅析当前制约辽宁烟区土壤的关键问题和解决办法，为进一步研究土壤保育与修复技术奠定基础。

1 烤烟种植制度

1.1 合理轮作

制约植烟土壤合理轮作的主要因素是前茬作物的选择，禾谷类作物从土壤中吸收的氮素较多，吸收的钾素较少，有利于烟叶品质的提升，但禾谷类作物整个生长期以追施碳铵和尿素等单一氮肥为主，致使土壤中氮素残留量大，容易造成后作氮、磷、钾比例失调，土壤营养不协调。近年烟农实际生产经验证实了这个问题，前茬为禾谷类作物的烟田发棵慢，后期贪青晚熟，落黄差，难以烘烤。

辽宁烟区轮作方式主要坚持“适度规模，合理轮作”的原则，加强计划资源的调控，对连作3 年以上烟田，选取非同科类作物进行合理轮作。鼓励烟农预留30%土地隔年轮作。其轮作方式为：第1 年春烟；第2 年玉米或高粱；第3 年玉米或烤烟。

1.2 绿肥沤制

烤烟前作作物通过影响土壤理化性质、微生物活性和土传病害来影响后作烤烟。前作种植绿肥，其根系发达，可穿透较紧实的中下层土壤，加厚耕层，疏松土壤，绿肥能使土壤中难溶性养分转化，以利于作物吸收利用，改善土壤理化性状，能使土壤微生物迅速繁殖，除能释放出大量养分外，还形成腐殖质，使土壤疏松，透气，保水保肥力强，调节水肥气热的性能。

2016 年以来，随着绿色防控技术推广，辽宁烟区在福建中烟北票基地单元推行绿肥沤制还田技术，取得了显著效果。紫花苜蓿是适合连作重茬烤烟种植的绿肥作物，种植后土壤有机质和全氮增加幅度大于5%，碱解氮、速效磷、有效锌和有效硼均有一定程度提高，翻压还田后可提高土壤碳氮比，增加土壤有机碳含量，提高土壤供肥能力，促进植烟土壤向有利于烤烟生产的方向转化。

1.3 秸秆还田

秸秆还田主要通过增加土壤有机质含量，将土壤中粒径较小的粉粒和粘粒通过胶结作用，形成粒径0.05～2.00 mm 的水稳性团聚体，改善土壤的通透性和耕性。秸秆还田对改良土壤、平衡土壤养分，特别对补充土壤钾素不足有重要意义。可极大地提高土壤速效钾含量，秸秆中钾容易分解释放并被作物吸收利用。秸秆腐熟能增加土壤微生物数量，促进土壤呼吸作用，提高土壤酶活性。还田秸秆为土壤微生物的生长繁殖提供丰富的营养和能量，使微生物数量增加，秸秆还田后，土壤中碱性磷酸酶、脲酶和过氧化氢酶等都有不同程度增加。

辽宁烟区主要采用的是玉米秸秆还田，将玉米秸秆及部分稻草粉碎后平铺于烟田，经过深翻耙耕后可增加土壤有机质和矿质营养，改善土壤物理性状，减少土壤流失，秸秆腐解所产生的有机酸类物质可以溶解和保持土壤中矿质养分，提高其生物有效性。

2 精准施肥技术

2.1 测土配方施肥

测土配方施肥是以田间试验、土壤测试为基础，根据作物需肥规律、土壤供肥性能和肥料效应，在合理利用肥料的基础上，提出氮、磷、钾及中、微量元素等肥料施用品种、数量、施肥时期和使用方法。有专家采用3414 回归最优设计，建立N、P、K 肥与烤烟产量的回归效应模型，计算了土壤丰缺指标及基础肥力贡献率，建立了东北烤烟的优化施肥方案。研究表明，氮磷钾比例为1∶1.6∶2.1 时，经济效益最好；氮磷钾比例1∶1.3∶2.9 时可改善烤烟烟叶香气、燃烧性及安全性。

测土配方施肥的关键在于找出施肥区域的土壤养分空间变异规律，确定适宜的施肥模型，实现施肥决策的合理性。辽宁省局（公司）联合沈阳农业大学通过土壤养分测定仪建立精准施肥模型，结合烟农经验施肥进行修正，确定氮磷钾比例大致为1∶（1.0～1.3）∶（2.6～3.1），基本能满足烟区精准施肥需求。

2.2 水肥一体化

水肥一体化是基于滴灌施肥技术，根据烟株需肥规律和土壤养分供给状况，准确将肥料补加和均匀施在根系附近，并被根系直接吸收利用。采用滴灌技术可以很方便地调节灌溉水中营养物质的数量和浓度，使其与烟株需要和气候条件相适应，大幅度提高肥料利用率，提高养分有效性，还可以大幅节省时间、运输、劳动力及燃料等费用，实施精准施肥。

辽宁烟区自2018 年开始进行水肥一体化技术推广，初步掌握了施肥时间与肥料种类的选择，随着惠农政策的进一步推进，辽宁朝阳2019 年烟田滴灌面积达到90%，烟农自发组织的营养灌施肥技术与水肥一体化有异曲同工之妙，不仅大大提高了施肥效率，而且大幅度降低人工成本，达到了减工降本的目的。

3 土壤改良技术

3.1 有机肥

有机肥含有烟株所需的各种营养元素和丰富的矿物质，是一种完全肥料，施入土壤后，分解慢，肥效长，养分不易流失，能提供烤烟生长所需的养分和土壤微生物活动所需的碳量和能量，促进土壤养分的有效化，提高土壤保肥保水能力、酸碱缓冲性和土壤酶活性，加速土壤团聚体形成和改善土壤的物理性状，起到改良土壤、培肥地力、提高烟叶品质的作用。

辽宁烟区近年来施用的有机肥主要以大豆饼肥和成品有机肥为主，大豆饼肥能显著提高烤后烟叶的油分，提高上等烟比例，但需要保证充分发酵以免烧苗；成品有机肥施用方便，可与其他肥料一起作为底肥一次性施入，降低劳动成本，但肥效不如大豆饼肥。另部分烟农始终坚持使用农家粪肥，对提高烟叶品质有明显作用，但是农家肥存在重金属超标隐患，需要提高腐熟程度，控制施肥数量。

3.2 土壤调酸

生产优质烤烟的土壤pH 5.5～6.5 最为适宜。经调查取样分析，辽西烟区土壤碱化问题较为突出，钙离子含量较多，个别地区土壤pH 甚至达到8.0 以上。钙含量与土壤pH 有显著正相关关系，钙含量过多，对烟叶品质不利。因此，辽西烟区土壤调酸的重点是降低土壤钙离子含量，增施酸性有机质。

3.2.1 糠醛渣沤制技术。糠醛渣既能调节土壤pH，降低土壤碱度，又能增加土壤有机质和微生物含量。辽西烟区禾谷类作物较多，部分酒厂生产的残渣经充分腐熟后具有酸性，是很好的天然调酸剂。研究表明，糠醛渣pH 1.88～3.88，含总腐殖酸30.64%，其中游离腐殖酸19.72%，游离酸2.34%，氮0.49%,磷0.51%,钾1.11%，还有很多灰分元素，并且已经粉碎易于转化。糠醛渣的使用量一般为3 000～7 500 kg/hm2，施用前应与其他肥料充分混拌并发酵15～30 d，以免其他有害元素残留。

3.2.2 松针沤制技术。辽西烟区特别是老哈河区域有大面积的油松林，松针沤制发酵后呈酸性，再与腐殖土混拌，起垄时施用能明显改善土壤板结情况，调节土壤pH，增加土壤有机质含量。

3.3 微生物菌肥

相关研究表明，增施枯草芽孢杆菌能提高有机质、速效磷、速效钾含量，极显著提高土壤细菌和放线菌数量，减少真菌数量，对下部和上部初烤烟叶化学成分改善效果较好，对植烟土壤有改良作用，在一定程度上改善烟叶内在化学成分的协调性。引苗后，穴施或对水500 倍液灌根。用量为7 500 g/hm2，可显著提高土壤有机质含量。

4 土壤修复技术

4.1 生物质碳

生物质碳是有机物质在高温无氧条件下煅烧产生的一种具有强大表面能力的活性物质，其具有吸附力强、稳定性高、保水促肥等作用。该技术主要针对土壤物理结构差，土壤板结严重或病虫害高发的碱化区域。

土壤中施加生物质炭能够有效提高土壤C/N，改善植烟土壤品质，而土壤C/N 又对土壤微生物影响较大，所以植烟土壤中施加生物质碳能够提高土壤C/N 和土壤微生物数量。研究表明，植烟土壤中施加2 400 kg/hm2生物质碳的处理对土壤C/N 提高作用比较明显；在土壤微生物方面，植烟土壤中施加生物质碳对放线菌和真菌数量有明显的提高作用，而对细菌生长的促进作用不明显。放线菌和真菌的生长需要大量有机质，而生物质碳能够有效地固定土壤中的有机质，并且为微生物的生长和发育提供了栖息场所，微生物同化的有机质能够直接被烟株利用，其排泄物和死亡后的尸体都是植株生长发育的重要营养成分。

4.2 重金属

土壤是烟叶中重金属的源头，且土壤重金属污染具有隐蔽性、长期性和不可逆性等特点，土壤重金属污染的治理途径一是将重金属从土壤中转移，二是改变重金属在土壤中的形态，使其固化或钝化，将重金属活性降到最低。

近年来从烟叶化学成分工业反馈结果来看，辽宁烟区烤后烟叶均未出现重金属超标现象，但不超标并不意味完全没有污染，在生产过程中依然要从源头重视此问题，建立长久的土壤保育机制，通过调节土壤pH、有机质和水源控制等农艺措施，改善土壤理化性状，降低重金属活性，减少其从土壤向烟草的转移。

5 小结

植烟土壤保育与修复技术逐渐成为现代烟草农业土壤利用的瓶颈问题，植烟土壤保育与修复技术的提升与应用，一方面要根据自身植烟土壤现状和存在问题，结合栽培习惯，有针对性地推行轮作换茬耕作制度、秸秆还田、绿肥还田、增施有机肥和测土配方等有效的土壤保育修复技术，培育生产优质烟叶的土壤环境，为烤烟生长提供有利土壤环境。另一方面，引领土壤保育修复技术的提升与突破，针对植烟土壤保育修复的瓶颈问题，结合现代烟草农业发展新要求，有重点地进行生物修复、有机质提升、信息化技术应用、水肥一体化供应技术等方面的探索，以实现植烟土壤健康、快速的有效保育与修复。