烟草新型土壤调理剂对植烟沙泥田土壤的改良及应用效果

卢钰升 顾文杰 李集勤 杨少海 李淑玲 孙丽丽 黎婉玲 黄振瑞 刘意旋

摘  要：為研究烟草新型土壤调理剂在植烟沙泥田的改良效果，与传统产品进行比较，了解其对烟草的促进作用以及沙泥田土壤理化性质的影响。通过盆栽试验，比较了烟草新型土壤调理剂和其他3种产品在植烟沙泥田土壤的改良效果。结果表明：（1）新型土壤调理剂促进烟草的生长发育，与对照处理相比，新型土壤调理剂处理的有效叶片数、茎秆鲜重显著增加10.71%、54.3%;同时，单株生物量显著高于对照处理、健地调理剂处理、烟叶宝调理剂处理，达到1604.18 g。（2）新型土壤调理剂处理显著改变了沙泥田土壤理化性状，在移栽前显著提高土壤pH至7.36，土壤速效氮、磷养分含量显著提高22.5%、48.8%。（3）新型土壤调理剂处理显著提高了烟叶的还原糖、钾含量。综上所述，在盆栽试验条件下，以新型土壤调理剂对沙泥田的土壤改良和促进烟草生长效果最好。

关键词：新型土壤调理剂;沙泥田;土壤改良

中图分类号：S156.2      文献标识码：A

Soil Improvement and Application Effect of a Novel Tobacco Soil Conditioner on Sandy Soil

LU Yusheng1， GU Wenjie1*， LI Jiqin2， YANG Shaohai2， LI Shuling2， SUN Lili1， LI Wanling1， HUANG Zhenrui2， LIU Yixuan3

1. Institute of Agricultural Resources and Environment， Guangdong Academy of Agricultural Sciences/ Key Laboratory of Plant Nutrition and Fertilizer in South Region， Ministry of Agriculture & Rural Affairs / Guangdong Key Laboratory of Nutrient Cycling and Farmland Conservation / Guangdong Engineering Research Center of Soil Microbes and Cultivated Land Conservation， Guangzhou， Guangdong 510640， China; 2. Grop Research Institute， Guangdong Academy of Agricultural Science / Key Laboratory of Crop Genetic Improvement of Guangdong Province / Guangdong Provincial Engineering & Technology Research Center for Tobacco Breeding and Comprehensive Utilization， Guangzhou， Guangdong 510640， China; 3. Dupu County Branch of Guangdong Tobacco Meizhou City Co.， Ltd.， Dapu， Guangdong 514200， China

Abstract： A pot experiment of a newly developed conditioner was conducted to investigate the impact on soil physicochemical properties of sandy soil， the promotion of tobacco growth， and tobacco quality and to compare the soil improvement effects of novel tobacco soil conditioner and other three products in tobacco-sandy mud fields. The novel soil conditioner promoted the growth and development of tobacco. Compared with the control treatment， the effective leaf number and stem fresh weight of the novel soil conditioner treatment increased significantly by 10.71% and 54.3%. The amount of 1604.18 g was significantly higher than that of the control treatments including Jiandi conditioning agent treatment， and Yanyebao conditioning agent treatment. The application of the novel soil conditioner treatment significantly improved the soil physicochemical properties of the sandy soil. Before transplanting， the soil pH was significantly increased to 7.36， and available nitrogen and phosphorus contents of the soil were significantly increased by 22.5% and 48.8% respectively. The novel soil conditioner treatment significantly increased the reducing sugar and potassium content of tobacco leaves. In conclusion， under the conditions of the pot experiment， the novel soil conditioner had a better effect on improving the sandy soil and promoting the growth of tobacco.

Keywords： novel soil conditioner; sandy soil field; soil improvement

DOI： 10.3969/j.issn.1000-2561.2021.04.021

我国烤烟种植面积与总产量常年居世界前列，也是具有较高经济价值的作物之一。长期以来，在我国传统烟区生产中，存在复种指数高，有机-无机肥料施用不平衡，化肥施用配比和施用方式不恰当等现象，造成植烟土壤生态性状退化，土壤板结、通透性变差、有机质含量下降等土壤质地和耕性恶化的问题逐年增加，是烟叶香吃味等优良品质形成的重要障碍因子[1-4]。广东省主要植烟土壤包括五大类，不同土壤类型的理化性质存在差异，从而影响生产栽培措施[5]，如紫色土呈弱碱性，有机质含量低，速效钾含量丰富;沙泥田、牛肝土田、石灰岩土均偏酸性;沙泥田的速效钾、交换性钙镁普遍缺乏，易发青枯病等[6-8]。近年来，我国计划发展现代烟草农业，通过现代烟草农业关键技术研究，实现烟草行业的农业现代化[9]，植烟土壤保育技术是实现现代烟草农业的重要技术手段。

针对广东省植烟土壤的主要障碍因子，开展土壤调理剂修复土壤，可有效改良土壤理化性质，促进土壤养分平衡，实现烟叶的可持续生产[7， 10， 11]。张玉树等[3]选择氢氧化钙、氢氧化镁、钙镁磷等矿物质组合，探讨了其在烟田酸性土壤改良的效果。简盛义等[12]则对市面3种典型土壤改良剂在烤烟生长发育和品质的影响进行了研究。然而，市场上针对植烟土壤的专用调理剂产品类型不多，多数调理剂以无机成分为主，有学者指出，长期施用矿物源调理剂释放出的阳离子对土壤也可能产生毒害作用[13];过量引入石灰、钙素也会破坏土壤养分平衡[14]。因此，依据广东省植烟土壤的肥力特征，在改良土壤的同时，避免因长期施用矿物质调理剂产生二次障碍是开展土壤改良的必由之路。本研究通过选取多种有机活性成分、無机成分，研制一种绿色环保的新型烟草土壤调理剂，旨在改良植烟土壤酸性的基础上，调节土壤微生态环境，实现促进烟草生长、增强烟草抗逆性、烟叶提质增效。通过研制出新型调理剂，在沙泥田土壤中开展盆栽试验，验证其改良效果，以期为指导新型调理剂在改良植烟土壤的应用推广，保障耕地可持续生产能力提供参考。

1  材料与方法

1.1  材料

1.1.1  供试土壤  供试土壤为韶关南雄传统烟叶产区挖取的沙泥田土壤，前茬作物为水稻，土壤粉碎过筛后，用于本试验研究。供试土壤pH 6.56，有机质21.04 g/kg，碱解氮98.49 mg/kg，速效磷80.98 mg/kg，速效钾192.50 mg/kg，基础肥力中等。

1.1.2  供试材料  供试烤烟品种为‘粤烟97。供试材料为：新型调理剂，其主要组分包括有机活性成分（包括有机肥、复合微生物菌剂、氨基酸、黄腐酸等材料），无机成分（包括钾长石、磷矿渣、蒙脱石、硼砂等材料），主要成分为：CaO≥4.0%，MgO≥1.0%，SiO2≥1.5%，有机质≥30%，活菌数108 CFU/g，pH 9.5，旨在改良土壤酸性的同时，提供具有促生、抗病、中微量元素等增强烟草抗逆提质的作用。市售调理剂产品包括：健地调理剂（CaO≥20.0%，SiO2≥12.0%，pH 10.0～12.0）、烟叶宝调理剂（CaO≥20.0%，MgO≥12.0%，SiO2≥12.0%，pH 10.0～12.0）、生物炭（C≥50%，K2O≥3.0%，SiO2≥10.0%，pH 9.8），分别购买于广东健地农业科技有限公司、广东万山土壤修复技术有限公司、镇江泽地农业生物科技有限公司，其中健地调理剂、烟叶宝调理剂以矿物质原料为主，用于改良土壤酸度、补充中微量元素;生物炭以植物秸秆高温烧制而成，富含有机碳，用于改良土壤酸性、改善土壤结构。

1.2  方法

1.2.1  试验设计  盆栽试验于2018年在广东省农业科学院白云基地进行，试验设置5个处理，T1：不加调理剂，CK;T2：健地调理剂;T3：烟叶宝调理剂;T4：新型调理剂;T5：生物炭。选用塑料盆（内径高度=39.5 cm35 cm），每盆装土量为20 kg。在烟草移栽前，将各处理中的调理剂以2%的添加量（0.4 kg/盆）加入到土壤中，混合均匀后装入盆中。选择长势一致的烟苗进行移栽，每盆1株，每个处理10个重复。

施肥标准按优质烤烟生产技术规范执行，各处理施肥量和施肥时间保持一致，栽培措施统一。选用烟草专用复合肥（12-8-16）54 g/盆，硝酸钾16.2 g/盆，硫酸钾5.4 g/盆，其中，移栽后7 d第一次施肥，施用30%的复合肥和硝酸钾;移栽后45 d第二次施肥，施用40%的复合肥和硝酸钾;移栽后65 d第三次施肥，施用30%的复合肥和硝酸钾以及100%的硫酸钾。

在烟草移栽前，采集基础土壤以及烟草收获期土壤，用于土壤理化分析，其中各处理的土壤添加调理剂后采集混合样品作为移栽前土壤样品进行检测，收获期土壤则采集各个重复土壤进行检测。每处理选择植株长势长相均匀一致、能够代表各处理生长状况的烤烟4株，在打顶期进行烟草农艺性状调查;烟草收获后，进行生物量调查;对烟叶进行杀青后，开展化学成分的化验分析。

1.2.2  指标测定  （1）烟株及烟叶相关指标测定。每处理选择植株长势长相均匀一致、能够代表各处理生长状况的烤烟4株，在打顶期进行烟草农艺性状调查，按照YC/T 142—2010标准测定叶片数、节距、株高、茎围、腰叶长、宽等指标[15];烟草收获期，每处理选取植株3株，用去离子水冲洗干净后将烟株根、茎、叶分开，称鲜重，并置于105 ℃下杀青15 min，而后在60 ℃烘干至恒质量，称干重。将上述用于生物量分析的烟叶进行化学成分测定，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[16]

进行。（2）土壤理化性质指标测定。在植烟前和烟叶采收结束后，选择植株长势一致，能够代表各处理生长状况的土壤3盆，采集5～20 cm土层的土壤样品，自然风干，作土壤理化性质检测。土壤样品经风干过筛后，采用常规土壤农化分析方法进行理化分析[17]。土壤pH（2.5∶1）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，有效磷采用碳酸氢钠浸提-钼锑抗比色法，速效钾采用醋酸铵浸提?火焰分光光度法。

1.3  数据处理

试验数据采用Microsoft Excel 2016软件进行整理，并用R（3.6.1）软件进行方差分析（One-Way ANOVA），并使用ggplot 2包进行绘图。

2  结果与分析

2.1  不同土壤调理剂对打顶期烤烟农艺性状的影响

如表1所示，与T1对照处理相比，T4新型调理剂处理的有效叶片数提高10.71%，达到显著性差异（P<0.05）;同时株高、最大叶长、茎围等指标也有提高的趋势，但差异不显著。T5处理的株高、最大叶宽、茎围也比T1处理有所提高，差异不显著，而T2处理的烤烟农艺性状指标普遍低于T1处理，T3处理则与T1处理基本一致。可见，T2、T3处理的调理剂在沙泥田土壤中对烟草的生长促进作用有限，添加新型调理剂和生物炭有促进烟草的生长发育作用，以新型调理剂的效果较好。

2.2  不同土壤调理剂对烟草鲜重的影响

从表2烟草植株生物量结果可知，与T1对照处理相比，T2、T3、T5处理的根系鲜重有下降的趋势，T4处理则提高了1.20倍，但处理间差异不显著;添加不同调理剂处理均有提高茎秆鲜重的趋势，且以T4、T5处理显著提高（P<0.05），提高幅度分别达到1.54、1.42倍;T2、T3处理的叶片鲜重有下降的趨势，T4、T5处理的叶片鲜重则分别提高1.08、1.10倍，但处理间差异不显著。可见，不同土壤调理剂处理对烟草的根、茎、叶鲜重的影响，以T4处理具有显著提高茎秆鲜重的作用。

由图1所示，不同土壤调理剂处理显著影响了烟草生物量。与T1、T2、T3处理相比，T4处理的烟草生物量分别提高21.1%、35.7%、25.7%，均达到显著性差异;而T4处理比T5处理的生物量增加3.4%，但差异不显著。T2、T3处理的烟草生物量有低于T1处理的趋势，而差异不显著。这一结果表明，T4处理新型调理剂在沙泥田土壤中能够显著地促进烟草的生长发育，且效果好于T2、T3处理。

2.3  不同土壤调理剂对土壤理化性质的影响

对不同调理剂处理的移栽前与收获后土壤进行检测，依据表3的结果可知，在沙泥田土壤中，移栽前土壤检测显示以T4、T5处理的pH处于中性水平，而T2、T3处理处于碱性，T1处理则是弱酸性，各处理间均有显著差异（P<0.05）。收获后土壤pH结果显示T1处理为酸性，其他处理均在弱酸性到中性之间，T2、T3处理与T1处理相比仍有显著性差异（P<0.05）。土壤有机质以T5处理在移栽前和收获后均处于最佳水平，但与T1处理相比没有显著差异。土壤碱解氮含量在移栽前以T4处理达到最高的120.65 mg/kg，速效磷、速效钾仅次于T5处理，为烟苗移栽后的生长提供有效的养分供给，且碱解氮、速效氮含量与T1处理相比具有显著差异（P<0.05）。而在收获后，T4新型调理剂处理的速效磷含量仍然显著高于T1对照处理，达到显著差异（P<0.05）;速效钾含量也处于较高水平，仅次于T3烟叶宝调理剂处理，但差异不显著。

2.4  不同土壤调理剂对烟叶（杀青样）化学成分的影响

对收获期的烟叶进行杀青后，测定其烟叶常规化学成分，结果如表4所示。在沙泥田土壤中，与T1处理相比，添加调理剂的4个处理均显著降低总糖含量（P<0.05），且显著提高钾含量（P<0.05）;除T2处理以外，T3～T5处理的烟叶还原糖含量也显著增加（P<0.05）。烟叶糖碱比则以T1、T3、T4处理较高。综合来看，添加调理剂的4个处理有提高烟叶还原糖、钾含量的作用。

3  讨论

土壤酸化能够显著影响烟草根系活力[18]，郑祥洲等[19]针对福建烟区土壤酸性强的特点，通过几种化学矿物质组合研制出一种新型酸性土壤调理剂，显著改良土壤酸性，提高了烤烟产量与质量，并提出了适宜的田间用量。本试验研究结果显示，不同调理剂产品中，以改良土壤酸性，提高土壤养分供应方面的效果存在差异。T2、T3处理的土壤调理剂以改良土壤酸性为主，特别是T2处理大幅度调节土壤pH。因此，在实际应用中，针对弱酸性土壤，应注意控制施用量，避免对烟草生长产生负面影响[18]。T4处理烟草新型调理剂能够显著改良土壤酸性，使土壤pH达到7.36，处于中性水平，且提高土壤pH的效果显著优于T5生物炭处理，从而有助于促进烟草的正常生长。

在土壤中增施有机肥、微生物菌剂可以起到改善土壤肥力和微生态环境[20]，Means等[21]、白加林等[22]采用有机类物质、促生菌剂作为土壤调理剂可有效改善土壤理化性质，活化土壤养分，促进作物生长。本研究中，T4处理的烟草新型调理剂能显著提高移栽前的土壤碱解氮、速效磷含量，且速效磷含量在2个时期中均显著高于对照处理，这可能与T4处理含有多种有机成分，如黄腐酸、氨基酸、复合微生物菌剂等，起到活化土壤养分，从而提高土壤养分利用率有关[23]，对烟草茎秆、总生物量有显著的促进作用。同时，由于长期施用调理剂从而为土壤引入过多的钙镁元素对土壤和植物均有负效应[19]。因此，在适当补充沙泥田土壤缺乏的钙、镁等元素的同时，添加黄腐酸、氨基酸、复合微生物菌剂等有机成分，通过有机无机相结合的方式[22， 24]，能够更有效地平衡沙泥田的钙镁营养元素，并显著提高烟株生物量，改善烟叶品质。

通过盆栽试验，本研究明确了新型土壤调理剂对沙泥田土壤的酸性改良作用和烟草生长发育的促进效果，然而在针对沙泥田、牛肝土、石灰岩土等多种弱酸性的植烟土壤的改良上，仍需开展田间试验，进一步研究其对土壤理化性质、烟草抗病促生等长期影响，为烟草新型专用调理剂的应用推广提供理论依据。

4  结论

（1）与对照处理相比，新型土壤调理剂显著提高了沙泥田土壤的pH，防止土壤酸化，并显著增加了土壤速效氮、磷含量，活化土壤养分。（2）新型调理剂处理显著增加了烟草有效叶片数、茎杆鲜重，且优于其他调理剂。（3）新型土壤调理剂的烟草单株生物量达到最高，显著高于对照处理、健地调理剂处理、烟叶宝调理剂处理。（4）新型土壤调理剂、烟叶宝调理剂、生物炭均能显著提高烟叶钾含量、还原糖含量。因此，以新型土壤调理剂对改良沙泥田土壤和促进烟草生长有较好的效果。

参考文献

[1]陈义强， 刘国顺， 习红昂. 烟草栽培中氮、磷、钾肥及水分因子与产值的经验模型[J]. 中国农业科学， 2008（2）： 480-487.

[2]贺彩平， 刘  峰， 石孝均， 等. 重庆市巫山县烟草施肥现状调查分析[J]. 中国农学通报， 2013， 29（7）： 179-184.

[3]张玉树， 陈  哲， 郑祥洲， 等. 多功能土壤调理剂在酸性植烟土壤上应用效果研究[J]. 中国农学通报， 2017， 33（2）： 80-86.

[4]屈玉娇， 李集勤， 陈泽鹏， 等. 广东省烟叶生产现状与发展对策[J]. 广东农业科学， 2019， 46（11）： 141-147.

[5]李淑玲， 陈俊标， 吴文斌， 等. 南雄烟区主要植烟土壤特征分析[J]. 广东农业科学， 2011（S1）： 103-107.

[6]王  军， 丁效东， 何振峰， 等. 广东南雄烟区植烟土壤肥力特征及综合评价[J]. 中国烟草科学， 2015， 36（6）： 30-36.

[7]罗战勇， 吕永华， 李淑玲， 等. 广东省生态烟区的划分及其烟叶质量评价[J]. 广东农业科学， 2004（1）： 18-20.

[8]刘  兰， 张金霖， 王  佩， 等. 广东连州烟区土壤养分状况分析[J]. 浙江农业科学， 2017， 58（9）： 1529-1534， 1537.

[9]马光近， 徐  敏， 尧  芳， 等. 我国现代烟草农业关键技术研究进展[J]. 现代农业科技， 2018（18）： 12-15.

[10]李  敏. 广东烟区土壤养分状况与烟叶品质的关系研究[J]. 安徽农业科学， 2009， 37（2）： 699-700， 752.

[11]郭  豪， 宋鹏飞， 黄  翯， 等. 土壤改良剂对酸性土壤改良效应和烤烟产量、质量的影响[J]. 江苏农业科学， 2014， 42（6）： 95-98.

[12]简盛义， 蒋志利， 李文渊， 等. 土壤改良剂对贵阳烟区烤烟生长发育和品质的影响[J]. 浙江农业科学， 2018， 59（3）： 393-396， 399.

[13]龙明杰， 曾繁森. 高聚物土壤改良剂的研究进展[J]. 土壤通报. 2000（5）： 199-202， 241.

[14]敖俊华， 黄振瑞， 江  永， 等. 石灰施用对酸性土壤养分状况和甘蔗生长的影响[J]. 中国农学通报， 2010， 26（15）： 266-269.

[15]国家烟草专卖局. 烟草农艺性状调查测量方法（YC/T 142-2010）[S]. 北京： 中国标准出版社， 2010.

[16]王瑞新. 烟草化学[M]. 北京： 中国农业出版社， 2003.

[17]鲁如坤. 土壤农业化学分析方法[M]. 北京： 中国农业科学技术出版社， 2004.

[18]郭培国， 陈建军， 李荣华. pH值对烤煙根系活力及烤后烟叶化学成分的影响[J]. 中国农业科学， 2000（1）： 42-48.

[19]郑祥洲， 郭宝玲， 王英男， 等. 施用新型土壤调理剂改善烟草产量品质及土壤理化性质[J]. 热带作物学报， 2019， 40（7）： 1278-1283.

[20]岳明灿， 王志国， 陈秋实， 等. 减施化肥配施微生物菌剂对番茄产质量和土壤肥力的影响[J]. 土壤， 2020， 52（1）： 68-73.

[21]Means N E， Starbuck C J， Kremer R J， et al. Effects of a food waste-based soil conditioner on soil properties and plant growth[J]. Compost Science & Utilization. 2005， 13（2）： 116-121.

[22]白加林， 张映杰， 张荣辉， 等. 促生菌剂与不同有机肥复配对植烟土壤交换性钙镁的影响[J]. 农学学报， 2019， 9（2）： 38-42.

[23]Ning C， Gao P， Wang B， et al. Impacts of chemical fertilizer reduction and organic amendments supplementation on soil nutrient， enzyme activity and heavy metal content[J]. Journal of Integrative Agriculture. 2017， 16（8）： 1819-1831.

[24]聂新柏， 靳志丽. 烤烟中微量元素对烤烟生长及产质量的影响[J]. 中国烟草科学， 2003（4）： 30-34.

责任编辑：白  净