植煙土壤中煙稈腐解物污染的化學修復研究

張馨蔚,李云平,楊 超,楊志敏,陳玉成

(1.三峽庫區生態環境教育部重點實驗室,重慶400715;2.西南大學資源環境學院,重慶400716; 3重慶市煙草公司巫山分公司,重慶404700;4.重慶市煙草公司煙葉分公司,重慶400023)

煙草連作導致土壤微生態環境惡化、病蟲害加劇、土壤營養失調、植物生長發育受阻、產量和品質下降,已成為限制煙草高產的主要障礙因素之一[1],早已為生產實踐和科學研究所證實。關于煙草連作障礙機理,國內外學者從不同角度進行了探討,但對于煙稈腐解物的研究鮮有報道。調查發現,煙稈大量堆放于田頭或殘留在煙田的現象較為普遍。研究表明,煙稈經雨水淋洗吸水腐爛[2],土壤中前茬的殘體[3],其分解產物與根部接觸,對煙草引發毒害或促進煙草自身毒性物質的產生[4],因此有必要對煙稈腐解物污染的土壤進行修復研究。利用3種化學修復劑對植煙土壤進行化學原位修復,以減輕煙稈腐解物引起的煙田連作障礙影響。

1 材料與方法

1.1 供試材料

1.1.1 植煙土壤

試驗區位于重慶市巫山縣鴛鴦煙葉科技示范園,海拔1 080 m,田塊地勢平坦。土壤為黃壤,肥力中等。

1.1.2 供試植物

供試植物為煙草(N icotiana tabacum),品種為云煙87,大田生育期約120 d左右,由巫山縣煙草分公司提供。

1.1.3 煙稈腐解液

將煙稈粉碎過2 mm篩,放入塑料盆中,加入等量的新鮮根際土壤,然后按煙稈∶水=1∶3(W∶W)加入蒸餾水,充分攪拌后蓋上塑料膜,膜上留有氣孔,置于55℃恒溫箱中培養,其間經常攪拌且補充水分。培養45 d即可得到煙稈腐解物[5-6]。然后將水和煙稈腐解物按1∶1(W∶W)混合,振蕩30 min,4 000 r/min離心上清液即為煙稈腐解液[7]。

1.1.4 修復試劑

修復試劑為試劑101,試劑102,試劑103。

1.2 試驗設計

試驗設5個處理,3次重復(表1),小區長7.02 m,寬2.4 m,隨機區組排列。

表1 煙稈腐解物修復試驗處理

1.3 試驗方法

選擇土壤肥力均勻的田塊,施用750 kg/hm2的復合肥和225 kg/hm2的有機肥作為基肥。將煙稈腐解液在整地、起壟前7 d混勻施入處理A3,A4, A5土壤,施用量為750 kg/hm2,不施用的處理以相當的純水代替。

試驗采用露地栽培,行距110 cm,株距60 cm,每小區4行×6株。試驗移栽期為2009年5月19日,收獲期為9月7日,全生育期111 d。育苗、整地做壟、栽培、田間管理措施按烤煙生產技術規范執行。

2 結果與分析

2.1 不同處理對煙草生長發育的影響

根據現場生育期記載,發現施用煙稈腐解液的處理,其生育期沒有明顯差異,團棵期為7月5日,現蕾期為7月30日,腳葉、腰葉、頂葉成熟期分別為8月5日、8月20日和9月7日,全生育期均為111 d。

團棵期、打頂期的農藝性狀分析表明(表2,表3),A2處理各觀測值均低于其它處理,說明土壤中含有一定量的煙稈腐解液而未使用修復劑時,煙稈腐解物對煙株生長表現為抑制作用。

表2 團棵期煙株農藝性狀

表3 打頂期煙株農藝性狀

表4為收獲期分別從煙葉的生長狀況(煙株生長高低)、煙葉大小、煙葉質量(枯葉,黃葉,斑點等)、成活等進行記載評價,分析發現至收獲期,各處理差異不明顯。

表4 收獲期各處理的田間長勢性狀

2.2 不同處理對煙草自然發病的影響

煙稈腐解物修復試驗中(圖1),煙株赤星病發生率A2處理(有煙稈腐解物但未使用修復劑)發病率最高。從黑莖病發病率來看,也是A2處理發病率最高,且遠遠高于其它處理;A1處理(未加入煙稈腐解物)黑莖病發病率遠遠低于其它處理。其它土壤含有煙稈腐解物同時使用修復劑的處理,其黑莖病發病率為A1處理的4～5倍,表明黑莖病發病率與土壤中煙稈腐解物有極大關系。

圖1 各處理的赤星病與黑莖病發病狀況

從圖1還可看出,加入修復劑可以大大降低煙稈腐解物對煙株生長過程中自然發病的發生率,以修復劑101,103的抑制效應最為明顯。

2.3 不同處理對煙葉經濟性狀的影響

試驗結果表明(表5、表6),A2處理產量、產值低于其它處理,方差分析顯示差異達到了顯著性水平。從表6可以看出,A2處理與其它處理相比,其它處理的烤后煙葉的均價、上中等煙比例均高于A2處理,特別是上等煙比例增加較為明顯。從烤煙均價、上等、上中等煙比例、產值來看,采用修復劑的處理A3的上述指標均優于其它修復劑處理(表7)。

表5 煙稈腐解物修復試驗產量

表6 煙稈腐解物修復試驗產值

表7 各處理均價、上中等煙比例

3 結論

煙稈腐解物對煙草生物學性狀的影響不明顯,但提高了煙草黑莖病的發病率,因此應盡量清除枯死的植物殘體或者死亡的根系,以減輕煙稈腐解物引起的煙田連作障礙的影響。

加入3種修復劑均能大大降低煙稈腐解物對煙株的自然發病率,提高煙株煙株各項經濟性狀指標,其中以修復劑101效果最好。

[1] 柳 均,周冀衡,鄧小剛,等.煙草殘體腐解物的化感潛力[J].湖南農業大學學報:自然科學版,2010,36(1):26-29.

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