酸性土壤施石灰對土壤理化性質、微生物數量及煙葉產質量的影響

唐 明，向金友，袁 茜，謝 冰，3，程智敏，蔡 毅，黃 勝，楊 蘋

(1.四川省宜賓市農業科學院，四川宜賓644600;2.四川省煙草公司宜賓市公司，四川宜賓644600;3.四川農業大學農學院，四川溫江611130)

生產優質煙葉受多方面因素的影響，如土壤條件、栽培技術、品種、氣候和烘烤技術等，而土壤酸度是土壤條件中影響土壤養分轉化及其有效性的決定因素之一［1］。宋承鑒［2］報道，生產優質煙葉的最適土壤酸度范圍為pH 5.5～6.5。近年來，宜賓市土壤酸化情況越來越嚴重。王光合等［3］研究表明，宜賓煙區pH＜5.5的土壤占38.58%，且在興文、筠連等產煙大縣表現尤為嚴重。宜賓市農業科學院與四川省煙草公司宜賓市公司項目組研究表明，施用石灰對改良宜賓市植煙土壤、控制土傳病害發生、提高煙葉產質量方面有顯著成效。目前，施石灰對煙田土壤酸度、酶活性及煙葉產量和品質的影響已有一些研究［4-6］，但涉及施石灰對煙田土壤微環境的影響研究較少。筆者研究了石灰施用對植煙土壤理化性質、土壤微生物數量、煙葉產質量及化學成分的影響，以期為宜賓市酸性土壤改良、保障土壤資源可持續利用和煙葉生產發展提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 供試材料 供試烤煙品種為K326。試驗在興文縣大壩鎮先合村四組宜賓市煙草公司建設的烤煙科技園區的田塊上進行，海拔500 m，土壤類型為黃壤。土壤農化性狀為有機質26.88 g/kg，pH 5.06，全氮0.69 g/kg，全磷0.28 g/kg，全鉀 24.03 g/kg，堿解氮 89.79 mg/kg，速效磷 14.11 mg/kg，速效鉀110.12 mg/kg。

1.2 試驗設計 設4個處理:處理①750 kg/hm2;處理②1 500 kg/hm2;處理③2 250 kg/hm2;處理④(CK)不施石灰。3次重復，重復間走道寬0.5 m，四周設保護行。石灰于移栽前2個月撒施，翻耕。田間管理和生產措施均勻、一致。

1.3 測定項目與方法

1.3.1 耕層土壤樣品的采集與理化性質的測定。在石灰施用前(2月上旬)及煙葉采收后(8月上旬)，每個小區經5點法用土鉆取0～20 cm土層的土壤制成混合土樣，剔除石頭、植物殘體和其他雜物，帶回實驗室，過2 mm篩。一部分置于冰箱(4℃)保存，用于測定土壤微生物數量(測定前于25℃條件下預培養1 d);另一部分置于陰涼通風處風干，用于測定土壤理化性質。用PHS-3C型酸度計，測定土壤pH，土∶水為1.0∶2.5;有機質的測定采用重鉻酸鉀外加熱法;全氮的測定采用半微量開氏法;全磷、全鉀的測定分別采用HClO4消煮和HF-HClO4消煮，火焰光度法;堿解氮的測定采用堿解擴散法;速效磷的測定采用碳酸氫鈉提取-鉬銻抗比色法;速效鉀的測定采用1 mol/L乙酸銨浸提-火焰光度法。

1.3.2 土壤微生物數量的測定。土壤細菌、放線菌和真菌的測定分別用牛肉膏蛋白胨瓊脂培養基、高氏一號培養基和馬丁氏培養基稀釋平板法。

1.3.3 煙草農藝性狀、經濟性狀和化學成分的測定。煙草成熟期農藝性狀采用YC/T142-1998［7］規定的調查方法;煙草經濟性狀(產量、產值、上等煙比例、中等煙比例、均價等)按國家42級分級標準進行分級，按當地煙葉不同等級收購價格計產、計質;煙草化學成分的測定按王瑞新［8］的方法。

1.4 數據處理方法 試驗數據采用Excel2007進行統計;采用DPS7.05軟件進行差異性顯著性檢驗(LSD法)。

2 結果與分析

2.1 施用石灰對植煙土壤理化性質的影響 由表1可知，施用石灰可以明顯提高土壤pH。與對照相比，處理①、②、③的pH分別提高了0.25、0.53和0.68個單位。這主要是由于石灰可以中和土壤中交換性酸和活性酸［9］。施用石灰后，土壤有機質含量低于對照，而土壤堿解氮、速效磷、速效鉀含量均高于對照，其中處理①、②、③的有機質含量分別比CK減少0.83、0.45、2.11 g/kg，土壤堿解氮含量分別提高1.34、3.86、3.83 mg/kg，土壤速效磷含量分別提高 1.71、1.95、1.59 mg/kg，土壤速效鉀含量分別提高 0.75、1.30、2.95 mg/kg。這可能是由于施用石灰改善土壤微生物的活動條件，加速含碳有機物的轉化，增加土壤含氮量，促進有機質的分解，從而釋放出更多的養分。

表1 石灰對煙葉采收后植煙土壤pH、有機質和有效養分含量的影響

2.2 施用石灰對植煙土壤微生物數量的影響 土壤微生物是土壤生態系統的重要組分之一，對土壤礦質營養循環、土壤有機質的分解、土壤肥力的維持和提高起關鍵作用。由表2可知，在石灰施用前和煙葉采收后各處理三大微生物數量順序均為細菌＞放線菌＞真菌，且細菌數量遠大于其他微生物數量;細菌數量和放線菌數量隨石灰施用量的增加而增加，而真菌數量則隨石灰施用量的增加而降低，且不同處理三大微生物數量間均達到差異0.05水平顯著;在煙葉采收后處理①、②、③的細菌、放線菌數量分別比CK提高32.7%～115.8%和32.9% ～73.3%，而真菌數量則降低了25.0%～51.9%。這說明施用石灰提高了土壤pH，有利于細菌和放線菌的繁殖和發育，不利于真菌的繁殖和發育。

表2 石灰對植煙土壤微生物數量的影響 ×106cfu/g

2.3 施用石灰對煙株農藝性狀的影響 由表3可知，與對照相比，處理①、②、③的株高、莖圍、腰葉長寬、葉片數均有不同程度增加，節距有不同程度減小。由此可知，在酸性土壤施用適量石灰，有利于煙株的生長。

2.4 施用石灰對烤煙經濟性狀的影響 由表4可知，與對照相比，施用石灰的處理在產量、產值、均價、上中等煙葉比例等方面均有一定程度的提高，其中處理①、②、③產值分別比對照增加1 564.2、3 548.7、3 904.2元/hm2。經方差分析，發現處理②、③的產量、產值、均價、上中等煙比例與處理①、④間均達到0.05顯著水平，而處理②、③間差異不顯著。由此可見，酸性土壤施用石灰處理的煙葉經濟性狀優于未施石灰處理，且當石灰施用量低于1 500 kg/hm2時處理間煙葉產量、產值差異在0.05水平顯著，而石灰施用量在1 500～2 250 kg/hm2時產量、產值差異不顯著。有研究指出，大量施用石灰易造成土壤板結，影響土壤結構，甚至會引起土壤鉀、鈣、鎂等元素的平衡失調［10-11］。因此，從煙葉經濟性狀和土壤安全性方面綜合考慮，在酸性土壤建議施石灰1 500 kg/hm2。

表3 石灰對煙株農藝性狀的影響

表4 石灰對烤煙經濟性狀的影響

2.5 施用石灰對煙葉化學成分的影響 由表5可知，與對照相比，處理①、②、③中部煙葉的總氮、總糖、還原糖含量均有一定的提高，而煙堿含量降低。總體上，各處理中部煙葉的化學成分基本協調。

表5 石灰對煙葉化學成分的影響 %

3 小結與討論

(1)土壤酸度是影響土壤理化性質的重要因素之一。Huber等［12］發現，施石灰可以加速土表腐殖質的礦化，降低土壤有機質。Nakamura等［13］指出，pH對土壤有機氮含量影響明顯。李壽田等［14-15］研究表明，磷在酸性土壤中易與無定形鐵鋁氧化物形成難溶性的磷酸鹽，而施用石灰能夠提高土壤磷的有效性。何電源［16］研究發現，土壤中K+和Ca2+可以競爭相同的吸附位點，而K+對土壤吸附位的親和力比Ca2+弱，施用石灰可以增加K+的活性。該研究結果表明，施用石灰后土壤pH、堿解氮、速效磷、速效鉀含量升高，而土壤有機質含量降低，其中施用石灰處理的pH比未施用石灰處理增加0.25～0.68個單位，且當石灰施用量為1 500～2 250 kg/hm2時土壤pH從5.06提升至5.5～6.5，從而達到烤煙生產的最適土壤pH范圍［2］。

(2)土壤微生物可以反映土地的生產力和穩定性［17］，對土壤透氣、保肥、供肥等因素有著直接作用。劉高遠等［18］指出，土壤中的有益細菌能分解土壤有機物，分泌抗生素物質，阻止有害病原菌的侵染或加速有害病原菌的死亡等。韓雪等［19］研究表明，土壤真菌多數是致病菌，與土傳病害的發生直接相關。李瓊芳［20］研究表明，放線菌中許多種群能分泌抗生素物質，對有害微生物的生長與發育起拮抗作用。該研究發現，施用石灰后土壤細菌和放線菌數量增加，真菌數量減少，且不同處理間差異在0.05水平顯著，說明施用石灰有利于土壤細菌、放線菌生長繁殖，不利于土壤真菌的生長繁殖。這可能也是施用石灰能有效控制土傳病害的主要原因。

(3)施用石灰能顯著提高煙株的農藝性狀和經濟性狀，有利于煙株的生長發育，并且煙葉的化學成分也得到相應改善。值得注意的是，在酸性土壤(pH為5.06)石灰施用量為1 500、2 250 kg/hm2間差異不顯著，說明在石灰施用量超過一定范圍后，增產、增值效果降低。因此，從石灰施用量的安全性和經濟效益等方面綜合考慮，在與試驗地相似酸性土壤上建議施用石灰1 500 kg/hm2。

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