改良劑對酸性土壤理化特性及烤煙生長和品質的影響

鄧小華 張龍輝 陳金 周米良 田峰 張明發 李源環 張瑤

摘 要：為篩選適合湘西煙區的酸性土壤改良劑，采用大田試驗研究了不同改良劑對植煙土壤理化特性和酸度特征，以及烤煙生長、經濟性狀和品質的影響。結果表明，施用酸性土壤改良劑可提高土壤堿解氮和速效磷含量，但降低了土壤速效鉀含量；可提高植煙土壤pH至適宜水平，增加土壤交換性鹽基和陽離子交換量，降低水解性酸和潛性酸、交換性鋁含量；雖減緩了烤煙前期生長，但可提高上等煙比例18.67%～26.58%、煙葉產量3.70%～7.51%、煙葉產值0.63%～6.29%，改善煙葉物理特性和化學成分，增加煙葉評吸總分2.83%～7.08%。對湘西煙區強酸性植煙土壤的改良以施用石灰效果較好。

關鍵詞：土壤改良劑；土壤理化性狀；烤煙生長；品質

中圖分類號：S572.06 文章編號：1007-5119（2018）06-0014-07 DOI：10.13496/j.issn.1007-5119.2018.06.003

土壤既是優質煙葉種植載體，又是煙葉養分重要來源。但日趨嚴重的土壤酸化[1-3]所引起的土壤理化性質惡化[4-6]、鋁離子和重金屬活度提高[6-8]、土壤微生物活性降低[8]等問題，影響烤煙生長發育及烤煙品質[8]，嚴重制約著烤煙生產可持續發展。酸性植煙土壤改良一直是國內外關注的熱點[8]，姜超強等[6]研究認為石灰是煙區酸性土壤改良、提高煙葉產量和安全性的有效技術措施，邢世和等[9]研究認為“石灰+菌棒+常規化肥”組合改良酸性土壤的效果最好，陳世軍等[10]研究認為，石灰可顯著降低酸性土壤交換性H+、交換性Al3+含量，于寧等[11]采用施石灰調節北方連作煙田土壤酸度及恢復酶活性，朱克亞等[12]用農林廢棄物制成的改良劑明顯改善了煙田土壤物理性狀。對武陵山地的湘西煙區酸性土壤的改良效果的研究報道較少。鑒于此，本研究針對湘西山地植煙土壤酸化嚴重的特點，采用豐收延土壤調理劑、金葉土壤調理劑和石灰處理酸性土壤，探討不同改良劑對酸性植煙土壤理化性狀以及烤煙生長和品質的影響，旨在篩選出適合的酸性土壤改良劑，為武陵山地酸性土壤改良提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗于2017年在湖南省湘西州花垣縣（28°31′35″ N，109°27′4″ E）進行。該地平均海拔530.0 m，年平均氣溫15.0 ℃，年降雨量1 363.8 mm，無霜期279.0 d，全年日照時數1 219.2 h，屬亞熱帶季風山地濕潤氣候[13]。試驗地土壤前3年內沒有進行過土壤酸性改良，土壤類型為黃紅壤，土壤pH為5.11，有機質為23.43 g/kg，堿解氮為79.95 mg/kg，有效磷為6.53 mg/kg，速效鉀為118.64 mg/kg。前作為玉米，烤煙品種為云煙87；熟石灰為當地市售；“豐收延”土壤調理劑主要成分為CaO、MgO、SiO2，由堿性鈣渣與菱鎂礦經特殊工藝制成；“金葉”土壤調理劑主要成分為CaO、MgO，其中CaO≥45%、MgO≥5%。

1.2 試驗設計

試驗設4個處理，T1：“豐收延”土壤調理劑，用量為1125 kg/hm2；T2：“金葉”土壤調理劑，用量為1125 kg/hm2；T3：熟石灰，用量為2250 kg/hm2；CK：常規栽培，不施改良劑。3次重復，小區面積33 m2，隨機區組排列。改良劑于整地起壟前按面積用量均勻撒施?？緹熓┑?09.5 kg/hm2，m（N）∶m（P2O5）∶m（K2O）=1∶1.27∶2.73；煙草專用基肥[m（N）∶m（P2O5）∶m（K2O）=8∶15∶7] 750 kg/hm2、煙草專用肥[m（N） ∶m（P2O5）∶m（K2O）=10∶5∶29] 300 kg/hm2、硫酸鉀[m（N）∶m（P2O5） ∶m（K2O）=0∶0∶50] 300 kg/hm2、發酵餅肥[m（N）+m（P2O5）+m（K2O）≥8%] 225 kg/hm2，在起壟時條施；煙草專用提苗肥[m（N）∶m（P2O5）∶m（K2O）=20∶9∶0] 75 kg/hm2在烤煙移栽后7、15 d分2次追施。烤煙種植密度為1100株/667m2（1.20 m×0.5 m）。其他栽培管理措施同湘西優質烤煙生產技術規程。

1.3 檢測指標及方法

1.3.1 土壤理化性狀檢測 在每個小區分別采用5點取樣方法，于煙葉采收完畢后在煙壟兩煙株的中間土鉆法采集0～20 cm耕作層土壤，制成混合土樣，登記編號，風干、粉碎、過篩保存備用。環刀法[14]測定土壤容重（Soil Bulk Density， SBD）和孔隙度（Soil porosity， SP）；堿解擴散法[14]測定堿解氮（Alkali-hydrolyzable N， AN）；碳酸氫鈉浸提-鉬銻抗比色法[14]測定速效磷（Available phosphorus， AP）；醋酸銨浸提-火焰光度法[14]測定速效鉀（Available potassium， AK）。采用電位法測定土壤pH（水土比為1：1）[14]，NaAC浸提-NaOH滴定法[14]測定水解性酸（Hydrolytic acidity， HA），氯化鉀-中和滴定法[14]測定交換性酸（Exchangeable acid， EA）、交換性氫（Exchangeable hydrogen， EH+）、交換性鋁（Exchangeable aluminium， EAl3+）；醋酸銨法[14]測定土壤陽離子交換量（Cation exchange capacity， CEC）、交換性鹽基總量（Total exchangeable base cations， EB）并計算鹽基飽和度（Base saturation， BS）[BS（%）=EB/CEC×100）]。

1.3.2 烤煙農藝性狀調查 每個小區標記5株煙進行觀察。于烤煙移栽后30、60 d，按照標準YC/T142—2010測定株高、莖圍、節距、葉片數、最大葉長與寬。計算最大葉面積=葉長×葉寬×0.6345。

1.3.3 烤煙經濟性狀 每個小區單采、單烤，分級后稱重、計算上等煙比例、中等煙比例、均價、產量、產值。

1.3.4 煙葉物理特性檢測 按照GB 2635—1992烤煙標準選取各小區的中部煙葉具有代表性的C3F等級，測定含梗率、平衡含水率、葉片厚度、單葉重、葉質重（單位面積煙葉質量）等物理特性指

標[15-16]。

1.3.5 煙葉化學成分檢測 采用荷蘭SKALAR San++間隔流動分析儀測定各小區具有代表性的C3F等級煙葉總糖、還原糖、總氮、煙堿、氯含量，火焰光度法測定煙葉鉀含量。

1.3.6 煙葉感官評吸 采用文獻[17]感官評吸指標，由廣西中煙工業有限責任公司技術中心組織5名感官評吸專家進行賦分。采用加權法計算感官評吸總分，分別將香氣質、香氣量、雜氣、刺激性、透發性、柔細度、甜度、余味、濃度、勁頭等指標賦予15%、15%、10%、10%、10%、10%、10%、10%、5%、5%的權重。

1.4 數據處理

采用Excel 2010及SPSS 20.0等軟件進行統計分析。新復極差法進行多重比較。

2 結 果

2.1 不同改良劑對土壤理化特性的影響

由表1可知，雖然T1、T2和T3的土壤容重低于CK、孔隙度高于CK，但差異不顯著，表明土壤改良劑對土壤物理特性沒有明顯影響。但不同處理的土壤堿解氮、有效磷、速效鉀含量差異顯著；其中，T1、T2和T3的土壤堿解氮和有效磷顯著高于CK，土壤速效鉀顯著低于CK。從不同土壤改良劑的效果看，T1的土壤有效磷顯著高于T2和T3，T1和T2的土壤速效鉀顯著高于T3?？梢?，施用酸性土壤改良劑提高了土壤堿解氮和速效磷含量，但降低了土壤速效鉀的有效性。

2.2 不同改良劑對土壤酸度特性指標的影響

由表2可知，施用土壤改良劑，可將T1、T2和T3的土壤pH分別提高至5.53、5.83和6.57；T1、T2和T3的土壤pH、交換性鹽基總量和陽離子交換量顯著高于CK，水解性酸、交換性酸、交換性氫和交換性鋁顯著低于CK，但不同處理的鹽基飽和度差異不顯著。說明施用土壤改良劑可提高土壤pH至適宜水平，降低土壤水解性酸和潛性酸，提高土壤交換性鹽基總量和陽離子交換量。從3種土壤改良劑看，T3的土壤pH顯著高于T1、T2，且T3的土壤水解性酸、交換性酸和交換性鋁顯著低于T1、T2?？梢?，不同酸性土壤改良劑對土壤pH、水解性酸和潛性酸的影響存在差異，以石灰（T3）改良酸性植煙土壤的效果相對較好。

2.3 不同改良劑對烤煙農藝性狀的影響

由表3可知，移栽后30 d，T3的株高和節距顯著低于其他處理，T1、T2和T3的葉片數顯著低于CK，T1和T3的最大葉面積顯著高于T2和CK。移栽后60 d，T1、T2和T3的株高顯著高于CK?？梢姡┯猛寥栏牧紕貏e是石灰，會減緩烤煙前期生長。

2.4 不同改良劑對烤煙經濟性狀的影響

由表4可知，T1、T2和T3的上等煙比例較CK分別提高18.67%、26.58%和23.18%，產量較CK分別提高7.51%、5.91%和3.70%，產值較CK分別高4.52%、0.63%、6.29%?？梢?，施用酸性土壤改良劑可提高上等煙比例和煙葉產量，提高烤煙產值。從不同改良劑看，T1、T2和T3上等煙比例差異不顯著，T1的產量高于T3，T1和T3的產值高于T2和CK，且T3的產值最高。

2.5 不同改良劑對煙葉物理特性的影響

由表5可知，4個處理之間的平衡含水率差異顯著；T1單葉重顯著高于T2、T3和CK；T1和T3的葉質重顯著高于T2和CK。不同處理的煙葉

含梗率和葉片厚度差異不顯著。可見，施用酸性土壤改良劑主要影響煙葉的平衡含水率、單葉重和葉質重。

2.6 不同改良劑對煙葉化學成分的影響

由表6可知，除氯外，不同處理化學成分存在顯著差異；T1和T2的糖含量顯著高于其他兩個處理，其總糖含量偏高；T2和T3的總氮和煙堿含量顯著高于其他兩個處理；T2、T3和CK的鉀含量顯著高于T1處理?？梢?，施用酸性土壤改良劑主要影響煙葉糖、煙堿、總氮和鉀含量，施用酸性土壤改良劑可提高煙葉糖含量，但施用石灰的處理煙葉煙堿、總氮和鉀含量相對較小。

2.7 不同改良劑對煙葉評吸質量的影響

由表7可知，T1、T2和T3的評吸總分分別較CK提高2.83%、4.78%和7.08%，這種差異主要體現在T1、T2和T3的香氣質、香氣量、雜氣、透發性和余味等評吸指標要優于CK。可見，施用酸性土壤改良劑可提高煙葉評吸質量，以T3的評吸總分最高。

3 討 論

大多數土壤養分有效性會隨pH發生變化，施用土壤改良劑可調節植煙土壤pH至適宜范圍（5.5～7.0）[18]，提高了氮和磷的有效性[19-21]；施用土壤改良劑亦可提高土壤交換性鈣含量，造成土壤溶液中K/Ca比例失調，增加土壤對鉀的固定，導致土壤有效鉀降低[22-23]。但這部分被固定的鉀屬緩效性鉀，在一定條件下是可供植物吸收利用的[22-23]。本研究中，施用“豐收延”土壤調理劑導致中部煙葉鉀含量顯著降低，但施用“金葉”土壤調理劑和石灰的中部煙葉鉀含量與對照差異不顯著，這可能與不同改良劑的組分不同有關。施用改良劑降低了土壤有效鉀含量后，是否會降低上部煙葉鉀含量，還有待進一步研究。

酸性土壤施用改良劑提高烤煙產量和質量主要是通過提高土壤pH[8-11]，改善土壤酸度[5，9-10]，降低交換性鋁濃度[5，9-10]來實現的，從而促進烤煙生長發育[5，9]，這與本研究結果一致。本研究結果證實了施用酸性土壤改良劑，不僅可提高土壤pH，而且能夠降低土壤水解性酸、交換性酸和交換性鋁的濃度，提高土壤交換性鹽基濃度和陽離子交換量，從而有效防治土壤酸化危害。本研究結果還進一步證明酸性土壤pH提高后，可提高煙葉上等煙比例和增加煙葉產量、產值，改善煙葉物理特性和化學成分，提高煙葉評吸總分。

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