生物醋液對土壤改良效果及烤煙生長的影響

王 曉， 覃青青， 周建云， 賓 俊， 唐澤兵， 黃 寧， 胡 勇

(1.貴州大學 林學院，貴州 貴陽 550025； 2.貴州大學 農學院， 貴州 貴陽 550025； 3.貴州省煙草公司 貴陽市公司， 貴州 貴陽 550000； 4.貴州大學 煙草學院， 貴州 貴陽 550025)

煙草是我國重要的經濟作物，烤煙的優質高效栽培對于煙草行業的發展具有重要意義。土壤是烤煙栽培的基礎，也是目前限制烤煙栽培的因素之一。烤煙栽培常年連作以及栽培生產中化肥大量施用，有機肥用量不足，已導致烤煙栽培土壤肥力降低、烤煙品質下降[1-4]。生物醋液是一種具熏臭味的赤褐色生物質熱裂解液，主要原材料包括竹材、作物秸稈、木材及木材加工廢棄物等。其成分復雜，主要是酸、醇、酚和酮等有機物，可作為土壤改良劑。程虎等[5]采用室內培養法研究木醋液對堿性土壤微生物區系和土壤酶活性的影響發現，木醋液可顯著增加土壤真菌及細菌的數量，且能夠激活土壤酶活性。鄒小明等[6]研究竹醋液對土壤微生物及酶活性的影響發現，低濃度竹醋液能夠促進土壤微生物的生長，提高土壤酶活性。王富等[7]研究發現，施用木醋液能夠提高土壤有機質含量。杜薇等[8]認為，不同稀釋倍數的木醋液對沙地土壤的酶活性影響不同。生物醋改良土壤效果研究多集中在某種土壤類型，涉及作物土壤的較少，綜合研究生物醋液對土壤特性以及土壤栽培植物生長的影響能夠更好地評估生物醋液改良土壤的效果。目前，生物醋液在烤煙栽培中的應用研究多集中在對烤煙生長及品質量的影響方面[9-13]，對植煙土壤特性影響的研究尚未見報道。因此，開展相關研究對于生物醋液在烤煙栽培中的科學應用具有重要意義，是當下生物醋液在農業發展中應用研究的重要部分。鑒于此，研究不同生物醋液施用對烤煙生長狀況及植煙土壤理化性狀、微生物數量的影響，以期為生物醋液在烤煙栽培中的應用提供參考。

1材料與方法

1.1供試材料

1.1.1烤煙品種為K326，由貴州省煙草公司貴陽市公司提供。

1.1.2生物醋分別為竹醋液，由遂昌縣神龍谷炭業有限公司提供；花生殼木醋液，由商丘三利新能源有限公司提供；桃殼木醋液及果木木醋液，由石家莊宏森活性炭有限公司提供。

1.1.3土壤各處理選取煙株根系表面土壤2份，1份用于測定有機碳及土壤酶活性，1份4℃保存，用于測定微生物數量。

1.2試驗方法

1.2.1試驗設計試驗于2018年3—11月在貴州省煙草科學研究院進行。試驗設5個處理，分別為CK(對照，施用等量清水)、T1(竹醋液處理)、T2(花生殼木醋液處理)、T3(桃殼木醋液處理)和T4(果木木醋液處理)。育苗完成后選取生長優良且一致的煙苗移栽至盆缽中，每盆栽煙1株，每個處理移栽20盆。移栽后20 d每盆用生物醋液7.5 g稀釋50倍后灌施。參照大田生產進行移栽和管理。

1.2.2指標測定于移栽70 d后參照YC/T 142—2010[14]選取長勢一致且具有代表性的煙株進行生長指標測定，每個處理選3株，分別測定株高、莖圍、有效葉片數、最大葉長及最大葉寬。采用環刀法測定土壤容重；pH計測定土壤pH；采用重鉻酸鉀容量法測定煙株根系表面土壤的有機碳含量；土壤蔗糖酶活性采用3,5-二硝基水楊酸比色法測定；土壤脲酶活性采用靛酚藍比色法[15]測定；土壤磷酸酶活性采用對硝基苯磷酸二鈉比色法測定；土壤脫氫酶活性采用氯化三苯基四氮唑比色法[16]測定。土壤微生物數量采用稀釋平板涂抹法[17]測定。其中，牛肉膏蛋白胨培養基培養細菌，培養3 d；馬鈴薯蔗糖培養基(臨用前加0.3%滅菌乳酸)培養真菌，培養4 d；高氏1號培養基(臨用前每300 mL培養基中加入1 mL 3%重鉻酸鉀溶液)培養放線菌，培養7 d。

1.3數據統計及分析

采用Excel 2007和SPSS 20.0進行數據統計與分析。

2結果與分析

2.1生物醋液處理植煙土壤的理化性狀

由圖1可知，施用不同種類生物醋液對植煙土壤理化性狀的影響除pH外均存在不同程度的差異。

2.1.1pH不同生物醋液處理植煙土壤的pH無顯著差異，即對植煙土壤pH無顯著影響。

2.1.2容重土壤容重是土壤重要的物理性狀，體現土壤肥力狀況。施用生物醋液能夠降低植煙土壤容重，不同生物醋液的效果不同，各處理土壤容重依次為CK>T1>T4>T2>T3。其中，T3植煙土壤的容重最小，為1.23 g/cm3，顯著小于其余處理；T4對植煙土壤容重的影響較T2、T3小，三者間差異顯著；T1植煙土壤容重較大，與對照差異不顯著，但顯著大于其余處理。表明，桃殼木醋液對植煙土壤容重的影響較大。

2.1.3有機碳含量施用生物醋液能夠增加植煙土壤有機碳含量，各處理土壤有機碳含量依次為CK

注：不同小寫字母表示在0.05水平上差異顯著，下同。

Note: Different lowercase letters indicate significant difference at 5% level.The same below.

圖1不同生物醋液處理植煙土壤的理化性狀

Fig.1 Physicochemical properties of tobacco planting soil treated with different biological vinegar

2.2生物醋液處理植煙土壤的酶活性

由圖2可知，施用生物醋液能夠提高植煙土壤的酶活性，且對不同酶酶活性的影響不同，但不同生物醋液對提高植煙土壤酶活性的效果總體表現為T3>T4>T2>T1>CK。其中，T3植煙土壤脫氫酶、磷酸酶、蔗糖酶及脲酶的酶活性均最高，分別為9.76 μg/(g·h)、1.87 mg/(g·24h)、102.6 mg/(g·24h)和0.86 mg/(g·24h)，分別較對照提高26.4%、31.7%、62.3%和53.9%，T3與其余處理間差異顯著。T2其次，其脫氫酶、蔗糖酶及脲酶的酶活性均顯著高于除T3外的其余處理，磷酸酶活性顯著高于對照。T1與T4間4種酶活性差異不顯著，除蔗糖酶活性外，二者其余3種酶活性均顯著高于CK。

圖2 不同生物醋液處理植煙土壤的酶活性

2.3生物醋液處理植煙土壤的微生物數量

由表1可知，生物醋液施用能夠減少土壤中真菌的數量，增加細菌及放線菌的數量，微生物總量總體表現為T3>T4>T2>T1>CK。T1顯著增加植煙土壤放線菌的數量，對真菌、細菌以及土壤微生物總量的影響不顯著。T3植煙土壤細菌、放線菌的數量及微生物總量分別是對照的3.24倍、2.50倍和2.06倍，顯著高于其余處理；T3的真菌數量顯著低于除T2外的其余處理。T2和T4對植煙土壤細菌數量和微生物總量的影響差異不顯著，但二者真菌和放線菌數量存在顯著差異。

表1 不同生物醋液處理植煙土壤的微生物數量

注：同列不同小寫字母表示差異顯著(P<5%)，下同。

Note: Different lowercae letters in same column mean significant difference at 5% level.The same below.

2.4生物醋液處理烤煙的農藝性狀

由表2可知，不同生物醋液對烤煙生長的促進作用不同。其中，T3對烤煙生長的促進效果最明顯，其株高、莖圍、最大葉長、最大葉寬及最大葉面積均最大，分別較對照提高17.6%、19.5%、23.2%、8.7%和33.9%；其莖圍、最大葉長及最大葉面積均顯著高于其余處理，株高顯著高于除T2外的其余處理，最大葉寬顯著高于CK和T1。有效葉片數各處理間差異不顯著；T1對烤煙生長無顯著影響。T2最大葉長和最大葉面積顯著高于T4。

表2 不同生物醋液處理烤煙的農藝性狀

3結論與討論

毛凱倫等[12]的研究表明，施用木醋液烤煙莖圍、有效葉片數及葉面積均有所提高，且以高濃度木醋液效果顯著。潘玉蕊等[18]的研究表明，木醋液和竹醋液均能促進煙草生長，但木醋液效果比較顯著。該研究結果表明，施用生物醋液能夠促進煙株生長，不同生物醋液種類施用效果不同，可能是因為不同原材料的生物醋液制備工藝或純度有差異，導致生物醋液本身有效成分含量不同所致。試驗中生物醋液的施用并未顯著降低土壤pH，與曾婕等[19]的研究結果一致。生物醋液是一種酸性液體，研究結果表明，植煙土壤施用生物醋并不會加劇土壤酸化。

土壤微生物作用于土壤物質轉化和能量流動過程，并參與許多重要的生物化學反應過程，反映著土壤中物質代謝的旺盛程度，是評價土壤肥力的重要指標之一[20-21]。土壤微生物作為土壤中最重要的組成部分，細菌因其繁殖力強成為土壤有機質主要的分解者，放線菌由于抗逆性強，主要參與難分解物質的分解，并且在植物病害的生物防治中起著重要作用，同時也有利于抑制作物病害的發生，而土壤中真菌可能是作物生長的障礙因子之一[22-23]。曾婕等[19]研究木醋液對植煙土壤微生物多樣性的影響發現，葉面噴施木醋液與根施的協同作用能改善植煙土壤微生物群落功能多樣性和代謝活性。研究結果表明，生物醋液能夠增加土壤中細菌及放線菌的數量，而減少真菌的數量，說明生物醋液可以改良植煙土壤的微生物環境且以桃殼生物醋液效果較好。

土壤酶活性的變化能夠調控作物吸收養分的有效性，反映土壤微生物活性的高低，表征土壤養分轉化和運移能力的強弱。土壤酶活性受土壤養分含量、pH、持水性及孔隙結構的影響。脫氫酶能酶促有機物質脫氫，起氫的中間轉化傳遞作用[24]。磷酸酶是土壤中廣泛分布的一種水解酶，催化磷酸酯的水解反應，在土壤磷酸循環中起重要作用[25-26]。土壤脲酶主要來源于動植物殘體以及土壤微生物和植物根系分泌物，能促進尿素分解，表征土壤氮素供應狀況[27]。研究結果表明，生物醋液的施用能夠不同程度地提高土壤的酶活性，促進烤煙生長，降低植煙土壤孔隙度，增加土壤有機碳及微生物含量，同時提高土壤酶活性，且不會加劇土壤酸化，可一定程度改良植煙土壤特性。今后的研究將關注生物醋液在烤煙栽培中的應用成本，考慮將生物醋液在烤煙栽培生產中推廣應用。