煙草新型土壤調理劑對植煙沙泥田土壤的改良及應用效果

盧鈺升 顧文杰 李集勤 楊少海 李淑玲 孫麗麗 黎婉玲 黃振瑞 劉意旋

摘? 要：為研究煙草新型土壤調理劑在植煙沙泥田的改良效果，與傳統產品進行比較，了解其對煙草的促進作用以及沙泥田土壤理化性質的影響。通過盆栽試驗，比較了煙草新型土壤調理劑和其他3種產品在植煙沙泥田土壤的改良效果。結果表明：（1）新型土壤調理劑促進煙草的生長發育，與對照處理相比，新型土壤調理劑處理的有效葉片數、莖稈鮮重顯著增加10.71%、54.3%;同時，單株生物量顯著高于對照處理、健地調理劑處理、煙葉寶調理劑處理，達到1604.18 g。（2）新型土壤調理劑處理顯著改變了沙泥田土壤理化性狀，在移栽前顯著提高土壤pH至7.36，土壤速效氮、磷養分含量顯著提高22.5%、48.8%。（3）新型土壤調理劑處理顯著提高了煙葉的還原糖、鉀含量。綜上所述，在盆栽試驗條件下，以新型土壤調理劑對沙泥田的土壤改良和促進煙草生長效果最好。

關鍵詞：新型土壤調理劑;沙泥田;土壤改良

中圖分類號：S156.2? ? ? 文獻標識碼：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

我國烤煙種植面積與總產量常年居世界前列，也是具有較高經濟價值的作物之一。長期以來，在我國傳統煙區生產中，存在復種指數高，有機-無機肥料施用不平衡，化肥施用配比和施用方式不恰當等現象，造成植煙土壤生態性狀退化，土壤板結、通透性變差、有機質含量下降等土壤質地和耕性惡化的問題逐年增加，是煙葉香吃味等優良品質形成的重要障礙因子[1-4]。廣東省主要植煙土壤包括五大類，不同土壤類型的理化性質存在差異，從而影響生產栽培措施[5]，如紫色土呈弱堿性，有機質含量低，速效鉀含量豐富;沙泥田、牛肝土田、石灰巖土均偏酸性;沙泥田的速效鉀、交換性鈣鎂普遍缺乏，易發青枯病等[6-8]。近年來，我國計劃發展現代煙草農業，通過現代煙草農業關鍵技術研究，實現煙草行業的農業現代化[9]，植煙土壤保育技術是實現現代煙草農業的重要技術手段。

針對廣東省植煙土壤的主要障礙因子，開展土壤調理劑修復土壤，可有效改良土壤理化性質，促進土壤養分平衡，實現煙葉的可持續生產[7， 10， 11]。張玉樹等[3]選擇氫氧化鈣、氫氧化鎂、鈣鎂磷等礦物質組合，探討了其在煙田酸性土壤改良的效果。簡盛義等[12]則對市面3種典型土壤改良劑在烤煙生長發育和品質的影響進行了研究。然而，市場上針對植煙土壤的專用調理劑產品類型不多，多數調理劑以無機成分為主，有學者指出，長期施用礦物源調理劑釋放出的陽離子對土壤也可能產生毒害作用[13];過量引入石灰、鈣素也會破壞土壤養分平衡[14]。因此，依據廣東省植煙土壤的肥力特征，在改良土壤的同時，避免因長期施用礦物質調理劑產生二次障礙是開展土壤改良的必由之路。本研究通過選取多種有機活性成分、無機成分，研制一種綠色環保的新型煙草土壤調理劑，旨在改良植煙土壤酸性的基礎上，調節土壤微生態環境，實現促進煙草生長、增強煙草抗逆性、煙葉提質增效。通過研制出新型調理劑，在沙泥田土壤中開展盆栽試驗，驗證其改良效果，以期為指導新型調理劑在改良植煙土壤的應用推廣，保障耕地可持續生產能力提供參考。

1? 材料與方法

1.1? 材料

1.1.1? 供試土壤? 供試土壤為韶關南雄傳統煙葉產區挖取的沙泥田土壤，前茬作物為水稻，土壤粉碎過篩后，用于本試驗研究。供試土壤pH 6.56，有機質21.04 g/kg，堿解氮98.49 mg/kg，速效磷80.98 mg/kg，速效鉀192.50 mg/kg，基礎肥力中等。

1.1.2? 供試材料? 供試烤煙品種為‘粵煙97。供試材料為：新型調理劑，其主要組分包括有機活性成分（包括有機肥、復合微生物菌劑、氨基酸、黃腐酸等材料），無機成分（包括鉀長石、磷礦渣、蒙脫石、硼砂等材料），主要成分為：CaO≥4.0%，MgO≥1.0%，SiO2≥1.5%，有機質≥30%，活菌數108 CFU/g，pH 9.5，旨在改良土壤酸性的同時，提供具有促生、抗病、中微量元素等增強煙草抗逆提質的作用。市售調理劑產品包括：健地調理劑（CaO≥20.0%，SiO2≥12.0%，pH 10.0～12.0）、煙葉寶調理劑（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），分別購買于廣東健地農業科技有限公司、廣東萬山土壤修復技術有限公司、鎮江澤地農業生物科技有限公司，其中健地調理劑、煙葉寶調理劑以礦物質原料為主，用于改良土壤酸度、補充中微量元素;生物炭以植物秸稈高溫燒制而成，富含有機碳，用于改良土壤酸性、改善土壤結構。

1.2? 方法

1.2.1? 試驗設計? 盆栽試驗于2018年在廣東省農業科學院白云基地進行，試驗設置5個處理，T1：不加調理劑，CK;T2：健地調理劑;T3：煙葉寶調理劑;T4：新型調理劑;T5：生物炭。選用塑料盆（內徑高度=39.5 cm35 cm），每盆裝土量為20 kg。在煙草移栽前，將各處理中的調理劑以2%的添加量（0.4 kg/盆）加入到土壤中，混合均勻后裝入盆中。選擇長勢一致的煙苗進行移栽，每盆1株，每個處理10個重復。

施肥標準按優質烤煙生產技術規范執行，各處理施肥量和施肥時間保持一致，栽培措施統一。選用煙草專用復合肥（12-8-16）54 g/盆，硝酸鉀16.2 g/盆，硫酸鉀5.4 g/盆，其中，移栽后7 d第一次施肥，施用30%的復合肥和硝酸鉀;移栽后45 d第二次施肥，施用40%的復合肥和硝酸鉀;移栽后65 d第三次施肥，施用30%的復合肥和硝酸鉀以及100%的硫酸鉀。

在煙草移栽前，采集基礎土壤以及煙草收獲期土壤，用于土壤理化分析，其中各處理的土壤添加調理劑后采集混合樣品作為移栽前土壤樣品進行檢測，收獲期土壤則采集各個重復土壤進行檢測。每處理選擇植株長勢長相均勻一致、能夠代表各處理生長狀況的烤煙4株，在打頂期進行煙草農藝性狀調查;煙草收獲后，進行生物量調查;對煙葉進行殺青后，開展化學成分的化驗分析。

1.2.2? 指標測定? （1）煙株及煙葉相關指標測定。每處理選擇植株長勢長相均勻一致、能夠代表各處理生長狀況的烤煙4株，在打頂期進行煙草農藝性狀調查，按照YC/T 142—2010標準測定葉片數、節距、株高、莖圍、腰葉長、寬等指標[15];煙草收獲期，每處理選取植株3株，用去離子水沖洗干凈后將煙株根、莖、葉分開，稱鮮重，并置于105 ℃下殺青15 min，而后在60 ℃烘干至恒質量，稱干重。將上述用于生物量分析的煙葉進行化學成分測定，總氮、還原糖、總糖、總煙堿、氯、鉀、蛋白質含量等指標測定方法參照文獻[16]

進行。（2）土壤理化性質指標測定。在植煙前和煙葉采收結束后，選擇植株長勢一致，能夠代表各處理生長狀況的土壤3盆，采集5～20 cm土層的土壤樣品，自然風干，作土壤理化性質檢測。土壤樣品經風干過篩后，采用常規土壤農化分析方法進行理化分析[17]。土壤pH（2.5∶1）用酸度計電位法，有機質含量采用重鉻酸鉀法，堿解氮采用堿解擴散法，有效磷采用碳酸氫鈉浸提-鉬銻抗比色法，速效鉀采用醋酸銨浸提?火焰分光光度法。

1.3? 數據處理

試驗數據采用Microsoft Excel 2016軟件進行整理，并用R（3.6.1）軟件進行方差分析（One-Way ANOVA），并使用ggplot 2包進行繪圖。

2? 結果與分析

2.1? 不同土壤調理劑對打頂期烤煙農藝性狀的影響

如表1所示，與T1對照處理相比，T4新型調理劑處理的有效葉片數提高10.71%，達到顯著性差異（P<0.05）;同時株高、最大葉長、莖圍等指標也有提高的趨勢，但差異不顯著。T5處理的株高、最大葉寬、莖圍也比T1處理有所提高，差異不顯著，而T2處理的烤煙農藝性狀指標普遍低于T1處理，T3處理則與T1處理基本一致。可見，T2、T3處理的調理劑在沙泥田土壤中對煙草的生長促進作用有限，添加新型調理劑和生物炭有促進煙草的生長發育作用，以新型調理劑的效果較好。

2.2? 不同土壤調理劑對煙草鮮重的影響

從表2煙草植株生物量結果可知，與T1對照處理相比，T2、T3、T5處理的根系鮮重有下降的趨勢，T4處理則提高了1.20倍，但處理間差異不顯著;添加不同調理劑處理均有提高莖稈鮮重的趨勢，且以T4、T5處理顯著提高（P<0.05），提高幅度分別達到1.54、1.42倍;T2、T3處理的葉片鮮重有下降的趨勢，T4、T5處理的葉片鮮重則分別提高1.08、1.10倍，但處理間差異不顯著。可見，不同土壤調理劑處理對煙草的根、莖、葉鮮重的影響，以T4處理具有顯著提高莖稈鮮重的作用。

由圖1所示，不同土壤調理劑處理顯著影響了煙草生物量。與T1、T2、T3處理相比，T4處理的煙草生物量分別提高21.1%、35.7%、25.7%，均達到顯著性差異;而T4處理比T5處理的生物量增加3.4%，但差異不顯著。T2、T3處理的煙草生物量有低于T1處理的趨勢，而差異不顯著。這一結果表明，T4處理新型調理劑在沙泥田土壤中能夠顯著地促進煙草的生長發育，且效果好于T2、T3處理。

2.3? 不同土壤調理劑對土壤理化性質的影響

對不同調理劑處理的移栽前與收獲后土壤進行檢測，依據表3的結果可知，在沙泥田土壤中，移栽前土壤檢測顯示以T4、T5處理的pH處于中性水平，而T2、T3處理處于堿性，T1處理則是弱酸性，各處理間均有顯著差異（P<0.05）。收獲后土壤pH結果顯示T1處理為酸性，其他處理均在弱酸性到中性之間，T2、T3處理與T1處理相比仍有顯著性差異（P<0.05）。土壤有機質以T5處理在移栽前和收獲后均處于最佳水平，但與T1處理相比沒有顯著差異。土壤堿解氮含量在移栽前以T4處理達到最高的120.65 mg/kg，速效磷、速效鉀僅次于T5處理，為煙苗移栽后的生長提供有效的養分供給，且堿解氮、速效氮含量與T1處理相比具有顯著差異（P<0.05）。而在收獲后，T4新型調理劑處理的速效磷含量仍然顯著高于T1對照處理，達到顯著差異（P<0.05）;速效鉀含量也處于較高水平，僅次于T3煙葉寶調理劑處理，但差異不顯著。

2.4? 不同土壤調理劑對煙葉（殺青樣）化學成分的影響

對收獲期的煙葉進行殺青后，測定其煙葉常規化學成分，結果如表4所示。在沙泥田土壤中，與T1處理相比，添加調理劑的4個處理均顯著降低總糖含量（P<0.05），且顯著提高鉀含量（P<0.05）;除T2處理以外，T3～T5處理的煙葉還原糖含量也顯著增加（P<0.05）。煙葉糖堿比則以T1、T3、T4處理較高。綜合來看，添加調理劑的4個處理有提高煙葉還原糖、鉀含量的作用。

3? 討論

土壤酸化能夠顯著影響煙草根系活力[18]，鄭祥洲等[19]針對福建煙區土壤酸性強的特點，通過幾種化學礦物質組合研制出一種新型酸性土壤調理劑，顯著改良土壤酸性，提高了烤煙產量與質量，并提出了適宜的田間用量。本試驗研究結果顯示，不同調理劑產品中，以改良土壤酸性，提高土壤養分供應方面的效果存在差異。T2、T3處理的土壤調理劑以改良土壤酸性為主，特別是T2處理大幅度調節土壤pH。因此，在實際應用中，針對弱酸性土壤，應注意控制施用量，避免對煙草生長產生負面影響[18]。T4處理煙草新型調理劑能夠顯著改良土壤酸性，使土壤pH達到7.36，處于中性水平，且提高土壤pH的效果顯著優于T5生物炭處理，從而有助于促進煙草的正常生長。

在土壤中增施有機肥、微生物菌劑可以起到改善土壤肥力和微生態環境[20]，Means等[21]、白加林等[22]采用有機類物質、促生菌劑作為土壤調理劑可有效改善土壤理化性質，活化土壤養分，促進作物生長。本研究中，T4處理的煙草新型調理劑能顯著提高移栽前的土壤堿解氮、速效磷含量，且速效磷含量在2個時期中均顯著高于對照處理，這可能與T4處理含有多種有機成分，如黃腐酸、氨基酸、復合微生物菌劑等，起到活化土壤養分，從而提高土壤養分利用率有關[23]，對煙草莖稈、總生物量有顯著的促進作用。同時，由于長期施用調理劑從而為土壤引入過多的鈣鎂元素對土壤和植物均有負效應[19]。因此，在適當補充沙泥田土壤缺乏的鈣、鎂等元素的同時，添加黃腐酸、氨基酸、復合微生物菌劑等有機成分，通過有機無機相結合的方式[22， 24]，能夠更有效地平衡沙泥田的鈣鎂營養元素，并顯著提高煙株生物量，改善煙葉品質。

通過盆栽試驗，本研究明確了新型土壤調理劑對沙泥田土壤的酸性改良作用和煙草生長發育的促進效果，然而在針對沙泥田、牛肝土、石灰巖土等多種弱酸性的植煙土壤的改良上，仍需開展田間試驗，進一步研究其對土壤理化性質、煙草抗病促生等長期影響，為煙草新型專用調理劑的應用推廣提供理論依據。

4? 結論

（1）與對照處理相比，新型土壤調理劑顯著提高了沙泥田土壤的pH，防止土壤酸化，并顯著增加了土壤速效氮、磷含量，活化土壤養分。（2）新型調理劑處理顯著增加了煙草有效葉片數、莖桿鮮重，且優于其他調理劑。（3）新型土壤調理劑的煙草單株生物量達到最高，顯著高于對照處理、健地調理劑處理、煙葉寶調理劑處理。（4）新型土壤調理劑、煙葉寶調理劑、生物炭均能顯著提高煙葉鉀含量、還原糖含量。因此，以新型土壤調理劑對改良沙泥田土壤和促進煙草生長有較好的效果。

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責任編輯：白? 凈