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不同土壤改良措施对植烟土壤理化性状及烟草青枯病的影响

作者:未知

  摘  要:为进一步明确持续多年进行稻草溶田等措施改良土壤后植烟土壤理化性状变化情况,连续9年定点跟踪100%稻草溶田和冬翻晒白对植烟土壤容重、pH、有机质、氮磷钾及烤烟青枯病的影响。结果表明,稻草溶田、冬翻晒白和冬闲均可降低土壤容重,尤以稻草溶田降低土壤容重效果显著;随定点跟踪年限增加,植烟土壤pH总体为下降趋势,而稻草溶田和冬翻晒白可不同程度减缓土壤酸化;与冬闲相比,稻草溶田和冬翻晒白均可增加土壤有机质、全钾和速效钾含量,而随着种烟年限的增加,植烟土壤碱解氮、有效磷和速效钾含量总体为下降趋势;稻草溶田可显著降低烤烟青枯病发病率和发病程度,冬翻晒白则效果次之。综上所述,稻草溶田和冬翻晒白均可在降低土壤容重、提高土壤pH及增加土壤有机质和钾含量等方面改善土壤理化性状,提高烟株青枯病抗性,尤以稻草溶田效果更好。
  关键词:稻草溶田;冬翻晒白;土壤理化性状;青枯病
  中图分类号:S572.06          文章编号:1007-5119(2019)02-0016-07      DOI:10.13496/j.issn.1007-5119.2019.02.003
  Abstract: In order to further define the changes of soil physical and chemical properties after rice straw returning and turning over the soil for years, the effects on soil bulk density, pH values, organic matter, N, P, and K, and bacterial wilt of flue-cured tobacco were followed for nine years. The results showed that soil bulk density could be reduced by rice straw returning, turnover the soil in winter and winter fallow, especially by rice straw returning. With the increase of fixed-point tracking years, the pH value of soils was downtrend, while the soil acidification was slowed down by rice straw returning and turnover the soil in winter. Compared with the winter fallow treatment, rice straw returning and turnover the soil in winter could elevate the contents of soil organic matter, total potassium and available potassium in soil. However, alkaline N, available P and K had a downward trend in general with the increase of tobacco planting years. At the same time, rice straw returning measure can significantly reduce the rate and degree of bacterial wilt of flue-cured tobacco, and the effect of turnover the soil in winter was the second. To sum up, it is possible to improve the physicochemical properties of the soil including elevating the contents of soil organic matter and K, improving soil pH value and reducing soil bulk density by returning rice straw to the fields and turnover the soil in winter, and both measures could enhance the resistance to bacterial wilt of tobacco, and the effect of rice straw returning was better.
  Keywords: rice straw returning; turnover the soil in winter; soil physicochemical property; bacterial wilt
  適宜的土壤条件是生产优质烟叶的前提,受土地资源的影响,我国烤烟难以实现年际间轮作与休耕的栽培制度,长期的连作及化肥的连年施用,易导致植烟土壤板结、通透性差、养分失衡,影响烤烟产量和品质。稻草、玉米及小麦等秸秆富含有机碳、纤维素、木质素及P、K等矿质元素,秸秆还田是一种常用的土壤改良方式,可改善植烟土壤理化性状,尤其在降低土壤容重、提高有机质等方面效果显著[1-8],并能增加土壤供氮能力[9-10]及烤烟生长期碱解氮、速效磷和速效钾的释放量[11],影响植烟土壤酶活性及增加土壤微生物数量[4,12-17]。福建三明烟区主要实行烟-稻水旱轮作,稻草溶田是当前主要的植烟土壤保育方式,而对于持续多年稻草溶田后植烟土壤理化性状变化研究鲜为报道。因此,本试验持续多年定点跟踪研究稻草溶田和翻土晒白后植烟土壤理化性状变化及对烤烟青枯病的影响,以期为三明烟区植烟土壤保育技术提供科学依据。   1  材料与方法
  1.1  试验地点
  试验于2006—2014年在福建省烟草农业科学研究所三明分所署沙阳试验场进行,试验田土地平整,排灌方便,种植制度为烟-稻年内轮作,肥力中等且均匀,砂质壤土,供试田块初期耕层土壤pH为6.39,有机质含量为17.81 g/kg,全氮含量为2.03 g/kg,碱解氮含量为223.31 mg/kg,全磷含量为0.78 g/kg,有效磷含量为38.56 mg/kg,全钾含量为12.24 g/kg,速效钾含量为142.20 mg/kg。
  1.2  试验设计
  试验共设3个处理,分别为T1:水稻收割后翻土晒白;T2:100%稻草溶田(即在水稻收割后,将鲜稻草切成3~5段后均匀洒在田间,随后向田内灌水,用旋耕机打烂,保持田间适宜水分,促进稻草充分腐烂,于整畦前半个月左右,开好中边排水沟让水分自然落干);CK(冬闲):不进行翻土晒白和稻草溶田。随机区组设计,3次重复,每小区130~140株,各小区四周筑田埂隔离以防肥水串灌。供试品种为翠碧一号,施纯氮97.5 kg/hm2,m(N)∶m(P2O5)∶m(K2O)=1∶0.8∶2.94,因持续多年稻草溶田后烟株生长后期出现不同程度早衰现象,2011年始烤烟种植调整施氮量为105.0 kg/hm2,m(N)∶m(P2O5)∶m(K2O)=1∶0.82∶3.2,行株距1.2 m×0.5 m。地膜覆蓋栽培,其余大田管理均参照《“金三明”烤烟标准体系》进行。水稻季施用水稻专用肥600 kg/hm2,m(N)∶m(P2O5)∶m(K2O)=1∶0.42∶0.67。
  1.3  土壤样品采集和分析
  2006年至2014年,于整畦起垄前采用“五点”取样法对各小区土壤进行取样,剔除稻秆、稻根等杂物,采用四分法留取约1.0 kg土样,经风干、研磨及过筛后测定土壤pH、有机质及氮、磷、钾含量等相关化学指标。采用电位法测定土壤pH;采用硫酸-重铬酸钾法测定土壤有机质含量;采用半微量凯氏法测定土壤全氮含量,采用扩散皿法测定土壤碱解氮含量;采用氢氟酸-高氯酸消化法-钼蓝比色法测定土壤全磷含量,采用碳酸氢钠法或盐酸-氟化铵法测定土壤有效磷含量;采用氢氟酸-高氯酸消化-火焰光度法测定土壤全钾含量,采用乙酸铵提取-火焰光度法测定土壤速效钾含量。
  2010年至2014年,分别于稻草溶田前、起垄前采用环刀法取土样测定土壤容重,测定方法按文献[18]进行。
  因2011年受水源限制无法进行稻草溶田,因此无法取土壤样品进行相关理化性状测定分析。
  1.4  烟株青枯病发病情况观测
  按照GB/T 23222—2008标准,调查和计算烟株青枯病发病率和病情指数。
  1.5  统计分析方法
  采用Excel 2013和SPSS 17.0统计软件进行数据处理和方差分析。
  2  结  果
  2.1  对土壤理化性状的影响
  2.1.1  土壤容重  由表1可见,起垄前100%稻草溶田处理土壤容重低于翻土晒白处理和CK,差异达极显著水平,翻土晒白处理土壤容重也低于CK,但差异不显著。从表1还可以看出,经过稻草溶田、翻土晒白和冬闲处理(CK)后,起垄前各处理土壤容重均有所下降,其中稻草溶田处理起垄前土壤容重较稻草溶田前下降约8个百分点,翻土晒白处理下降约6个百分点,而CK下降最少,约4个百分点。
  2.1.2  土壤pH  由图1可见,经过9年烟-稻水旱轮作,各处理土壤pH出现明显下降趋势,至2014年,翻土晒白、稻草溶田和CK处理土壤pH下降幅度分别达26.09%、24.38%、27.15%,由此可见,稻草溶田和翻土晒白均可不同程度减缓土壤pH下降速率。
  2.1.3  土壤有机质  由图2可见,同一年度土壤有机质含量为稻草溶田>冬翻晒白>CK,其中2011年 和2012年稻草溶田处理土壤有机质含量与冬翻晒白和CK处理差异达显著水平,2011年冬翻晒白处理土壤有机质含量与CK差异达显著水平。由图2还可知,除2009年和2014年土壤有机质含量相对较低,其余年份土壤有机质含量变化较为平稳。
  2.1.4  土壤养分  从图3和图4可见,除2011年翻土晒白处理土壤碱解氮显著低于CK,其他年份稻草溶田和翻土晒白处理土壤全氮和碱解氮含量与CK间差异均不显著;2006—2011年,随着定点跟踪年限的增加,各处理土壤全氮和碱解氮含量较定点跟踪初期均有所下降;2011年提高烤烟施氮量以后,2012年土壤全氮较2011年有所升高,此后基本维持稳定。
  3  讨  论
  土壤容重是土壤物理性状重要的指标之一,反映了土壤颗粒和土壤孔隙的状况,与土壤质地、土壤结构、腐殖质含量有关。秸秆还田可降低植烟土壤容重,增加土壤孔隙度,提高植烟土壤的保肥保水性[3,5,7,19-21]。本研究表明,稻草溶田、翻土晒白和冬闲处理均能降低植烟土壤容重,尤以稻草溶田降低土壤容重效果最为显著,冬翻晒白次之,CK冬闲处理效果最差。
  福建三明烟区植烟土壤偏酸,本研究经过持续多年烟稻轮作后,发现植烟土壤pH总体呈下降趋势,土壤呈进一步酸化现象,这可能与长期施用化肥关系密切[22-23],而稻草溶田和冬翻晒白均可不同程度减轻土壤酸化程度。在土壤保育时要适当适量配施白云石粉或生石灰以调节土壤pH,但要注意控制施用年限。
  适宜的土壤有机质可促进土壤团粒结构形成,土壤有机质还与烟叶香气质、香气量密切正相关[24],通过秸秆还田均能增加土壤有机质含量[2-6,8],本研究表明,随着种烟年限的增加,土壤有机质含量变化幅度较小,而与CK冬闲田相比,通过稻草溶田和冬翻晒白均可增加土壤有机质含量,尤以稻草溶田增加土壤有机质效果最好。   通过稻草或秸秆还田可显著提高土壤全氮含量[5],本研究表明,与CK冬闲相比,稻草溶田对土壤全氮和碱解氮的影响差异并不显著,本研究还发现,持续多年稻草溶田处理烟株生长中后期出现不同程度脱肥早衰现象,与黄平娜等[11]研究认为稻草还田后烤烟生长期间土壤碱解氮释放量增加,彭宇等[9]、谷海红等[10]研究认为稻草还田后烟田土壤供氮能力增加不相符,李贵桐等[25]研究表明,因秸秆C/N较大导致还田秸秆降解过程中对土壤氮素转化有一定的影响,秸秆施入土壤后对土壤的氮素具有固定作用。因此,针对稻草溶田处理烟株生长中后期出现脱肥早衰现象是否和土壤氮素转化和固定有关还有待于作进一步研究。土壤速效钾与烤烟香气质呈极显著正相关[24],秸秆还田可提高速效钾含量[5],本研究表明,稻草溶田和冬翻晒白均可提高土壤全钾和速效钾含量,尤以稻草溶田效果更佳。通过多年定点跟踪还表明,随着烟-稻水旱轮作年限的增加,土壤全钾含量总体变化幅度较小,但碱解氮、有效磷和速效钾含量总体有下降的趋势,这可能和植烟土壤进一步酸化影响土壤养分的有效性有关,关于植烟土壤有效养分有所下降问题有待于今后作进一步研究。
  稻草还田可降低青枯病发病率[1],改善烤烟根际土壤微生物多样性,减少烟稻连作土壤的自毒作用[17]。本研究表明,稻草溶田能显著减少烤烟青枯病发病率,降低发病程度,烟株生长后期耐熟性较好,冬翻晒白处理亦能减少烟株青枯病发病率,降低发病程度,但效果不如稻草溶田处理。
  4  结  论
  本研究结果表明,随着烟-稻水旱轮作年限的增加,植烟土壤pH、全氮、碱解氮、有效磷和速效钾含量有所下降;与对照冬闲相比,稻草溶田和冬翻晒白均可在降低土壤容重、提高土壤pH、有机质和钾含量等方面改善土壤理化性状,稻草溶田效果大于冬翻晒白;稻草溶田可显著降低青枯病的发病情况,冬翻晒白次之。
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论文来源:《中国烟草科学》 2019年2期
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