高碳基土壤修复肥对烟株干物质积累及烤烟产质量的影响

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　　摘 要：目的：减轻烟区连作造成的土壤问题，降低烟株发病率，提高烟区烤烟产质量。方法：2019年，在光泽烟区开展了高碳基土壤修复肥的不同施用量对烟株干物质积累及烤烟产质量的影响试验。结果：不同高碳基修复肥的施用量均能促进烟株早生快发，对烟株生育期、农艺性状、经济性状和化学成分均有一定的影响，其中对根部干物质积累的影响较大。结论：高碳基土壤修复肥对烟株根部干物质的影响显著，对茎、叶干物质积累有促进作用，在试验范围内，农艺性状、干物质积累、经济性状及化学成分协调性均以T4（减少常规施肥的15%，高碳基肥料6kg/hm2）处理效果最好。
　　关键词：高碳基修复肥;烤烟;干物质;产质量
　　由于种植制度和过量的使用化学肥料，导致土壤碳库退化，造成土壤板结、孔隙度降低、有机质含量减少，土壤肥力逐渐下降，生产能力降低，进而影响到作物的生长和产量提高[1]。目前，生物质碳作为土壤改良剂备受关注[2]。生物炭是动植物残体在厌氧或者绝氧条件下进行热解形成的含碳丰富的固体物质，具有高度羧酸酯化和芳香化的结构、较大的孔隙度和比表面积，具备较强的吸附力、抗氧化力和抗生物分解能力[3]。其成分不仅含有生物炭、植物油粕、有机质、腐殖酸、蛋白质等，还特别添加了烟叶所需的钙、镁、锌、硼等微量元素及功能微生物等[4]。具有“固碳培肥”和调节烟株根部土壤C/N的功能[5]，能有效提高土壤团粒结构和肥料利用效率[6]，增强烟株抗病性和减少农药施用量，改善烟株周围土壤的保水保肥能力，提升烟叶耐熟性、成熟度和易烤性，提高烟叶香气质量等特点，实现 “以炭控氮、以碳减氮”的生态[7]。
　　为进一步提高烟叶质量，加强烟区植烟土壤碳氮平衡、促进优质烟叶开发，本研究开展了不同高碳基肥料施用量对烟株产质量的影响试验，筛选适合烟区烟株生长的高碳基肥料施用量。
　　1 材料与方法
　　1.1 供试材料 供试烤烟品种为当地常规烤烟品种K326。供试高碳基土壤修复肥由生物炭、植物油粕、腐殖酸、矿物肥、多种微量元素等组成，由河南惠农土质保育研发有限公司提供。修复肥总养分≥5%，有机质（以干基计）≥ 45%，生物炭含量≥ 20%，水分 ≤ 30%，氯离子含量 ≤ 1%，粗脂肪含量≥1%。
　　1.2 试验地概况 试验地点位于南平市光泽县鸾凤乡饶坪村埑上组，海拔308m，地理坐标为东经117°23′，北纬27°34′。土壤质地为砂壤土，土壤肥力中等，土层厚度20cm左右，前作为水稻，田块排灌方便，地势平坦，无病虫害史。土壤理化性状如下：有机质33.91g/kg、堿解氮110.90mg/kg、速效磷22.53mg/kg、速效钾102.17mg/kg、水溶性氯1.464mg/kg、pH5.35。
　　1.3 试验设计 试验设置6个处理，3次重复。随机区组排列，每小区种植80～100株，株行距48cm×120cm，四周设3行保护行。高碳基肥料在移栽前随基肥条施，其他田间管理措施均按当地烟叶生产技术方案操作。试验处理设置如下：CK1（施常规基肥，不施高碳基肥料）;CK2（减少常规施肥的15%，不施高碳基肥料）;T1（减少常规施肥的15%，高碳基肥料1.33kg/hm2）;T2（减少常规施肥的15%，高碳基肥料2.66kg/hm2）;T3（减少常规施肥的15%，高碳基肥料4kg/hm2）;T4（减少常规施肥的15%，高碳基肥料6kg/hm2）。
　　1.4 测定项目及方法 （1）试验田块土壤调查，包括田块积水情况、前茬作物、肥力情况等;移栽前用5点法取土样1kg，标明地点、农户、试验名称、GPS定位以及取样人员。（2）观察大田记载移栽期、团棵期、现蕾期、打顶日期、脚叶成熟期、腰叶成熟期、顶叶成熟期、大田生育期等各个时期的具体日期。（3）分别记录各处理团棵期、旺长期、成熟期的株高、茎围、节距、有效叶数、叶片数，每处理调查10株，取平均值;根茎叶干物质积累、根体积，每处理取3株，计算平均值。（4）调查各试验小区的主要病虫害发病率和病情指数。（5）烟叶初烤后，各处理取X2F、C3F、B2F烤后各1kg送样评价。（6）记载各试验处理的单叶重、产量、产值、上等烟比例、中等烟比例以及均价等。
　　1.5 数据处理 采用Excel 2010软件和SPSS 19.0进行数据分析。采用Duncan新复极差法进行方差分析，其中小写字母a、b、c等代表95%置信区间，5%显著水平。
　　2 结果与分析
　　2.1 各处理烟叶的生育期 由表1可知，高碳基土壤修复肥不同施肥水平从团棵期开始各处理有所差异。具体表现为：施用高碳基土壤修复肥的处理较未施用高碳基处理较早进入团棵期2d。CK1（对照1）较其他处理迟进入现蕾期，分别比CK2和T1处理推迟9d，比T2处理推迟4d，比T3和T4处理推迟1d。CK2（对照2）和T1处理脚叶最先成熟，CK1和T1、T2、T3处理较迟成熟。CK1处理腰叶最迟成熟，其他处理均随着施肥量的增加而推迟。大田生育期以CK1处理最长为140d，CK2和T1处理最短为132d，T2和T3、T4处理的差异不大，分别为136d、137d。
　　2.2 各处理烟叶的农艺性状 由表2可知，高碳基土壤修复肥不同施肥水平处理下，团棵期的株高、茎围、节距、最大叶面积和有效叶片数均不同程度地高于对照。具体表现为：（1）株高方面，各处理间差异显著，表现为T1>T2>T3>T4>CK2>CK1;（2）茎围方面，各处理差异不显著，以T3处理最大，T4处理最小;（3）节距方面，各处理差异不显著，以T1处理最大，CK1处理最小;（4）最大叶面积方面，各处理差异显著，表现为T1>T2>CK2>T4>T3>CK1;（5）有效叶片数方面，CK2和T1处理最大为8.3片，T2、T3和T4处理差异不显著，分别为8片、8.1片。从大田生长观察来看，CK1和CK2处理团棵期大田长势中等，T1、T2、T3和T4处理的长势较强。 　　由表3可知，高碳基土壤修复肥不同施肥水平打顶后5d农艺性状不同程度上存在一定的差异。（1）株高方面，各处理差异显著，表现为T4>CK1>T2>T3>T1>CK2;（2）茎围方面，各处理差异不大，T4处理最大为9.97cm，CK2最下为9.4cm;（3）节距方面，各处理差异不大，CK1和T2处理最大为5.4cm，CK2处理最小为4.7cm;（4）最大叶面积方面，各处理差异显著，表现为T2>CK1>T3>T4>T1>CK2。从大田生长来看，现蕾期CK1处理大田生长较整齐，后期长势较旺;CK2处理现蕾期生长不整齐，大田后劲不足，早衰现象明显;T1处理现蕾期大田生长整齐，但后劲不足，早衰现象明显;T2、T3和T4处理现蕾期生长整齐，大田长势正常。
　　2.3 不同高碳基施用量对烟株干物质积累的影响 从表4可以看出，高碳基土壤修复肥不同施用量对烟株不同时期烟叶干物质积累均有影响。（1）团棵期：高碳基修复肥对根的生长有一定的促进作用，但要施用到一定的量后效果才较明显，如T4处理;整体来看，T3与T4处理较优，其次为CK1处理。（2）旺长期：高碳基修复肥对烟株根干物质积累与茎干物质积累影响较大，施用高碳基修复处理的烟株根干物质积累与茎干物质积累明显大于未施用处理;在叶干物质积累方面，施用高碳基修复肥处理未体现明显优势，叶干物质积累呈现随施肥量的增加而增加的趋势。（3）成熟期：高碳基修复肥对根干物质积累的影响显著，施用高碳基肥处理明显大于未施用处理，且在试验范围内根干物质积累呈现随着施用量的增加而增加的趋势;在茎干物质积累与叶干物质积累方面，CK2与T1处理表现较差，具体表现为T4>CK1>T3>T2>T1>CK2。（4）整个大田生育期：施用高碳基修复肥对烟株干物质积累有益，特别是对根干物质积累的影响较大;其次为茎干物质积累，对叶干物质积累有促进作用，但要施用到一定的量效果才明显。
　　2.4 各处理的病害 由表5可知，高碳基土壤修复肥不同施肥水平均感染了花叶病，CK1、CK2和T1处理病情指数较T2、T3和T4处理严重;气候性斑点病CK2和T2有轻微发生;其他根结线虫病、黑胫病、青枯病和赤星病均未发现。总体看，除CK1、CK2和T1花叶病略重外，病害总体较轻。
　　2.5 各处理的经济性状 由表6可知，高碳基土壤修复肥不同施肥水平各处理间经济性状的差异较大。（1）产量方面，各处理差异显著，表现为T3>T4>CK1>T2>CK2>T1;（2）产值方面，各处理差异显著，表现为T4>T3>CK1>T2>CK2>T1;（3）上等烟比例方面，各处理差异显著，表现为T4>T3>T2>T1>CK2>CK1;（4）均价方面，T4处理最高为30元/kg，CK2和T1处理最低为28.35元/kg。总体来看，高碳基土壤修复肥对上等烟的影响较大，上等烟比例在本试验范围内随着施用量的增加而增加;产量在本试验范围内随着高碳基土壤修复肥的增加呈上升趋势，但施用2.66kg/hm2的高碳基土壤修复肥产量不如常規对照。从最终经济效益产值、均价、上等烟比例来看，施用4kg/hm2（T3）和施用6kg/hm2（T4）效益最优。
　　2.6 各处理烤后烟样化学成分 由表7可知，各处理的化学成分存在一定的差异。（1）烟碱方面，优质烟要求下、中、上部位分别为1.5%、2.5%、3.5%，各处理下、中、上部位分别在1.04%～1.23%、2.3%～2.75%、3.16%～3.37%，下部叶烟碱含量均偏低，从各处理对比来看，施用高碳基土壤修复肥在一定程度上有利于调节中上部位烟碱协调性;（2）总糖方面，下、中、上部位分别在34.83%～38.63%、28.97%～33.95%、22.24%～26.91%，各处理下部叶含量均偏高，中部叶除CK1处理外其他偏高，上部叶含量适宜;（3）钾含量方面，除中部叶T3处理与上部叶CK2处理偏低外，其余处理均在适宜范围;（4）氧化钾含量方面，中部叶T3处理偏低;糖碱比优质烟叶下、中、上部位分别为13%、11%、8%，各处理下部叶22.78%～32.77%均明显偏高，中部叶与上部叶含量均较适宜;（5）氮碱比方面，下部叶CK2、T1、T2略微偏高，其他处理均较适宜;（6）还原糖、总氮、两糖比方面，各处理均表现较佳。总体来看，各处理下部叶总糖含量偏高，烟碱略微偏低，中上部位以T4处理化学成分最协调。
　　3 结论与讨论
　　本研究通过高碳基土壤修复肥的不同施用量对烟株干物质积累及烤烟产质量的影响分析，初步得出以下结论：
　　（1）施用高碳基土壤修复肥有利于促进烟株早生快发，烟株较早进入团棵期与现蕾期;烟株生育期受高碳基土壤修复肥施用量的影响，施用高碳基土壤修复肥生育期较常规对照短，烟叶成熟落黄明显。农艺性状团棵期施用高碳基肥处理明显优于常规对照，打顶后农艺性状受施肥量的影响，表现为T4较优于其他处理，CK2和T1处理后劲不足，有早衰现象。
　　（2）施用高碳基土壤修复肥，无论是团棵期、旺长期还是烟叶成熟期根部干物质积累，都明显大于未施用处理，并表现为随着施用量的增加而增加。在茎干物质积累与叶干物质积累方面，表现为T4>CK1>T3>T2>T1>CK2，说高碳基土壤修复肥对烟叶根干物质积累的影响显著，对叶与茎干物质积累有促进作用，但要施用到一定的量的效果才明显。
　　（3）高碳基土壤修复肥不同施肥水平各处理经济性状差异较大，T3与T4处理产量、均价、产值、上等烟比例均较优。化学性状方面，各处理下部叶总糖含量偏高，烟碱略微偏低，中上部位以T4处理化学成分最协调。
　　因此，施用高碳基土壤修复肥有利于烟叶早上快发、干物质积累、化学成分协调及经济效益的提升，但受施肥量的影响，在本试验范围内以T4处理的各项指标最优。
　　参考文献
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　　（责编：张宏民）
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