腐熟麥秸對(duì)植煙土壤的營養(yǎng)效應(yīng)及其機(jī)理研究.pdf

1、利用秸稈還田來改良煙區(qū)土壤、改善煙株生長發(fā)育及提高煙葉品質(zhì)是煙草行業(yè)中很多學(xué)者的關(guān)注點(diǎn)。目前，關(guān)于秸稈還田的適宜用量、還田的方式以及其對(duì)土壤改良效果的研究尚未有明確的結(jié)論，同時(shí)秸稈還田對(duì)植煙土壤的改良效果尚沒有體統(tǒng)的研究。河南煙區(qū)是中國重要的濃香型煙葉原料產(chǎn)地，近年來由于土壤質(zhì)量退化嚴(yán)重，影響了煙葉的可持續(xù)發(fā)展。本文在總結(jié)國內(nèi)外土壤改良研究進(jìn)展的基礎(chǔ)上，于2011-2012年通過大田、微區(qū)和盆栽的方式，系統(tǒng)研究了不同用量腐熟麥秸對(duì)植煙土

2、壤的營養(yǎng)效果、煙株生長發(fā)育及煙葉產(chǎn)質(zhì)量的影響。主要研究結(jié)果如下:
　　1.腐熟麥秸對(duì)土壤碳氮指標(biāo)的影響。結(jié)果表明:添加腐熟麥秸改變了土壤的碳庫構(gòu)成，顯著增加土壤全碳的絕對(duì)含量和有效碳含量;各處理土壤的全碳含量均隨著烤煙生育期的推進(jìn)呈現(xiàn)逐步下降的趨勢(shì)，對(duì)照處理的全碳含量變化較小;0-20cm耕層土壤全碳前期的轉(zhuǎn)化速度較慢，而20-40cm耕層土壤轉(zhuǎn)化較為平穩(wěn);秸稈添加量越大，在煙株生育后期土壤全碳含量越高。土壤中微生物量碳含量隨著秸

3、稈添加量增加而顯著提高，處理間差異在不同時(shí)期均達(dá)到了顯著或極顯著水平;0-20cm和20-40cm耕層土壤微生物量碳含量變化趨勢(shì)基本相同，但0-20cm耕層土壤的含量顯著高于20-40cm耕層土壤;添加腐熟麥秸對(duì)土壤全氮的影響顯著小于對(duì)全碳的影響，處理之間差異不顯著;土壤微生物量氮含量隨著腐熟麥秸添加量增加而增加，處理間差異達(dá)到顯著水平。土壤中微生物量碳、微生物量氮、全氮、全碳在移栽后45、75、90d線性相關(guān)關(guān)系均達(dá)到極顯著水平，微生

4、物量碳與微生物量C/N的相關(guān)性在移栽后各個(gè)時(shí)期均達(dá)到顯著水平，土壤全氮與全碳在移栽45d以后呈極顯著正相關(guān)。
　　2.腐熟麥秸對(duì)土壤中活性碳庫組分的影響。結(jié)果表明:隨著腐熟麥秸添加量的增加，土壤有機(jī)碳含量均呈上升的趨勢(shì)，處理間差異達(dá)到顯著或極顯著水平。隨著生育期的推進(jìn)，各處理有機(jī)碳均呈現(xiàn)逐步下降的趨勢(shì)，在煙葉生育前期，20-40cm耕層土壤有機(jī)碳的下降速度高于0-20cm耕層土壤。到90d時(shí)，兩個(gè)耕層各處理土壤有機(jī)碳下降的幅度基本

5、一致。添加秸稈對(duì)土壤易氧化有機(jī)碳的影響較小。但土壤可溶性有機(jī)碳含量升高，除75d時(shí)T5的含量最高，其它時(shí)期均以T4含量最高，75d以后，土壤可溶性有機(jī)碳含量開始下降。各處理土壤的微生物熵均高于對(duì)照，微生物量熵在生育期中先上升，75d達(dá)到峰值，隨后開始下降。0-20cm耕層土壤微生物熵的變化幅度大于20-40cm耕層，隨著秸稈添加量的增加，0-20cm耕層土壤微生物熵在煙株生育期的平均值呈下降趨勢(shì)，而20-40cm耕層土壤微生物熵呈上升趨

6、勢(shì)。盆栽條件下微生物熵顯著低于田間處理，在生育期中呈下降趨勢(shì)，與田間20-40cm耕層土壤的變化趨勢(shì)一致。各處理微生物熵均高于對(duì)照值，說明添加腐熟麥秸能夠增加土壤中有機(jī)碳的積累。田間試驗(yàn)結(jié)果表明，總有機(jī)碳與微生物量碳呈極顯著相關(guān)，微生物量碳與微生物熵呈極顯著關(guān)系，但有機(jī)碳與微生物熵?zé)o顯著相關(guān)性。盆栽試驗(yàn)結(jié)果表明，土壤機(jī)碳含量與可溶性有機(jī)量碳、微生物量碳及易氧化態(tài)碳之間的相關(guān)性在不同時(shí)期均可能達(dá)到極顯著水平，可溶性有機(jī)碳與易氧化有機(jī)碳在移

7、栽后60、90d達(dá)到顯著負(fù)相關(guān)水平，土壤活性碳很大程度上依賴有機(jī)碳總貯量。微生物量碳和微生物熵在各個(gè)時(shí)期均達(dá)到顯著或極顯著相關(guān)。
　　3.腐熟麥秸對(duì)土壤酶活性的影響。結(jié)果表明:腐熟麥秸明顯提高土壤蔗糖酶活性，但降低脲酶活性，蔗糖酶活性隨著添加量增加呈現(xiàn)先上升后下降趨勢(shì)。過氧化氫酶活性各處理間差異顯著，但不同時(shí)期規(guī)律不同，T3處理在全生育期均高于其他處理，適度增大腐熟麥秸添加量增強(qiáng)土壤生物氧化能力。土壤纖維素酶活性隨腐熟秸稈量增多而

8、顯著提高，以T4處理活性最高。
　　4.腐熟麥秸對(duì)植煙土壤速效養(yǎng)分的影響。結(jié)果表明:添加腐熟麥秸提高土壤堿解氮的含量，促進(jìn)煙株前期發(fā)育過程中土壤的供氮能力，在煙葉生長前期的提高幅度大于后期。各處理土壤速效磷含量與對(duì)照相比在煙葉移栽后45d和90d差異較大，各處理速效磷含量均隨著煙葉生育期的推進(jìn)而下降。速效鉀隨秸稈用量增加而增加，煙草生育期中呈現(xiàn)出先升高后下降再升高的趨勢(shì)。腐熟麥秸對(duì)土壤速效鐵含量具有一定的負(fù)效應(yīng)，對(duì)速效錳含量具有促

9、進(jìn)作用。在煙葉生長后期，T3處理對(duì)速效銅的影響最為明顯。對(duì)速效鋅的影響是短期效應(yīng)。
　　5.腐熟麥秸對(duì)植煙土壤物理性狀和pH值的影響。結(jié)果表明:添加腐熟麥秸縮小不同耕層的溫度差異，在低溫時(shí)可以輕微提高土壤的溫度，但在高溫時(shí)不具有明顯的降溫效果，甚至有可能增加地表溫度。添加腐熟麥秸降低土壤容重，提高土壤孔隙度，但對(duì)土壤容重的影響具有一定的時(shí)效性，在煙株生育過程中，土壤容重會(huì)發(fā)生較大幅度的變化。對(duì)土壤的酸堿度具有一定的調(diào)節(jié)作用，可以降

10、低土壤的pH值，并減小煙株生育期內(nèi)土壤pH值的變化幅度。添加腐熟麥秸可以顯著改善土壤的保水能力，在土壤水分較高的情況下，具有快速降低水分的能力，而在土壤水分較低的情況下，其能維持一個(gè)相對(duì)適宜的含水量在較長時(shí)期，減少無效蒸發(fā)。
　　6.腐熟麥秸對(duì)烤煙根系發(fā)育的影響。結(jié)果表明:腐熟麥秸有利于烤煙根系的生長發(fā)育，可以顯著提高煙株的根鮮重、根干重、根體積和根系活力，但是秸稈用量過大時(shí)，這種作用反而下降。腐熟麥秸維持后期煙株的根系活力和較為

11、龐大的根系吸收面積，對(duì)于提高煙株的田間耐熟性有利。
　　7.腐熟麥秸對(duì)烤煙光合特性及葉綠素的影響。結(jié)果表明:在煙葉旺長期，添加腐熟麥秸顯著提高了煙葉的氣孔導(dǎo)度、蒸騰速率和凈光合速率，但對(duì)細(xì)胞間隙CO2濃度基本沒有影響。腐熟麥秸具有提高葉片葉綠素含量，促進(jìn)葉片的光合作用，在煙葉生長前期基本不改變?nèi)~綠素a/葉綠素b的值，但是在煙株進(jìn)入成熟期后，影響葉綠素b的降解速度，對(duì)煙葉的成熟產(chǎn)生影響。添加腐熟麥秸在生育期中各個(gè)時(shí)期對(duì)類胡蘿卜素均會(huì)

12、產(chǎn)生顯著影響，但在不同時(shí)期表現(xiàn)不一致。
　　8.腐熟麥秸對(duì)烤煙碳氮代謝關(guān)鍵酶活性和代謝產(chǎn)物的影響。結(jié)果表明:添加腐熟麥秸能夠提高煙葉的碳氮代謝過程中硝酸還原酶、轉(zhuǎn)化酶和淀粉酶的活性，但不改變煙草碳氮代謝的轉(zhuǎn)換時(shí)間，各處理均在打頂后由氮代謝轉(zhuǎn)入碳代謝為主。對(duì)碳氮代謝產(chǎn)物在不同時(shí)期有一定的影響，添加腐熟麥秸降低煙葉中淀粉的含量，但增加煙堿的含量，對(duì)總氮的影響規(guī)律不顯著。
　　9.腐熟麥秸對(duì)烤煙礦質(zhì)元素吸收和積累的影響。結(jié)果表明:

13、添加腐熟麥秸可以顯著提高各種礦質(zhì)元素的積累量，對(duì)肥料利用效率和土壤的養(yǎng)分供應(yīng)能力具有促進(jìn)作用。提高煙株體內(nèi)濃度、促進(jìn)單株發(fā)育，提高單株干物質(zhì)重量是添加腐熟秸稈增加礦質(zhì)元素積累量的主要途徑。添加腐熟麥秸能夠改善調(diào)制后煙葉的各種礦質(zhì)元素含量水平，不同元素在不同部位表現(xiàn)不一致。隨著腐熟麥秸添加量增加，上部葉中磷含量逐漸提升，中部葉處理間差異不顯著，下部葉除T2外均高于對(duì)照。添加腐熟麥秸可以提高上部煙葉鉀含量，降低上、中部葉鈣含量;對(duì)上部葉硼含

14、量具有正效應(yīng)，對(duì)中下部葉硼含量具有負(fù)效應(yīng);對(duì)上部葉和下部葉錳含量具有正效應(yīng)，對(duì)中部葉具有負(fù)效應(yīng);提高煙葉中銅和鋅的含量，但降低鎂和鐵的含量。
　　10.腐熟麥秸對(duì)烤煙生長發(fā)育及產(chǎn)量產(chǎn)值的影響。結(jié)果表明:添加腐熟麥秸延長了煙株的生育期，但是不同試驗(yàn)地點(diǎn)存在時(shí)間差異。田間試驗(yàn)表明，對(duì)照前期落黃較快，T3、T4和T5處理前期落黃較慢，中期落黃較集中，到中上部葉的采收期，落黃速度又慢于對(duì)照。盆栽條件下，煙株的各生育期均早于大田試驗(yàn)，添加秸

15、稈能夠顯著延長煙葉的大田生育期，T5處理后期表現(xiàn)為稍微貪青晚熟。田間試驗(yàn)對(duì)株高影響不顯著，而盆栽試驗(yàn)相反。過量添加秸稈降低煙草的莖圍，但增加煙株有效葉數(shù)和最大葉面積。添加腐熟麥秸促進(jìn)烤煙的干物質(zhì)積累量和干物質(zhì)累積速率，處理間差異顯著，不同處理的干物質(zhì)累積速率高峰期不同。添加腐熟麥秸提高了煙葉的產(chǎn)量和產(chǎn)值，T2、T3的產(chǎn)量、產(chǎn)值顯著高于其他處理和對(duì)照，其中T2的產(chǎn)量最高，而T3產(chǎn)值最高。下部葉產(chǎn)量除T1處理低于對(duì)照，其它處理均高于對(duì)照;中

16、部葉產(chǎn)量隨著秸稈用量的增加而增加。添加腐熟麥秸顯著提高了上等煙的產(chǎn)量和比例，降低下低等煙的產(chǎn)量和比例。除T1處理外，其它處理均可以顯著提高畝產(chǎn)值。
　　11.腐熟麥秸對(duì)烤煙品質(zhì)的影響。結(jié)果表明:添加腐熟麥秸提高煙葉常規(guī)化學(xué)成分的協(xié)調(diào)性，顯著提高兩糖比值，提升上部葉的氮堿比，明顯降低淀粉含量，對(duì)總氮含量影響不顯著。添加腐熟麥秸提高上部葉的石油醚提取物含量，但降低中、下部葉含量。對(duì)煙葉中性致香物質(zhì)總量的影響不同部位表現(xiàn)不一致，田間試驗(yàn)