不同酸堿性復(fù)合肥對煙草及根際土壤化學(xué)特性的影響

宋澤民，陳永安，李余湘，郭光東，唐興貴，葛永琴，李章海，江玉平，武德傳(.貴州省烤煙公司黔南州公司，貴州都勻558000;.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)地球與空間科學(xué)學(xué)院，安徽合肥3005;3.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)煙草與健康研究中心，安徽合肥3005;.安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，安徽合肥30036)

我國南方地區(qū)植煙土壤總體上偏酸性。酸性土壤往往由于交換性鋁含量高，土壤pH較低，加上其他有效養(yǎng)分的缺乏，對煙草生長和土壤微生物活動產(chǎn)生不利影響。貴州省黔南煙區(qū)有40%以上的土壤pH＜5.5，其中pH≤5.0的強(qiáng)酸性土壤約占20%。這是影響烤煙生長發(fā)育和產(chǎn)量質(zhì)量的重要因素之一。在煙草生產(chǎn)上，為使土壤pH能適宜于煙草生長，常施用白云石粉或石灰石粉來調(diào)控土壤酸度［1－4］，但往往忽視所用煙草復(fù)合肥的化學(xué)酸堿性對土壤以及煙草生長的影響。研究表明，肥料的酸堿性在一定程度上影響土壤的pH、土壤中鋁、羥基鋁離子的活性，進(jìn)而影響作物對養(yǎng)分的吸收和生長［5－9］。筆者用黔南州幾種不同酸堿性的煙草復(fù)合肥，用黔南植煙土壤進(jìn)行根袋盆栽試驗(yàn)，以探討不同酸堿性肥料對煙草根際土壤以及煙草生長的影響，為在酸性土壤上生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)特色煙葉、選擇合適酸堿性專用肥提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料 供試土壤為貴州省黔南州的酸性黃壤，質(zhì)地為中壤。土壤樣品風(fēng)干后過2 mm篩，其主要養(yǎng)分為:pH 5.06，有機(jī)質(zhì) 1.12%，堿解氮 82.7 mg/kg，有效磷(P)2.3 mg/kg，有效鉀(K)30.9 mg/kg，水溶性氯離子(Cl)34.1 mg/kg。供試3種復(fù)合肥養(yǎng)分含量和pH見表1。供試烤煙品種為K326。

表1 試驗(yàn)處理及復(fù)合肥性質(zhì)

1.2 試驗(yàn)設(shè)計 將復(fù)合肥1、復(fù)合肥2和復(fù)合肥3三種復(fù)合肥磨碎。按照每千克土壤中加入3 g復(fù)合肥的標(biāo)準(zhǔn)，稱取復(fù)合肥1、復(fù)合肥2和復(fù)合肥3三種復(fù)合肥，分別與土壤混勻，形成“土壤—復(fù)合肥”混合土樣。將混合土樣裝入花盆，每盆裝混合土樣5 kg。在盆中央放置1個根袋，根袋周長16 cm、高14 cm，由300目尼龍篩網(wǎng)縫制而成。在該盆5 kg混合土樣中，取出250 g，放入根袋內(nèi)。在每個根袋內(nèi)植入一株7葉齡烤煙煙苗。試驗(yàn)設(shè)置6次重復(fù)。35 d后，從花盆中取出根袋，并進(jìn)行如下操作:從根袋中取出煙株，洗凈根部泥土，烘干，量煙株干重，之后將煙株地上部粉碎，并且過20目篩;收集根袋內(nèi)土壤為根際土壤(Soil in rhizosphere zone，SRZ)，取花盆內(nèi)離根袋2 cm以外的土壤為非根際土壤(Soil in nonrhizosphere zone，SNRZ)，將根際土和非根際土風(fēng)干，粉碎，并且過20目篩。

1.3 測定方法 土壤pH采用電位法測定;有機(jī)質(zhì)含量采用重鉻酸鉀氧化－比色法測定;水解氮含量采用堿解擴(kuò)散法測定;有效磷含量采用碳酸氫鈉提?。壬y定;速效鉀含量采用乙酸銨提?。游展庾V法測定;水溶性氯離子含量采用水浸提－硝酸銀滴定法［10］測定;土壤交換性酸(鋁、氫)含量采用氯化鉀交換－中和滴定法［11］測定。煙株地上部樣品的化學(xué)成分采用X射線熒光光譜法(XRF-1800，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)理化科學(xué)實(shí)驗(yàn)中心)測定。

2 結(jié)果與分析

2.1 pH 由表2可知，根袋盆栽35 d，3種煙草復(fù)合肥處理的根際土pH均低于初始值，復(fù)合肥1處理、復(fù)合肥2處理和復(fù)合肥3處理pH分別低0.36、0.23和0.21個單位，復(fù)合肥1處理的pH最低。復(fù)合肥1處理非根際土的pH低于供試土壤初始值，復(fù)合肥2處理、復(fù)合肥3處理pH比初始值高0.3個單位。這與復(fù)合肥1的水溶液呈強(qiáng)酸性有關(guān)。這樣的pH沒有達(dá)到生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)烤煙煙葉要求的適宜土壤pH范圍。3種復(fù)合肥處理的非根際土的pH均高于根際土，高0.31～0.53個單位。這與多數(shù)研究結(jié)果相同，是由于煙株根系分泌有機(jī)酸，使得根際微域pH比非根際土有所下降［12－13］。

表2 煙草根際土與非根際土的pH

2.2 交換性鋁、交換性氫 由表3可知，供試土壤的初始土樣交換性鋁和交換性氫含量相當(dāng)，總交換性酸度為3.23 c mol/kg。盆栽35 d時，根際土樣交換性鋁的含量與初始土樣相比均有較大幅度的增加，施用復(fù)合肥1的增加了104.9%，復(fù)合肥2處理和復(fù)合肥3處理分別增加了55.6%和53.1%。復(fù)合肥1的強(qiáng)酸性促進(jìn)土壤中鋁的溶解，使得進(jìn)入土壤膠體上的交換性鋁的含量明顯增多。非根際土的交換性鋁含量與初始土樣相當(dāng)，沒有明顯變化。交換性氫含量無論根際土和非根際土均比初始土樣有所下降，可能是由于交換性鋁和鈣鎂鉀等鹽基離子取代部分交換性氫。3種復(fù)合肥處理的根際土和非根際土的交換性氫含量依次是復(fù)合肥1處理＞復(fù)合肥2處理＞復(fù)合肥3處理。土壤酸度主要取決于土壤交換性鋁的含量，土壤交換性鋁與土壤pH的關(guān)系密切。研究結(jié)果表明，土壤pH與土壤交換性鋁的數(shù)量呈0.01水平顯著的負(fù)相關(guān)［11，14］。復(fù)合肥的強(qiáng)酸性促進(jìn)了土壤交換性鋁數(shù)量的增加和pH的下降。

表3 不同處理根際土與非根際土的交換性鋁、交換性氫含量cmol/kg

2.3 煙株生物量 由表4可知，地上部、地下部以及總生物重3個處理間不存在顯著差異，但復(fù)合肥3處理高于復(fù)合肥1處理和復(fù)合肥2處理。在該試驗(yàn)條件下，復(fù)合肥1對煙草前期生長的作用不及復(fù)合肥2、復(fù)合肥3。這與復(fù)合肥1溶液的強(qiáng)酸性，使得根際土壤的酸度加劇，根際交換性鋁增加有關(guān)。在酸性土壤中，當(dāng)鋁超過一定濃度時，可在多個水平上對植物產(chǎn)生毒害。高濃度鋁可與細(xì)胞膜的膜脂和膜蛋白結(jié)合，提高膜的滲透性，根伸長率下降，根際生物酶活性受抑［15］。

2.4 地上部的化學(xué)成分 地上部分的化學(xué)成分反映煙草對養(yǎng)分的吸收與積累。由表5可知，復(fù)合肥1處理在N、CaO與C含量上低于復(fù)合肥2處理和復(fù)合肥3處理，而Al2O3、Cl含量高于復(fù)合肥2處理和復(fù)合肥3處理，P2O5含量大小順序?yàn)閺?fù)合肥3處理＜復(fù)合肥1處理≈復(fù)合肥2處理，其他化學(xué)成分基本無差異。

表5 煙草地上部的化學(xué)成分

3 小結(jié)

研究表明，根袋盆栽35 d，3種煙草復(fù)合肥處理的根際土pH均低于初始值，復(fù)合肥1處理pH最低。復(fù)合肥1處理非根際土的pH低于供試土壤初始值，復(fù)合肥2處理、復(fù)合肥3處理高于初始值。3種復(fù)合肥處理的非根際土的pH均高于根際土。與初始土樣相比，根袋盆栽35 d，根際土樣交換性鋁的含量均有較大幅度的增加，非根際土的交換性鋁含量沒有明顯變化。交換性氫含量無論根際土和非根際土比初始土樣都有所下降。地上部、地下部以及總生物重均為復(fù)合肥3處理＞復(fù)合肥2處理＞復(fù)合肥1處理。在地上部分的化學(xué)成分方面，復(fù)合肥1處理N、CaO與C含量低于復(fù)合肥2處理和復(fù)合肥3處理，而Al2O3、Cl含量高于復(fù)合肥2處理和復(fù)合肥3處理，P2O5含量復(fù)合肥3處理＜復(fù)合肥1處理≈復(fù)合肥2處理，其他化學(xué)成分基本無差異。復(fù)合肥的強(qiáng)酸性促進(jìn)土壤活性鋁數(shù)量的增加和pH的下降，不利煙苗早期生長。

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