不同酸碱性复合肥对烟草及根际土壤化学特性的影响

时间：2024-05-22

宋泽民，陈永安，李余湘，郭光东，唐兴贵，葛永琴，李章海，江玉平，武德传(.贵州省烤烟公司黔南州公司，贵州都匀558000;.中国科学技术大学地球与空间科学学院，安徽合肥3005;3.中国科学技术大学烟草与健康研究中心，安徽合肥3005;.安徽农业大学农学院，安徽合肥30036)

我国南方地区植烟土壤总体上偏酸性。酸性土壤往往由于交换性铝含量高，土壤pH较低，加上其他有效养分的缺乏，对烟草生长和土壤微生物活动产生不利影响。贵州省黔南烟区有40%以上的土壤pH＜5.5，其中pH≤5.0的强酸性土壤约占20%。这是影响烤烟生长发育和产量质量的重要因素之一。在烟草生产上，为使土壤pH能适宜于烟草生长，常施用白云石粉或石灰石粉来调控土壤酸度［1－4］，但往往忽视所用烟草复合肥的化学酸碱性对土壤以及烟草生长的影响。研究表明，肥料的酸碱性在一定程度上影响土壤的pH、土壤中铝、羟基铝离子的活性，进而影响作物对养分的吸收和生长［5－9］。笔者用黔南州几种不同酸碱性的烟草复合肥，用黔南植烟土壤进行根袋盆栽试验，以探讨不同酸碱性肥料对烟草根际土壤以及烟草生长的影响，为在酸性土壤上生产优质特色烟叶、选择合适酸碱性专用肥提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料供试土壤为贵州省黔南州的酸性黄壤，质地为中壤。土壤样品风干后过2 mm筛，其主要养分为:pH 5.06，有机质 1.12%，碱解氮 82.7 mg/kg，有效磷(P)2.3 mg/kg，有效钾(K)30.9 mg/kg，水溶性氯离子(Cl)34.1 mg/kg。供试3种复合肥养分含量和pH见表1。供试烤烟品种为K326。

表1 试验处理及复合肥性质

1.2 试验设计将复合肥1、复合肥2和复合肥3三种复合肥磨碎。按照每千克土壤中加入3 g复合肥的标准，称取复合肥1、复合肥2和复合肥3三种复合肥，分别与土壤混匀，形成“土壤—复合肥”混合土样。将混合土样装入花盆，每盆装混合土样5 kg。在盆中央放置1个根袋，根袋周长16 cm、高14 cm，由300目尼龙筛网缝制而成。在该盆5 kg混合土样中，取出250 g，放入根袋内。在每个根袋内植入一株7叶龄烤烟烟苗。试验设置6次重复。35 d后，从花盆中取出根袋，并进行如下操作:从根袋中取出烟株，洗净根部泥土，烘干，量烟株干重，之后将烟株地上部粉碎，并且过20目筛;收集根袋内土壤为根际土壤(Soil in rhizosphere zone，SRZ)，取花盆内离根袋2 cm以外的土壤为非根际土壤(Soil in nonrhizosphere zone，SNRZ)，将根际土和非根际土风干，粉碎，并且过20目筛。

1.3 测定方法土壤pH采用电位法测定;有机质含量采用重铬酸钾氧化－比色法测定;水解氮含量采用碱解扩散法测定;有效磷含量采用碳酸氢钠提取－比色法测定;速效钾含量采用乙酸铵提取－原子吸收光谱法测定;水溶性氯离子含量采用水浸提－硝酸银滴定法［10］测定;土壤交换性酸(铝、氢)含量采用氯化钾交换－中和滴定法［11］测定。烟株地上部样品的化学成分采用X射线荧光光谱法(XRF-1800，中国科学技术大学理化科学实验中心)测定。

2 结果与分析

2.1 pH 由表2可知，根袋盆栽35 d，3种烟草复合肥处理的根际土pH均低于初始值，复合肥1处理、复合肥2处理和复合肥3处理pH分别低0.36、0.23和0.21个单位，复合肥1处理的pH最低。复合肥1处理非根际土的pH低于供试土壤初始值，复合肥2处理、复合肥3处理pH比初始值高0.3个单位。这与复合肥1的水溶液呈强酸性有关。这样的pH没有达到生产优质烤烟烟叶要求的适宜土壤pH范围。3种复合肥处理的非根际土的pH均高于根际土，高0.31～0.53个单位。这与多数研究结果相同，是由于烟株根系分泌有机酸，使得根际微域pH比非根际土有所下降［12－13］。

表2 烟草根际土与非根际土的pH

2.2 交换性铝、交换性氢由表3可知，供试土壤的初始土样交换性铝和交换性氢含量相当，总交换性酸度为3.23 c mol/kg。盆栽35 d时，根际土样交换性铝的含量与初始土样相比均有较大幅度的增加，施用复合肥1的增加了104.9%，复合肥2处理和复合肥3处理分别增加了55.6%和53.1%。复合肥1的强酸性促进土壤中铝的溶解，使得进入土壤胶体上的交换性铝的含量明显增多。非根际土的交换性铝含量与初始土样相当，没有明显变化。交换性氢含量无论根际土和非根际土均比初始土样有所下降，可能是由于交换性铝和钙镁钾等盐基离子取代部分交换性氢。3种复合肥处理的根际土和非根际土的交换性氢含量依次是复合肥1处理＞复合肥2处理＞复合肥3处理。土壤酸度主要取决于土壤交换性铝的含量，土壤交换性铝与土壤pH的关系密切。研究结果表明，土壤pH与土壤交换性铝的数量呈0.01水平显著的负相关［11，14］。复合肥的强酸性促进了土壤交换性铝数量的增加和pH的下降。

表3 不同处理根际土与非根际土的交换性铝、交换性氢含量cmol/kg

2.3 烟株生物量由表4可知，地上部、地下部以及总生物重3个处理间不存在显著差异，但复合肥3处理高于复合肥1处理和复合肥2处理。在该试验条件下，复合肥1对烟草前期生长的作用不及复合肥2、复合肥3。这与复合肥1溶液的强酸性，使得根际土壤的酸度加剧，根际交换性铝增加有关。在酸性土壤中，当铝超过一定浓度时，可在多个水平上对植物产生毒害。高浓度铝可与细胞膜的膜脂和膜蛋白结合，提高膜的渗透性，根伸长率下降，根际生物酶活性受抑［15］。

2.4 地上部的化学成分地上部分的化学成分反映烟草对养分的吸收与积累。由表5可知，复合肥1处理在N、CaO与C含量上低于复合肥2处理和复合肥3处理，而Al2O3、Cl含量高于复合肥2处理和复合肥3处理，P2O5含量大小顺序为复合肥3处理＜复合肥1处理≈复合肥2处理，其他化学成分基本无差异。

表5 烟草地上部的化学成分

3 小结

研究表明，根袋盆栽35 d，3种烟草复合肥处理的根际土pH均低于初始值，复合肥1处理pH最低。复合肥1处理非根际土的pH低于供试土壤初始值，复合肥2处理、复合肥3处理高于初始值。3种复合肥处理的非根际土的pH均高于根际土。与初始土样相比，根袋盆栽35 d，根际土样交换性铝的含量均有较大幅度的增加，非根际土的交换性铝含量没有明显变化。交换性氢含量无论根际土和非根际土比初始土样都有所下降。地上部、地下部以及总生物重均为复合肥3处理＞复合肥2处理＞复合肥1处理。在地上部分的化学成分方面，复合肥1处理N、CaO与C含量低于复合肥2处理和复合肥3处理，而Al2O3、Cl含量高于复合肥2处理和复合肥3处理，P2O5含量复合肥3处理＜复合肥1处理≈复合肥2处理，其他化学成分基本无差异。复合肥的强酸性促进土壤活性铝数量的增加和pH的下降，不利烟苗早期生长。

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