高碳基土壤修復(fù)肥對植煙土壤有效微量元素及煙葉品質(zhì)的影響

　　摘要：2013年，在河南省許昌市襄城縣紫云鎮(zhèn)，利用生物炭與有機肥和微生物菌劑等制備的高碳基土壤修復(fù)肥研究了不同用量高碳基土壤修復(fù)肥對土壤微量元素含量的影響。分析不同用量的高碳基土壤修復(fù)肥及等量的氮磷鉀化肥對煙田0～20 cm土層土壤有效Fe、Mn、Cu和Zn含量動態(tài)變化和煙葉常規(guī)化學(xué)成分含量的影響，可為高碳基土壤修復(fù)肥的合理施用和豫中煙區(qū)煙田的合理使用提供參考依據(jù)。結(jié)果表明：添加1 050 kg/hm2的高碳基土壤修復(fù)肥，有效Fe、Cu含量總體上略低于對照。有效Zn含量在生育前期略低于對照，生育后期高于對照，且80 d時與對照差異達到顯著水平。有效Mn含量在整個生育期均高于對照；添加2 100、3 150 kg/hm2的高碳基土壤修復(fù)肥，有效Fe、Mn、Cu和Zn含量均高于對照，且施用量達到3 150 kg/hm2時，有效Fe、Mn、Cu和Zn含量在整個生育期內(nèi)顯著或極顯著高于對照。增施高碳基土壤修復(fù)肥可降低中部煙葉煙堿含量和氯含量，煙葉總氮、還原糖和鉀含量增加，糖堿比以增施1 050、2 100 kg/hm2的高碳基土壤修復(fù)肥較適宜。在常規(guī)施肥基礎(chǔ)上，增施適量（2 100 kg/hm2）的高碳基土壤修復(fù)肥，對植煙土壤中微量元素的改善具有積極作用，有利于植煙土壤肥力的保持和煙葉品質(zhì)的提高。
　　關(guān)鍵詞：高碳基土壤修復(fù)肥；植煙土壤；動態(tài)變化；品質(zhì)
　　中圖分類號： S572.062文獻標(biāo)志碼： A文章編號：1002-1302（2015）11-0146-03
　　收稿日期：2014-12-26
　　基金項目：國家煙草專賣局特色煙重大專項（編號：110201101001）。
　　作者簡介：張軍（1988—），男，四川宜賓人，碩士研究生，主要從事煙草栽培生理生化研究。E-mail：zj362217639@outlook.com。
　　信作者：劉國順（1954—），男，河南平頂山人，教授，博士生導(dǎo)師，從事煙草栽培生理生化教學(xué)與研究。E-mail：138898456@371.net。微量元素是煙草生長發(fā)育過程中不可缺少的必需元素，雖然在作物體內(nèi)含量甚微，但卻是煙株生長和煙葉產(chǎn)量、品質(zhì)形成必不可少的營養(yǎng)元素。鐵、錳、銅和鋅是必需礦質(zhì)營養(yǎng)元素，或是煙草物質(zhì)代謝的組成成分，或是維持正常代謝和各種酶活動所必需的，在煙株生育過程中起著重要作用[1-2]。其中鐵與煙葉香氣前體物的形成有關(guān)，銅與煙葉中煙堿的含量有關(guān)，錳、鋅與煙葉化學(xué)成分的協(xié)調(diào)性、香氣質(zhì)和香氣量有關(guān)[2-5]。而長期以來氮磷鉀肥用量的不斷增加，忽視了微量元素的補給，導(dǎo)致土壤中微量元素養(yǎng)分失衡嚴重，是煙葉生產(chǎn)的重要制約因素[6-9]。因此改善土壤養(yǎng)分狀況，提高煙葉品質(zhì)是煙葉生產(chǎn)面臨的一項重要工作。通過施用由生物炭、有機肥、礦物肥等配制的高碳基土壤修復(fù)肥，研究其對煙田0～20 cm土層土壤有效Fe、Mn、Cu和Zn含量動態(tài)變化的影響和中部煙葉常規(guī)化學(xué)成分含量的影響，可為高碳基土壤修復(fù)肥的合理施用和煙葉質(zhì)量的可持續(xù)發(fā)展提供參考依據(jù)。生物炭是生物質(zhì)在缺氧條件下熱裂解形成的穩(wěn)定的富碳產(chǎn)物，疏松多孔，比表面積大，表面含大量的羧基、羰基等，使其具有極強的吸附能力[10-11]。近年來，生物炭作為土壤改良劑、肥料緩釋載體等備受關(guān)注[12-14]。有機肥含有豐富的作物生長所需的營養(yǎng)物質(zhì)，對土壤改良具有積極的作用[15-18]，與生物炭混合后，可消除生物炭養(yǎng)分低的缺點，而生物炭在其養(yǎng)分緩釋釋放過程中可起到協(xié)同和互補作用，提高肥料利用率。研究發(fā)現(xiàn)，生物炭與肥料配合施用可明顯提升對作物的肥效。Steiner 等將生物炭與肥料溶液（硫酸銨+氯化鉀+普通過磷酸鈣）混合干燥后，可顯著延長氮素供應(yīng)期，增加土壤總氮量、有效磷和交換鉀含量，促進作物對氮、磷吸收[19]。Khan等將木炭放入含N、P、K的溶液中吸附制備的炭基肥料，用模擬土壤溶液和蒸餾水淋洗，N、P、K養(yǎng)分均緩慢而恒穩(wěn)地釋放[20]。高海英等將竹炭和木炭放入硝酸銨水溶液中吸附制備的竹炭基氮肥和木炭基氮肥，可有效提高氮肥利用率，延長肥料養(yǎng)分在土壤中的存留期，減少養(yǎng)分淋失[21]。喬志剛等將生物炭與化肥混合制備的碳基肥，可顯著提高水稻氮素利用率，有效降低氮素的損失[22]。盡管生物炭與無機肥料配合施用研究已有較多報道，但生物炭與多種肥料復(fù)合制備的炭基肥對植煙土壤微量礦質(zhì)營養(yǎng)動態(tài)變化和煙葉品質(zhì)的影響尚不清楚。本研究采用大田試驗，研究不同用量的高碳基土壤修復(fù)肥處理下，分析植煙土壤中有效微量元素Fe、Mn、Cu、Zn含量的動態(tài)變化和煙葉常規(guī)化學(xué)成分含量，為制定煙田的合理施肥措施提供科學(xué)依據(jù)。
　　1材料與方法
　　1.1試驗時間、地點
　　本研究田間試驗于2013年在河南省許昌市襄城縣紫云鎮(zhèn)進行，該區(qū)是我國濃香型烤煙的著名產(chǎn)區(qū)。
　　1.2試驗材料
　　供試烤煙品種為豫煙10號，試驗所需的高碳基土壤修復(fù)肥由河南農(nóng)業(yè)大學(xué)煙草行業(yè)煙草栽培重點實驗室研發(fā)，主要成分為生物炭、有機肥、微生物菌劑等，其中有機質(zhì)含量≥50%，全氮、全磷和全鉀含量分別≥2%，pH值=7.36，煙草專用復(fù)合肥中N、P、K含量分別為10%、10%、20%。硫酸鉀肥料中K2O含量為50%。
　　1.3試驗設(shè)計
　　供試土壤為褐土，土壤基本理化性狀：pH值7.14，速效磷 6.76 mg/kg，速效鉀115.72 mg/kg，堿解氮75.40 mg/kg，有機質(zhì) 18.99 g/kg。采用完全隨機區(qū)組設(shè)計，共4個處理：T0，常規(guī)施肥；T1，常規(guī)施肥+高碳基土壤修復(fù)肥1 050 kg/hm2；T2，常規(guī)施肥+高碳基土壤修復(fù)肥 2 100 kg/hm2；T3，常規(guī)施肥+高碳基土壤修復(fù)肥3 150 kg/hm2。常規(guī)施肥：N用量 30 kg/hm2，N ∶P2O5 ∶K2O=1 ∶1 ∶3.5；重復(fù)3次，小區(qū)面積300 m2，高碳基土壤修復(fù)肥用作基肥條施。各處理于移栽后30 d開始，每隔10 d采集1次土壤樣品，共采集7次。在采樣區(qū)隨機選擇3個點，于2株煙莖基部30～35 cm處取 0～20 cm 土層樣品，并自然風(fēng)干，研磨備用。成熟期分葉位采收，烘烤后取各處理的中部葉（C3F）進行煙葉常規(guī)化學(xué)成分分析。

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