不同种植模式对烤烟根际土壤养分、酶活性及烟草生长的影响

2022-04-09 08:32:42 | 浏览次数：

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1.1试验材料

供试烤烟品种K326，由贵州省烟草科学研究院良种繁育研究中心提供，采用漂浮育苗，于2013年4—9月在贵州省烟草科学研究院龙岗试验基地进行；试验用地膜由贵州天兴塑料制品有限公司提供，半膜覆盖栽培模式用地膜宽度1 m，厚度0.008 mm，双行凹垄栽培模式用地膜宽度2 m，厚度 0.008 mm；供试土壤为黄壤土，取0～20 cm土壤进行化验，主要理化性状为：pH值5.93，有机质62.93 g/kg、全氮 21 g/kg、水解氮147.70 mg/kg、全磷0.98 g/kg、有效磷 23.33 mg/kg、全钾6.80 g/kg、速效钾251.86 mg/kg；2013年试验基地4—9月平均气温20.6 ℃，降水量475.2 mm，气温高于常年，但降水量明显低于常年（常年4—9月平均气温 18.8 ℃，降水量889.1 mm）。

1.2试验设计[JP2]

采用小区试验，在贵州省烟草科学研究院龙岗试验基地进行。试验设3个处理，即T1：半膜全生育期地膜覆盖栽培模式；T2：半膜地膜覆盖，移栽后35 d揭膜培土栽培模式；CK：双行凹垄全生育期地膜覆盖栽培模式。3次重复，随机区组排列，小区面积115 m2，植烟8行，行长13 m。半膜覆盖栽培模式按垄底2.1 m开厢起梯形宽垄，垄高25～30 cm，垄内行距为09 m，垄间行距为1.2 m，株距0.55 m，即采用宽窄行种植，垄面略呈弧形，保证不集雨，在地垄的肩部，距地垄中心线0.5 m处开深0.15～0.20 m施肥沟进行施肥，地膜覆盖于垄面中心位置，膜边沿落入条施基肥的施肥沟上，在施肥沟上覆土且将地膜的边沿盖实压紧，半膜覆盖栽培模式见图1。双行凹型垄按2.2 m开厢起垄，垄高25～30 cm，垄内行距为1 m，垄间行距为1.2 m，株距0.55 m，同样采用宽窄行种植，双行凹垄栽培模式见图2。各处理的施肥方式和施肥位置一样，条施于烟株的正下方，施纯N 90 kg/hm2，基追肥比例为 7 ∶[KG-*3]3，基肥于移栽前全部条施，追肥于栽后20 d穴施。除试验因素外，其他管理措施严格按照《贵州省烤烟标准体系》[7]进行。

1.3测定项目

[CM（24]于移栽当天、移栽后[KG*5]30[KG*3]d、移栽后[KG*5]60[KG*3]d和移栽后小区采用五点法进行破坏性取样，采集烟株根际土壤，按文献[8]方法测定土壤养分和酶活性。同时，于栽后90 d，参照标准YC/T 142—2010[9]测定烟株农艺性状，在 10：00—12：00 选取植株功能叶用叶绿素仪测定叶片SPAD值，按重复进行，每处理测量10张叶。每个小区单独采收，挂牌散叶烘烤，计产计值按照国标42级制进行。

2结果

2.1根际土壤养分含量变化

2.1.1水解氮从图3可看出，半膜全生育期覆盖（T1）、半膜覆盖后揭膜（T2）和双行凹垄全生育期地膜覆盖（CK）在烤烟移栽当天到栽后90 d根际土壤水解氮含量变化趋势较为相似，从移栽当天至栽后30 d，有一个增加的过程，但之后逐渐减少，这样的变化与烤烟对氮素“少时富、老来贫”的需肥规律基本一致，均有利于烤烟的成熟落黄。从栽后30 d至 60 d，根际土壤水解氮含量CK处于T1与T2之间，表现为 T1>CK>T2，但到栽后90 d的时候，CK要高于T1和T2，T1和T2接近。

2.1.2有效磷烤烟生长前期对磷素比较敏感，磷素对烤烟生长最明显的影响是缩短植株达到成熟的时间[10]。从图4可看出，在栽后30 d，半膜全生育期覆盖（T1）、半膜覆盖后揭膜（T2）和双行凹垄全生育期地膜覆盖（CK）根际土壤有效磷含量均呈增加趋势，CK根际土壤有效磷含量明显高于T1和T2，栽后30 d至90 d，T1呈先增加后减少的趋势变化，T2和CK呈下降趋势变化，表现为T1>CK>T2，表明半膜全生育期地膜覆盖在中后期有利于土壤有效磷的增加。

2.1.3速效钾[JP2]烤烟是喜钾作物，钾素对烤烟生长发育及烟叶品质均有影响。从图5可看出，半膜覆盖后揭膜（T2）和双行凹垄全生育期地膜覆盖（CK）移栽当天至栽后90 d根际土壤速效钾含量变化总体趋势平稳，[JP3]半膜全生育期覆盖（T1）移栽当天至栽后90 d根际土壤速效钾含量变化呈逐渐增加趋势。T2在整个生长阶段均略低于CK，栽后60 d至90 d T1高于CK，并呈增加的趋势，这有利于后期烤烟生长钾素营养的供应和优质烟叶的生产，符合优质烟叶生长对“钾素后移”的要求。

[TPGWC3.tif]

2.1.4有机质土壤有机质含量是土壤特征中的稳定因素之一，直接影响土壤有机氮的矿化和碳循环[11]。从图6可看出，所有处理从移栽当天到栽后30 d根际土壤有机质含量变化较为平缓，从栽后30 d至60 d急剧下降，而从栽后60 d至90 d时，又呈增加趋势。在生育期内，半膜全生育期覆盖（T1）根际土壤有机质含量均高于双行凹垄全生育期地膜覆盖（CK）。从移栽当天和栽后90 d根际土壤有机质含量差异来看，T1 减少1.94 g/kg，T2减少2.97 g/kg，CK减少 6.00 g/kg，表明半膜全生育期地膜覆盖有利于根际土壤有机质含量的提高。

2.1.5pH值[JP+1]从图7可以看出，所有处理特别是半膜全生育期覆盖（T1）从移栽当天至移栽后90 d根际土壤pH值变化平缓，但是整个阶段盖膜处理均低于揭膜的处理，说明覆膜条件下，有可能使土壤缺氧，土壤中还原性物质含量增加，嫌气性微生物活性提高，导致土壤中某些养分的转化受影响。

2.2根际土壤酶活性变化

2.2.1过氧化氢酶土壤过氧化氢酶能够促进土壤中多种过氧化物的分解，减轻土壤过氧化物积累对植物造成的毒害[12]，如能促进H2O2的分解，解除H2O2的毒害，从而为作物的生长和土壤微生物的活动创造了一个良好的土壤环境。从图8可看出，所有处理根际土壤过氧化氢酶活性趋势表现一致，從移栽当天至栽后30 d变化平缓，栽后30 d至60 d均有所降低，栽后60 d至90 d有所升高。在整个生长阶段，所有处理根际土壤过氧化氢酶活性表现为半膜全生育期覆盖高于双行凹垄全生育期地膜覆盖，双行凹垄全生育期地膜覆盖又高于半膜覆盖后揭膜，即T1>CK>T2。

2.2.2脲酶土壤脲酶是催化土壤中尿素水解为氨的关键酶，其活性常用于表征土壤的氮素情况[13]。从图9可看出，从移栽当天至栽后90 d所有处理根际土壤脲酶活性均呈上升趋势，其中双行凹垄全生育期地膜覆盖（CK）几乎呈直线上升。栽后30 d的时候，半膜覆盖略高于CK，栽后60 d和90 d的时候，CK略高于半膜覆盖。所有处理不同生育期时间根际土壤脲酶活性差异较小，说明不同覆盖方式对根际土壤脲酶活性的影响不大。

2.2.3碱性磷酸酶土壤磷酸酶主要作用于进入土壤或在土壤中累积的含磷化合物并参与土壤磷素循环，其活性的高低直接影响着土壤中有机磷的分解转化和生物有效性。从图10可看出，所有处理根际土壤碱性磷酸酶活性趋势表现一致，从移栽当天至栽后30 d逐渐上升，栽后30 d至60 d有所降低，栽后60 d至90 d又升高。移栽当天至栽后60 d，T1和T2基本一致，但栽后90 d的时候，T2>T1>CK。整体来看，半膜覆盖栽培有利于根际土壤碱性磷酸酶活性的增加。

2.2.4酸性磷酸酶从图11可看出，移栽当天至栽后30 d的时候，所有处理根际土壤酸性磷酸酶活性基本一致，从栽后30 d至90 d，半膜全生育期覆盖（T1）表现较为平稳，半膜覆盖后揭膜（T2）和双行凹垄全生育期地膜覆盖（CK）则表现为先降低后上升，但T2>CK，可以看出，半膜覆盖栽培有利于根际土壤酸性磷酸酶活性的增加。

[FK（W10][TPGWC11.tif；S+2mm]

2.2.5转化酶土壤转化酶对土壤碳循环和丰富土壤中能被植物和微生物利用的易溶性营养物质有着重要的作用[14]。从图12可看出，所有处理根际土壤转化酶活性趋势表现一致，从移栽当天至栽后30 d逐渐上升，栽后30 d至60 d略有下降，栽后60 d至90 d快速上升。在整个生长阶段，双行凹垄[CM（25]全生育期地膜覆盖（CK）高于半膜全生育期覆盖（T1）和半[CM）]

[FK（W10][TPGWC12.tif]

膜覆盖后揭膜（T2），整体表现为CK>T2>T1，很明显，半膜覆盖栽培降低了根际土壤转化酶的活性。

2.3烟草生长情况

从表1可看出，在移栽后90 d时，半膜覆盖栽培模式促进了烟株最大叶面积和植株干物质积累的增加，显著提高了烟株地上部的生长。从产量和产值来看，半膜全生育期覆盖（T1）和半膜覆盖后揭膜（T2）产量和产值均高于双行凹垄全生育期地膜覆盖（CK），半膜覆盖栽培种植模式比CK平均增加产量246.01 kg/hm2、增加产值3 617.94 元/hm2。

3讨论

烤烟半膜覆盖栽培模式是利用现行烤烟大面积推广应用的单垄地膜覆盖于双行凸垄的垄体上，在实现减少1/2的地膜使用量的同时，在烤烟生长过程中，使烟株根系处于膜内和膜外2个部位，充分发挥了干旱地膜保湿、雨涝排水的特点，促进烤烟的生长。同时，地膜边缘与底肥相连，烟株根系与地膜、底肥靠近而接触，以及凸型垄体的应用，有利于降雨顺膜流入根系周围，溶解肥料，滋润烟株根系，提高肥料利用率，改善烟株生长的土壤环境，实现以水调肥，加速土壤有机质的转化和土壤养分活化，继而促进烟株的生长与发育。试验结果表明，半膜全生育期覆盖方式相对地膜全生育期垄体全覆盖不同程度地提高了根际土壤水解氮、有效磷和速效钾的含量，特别是土壤有机质含量的增加，而土壤有机质含量是土壤特征中的稳定因素之一，直接影响土壤中有机氮的矿化和碳循环。从移栽当天和栽后90 d根际土壤有机质含量差异来看，半膜全生育期地膜覆盖仅减少1.94 g/kg，半膜覆盖栽后35 d揭膜减少2.97 g/kg，但对照双行凹垄全生育期地膜覆盖减少6.00 g/kg，表明半膜全生育期覆盖或前期覆盖后期揭膜均有利于土壤有机质的积累，全生育期地膜垄体全覆盖可能导致烤烟中后期土壤温度过高，土壤通透性变差，使烟株根系提前衰老或受损衰老较为严重等问题，这与前人的研究结果[15-16]一致。

半膜覆盖栽培将地膜覆盖于垄体的中心部位，垄体两边缘处于裸露状态，改变烤烟通常全覆盖的方式，一定程度上增加了土壤的通透性，增强烟株根系土壤水、热的缓冲能力，有效改善烟株生长的微环境，保持或有利于土壤水分与空气的消长平衡，为土壤酶活性创造适宜的繁殖和代谢环境，从而提高土壤酶活性，促进土壤碳氮转化[17]。从试验结果来看，半膜全生育期覆盖与地膜全生育期垄体全覆盖相比，除转化酶外，不同程度地提高了根际土壤过氧化氢酶、碱性磷酸酶和酸性磷酸酶的活性，对脲酶活性的影响不明显。从烤烟生长的不同生育时段根际土壤酶活性的动态变化趋势来看，半膜覆盖方式和对照地膜全生育期垄体全覆盖根际土壤酶活性的变化趋势一致。

不同的种植模式，将导致植物生长环境和植物自身生长产生一系列的变化[5，18-20]，试验结果表明，半膜覆盖除改善根际土壤养分和酶活性外，也促进了烟株地上部的生长，增加烟株叶片最大叶面积和干物质的积累，实现烟叶产量和产值的增产增收。但无论是土壤养分、酶活性、微生物，还是烟株营养状况的变化都会对烟叶品质产生影响，笔者认为半膜覆盖栽培模式作为一种新的种植方式，在上述研究的基础上，还需要进一步研究其对土壤理化环境条件后期的影响，微生物的动态变化过程和烟株生长发育情况以及烟叶品质等方面的关系，以便于更好地开发和利用半膜覆盖栽培模式，为促进烟草与环境、烟田土壤资源的健康发展提供新的思路和理论支持。

4结论

本研究结果表明，半膜覆盖栽培模式能有效改善烟株生长的土壤环境。半膜全生育期地膜覆盖能不同程度地提高根际土壤水解氮、有效磷和速效钾，特别是增加土壤有机质的含量，增加根际土壤过氧化氢酶、碱性磷酸酶和酸性磷酸酶活性，促进烟株地上部叶片的生长、叶片数增多，增加植株最大叶面积和干物质的积累，提高烟叶产量和产值，半膜覆盖栽培模式的产量比对照平均增加246.01 kg/hm2，产值增加 3 617.94 元/hm2。作为一种新的种植模式，能明显改良土壤理化性状，促进烟株生长发育，同时可减少地膜的使用量，降低地膜對环境的污染，促进环境的可持续发展，具有一定的推广应用前景。

[HS2*2][HT8.5H]参考文献：[HT8.SS]

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