攀枝花烟区生石灰施用量与土壤养分及烤烟质量的关系

张宗锦1，庞良玉2，官宇1，蒋长春1，潘兴兵1，汪莹1，辜运负3

（1四川省烟草公司攀枝花市公司，四川攀枝花617026；2四川省农业科学院土壤肥料研究所，成都610000；3四川农业大学，成都610000）

摘要：为揭示生石灰对攀枝花烟区酸性土壤的改良效果，连续2 年通过田间试验研究4 种生石灰施用量(450、900、1350、1800 kg/hm2)对土壤养分及烟叶生产的影响，结果表明，在酸性土壤上施用生石灰，不仅对提高土壤pH有明显作用，而且对植烟土壤养分、烤烟产量、产值以及烟叶内在化学成分的变化有明显影响。其中，当生石灰施用量达到1350 kg/hm2的标准时，土壤养分调节效果最显著，烤烟产量、质量均达到最高，烟叶内在化学成分最接近优质烟化学内在指标。

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关键词 ：攀枝花；生石灰；土壤养分；烤烟；质量

中图分类号：S156.4+9 文献标志码：A 论文编号：2014-0900

基金项目：四川省烟草公司攀枝花市公司科技基金(攀烟司[2011]31 号）；中国烟草总公司四川省公司2013 年重点科技项目“烤烟中、微量元素营养失调症诊断及产品开发”（川烟科[2013]4 号）。

第一作者简介：张宗锦，男，1977 年出生，四川广元人，农艺师，硕士，从事烤烟土壤肥料与栽培研究。通信地址：617026 四川省攀枝花市东区龙珠路31号攀枝花市烟草专卖局（公司），Tel：0812-25150552，E-mail：1404769591@qq.com。

通讯作者：庞良玉，男，1961 年出生，重庆江津人，研究员，研究方向为耕作栽培与农业生态，通讯地址：610066 四川省成都市狮子山路4 号四川省农业科学院土壤肥料研究所，Tel：028-84784147，E-mail：ply-163@163.com。

收稿日期：2014-09-10，修回日期：2015-01-23。

0 引言

攀枝花地处川滇交界的金沙江与雅砻江交汇处，属横断山系南段攀西裂谷中南段，为南亚热带为基带的立体气候，该区降水充沛，雨热同季，气温适宜，夜雨多，白天光照充分，空气相对湿度适宜，烤烟生态条件得天独厚，是全国烟草种植区划中最适宜区之一。但该区域土壤以酸性黄红壤为主，土壤酸碱度低于pH5.5 的土壤占15.87%[1]，土壤酸化过程是土壤发育和形成过程中普遍存在的自然过程。在多雨的自然条件下，降水量大大超过蒸发量，土壤中的淋溶作用非常强烈，使得土壤溶液中的盐基离子易随渗滤水向下移动，因此土壤中易溶盐减少。土壤溶液中的氢离子取代土壤阳离子交换位上的盐基离子，土壤的盐基饱和度下降，氢饱和度增加，因此酸化程度会呈增加趋势。而土壤酸碱性是土壤的重要化学性质，是土壤肥力的一项重要指标[2]，对土壤微生物的活性、矿物质的有效性和有机质的分解起到重要作用，因而影响土壤养分释放、固定和迁移过程[3]。土壤酸碱性对烤烟产量和质量的形成也具有极其重要的影响[4-7]。近年来，国内就土壤酸碱性的调节对土壤性质和烤烟产量、质量的影响进行了一些研究[9-11]。攀枝花烟区属于四川省优质烤烟“金攀西”的一部分[7]，但较为全面系统研究植烟土壤酸碱度调节对土壤养分和烤烟产量、质量的影响还鲜为报道，因此研究攀枝花烟区酸性土壤施用生石灰对土壤养分和烤烟产量、质量的影响，对攀枝花烟区土壤改良和合理施肥具有重要指导意义。为此，笔者通过连续2 年的生石灰施用量田间试验，对攀枝花烟区土壤酸碱性调节对土壤养分和烤烟产量、质量影响进行了系统分析，以期为攀枝花烟区的精准化施肥提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验时间、地点概况

试验于2012—2013 年在四川省攀枝花市米易县草场乡碗厂村进行，海拔1688 m，该区年降雨量1200~1400 mm，年均气温14~16℃，年均光照时数3000~3400 h。

1.2 试验材料

烤烟品种‘红花大金元’；生石灰；pH 5.0 左右的黄壤。

1.3 试验设计

试验以石灰施用量为处理，石灰施用量分别为450、900、1350、1800 kg/hm2，以不施石灰为对照，设5个处理，3 次重复，共15 个小区，随机区组设计。石灰采用窝施的方法施用（移栽前10 天，窝施后与土壤充分拌匀）。每个小区50 株左右。除试验处理外，烟叶其他栽培技术按《攀枝花市优质烤烟地方标准体系》执行。

1.4 调查分析项目

1.4.1 土壤养分调查试验后，分处理取耕作层(0~20 cm)土样1 个，分析土壤pH 和养分（有效氮、磷、钾和钙、镁）。

有机质采用重铬酸钾氧化-容量法[12]测定，全氮采用凯氏定氮法[13]测定，全磷采用分光光度法[14]测定，全钾采用火焰光度法[14]测定，pH 采用酸度计法[12]测定，有效氮采用碱解扩散法[15]测定，有效磷采用分光光度法[12]测定，有效钾采用火焰光度法[16]测定，交换性Ca、Mg采用原子吸收法[12]测定，有效B采用姜黄素比色法[12]测定。

1.4.2 烟叶产量调查分小区标记烘烤，详细记载各小区烟叶产量、产值、上中等烟比例、均价。

1.4.3 烟叶质量调查烘烤后，对烟叶内在质量（钾含量、全氮含量、总糖、还原糖、烟碱、氯含量）进行分析。

用克达尔法测定烟叶全氮含量[17]，紫外分光光度法测定烟碱含量[17]，芒森·沃克法测定烟叶糖、还原糖含量[17]，电位滴定法测定烟叶氯离子含量[18]，火焰光度计法测定烟叶钾含量[19]。

2 结果与分析

2.1 生石灰不同施用量对土壤养分的影响

表1 表明，随着生石灰施用量的增加，土壤pH 和土壤钙含量均逐渐增加；而施用生石灰的土壤中有效钾、有效磷含量均比未施用生石灰的土壤含量高，在生石灰施用量达到1350 kg/hm2时，土壤中有机质、有效钾、有效磷、有效氮（碱解氮）、全氮、全磷、全钾含量均显著高于未施用生石灰的土壤；而镁含量、有效硼含量呈现减少现象。土壤中镁含量减少的原因是，随着土壤酸碱度的增加，土壤对镁有固定作用，会使土壤对镁的吸附能力增强[20-21]，不仅如此，随着酸碱度升高，土壤对镁有固定作用会使镁产生专性吸附[22]。

2.2 生石灰不同施用量对烤烟产量的影响

将5 个处理3 次重复的田间产量与产值进行平均后得出结果表2。对生石灰不同施用量后烤烟产量和产值的对比发现，施用生石灰的烟叶产量、产值均高于未施用生石灰的烟叶；但在1350 kg/hm2的施用量范围内，随着生石灰施用量的增加，烟叶产量与产值均呈递增趋势，但施用量超过1350 kg/hm2后，烟叶产量和产值呈递减趋势。

2.3 生石灰不同施用量对烤烟质量的影响

由表3 分析得知，随着生石灰施用量的不断增加，烟叶内在化学成分指标呈现3 种变化趋势。（1）烟叶钾含量、全氮含量、烟碱含量随着生石灰施用量的增加而减少；（2）烟叶总糖、还原糖在生石灰施用量为1350 kg/hm2 范围内，随着生石灰施用量的增加而增加，施用量超出1350 kg/hm2时，随着生石灰施用量的增加而减少；（3）烟叶氯含量与生石灰施用不存在显著的相关性。一般认为，优质烟叶内在化学成分指标是：总糖含量18%~24%，还原糖含量16%~22%，全氮含量1.5%~2.2%，烟碱含量2.0%~3.5%，糖碱比6~10，氮碱比0.8~1，钾离子含量>2%，氯离子含量<0.6%[23]。在不施用生石灰的情况下，烟叶内在化学指标难以达到优质烟标准，但施用生石灰后，烟叶内在化学成分指标最接近优质烟标准的是1350 kg/hm2的标准。

3 结论与讨论

（1）土壤酸化已成为影响植物生产和生态环境的一个重要因素[24]。酸性土壤改良的效果与改良剂的性质和土壤本身的性质有关，同时还需考虑经济效益，虽然土壤改良剂种类较多，但因生石灰来源方便、价格便宜，因此目前用生石灰作为酸性土壤的改良剂还是最为普遍。在酸性土壤上施用生石灰，对烤烟土壤养分、烤烟产量、产值以及烟叶内在化学成分的变化有明显的影响。这是因为生石灰溶于水后呈碱性，能中和土壤中的大量酸性物质，同时石灰可以中和土壤活性酸和潜性酸，在酸性土壤上施用石灰是改良酸性土壤的经济、便捷方法，但频繁地通过施用石灰来调节土壤的酸度可能会加剧土壤的酸化，而且过量施用石灰有可能抑制作物的生长[24]。因此适量施用生石灰至关重要。

（2）随着生石灰施用量的增加，土壤pH 和土壤钙含量均逐渐增加，而镁含量、有效硼含量呈现减少趋势。这是因为在土壤中施用生石灰后，土壤中将产生大量的氢氧根离子，该离子与土壤中的镁、铁等金属离子结合生成氢氧化物沉淀，pH 增加，可以中和土壤中的酸度，降低铝毒，从而有效降低酸性土壤的酸度，同时还能增加土壤中交换性钙的含量、提高土壤养分含量。综合比较土壤中有机质、有效钾、有效磷、有效氮的含量，当生石灰施用量达到1350 kg/hm2的标准时，土壤养分综合状况达到烤烟生产需求的相对最佳标准。

（3）生石灰施用量在1350 kg/hm2范围内，随着生石灰施用量增加，烟叶产量、产值呈递增趋势，但施用量超过1350 kg/hm2后，烟叶产量和产值降低。这说明该施用量是烟叶生长的最佳阀值。唐莉娜等[25]在烟稻轮作试验中（第1 季种植烟草，第2 季种植水稻），酸性土壤(pH 5.0)上施石灰0.2~0.4 g/kg 能明显促进当季烤烟生长，但施用石灰过多对烤烟生长不利。该研究结果表明石灰用量也不能过度，频繁地通过施用石灰来调节土壤的酸度可能会加剧土壤的酸化，大量施用生石灰也可能抑制植物的生长。由于石灰在土壤中的流动性很差，若长期、过量施用石灰会造成表层土壤的板结，则不利于植物的生长，并且会引起营养元素的失衡。

（4）生石灰施用量在1350 kg/hm2的标准时，烟叶内在化学指标最接近优质烟内在化学成分标准。综合上述结果看出，施用生石灰改良剂以中和土壤酸度、提高土壤肥力、恢复酸性土壤的生产力对农业的持续发展和生态环境的保护具有双重重要意义。在攀枝花烟区酸性土壤生石灰施用量以1350 kg/hm2较好，可以达到改善土壤养分、提高烟叶产量、产值、提升烟叶内在质量的目的。

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