腐植酸对重茬烤烟土壤性状和产量的影响

肖瑶，蒋宇洲，李迪，王筱莹，王鹏

（黑龙江八一农垦大学农学院，大庆 163319）

腐植酸对重茬烤烟土壤性状和产量的影响

肖瑶，蒋宇洲，李迪，王筱莹，王鹏

（黑龙江八一农垦大学农学院，大庆 163319）

采用盆栽和田间小区试验，研究不同腐植酸施用量对重茬烤烟4种土壤酶活性、土壤理化性状、烟叶产量及品质的影响。结果表明：腐植酸对土壤酶活性和速效养分含量具有显著作用，且土壤4种酶均与速效养分呈极显著正相关，其中50 g·株-1腐植酸处理，土壤4种酶活性在烤烟移栽后各生育期均表现最强，与对照相比增幅分别为3.43%～7.05%，13.74%～22.47%，12.00%～28.24%，4.60%～21.38%。施加腐植酸处理的烤烟产量与产值显著高于其他处理，分别比常规施肥提高9.35%和10.37%。表明适量的腐植酸对提高重茬烤烟土壤酶活性、速效养分及产量和产值方面效果显著。

重茬烤烟；腐植酸；土壤酶活性；产量

腐植酸（humic acid，HA）是一种有机高分子聚合物，这种聚合物的吸附能力较强，能够吸附土壤中的微小物质，形成土壤团粒体结构，使土壤结构疏松，提高土壤保水力，使土壤透气升温，从而达到改善土壤理化特性，增强土壤缓冲能力的目的[1-2]。Senn等[3-6]试验结果表明，腐植酸中含有丰富的铁素，在施用腐植酸后，能够显著提高土壤酶活性，改善土壤微生态环境。Ayuso等[7]的研究结果表明，在水培试验中，施用腐植酸能够促进植物生长，提高植株对营养的吸收作用。Arancon等[8]的试验结果表明，腐植酸对能够显著的提高土壤有机质含量。重茬种植对烤烟生产的影响日益增大[9-10]，目前，关于腐植酸对重茬障碍比较严重的黑龙江烟区土壤酶活性、土壤理化性质的影响以及对烟叶产量及质量的影响的研究较少。研究采用盆栽及田间小区试验，在腐植酸复混肥条件下，以重茬5年烤烟土层土壤为研究对象，探讨不同腐植酸施用量对烤烟土壤酶活性和土壤理化动态变化的影响及对烟叶产量和质量的影响，从而明确不同腐植酸肥施用量对改善重茬烤烟的效果，为指导生产实践提供可靠的理论依据和技术支持。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验分为盆栽和大田两部分，其中盆栽试验于2014年在黑龙江八一农垦大学实习基地进行，大田试验于2014～2015年在黑龙江省大庆市肇州县永胜乡烟草栽培示范田进行，烤烟茬口为5年茬，土壤类型为黑钙土，供试品种为龙江911，腐植酸肥由黑龙江八一农垦大学资源与环境系提供。4月10日温室托盘育苗，5月10日移栽，大田生长期共17周。0～20 cm土壤肥力指标（表1）。

表1 土壤基础理化性状Table 1Physical and chemical properties of soil

1.2 试验设计

盆栽试验设计：盆钵规格为30×30 cm，土壤经过风干并过1 mm孔径网筛，每盆装土20 kg，每个处理30盆，每盆施烤烟专用肥（N-P2O5-K2O：6-12-18）48.13 g，腐植酸、专用肥和土壤充分混匀后装盆。设6个处理，腐植酸用量分别为CK：0 g·株-1、A1：25 g·株-1、A2：50 g·株-1、A3：100 g·株-1、A4：150 g·株-1，A5：200 g·株-1，其他措施与优质烟叶生产技术相同。

大田试验设3个处理：B1为不施肥处理；B2为试验田当地常规施肥处理：烤烟专用肥（N-P2O5-K2O：6-12-18）875.00 kg·hm-2；B3为腐植酸与烤烟专用肥混施处理：腐植酸肥用量为909.00 kg·hm-2，烤烟专用肥（N-P2O5-K2O：6-12-18）435.67 kg·hm-2，三料磷肥（N：18%，P2O5：46%）69.15 kg·hm-2，硫酸钾（K2O含量50%）152.7 kg·hm-2；B2与B3处理的氮素用量均为52.50 kg·hm-2，P2O5为105.00 kg·hm-2，K2O为157.50 kg·hm-2，基肥采用单株一次性施入。试验设3次重复，随机区组排列，种植密度为18 180株·hm-2。

1.3 取样方法与指标测定

盆栽烟株分别于移栽后的第5周、7周、9周、11周进行土壤取样，每个处理取长势相近的3盆，取盆内土壤，一部分冷冻保存，其余土样风干保存，用以测定土壤酶活性和土壤理化性状。土样酶活性测定参照《土壤酶及其研究方法》[11]，土壤碱解氮、有效磷（P），速效钾（K）测定均采用土壤农化分析常规分析方法[12]。

大田烟叶样品采集：在采收期，取中间二垄20株各处理、各重复分别烘烤分级，特别要注意各处理橘色和柠檬色烟的比例，测定出产量、上等烟、中等烟比例，产值；每小区各处理取长势相同的3株，分别留取下部烟叶、中部烟叶、上部烟叶混合样品进行烟碱、总糖、还原糖等常规化学成分的测定[13]。

1.4 数据处理

所有数据采用Spss 21.0版软件进行差异显著性分析，采用Excel 2003进行图表制作。

2 结果与分析

2.1 不同腐植酸施用量对土壤酶活性的影响

在土壤生态系统的物质循环和能量转化中，土壤酶活性具有非常重要的作用，土壤酶活性大小可以表示土壤肥力和养分转化能力的强弱。土壤酶参与土壤中的一切生物化学过程，土壤酶活性大小能够直接影响土壤养分的供应和储备，是反映土壤生物活性强度的标志之一[14-17]。

盆栽试验结果表明（表2），烟株土壤中4种酶活性随着烤烟移栽后周数的增加表现出不同变化，土壤蔗糖酶能够参与土壤有机碳循环，对提高土壤中易溶性营养物质具有非常重要的作用，蔗糖酶在土壤中含量较大。土壤过氧化氢酶活性可以反映土壤的腐殖化及有机质积累的程度，能够分解土壤中对植物有害的过氧化氢、降低过氧化氢积累对植株造成的毒害作用。土壤磷酸酶与土壤磷素转化密切相关，可以反映土壤磷素的状况。试验中，施用腐植酸肥可以显著提高烟株各生育期内土壤4种酶活性，其中过氧化氢酶活性、蔗糖酶活性及磷酸酶活性均随着烤烟移栽后周数的增加呈先升高后降低的变化趋势，在第9周时活性达到最高，随后开始下降，这可能由于这时烤烟处入旺长期，根系的分泌物有所增加，改善了土壤的酸碱环境，使土壤中微生物的数量增加，提高了土壤酶活性，增加了土壤中的营养物质含量，使有害的过氧化氢含量减少，有利于烟株较好的生长。土壤脲酶是转化土壤中氮素的关键酶，可以分解土壤中有机物质，使其水解生成NH3和CO2。试验结果表明，土壤中脲酶活性与其他三种酶活性变化有所不同，表现为随移栽后周数的增加呈升高-降低-升高的变化趋势，在第7周土壤脲酶活性达到最高，可能由于烟株在此时生长速度加快，对氮素需求较大，使土壤脲酶活性升高，从而增强对土壤氮素的转化及分解腐植酸肥，以供应烟株生长。后期有所上升说明植株后期生长需肥量增加。4种土壤酶活性随着腐植酸用量的增加表现出不同差异，均为A2＞A1＞A3＞CK＞A4＞A5。A1，A2，A3处理的土壤酶活性与CK相比表现显著差异（P＜0.05），A4，A5处理土壤酶活性指标则显著低于CK，说明腐植酸肥量过高会抑制烤烟土壤根际附近微环境，从而影响土壤酶活性。其中A2（50 g·株-1）处理的土壤4种酶活性在移栽后各生育期均为最强，土壤过氧化氢酶，蔗糖酶，脲酶，磷酸酶与CK相比，增幅分别为3.43%～7.05%，13.75%～22.47%，12.00%～28.24%，4.60%～21.38%。说明A2（50 g·株-1）腐植酸施用量可以显著提高土壤酶的活性。

表2 腐植酸对土壤酶活性的影响Table 2Effect of Humic acid fertilizer on soil enzyme activity

2.2 腐植酸对土壤速效养分的影响

有研究指出，随腐植酸复合肥施用量增大，土壤的碱解氮、有效磷（P）、速效钾（K）升高。同时有研究证实腐植酸可增强土壤保水保肥能力，促进氮、磷、钾的转化和吸收，改善土壤环境。由盆栽试验可以看出（表3），土壤养分含量随腐植酸用量的增加均呈先增加后降低趋势，各处理下烟株土壤碱解氮和有效磷（P）含量随着移栽后周数的增加均呈先升高后降低的变化趋势，土壤的速效钾（K）含量随移栽后周数的增加呈先升高—降低—升高的变化趋势。移栽后7周，土壤有效磷（P）和速效钾（K）达到最高值，在整个生育期内，A2处理烟株土壤速效钾显著高于其他处理，与对CK比分别增加了12.62%～31.68%，速效磷含量比CK增加了10.95%～40.01%，土壤碱解氮含量A2处理在移栽后7周达最大值，而CK和其他处理均在移栽后9周达最大值，可能由于A2处理腐植酸施用量加快了土壤氮素的转化，A2烟株土壤碱解氮含量显著高于CK，比CK分别增加了5.15%～18.80%。由表3可知，各处理土壤养分含量在移栽后5～11周内烟株土壤养分含量均表现为A2显著高于其他处理，与CK差异达到显著水平（P＜0.05）。说明A2（50 g·株-1）腐植酸施用量可以使烟株在整个生长发育过程中的土壤保持比较高速效养分含量，这样可以为烟株的生长发育提供充足的养分。

表3 腐植酸对土壤速效养分含量的影响（mg·kg-1）Table 3Effect of Humic acid fertilizer on soil nutrient contents

2.3 土壤酶活性与速效养分含量的相关性分析

由表4相关性分析结果可以看出，过氧化氢酶、蔗糖酶、磷酸酶、脲酶4种土壤酶之间均表现极显著正相关，且4种酶与土壤碱解氮、有效磷（P）均呈极显著正相关，土壤速效钾（K）与过氧化氢酶呈极显著正相关，与蔗糖酶、磷酸酶、脲酶均呈显著正相关。说明4种酶在促进土壤速效养分转化方面具有非常重要作用。由表4还可以看出，相同的酶不仅对特定的土壤养分因子有显著相关性，对多种土壤养分因子均有极显著的相关性，表明这4种土壤酶不仅对特定土壤养分因子的转化起到促进作用，对其他土壤养分因子的转化过程也有一定的促进作用，共同影响土壤的理化性状。

表4 土壤酶活性与速效养分含量的相关性分析Table 4Correlation coefficients between soil enzymes activity and available nutrients content

2.4 腐植酸对烤烟产量及产值的影响

由大田试验（表5）可知，B3处理下烤烟产量最高，分别比B1和B2处理提高36.58%和9.35%，烤烟产值则分别提高70.04%和10.37%；从烤烟不同等级烟叶分配比例可以看出，腐植酸肥处理的上等烟叶比例最高，常规施肥处理中等烟叶比例最高，B1处理的下等烟叶比例最高，说明腐植酸肥对提高烤烟产量与产值具有重要的影响。

表5 腐植酸对烤烟经济性状的影响Table 5Effect of Humic acid fertilizer on economic characters of flue-cured tobacco

3 结论与讨论

在作物种植过程中施用腐植酸肥可以有效的提高土壤腐殖质的活性，改善土壤结构，提升土壤肥力[18-19]。土壤酶主要来源于动植物残体、植株根系分泌及土壤微生物活动[20]，具有催化土壤生物化学反应的作用，是反映土壤肥力的重要指标之一[21]。

在试验环境条件下，证明施用适量腐植酸肥可以显著提高土壤酶活性，在试验各处理下，以A2（50 g·株-1）处理提高最为明显，说明施用腐植酸肥使土壤质量得到明显改善，从而增强了植物的根系活力，使根系产生的分泌物增多，改善了土壤微环境，增强了土壤中微生物的生长，从而使土壤酶活性得到显著提高[22-23]。通过比较烤烟在整个生育期的土壤酶活性，发现土壤4种酶活性均有不同程度的提高，在第9周土壤中蔗糖酶、磷酸酶、过氧化氢酶活性达到峰值，土壤脲酶在第7周达到峰值后开始缓慢下降，这与杨双剑[24]、王飞[25]、Hopkins D W[26]、Balezentiene L[27]等研究结果相似。试验还发现，施用过高的腐植酸量并不理想，甚至抑制土壤酶活性。因此，试验结果说明A2（50 g·株-1）腐植酸施用量可以显著提高烤烟土壤酶活性。

在烤烟的整个生育期，对不同腐植酸处理的烤烟土壤速效养分含量分析可知，在移栽后5周开始，施用腐植酸肥提高了土壤有效养分的含量，对烤烟烟叶的形成具有显著促进作用，为获得良好的烤烟叶片数和烟叶产量提供良好的保障。在移栽后7周，腐植酸施用量为50 g·株-1的处理土壤碱解氮含量、土壤有效磷、钾的含量最高，其中CK和其他腐植酸施用量处理的碱解氮含量则在第9周达到最高，而在移栽后第11周时土壤速效钾（K）含量有所回升。移栽后第7周开始是烤烟烟叶伸展的重要生育时期，充足的土壤养分供应能够使烤烟叶片充分伸展，从而显著提高烟株的叶面积，为获得烟叶高产量提供保障。烟株收获之后，土壤的有效养分开始呈下降趋势，保证了施肥烟叶的落黄成熟。与杨双剑[24]、邵孝侯[28]、张长华[29]等的研究结果一致，说明腐植酸施用量为50 g·株-1可以显著提高重茬土壤的碱解氮、有效磷（P）及速效钾（K）的含量，能较好地满足烤烟生理需要，促进生长发育，改善烟叶品质。

土壤酶活性与土壤养分含量具有非常紧密的联系，某一种土壤酶活性和特定土壤养分之间具有相关性而和另一些养分之间则表现出不相关性，在各区域内表现出的规律均不相同，而且不同种类的酶之间存在非常复杂的联系[30-31]。研究结果分析表明，土壤4种酶均与土壤速效养分呈极显著正相关，说明腐植酸可提高土壤酶活性，有利于提高土壤的生物学活性，从而促进土壤速效养分的转化和释放。

烤烟栽培重茬3～5年，烟株发育会受到影响，产量降低，品质下降[32]。在试验中，腐植酸处理比常规施肥处理产量提高6.94%，上等烟比例提高9.06%，产值提高7.93%。说明腐植酸的施用，能够合理的协调土壤的养分供应，显著的提高土壤酶活性，对保持土壤健康具有重要意义，显著提高烟叶产量和中上等烟比例，增加了烤烟的经济效益。

综合以上分析，通过对重茬烤烟施用不同量腐植酸的研究表明，50 g·株-1的腐植酸处理对改善重茬障碍对烤烟生长发育的影响，提高土壤酶活性、速效养分含量及提高烟叶产量和产值具有非常显著作用。腐植酸提取方便，价格低廉，在今后改善重茬烤烟障碍，提高烟叶产量质量方面具有可行性。

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Effect of Humic Acid on Continuous Cropping Flue-cured Tobacco Soil Properties and Production and Quality

Xiao Yao，Jiang Yuzhou，Li Di，Wang Xiaoying，Wang Peng
（College of Agronomy，Heilongjiang Bayi Agricultural University，Daqing 163319）

Potted and field culturing tests were used to study the effect of humic acid on soil enzyme activity，soil physical and chemical，tobacco yield and quality in continuous cropping tobacco.The results showed that the humic acid had significant effect on soil enzymes activity and available nutrients content，and four kinds of soil enzymes had significant positive correlation with quickacting nutrient.The 50 g·plant-1processing，four kinds of soil enzyme activity in different growth period were the strongest after transplanting，compared with controls increasing 3.43%-7.05%，13.74%-22.47%，12.00%-28.24%，4.60%-21.38%respectively. Humic acid treatment of flue-cured tobacco yield and output value were significantly higher than other treatments，compared to the conventional fertilization increased by 9.35%and 10.37%，respectively.Resoults indicated appropriate humic acid could improve soil enzymes activity and available nutrients and yield and output value.

flue-cured tobacco；humic acid；soil enzyme activity；yield

S147.2；S572

A

1002-2090（2017）04-0005-06

10.3969/j.issn.1002-2090.2017.04.002

2016-03-17

黑龙江省烟草公司资助项目（有机肥对黑龙江省植烟土壤及烤烟品质影响研究：HN201202）。

作者简历：肖瑶（1989-），女，黑龙江八一农垦大学农学院2013级硕士研究生。

王鹏，男，教授，博士研究生导师，E-mail：wangp.ycs@163.com。