农业废弃物还田对植烟土壤物理性状及根结线虫病的影响

陈红华 李富强 向必坤 施河丽 左梅 尹忠春 谭军

摘  要：为有效控制烟草根结线虫对烟株的危害，在湖北宣恩开展了稻壳、稻壳+谷糠、烟草秸秆生物有机肥、茶枯等农业废弃物还田（用量15 000 kg/hm）试验，研究农业废弃物还田对植烟土壤物理性状和根结线虫病发生的影响。结果表明，农业废弃物还田能不同程度地改善植烟土壤物理性状，提高>0.25 mm的土壤团聚体含量，降低土壤容重和土壤毛管孔隙度，提高土壤总孔隙度、土壤毛管持水量和土壤含水量。农业废弃物还田对烟草根结线虫病的防控效果在23.86%～84.50%，以稻壳+谷糠防控效果最好。土壤物理性状与烟草根结线虫病发生情况相关性分析表明，烟草根结线虫病发生与土壤总孔隙度和通气孔隙度呈显著负相关关系，与土壤容重呈显著正相关关系。总之，采用稻壳+谷糠还田能有效改善土壤物理性状和控制根结线虫病的发生。

关键词：农业废弃物;还田;土壤物理性状;根结线虫病

中图分类号：S572.01          文章编号：1007-5119（2019）04-0037-05      DOI：10.13496/j.issn.1007-5119.2019.04.006

Effect of Returning Agricultural Wastes on Tobacco-planting Soil Physical Properties and Root-knot Nematode Disease

CHEN Honghua， LI Fuqiang， XIANG Bikun， SHI Heli， ZUO Mei， YIN Zhongchun， TAN Jun

（Enshi Tobacco Company of Hubei Province Corporation， Enshi， Hubei 445000， China）

In order to effectively control tobacco root- knot nematodes in tobacco plants， returning agricultural wastes （15 000 kg/ha） including rice shell， rice shell and chaff， tobacco stalks organic fertilizer， tea cake were studied on their effects on tobacco-planting soil physical properties and root-knot nematode disease in Xuan'en， Hubei province. The results showed that the physical properties of tobacco-planting soil could be improved in different degrees by increasing the content of soil water-stable aggregates more than 0.25 mm ， soil total porosity， soil capillary water capacity and soil moisture， and reducing soil bulk density and soil capillary porosity. Agricultural wastes had a good effect on inhibiting the occurrence of tobacco root-knot nematode disease， with the control effect ranging from 23.86% to 84.50%， with rice shell and chaff showing the best control effect. Correlation analysis between soil physical properties and occurrence of tobacco root -knot nematode disease showed that the occurrence of tobacco root-knot nematodes had a significant negative correlation with soil total porosity and aeration porosity， and a significant positive correlation with soil bulk density. In summary， returning rice shell and chaff to the field can effectively improve the physical properties of tobacco-planting soil and control the root-knot nematodes.

agricultural wastes; returning; soil physical properties; root-knot nematode disease

煙草根结线虫病是烟草生产上的重要病害。为了有效防治根结线虫病，人们提出了物理方法、化学方法、生物方法及综合防治策略，也探讨了应用轮作、选育抗线虫品种、生防菌、生态调控等农艺措施来防治根结线虫病，虽起到了一定作用，但均有其局限性。有研究报道在土壤中施用茶籽饼、引入碳源能够在一定程度上防治根结线虫病。目前还鲜见关于利用农业废弃物还田改善土壤物理性状防控线虫的报道。本研究将当地丰富的农业废弃物资源（稻壳、谷糠等）还田，研究其对土壤物理性状改善和根结线虫的抑杀效果，以筛选出能有效改善土壤物理结构、抑制烟草根结线虫病发生的农业废弃物，为农业废弃物的资源化利用和烟草根结线虫绿色防控提供技术指导

1  材料与方法

1.1  试验材料

试验于2018年开展。试验点位于湖北省宣恩县椒园镇水井坳村3组，常年种植烤烟，烟草根结线虫危害严重，土壤中根结线虫数量达到150条/g。地势平坦，土壤为山地黄棕壤。土壤有机质含量25.95 g/kg，碱解氮含量137.55 mg/kg，速效钾含量148.52 mg/kg，有效磷含量22.60 mg/kg。供试烟草为当地主栽品种云烟87。

1.2  试验设计

试验设5个处理。T1：稻壳;T2：稻壳+谷糠（质量比例为1∶1）;T3：烟草秸秆生物有机肥;T4：茶枯;CK：对照，施化学肥料。各处理N、PO和KO施用量分别为97.5、195、292.5 kg/hm。还田废弃物用量均为15 000 kg/hm（主要营养成分含量见表1），不足的养分用化学肥料[烟草专用复合肥（N、PO、KO质量含量分别为8%、16%、24%或10%、10%、20%）、普钙（PO质量含量12%）和硫酸钾（KO质量含量50%）]补足。随机区组排列，重复3次，小区面积39.6 m，株距55 cm，行距120 cm，5月1日移栽，还田方法：3月份将试验所用稻壳、谷糠等均匀撒到田间，并结合春耕晒垡翻压到土中。

1.3  土壤样品的采集与处理

烟叶采收完毕，铲平垄面后再用环刀平稳压入土中采集土壤样，随机取样，每个处理取9个样，测定相关物理指标;每个处理随机取烟株根际（0～30 cm）土壤，每小区“Z”字形取15株烟的根际土，充分混合为一个土样，样品重量1 kg左右，在自然条件下风干备用，测定土壤水稳性团聚体。

1.4  土壤物理性状的测定

测定土壤容重、土壤总孔隙度、土壤毛管持水量、土壤通气孔隙度、土壤含水量和土壤团聚体等6个土壤物理指标。土壤容重采用环刀法、水稳性团聚体用改进的Yoder湿筛法。

1.5  烟草根结线虫病的发病情况调查

参照GB/23222—2008 烟草病虫害分级及调查方法，采用小区普查的方式，分别在烟苗移栽后第60天、120天调查各处理发病情况，并统计病情指数{病情指数=[∑（各级病株数×该病级值）]/（调查总株数×最高级值）×100}和防治效果{防治效果=[（空白对照区病情指数-处理区病情指数）/空白对照区病情指数]×100%}。

1.6  农艺性状调查

参照YC/T 142—2010分别于团棵期和成熟期测定烤烟株高、叶片数、茎围、最大叶面积等。

1.7  数据分析

试验数据用DPS 7.05和SPSS 22进行数据处理和统计分析。表中数据均为平均值±标准差，采用单因子方差分析（ANOVA）最小显著极差法（SSR）检验不同模式土壤各变量之间的差异显著性。

2  结  果

2.1  不同处理对植烟土壤主要物理性状的影响

由表2看出，农业废弃物还田对土壤物理性状均有一定程度的影响，提高了>0.25 mm土壤团聚体含量、总孔隙度、毛管持水量、含水量，降低了土壤容重，而在通气孔隙度和毛管孔隙度指标上呈现有增有减的现象。处理T2、T1的>0.25 mm土壤团聚体含量、总孔隙度、毛管持水量、含水量较高，处理T4、T3的居中，对照CK最低。处理T2的>0.25 mm土壤团聚体含量最高，但与其他处理之间差异不显著。处理T1的土壤总孔隙度和通气孔隙度显著高于其他处理，其他处理间无显著差异。T1与T4处理的毛管持水量和含水量差异不顯著，但显著高于其他处理。土壤容重表现为处理CK与T3较高，处理T4、T2稍低，处理T1显著低于其他处理。由此可见农业废弃物还田后土壤的物理性状得到了不同程度的改善。

注：表中同列数据中不同字母表示处理间差异达5%显著水平，下同。

Note： different letters in the same column data above the table mean significant among treatments at 5% level， the same as below.

2.2  不同处理对植烟土壤根结线虫病的防治效果

由表3可知，烟苗移栽60 d，对照CK的病情指数为最高，T3最低，与对照相比相对防效达到77.27%，T2次之，相对防效为69.32%，T3和T2分别与CK达到了显著差异;移栽120 d，对照CK的病情指数仍然为最高，T2最低，与CK相比相对防效达84.50%，处理T1的仅次于T2，分别与CK达到了显著差异。综合比较，处理T2对烟草根结线虫防控效果最好。

2.3  不同处理对烟株主要农艺性状的影响

由表4看出，农业废弃物对烟株生长发育有促进作用。处理之间烟株的株高、茎围和最大叶面积差异显著。T2和T4处理烟株显著高于T3和CK处理;T2和T4处理的茎围显著大于CK处理;T2处理最大叶面积显著大于T3处理。从农艺性状来看，T2和T4处理最有利于烟株的生长。

2.4  不同处理土壤物理性状、发病情况相关性分析

不同处理土壤物理性状、发病情况相关性分析（表5）表明，土壤团聚体、总孔隙度、毛管持水量、通气孔隙度和土壤含水量等物理指标与烟草根结线虫病情指数呈负相关，土壤容重、毛管孔隙度与烟草根结线虫病情指数呈正相关关系。其中，总

孔隙度、通气孔隙度与烟草根结线虫发病指数达到显著性负相关，土壤容重与烟草根结线虫发病指数达到显著正相关。由此，土壤总孔隙度、通气孔隙度与容重等物理性状的变化直接影响烟草根结线虫病的发生程度。

表5  土壤物理性状与烟草根结线虫病发生相关性分析

Table 5  Correlation analysis between physical properties of soil and incidence of tobacco plant in different treatments

3  讨  论

有研究表明，长期单施化肥会导致土壤板结，结构破坏，肥力下降，而土壤的物理性状影响到烟叶的内在品质和外观质量，良好的物理性状是烟草获得烟叶优质稳产的基本条件。土壤团聚体作为土壤结构的重要组成部分，协调土壤中的水、肥、气、热，是影响土壤肥力和土壤质量的重要因素之一。一般把>0.25 mm的团聚体称为土壤团粒结构体，其数量与土壤的肥力状况呈正相关。本研究表明，农业废弃物还田后土壤性状得到改善，土壤团聚体组成中>0.25 mm的团聚体含量提高，土壤容重、毛管孔隙度降低，土壤总孔隙度、毛管持水量、含水量升高，说明通过上述废弃物的还田，改善了植烟土壤透气性、透水性能以及保水能力，这与前人研究结果基本一致，但与郝葳等研究报道的优质烟区土壤容重等物理指标范围不相符。可能是因土壤类型不同产生的差异。

农业废弃物还田后降低了烟田根结线虫的病情指数，减轻了根结线虫对烟株的危害，这与杨秀娟、张涵等研究結果基本一致。不同的农业废弃物比较发现，稻壳+谷糠还田对根结线虫病情指数的降低效果最显著。同时本研究发现，稻壳+谷糠还田具有明显的促进烟株生长的作用，可能是稻壳、谷糠、烟草秸秆生物有机肥等有机物的施入增加了土壤中微生物的种群和数量，促进了土壤养分和微生物种群平衡，使土壤本身的N、P、K及一些微量营养元素得到活化，优化了根际微生物群落结构，土壤中根结线虫数量下降，促进了烟株发育和降低了根结线虫的危害。

4  结  论

本研究结果表明，农业废弃有机物料还田能增加土壤中>0.25 mm团聚体含量和土壤总孔隙度，降低土壤容重，对烟株生长发育有促进作用，能有效减轻根结线虫对烟株的危害，综合比较，稻壳+谷糠（质量比例为1∶1）、用量为15 000 kg/hm还田效果较好。在后续的研究中，将开展废弃物还田长期定位试验，研究其对土壤养分和生物种群的改善情况，以进一步分析农业废弃物还田对根结线虫病的抑制作用。

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