不同有机肥配施对烟地土壤酸碱性和养分影响

雷庭 左业华 陆新莉 丁忠林 郭光东 肖力力 贺化祥

摘 要 为了研究有机肥对烟地土壤酸碱性和养分的影响，以云烟87为试验材料，采用随机区组设计，研究了不同有机肥配施对植烟土壤pH、有机质、全氮、碱解氮、速效磷和速效钾的影响。研究结果表明：施有机肥不仅对烤烟生长前期土壤pH有微调和缓冲作用，还能提高烤烟生长中期到后期土壤的pH;施用有机肥能够增加土壤有机质、全氮、碱解氮、速效磷、速效钾含量;每667 m2配施油枯40 kg和秸秆有机肥75 kg在提高土壤有机质、全氮、碱解氮、速效钾和速效磷方面综合表现最好。

关键词 有机肥施用;烤烟;土壤;pH;养分

中图分类号：S572 文献标志码：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2019.23.087

烟草是我国广泛栽培的重要经济作物之一，我国烟草种植面积和烟叶产量均位居世界首位[1]。土壤是烤烟生长的唯一场所，土壤的质量状况影响着烤烟的质量和产量。研究表明，有机肥能为植物提供全面的营养，肥效长，可增加和更新土壤有机质，促进微生物繁殖，加强土壤的保水保肥能力，为作物提供良好的生活条件，是一种简单有效的土壤保育措施[2-3]。

20世纪80年代以来，由于化肥在提高作物产量方面的巨大贡献以及化肥工业的发展，化肥的施用量迅速上升，但与此同时，有机肥施用量却增长缓慢。由于长期大量地使用化肥，出现了土壤生产力下降、重金属和有毒元素增加、微生物数量以及活性降低、土壤理化性状恶化和土壤养分不协调等土壤问题[4]。

土壤的酸碱性是土壤很重要的化学性质，它主要是通过影响土壤微生物活性、矿物质和有机质的分解以及土壤胶体带电性等方面，来影响土壤养分的释放、固定和迁移[5]。研究表明，不同种类来源的有机肥可以对土壤pH值产生不同的影响，总体而言有机肥主要是通过被微生物分解产生有机酸对土壤pH产生影响[6-7]。土壤有机质是土壤固相部分的重要组成部分，它不仅含有植物生长发育所需的各种营养元素，还是土壤微生物活动能源的提供者，对土壤理化性质和生物学性质有着重要影响[8-9]。土壤氮素绝大部分是有机态氮，所以有机质的含量与全氮含量成正相关，施用有机肥可以有效地提高土壤中全氮含量[10]。高艺宁等[11]的研究表明，碱解氮含量的高低，取决于有机质含量的高低和质量的好坏以及放入氮素化肥数量的多少，有机质含量丰富，熟化程度高，碱解氮含量亦高，反之则含量低。吴智敏等[12]和廖超林等[13]的研究表明油菜秸秆能显著提高土壤速效磷和碱解氮含量;组合施用有机肥能提高土壤氮供应效果，不同有机物料组合对土壤的有效态氮影响有所差异。土壤磷素含量高低在一定程度反映了土壤中磷素的贮量和供应能力[14]。孙倩倩等[15]的研究表明增施有机肥有利于土壤无机磷向有效态转化，不但会增加土壤无机磷有效态组分的供应强度，还提高了有效磷源和缓效磷源在无机磷中的比例，可以改善供磷水平。谷守宽等[16]的研究表明长期施配施有机肥处理的土壤速效钾含量明显高于单施化肥处理，有机肥的长期施用使得土壤有机质含量增加，减少了土壤矿物对钾的固定，使土壤中速效钾增加。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试品种：供试品种云烟87，为当地大面积主栽品种。供试肥料：油枯，总养分（N+P2O5+K2O）≥7%，有机质≥70%;秸秆有机肥，通过玉米秸秆和牛粪发酵制成，总养分（N+P2O5+K2O）≥7%，有机质≥79%;烤烟专用复合肥料，养分状况：N、P2O5、K2O的比例为10∶10∶25。

1.2 试验设计

本试验于2018年4月25日—2018年9月13日在贵州省黔南布依族自治州瓮安县进行。瓮安县属亚热带湿润季风气候，四季分明，春迟夏短，秋早冬长，热量充足，水热同季，年平均气温13.6 ℃，最熱月（7月）平均气温23.1 ℃，最冷月（1月）平均气温2.9 ℃，年较差距

20.2 ℃，年降水量为1 148.2 mm，自然环境较为复杂多样。试验地海拔875.7 m，位于东经107.1°、北纬27.3°。供试土壤为连作烤烟的黄壤，土壤背景值pH为4.93，有机质33.87 g·kg-1、全氮1.40 g·kg-1、碱解氮273.16 mg·kg-1、

速效磷45.40 mg·kg-1、速效钾203.59 mg·kg-1。

在每667 m2施用50 kg烤烟专用复合肥作基肥的基础上，本试验共设4个处理。处理1：每667 m2施加20 kg油枯和40 kg秸秆有机肥;处理2：每667 m2施加30 kg油枯和50 kg秸秆有机肥;处理3：每667 m2施加40 kg油枯和75 kg秸秆有机肥;对照：不施用有机肥。田间采用单因素随机区组试验设计，重复4次，第4个区组为取土样区组。每小区种植烟株60株。

1.3 测定项目及方法

1）土壤取样方法。整块试验地在起垄施肥前按五点取样法取1个样品用于土壤养分背景分析。在移栽后30 d、60 d、90 d、120 d分别在第4区组中各小区的烟株根系周围进行土壤样品五点取样，取样深度为30 cm。取样后科学编号（样品卡上注明试验地点、试验名称、处理名称、取样日期和取样人员），每处理每次取样的湿土重量为2 kg左右，风干后寄往贵州大学。

2）土壤养分测定方法。土壤的pH值：电位法;有机质：油浴加热重铬酸钾容量法;全氮：凯氏蒸馏法;碱解氮：碱解扩散法;有效磷：碳酸氢钠浸提-钼锑抗比色法;速效钾：乙酸铵浸提-火焰光度法。

1.4 统计与分析

采用数据统计软件进行数据统计与处理，如Excel、DPS等，文中所列数字均为平均数值。

2 结果与分析

2.1 施用有机肥对土壤pH值的影响

2.1.1 施用有机肥对不同时期土壤pH的影响

由不同处理的土壤pH值的动态测定结果（图1）可以看出：配施有机肥处理的土壤pH值呈现先下降后升高再下降的变化趋势，其土壤pH值都呈酸性。配施有机肥的处理在前60 d内变化平缓，缓慢下降，土壤pH值的下降量随着有机肥施用量的增多而增多，这可能是因为施有机肥使土壤胶体含量增多，土壤缓冲性增加，而且有机质产生有机酸，所以施用有机肥最多的土壤pH值下降最多[5，7];而不施有机肥的处理在烤烟生长前30 d土壤pH升高，在30～60 d内土壤pH快速下降。在烤烟移栽后

60 d、90 d和120 d，施有机肥的土壤pH高于不施有机肥的土壤，在这三个阶段施有机肥的处理pH分别比对照组高0.17、0.23和0.19。结果说明，施有机肥对烤烟生长前期的土壤有微调和缓冲作用;施有机肥能够提高烤烟生长中期到后期土壤的pH，能在一定程度上改良土壤酸性。

2.1.2 有机肥不同施用量对土壤pH的影响

从表1可以看出：所有施用有机肥的处理，施用有机肥量越多，土壤pH值就越小，在4个时期中，施用有机肥最多的处理3土壤pH值最小，其次是处理2，土壤pH最大的为处理1。施有机肥处理在移栽30 d以后比对照的土壤pH高，处理1、处理2和处理3的土壤pH，在移栽后60 d分别比对照组高0.23、0.20和0.08，在移栽后90 d分别高0.34、0.27和0.80，在移栽后120 d分别高0.27、0.22和0.07。

2.2 施用有机肥对土壤有机质的影响

2.2.1 施用有机肥对不同时期土壤有机质的影响

土壤有机质既是植物营养的供给源，也是土壤肥力的重要构成因素，直接影响着土壤的保肥性、保水性、缓冲性、宜耕性和通气状况等[17]。由图2可以看出：无论是配施有机肥处理还是只施无机肥的对照组，从烤烟移栽到烤烟完全采收的120 d内，土壤有机质含量都呈现升降交替的变化，可见土壤中有机质的矿化和腐殖化是交替进行的。在移栽后30 d，土壤有机质含量下降可能是因为施用化肥提高了土壤碳氮比有利于有机质矿化，所以有机质含量下降[18]。与施肥前相比，只施复合肥的对照处理在移栽后60 d、90 d和120 d，土壤有机质含量分别上升了28.11%、17.86%和23.83%。高亚军[19]认为施用化肥能增加土壤有机质含量，因为施肥可以增加土壤中根系、残茬、微生物和根系分泌物的量等，从而增加有机质的量。与施肥前相比，施有机肥的3个处理在移栽后的60 d、90 d和120 d，土壤有机质均有不同的增加，上升幅度分别为26.22%～35.78%、16.42%～36.28%和31.18%～49.28%。有机肥和化肥配施能增加土壤有机质，一方面是由于有机肥中含有有机物，可以直接增加土壤有机质含量;另一方面有机肥与化肥配施可以增加土壤生物量来间接增加有机质含量[20]。在移栽后30 d、60 d、90 d和120 d时，施有机肥的土壤有机质分别比对照组高1.50 g·kg-1、3.32 g·kg-1、2.28 g·kg-1和5.60 g·kg-1。结果表明增施有机肥能够增加土壤中有机质的含量，且有机质的增加量随有机肥施用量增加而增加，施肥后随时间的推移，有机质含量增加。

2.2.2 有機肥不同施用量对土壤有机质含量的影响

由表2可以看出：在烤烟生长60 d、90 d和120 d时，处理3土壤有机质含量最高，分别比对照高了12.74%、11.30%和20.55%。在烤烟生长30 d时，处理2对土壤有机质的提高作用最大;与对照组相比处理2和处理3土壤有机质分别提高了15.87%和8.28%，而处理1比对照低了7.95%。在烤烟生长120 d时，所有施用有机肥的处理，土壤有机质含量都高于对照组，处理1、处理2和处理3分别比对照提高了9.6%、9.8%和20.6%。表明施用有机肥越多，土壤的有机质含量增加越多，处理3对提高土壤有机质含量作用最好。

2.3 施用有机肥对土壤全氮的影响

2.3.1 施用有机肥对不同时期土壤全氮的影响

土壤中的全氮含量代表着土壤氮素的总贮量和供氮潜力。因此，全氮含量与有机质一样是土壤肥力的主要指标之一[19]。由不同处理各时期土壤全氮含量测定结果（图3）看出：施有机肥处理，土壤全氮含量在120 d期间都呈现先升后降的变化。移栽至烟株生长60 d，由于氮肥和有机肥的施入，植烟土壤全氮含量呈增加趋势，土壤中全氮含量增加量随着有机肥施用量的增加而增加。在烤烟生长60 d以后，全氮含量总体呈下降趋势，不同处理的全氮含量越来越接近。移栽后60～120 d，土壤全氮的下降量随着有机肥使用量的增加而增加。烤烟移栽120 d，处理1与对照组土壤全氮含量低于土壤背景值，而施有机肥多的处理2和处理3土壤全氮含量比土壤背景值高，说明施用较多的有机肥能增加土壤全氮含量和土壤保存氮素的能力，减少氮素损失。

2.3.2 有机肥不同施用量对土壤全氮的影响

由表3可以看出：在移栽后60 d和90 d这两个时期，施用有机肥越多土壤中全氮含量就越大，在60 d时处理1、处理2和处理3分别比对照高4.5%、9.0%和21.9%，在90 d时处理1、处理2和处理3分别比对照组高4.9%、7.7%和12.7%。说明施有机肥能够在烟株对氮吸收较高的时期有效提高土壤全氮含量，其中施有机肥最多的处理3效果最好。

2.4 施用有机肥对土壤碱解氮的影响

2.4.1 施用有机肥对不同时期土壤碱解氮的影响

碱解氮能反映近期土壤的氮素供应能力。由不同处理各时期土壤碱解氮含量测定结果（图4）看出：与全施化肥的对照处理相比，配施有机肥处理的土壤碱解氮含量增加，整个过程中施有机肥的处理中碱解氮的平均含量比不施有机肥的对照处理高97.06 mg·kg-1，移栽后30 d、60 d、90 d和120 d分别比对照处理增加了97.10 mg·kg-1、

130.07 mg·kg-1、105.85 mg·kg-1和55.24 mg·kg-1。其原因可能是配施有机肥活化了土壤中的碱解氮，有机肥分解成有机酸活化了有机胶体上的氮，促进氮肥的释放，提高了土壤碱解氮含量[21]。移栽至烟株生长60 d，由于氮肥的施入和有机质的矿化使土壤中被吸附的氮素得到释放，植烟土壤碱解氮含量呈增加趋势。烤烟开始进入旺长期后，由于烟株大量吸收土壤无机氮，加上土壤吸附和淋失，土壤碱解氮含量总体呈下降趋势[22]。移栽120 d时，所有处理土壤碱解氮含量比施肥前的低，处理1、处理2、处理3分别比施肥前降低了13.23%、9.77%、17.64%，单施化肥的对照组下降了45.47%。结果表明配施有机肥能快速提高土壤中碱解氮的含量，有助于土壤氮素的释放;施用较多有机肥能够较好地保持土壤中碱解氮的含量，是一种有效保持土壤氮素有效性的措施。

2.4.2 有机肥不同施用量对土壤碱解氮的影响

由表4可知：施有机肥有利于土壤碱解氮的提高，处理1、处理2和处理3，在移栽后30 d時分别比对照组高54.6%、61.2%和78.9%;在移栽60 d时分别比对照组高67.8%、73.7%和57.9%;在移栽后90 d时分别比对照组高68.1%、86.0%、和54.5%;在120 d分别比对照组高59.1%、56.3%和51.0%。结果表明处理3有利于烤烟生长前期土壤中碱解氮的释放，处理2在烟株的吸肥最大时期土壤供氮能力最强。

2.5 施用有机肥对土壤速效磷的影响

2.5.1 施用有机肥对不同时期土壤速效磷的影响

速效磷是土壤中可被植物吸收的磷组分[5]。土壤有效磷是土壤磷素养分供应水平高低的指标，土壤磷素含量高低在一定程度反映了土壤中磷素的贮量和供应能力[14]。由不同处理各时期土壤速效磷含量测定结果（图5）可以看出：在120 d里单施化肥的处理土壤中有效磷的含量一直在持续上升，而施有机肥的处理先上升后下降然后又上升。从移栽至烤烟生长60 d，植烟土壤速效磷含量呈增加趋势，且土壤速效磷的增加量随有机肥施用量的增加而增加，处理1、处理2、处理3土壤速效磷分别比施肥前增加了92.50 mg·kg-1、72.00 mg·kg-1、144.66 mg·kg-1。与施肥前相比在移栽后120 d时，对照土壤速效磷增加了108.68 mg·kg-1，施有机肥的处理处理1、处理2、处理3分别增加了134.77 mg·kg-1、103.14 mg·kg-1、126.29 mg·kg-1。结果说明增施有机肥能够提高土壤中有效磷含量;随着时间的延长，土壤有效磷含量升高。

2.5.2 有机肥不同施用量对土壤速效磷的影响

由表5可知：施有机肥最多的处理3在移栽后30 d、60 d和90 d这三个时间段土壤速效磷含量最高，分别比不施有机肥的对照组高89.37%、35.79%和6.44%。而施有机肥较少的处理1和处理2除了在移栽后30 d时高于对照，在移栽后60 d和90 d都比对照组要低。

2.6 施用有机肥对土壤速效钾的影响

2.6.1 施用有机肥对不同时期土壤速效钾的影响

烟草是喜钾作物，钾是烟草吸收最多的营养元素，还对烟叶品质有重要作用，能够提高烟叶香气、燃烧性和外观品质[23]。从不同处理各时期土壤速效钾含量测定结果（图6）可以看出：与单施化肥的对照组相比，配施有机肥的土壤速效钾含量增加，移栽后30 d、60 d、90 d、

120 d分别增加了140.23%、42.46%、29.61%、42.20%，其原因可能是配施有机肥活化了土壤中的交换态钾，以及有机肥分解的有机酸活化了有机胶体上的K+，促进钾肥的释放，提高了土壤速效钾含量，烤烟生长发育后期的土壤速效钾含量仍然维持在较高水平[24]。结果说明配施有机肥既能快速提高土壤中速效钾的含量，又能长久保存土壤钾素，有利于烟叶产量和质量的提高。由不同处理各时期的土壤速效钾含量变化来看，从施肥到施肥后30 d，各处理土壤速效钾含量上升，60～90 d这一时间段，除处理1土壤速效钾有所上升外，处理2、处理3和对照组土壤速效钾含量下降，特别是处理3，其土壤速效钾急剧下降，下降到了施肥后60 d的46.86%;90～120 d，所有处理土壤速效钾含量上升，其中处理1上升得最多，为305.86 mg·kg-1，其次是处理3，上升了124.77 mg·kg-1，对照处理上升得最少，为101.31 mg·kg-1。

2.6.2 有机肥不同施用量对土壤速效钾的影响

由表6可知：在施肥30 d和60 d这两个时间段，施用有机肥最多的处理土壤速效钾含最高，不施有机肥的处理土壤速效钾含量最低。处理1、处理2和处理3分别在这两个阶段比对照组高57.41%、43.44%、114.13%和24.38%、2.68%、100.4%，说明处理3最有利于提高土壤在烟株吸收钾的高峰期的供钾能力。

3 结论

对各时期土壤pH的分析表明施用有机肥对烤烟生长前期土壤的pH有微调和缓冲作用。在烟株生长的中期和后期，配施有机肥的处理土壤pH升高，施有机肥量越少，pH就越大。

土壤有机质含量在烟株生长的整个过程中呈现降升交替变化，有机质在整个过程中矿质化和腐殖化交替进行，施用有机肥能够在烟株整个生长过程中提高土壤有机质含量，有机质的增加量随有机肥施用量的增加而增加，施肥后随时间的推移有机质含量增加。

通过对各时期土壤全氮的分析，土壤全氮含量在120 d

期间呈升降变化;施有机肥能够增加土壤全氮含量，且随着有机肥施用量的增加，土壤全氮增加量越大。

对各时期土壤碱解氮的分析表明施用有机肥的处理土壤碱解氮呈升降变化，施用有机肥能够在烟株生长的全过程增加土壤中碱解氮含量，其中处理2在烟株生长60～120 d对碱解氮的提高作用最大，处理3在烟株生长前期对土壤碱解氮的提升作用最大。

各时期土壤速效磷的分析结果显示，施有机肥的处理土壤有效磷含量先升高，在烟株生长旺盛时期下降，采烤期以后又上升。施有机肥能够提高土壤速效磷含量。

各时期土壤速效钾的分析结果显示，配施有机肥处理能够在烟株生长全过程中有效增加的土壤速效钾含量和长久保存土壤钾素。处理3在烟株生长旺盛期土壤速效钾含量最高，能很好供应烟株对钾的需求。

参考文献：

[1] 杜相革，董民，曲再红，等.有机农业和土壤生物多样性[J].中国农学通报，2004（4）：80-83.

[2] 李春丽，毛绍春.烟叶化学成分及分析[M].昆明：云南大学出版社，2007.

[3] 刘畅，李季，杨合法.有机、无公害与常规蔬菜生产模式土壤及植株性状比较研究初报[J].中国生态农业学报，2006（2）：191-194.

[4] 张冲，宋健浩，王富华.我国肥料使用现状与蔬菜产品质量安全[J].世界热带农业信息，2006（5）：5-8.

[5] 黄昌勇.土壤学[M].北京：中国农业出版社，2000.

[6] 肖辉，程文娟，王立艳.不同有机肥对设施土壤全盐累积与pH值变化的影响[J].中国农学通报，2013，30（2）：248-252.

[7] 陈小燕.土壤中有机残体腐解过程的有机酸动态变化研究[D].杨凌：西北农林科技大学，2008.

[8] 李靖.土壤中有机质的作用[J].新乡学院学报，1999（4）：54-55.

[9] 關连珠，张伯泉.有机肥料配施化肥对土壤有机质组分及生物活性影响的研究[J].土壤通报，1990（4）：180-184.

[10] 董守坤，刘丽君，孙聪殊，等.氮肥施用方式对土壤有机质与氮素含量的影响[J].大豆科学，2010，29（5）：836-839.

[11] 高艺宁，许丽，林凤友，等.矿区复垦地土壤有机碳分布及与土壤化学特性的关系[J].内蒙古农业大学学报，2016（1）：54-60.

[12] 吴智敏，申燕，肖谋良，等.不同有机无机肥配施对烟田土壤养分有效性的影响[J].湖南农业科学，2016（7）：42-48.

[13] 廖超林，黄渤，张鹏博，等.不同有机肥对土地整理后烟田的培肥效果[J].土壤通报，2015，46（6）：1466-1471.

[14] 易江婷.不同速效磷水平植烟土壤磷肥施用效应的研究[D].福州：福建农林大学，2009.

[15] 孙倩倩，王正银，赵欢，等.定位施肥对紫色菜园土磷素状况的影响[J].生态学报，2012，32（8）：2539-2549.

[16] 谷守宽，秦鱼生，孙倩倩，等.定位施肥紫色菜园土壤钾素效应研究[J].长江流域资源与环境，2016，25（10）：1611-1617.

[17] 李新爱，童成立，蒋平，等.长期不同施肥对稻田土壤有机质和全氮的影响[J].土壤，2006（3）：298-303.

[18] 史吉平，张夫道，林葆.长期施用氮磷钾化肥和有机肥对土壤氮磷钾养分的影响[J].土壤肥料，1998（1）：7-10.

[19] 高亚军，朱培立，黄东迈，等.稻麦轮作条件下长期不同土壤管理对有机质和全氮的影响[J].土壤与环境，2000（1）：27-30.

[20] 陆景陵.植物营养学[M].北京：中国农业出版社，2003.

[21] 苏娜，杨丽娟，周崇俊，等.有机肥与氮肥配施对设施土壤中碱解氮含量的影响[J].安徽农业科学，2006，34（24）：6542-6543.

[22] 谢志勇，陈雪，刘昌，等.贵州两种典型生态烟区有机肥配施技术研究[J].山地农业生物学报，2018，37（3）：62-68.

[23] 刘国顺.烟草栽培学[M].北京：中国农业出版社，2003.

[24] 张静霞.李楠.不同有机物料与化肥配施对土壤钾素含量的影响[J].安徽农业科学，2010，38（19）：10132-10134.

（责任编辑：刘昀）

收稿日期：2019-07-10

基金项目：贵州省烟草公司科技项目“黔南烟区植烟土壤保育配套体系技术研究与应用”（201616）。

作者简介：雷庭（1988—），男，贵州都匀人，硕士，农艺师，研究方向为烟草农业。

※为通信作者，E-mail： 1015411952@qq.com。