高碳基肥料穴施用量对烤烟生长发育及土壤理化性质的影响

方 明，侯建林，李 军，殷全玉，吴文信，李思军

(1.湖南省烟草公司郴州市公司，湖南郴州 423000； 2.河南农业大学烟草学院，河南郑州 450002)

良好的土壤是生产优质烟叶的基础。由于受到土地资源和生产条件的制约，目前我国大部分烟区烟田由于长期连作[1-2]和过量施用化肥[3]，造成土壤板结酸化[4-6]，结构变差[7]，养分失衡[8]，肥力下降[9]，最终导致烤烟生长发育受阻、产质量降低等问题持续加重[10-12]。因此，如何有效提高烟田土壤肥力、增加土壤肥料利用率并增强土壤固碳培肥能力对植烟土壤改良具有重要意义。高碳基肥是一种以生物炭为主要原料的新型功能性有机肥料，在改良植烟土壤理化性状、提高养分含量、促进烤烟生长等方面成效显著[13-15]。笔者采用田间小区试验，研究高碳基肥对烟株生长、根系发育和根区土壤理化性质的影响，以期为高碳基肥促进烟株生长发育、改良植烟土壤微生态环境、提高根区土壤肥力提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验地概况试验在湖南省桂阳县仁义镇白云村进行(112°41′12″E，25°46′28″N)。该地区气候温暖湿润，年平均气温17.4 ℃，全年无霜期235～297 d，年降雨量1 452.1 mm。试验地地势平坦，排灌方便。供试土壤为水稻土，有机质含量36.28 g/kg，碱解氮75.56 mg/kg，速效磷15.38 mg/kg，速效钾96.45 mg/kg，pH 7.12。

1.2 试验材料供试烤烟品种为云烟87。供试高碳基肥料由河南惠农土质保育研发有限公司提供。

1.3 试验设计试验共设4个处理，分别是CK(当地常规施肥)、T1(当地常规施肥+ 10 g高碳基肥料/穴)、T2(当地常规施肥+ 20 g高碳基肥料/穴)、T3(当地常规施肥+ 30 g高碳基肥料/穴)，高碳基肥料中不添加氮素，以保证各处理施入总氮量相等。随机区组排列，3次重复，每小区100株烟。常规施肥：基肥施烟草专用基肥750 kg/hm2+火土灰6 000 kg/hm2+腐熟圈肥3 750 kg/hm2，追肥施烟草专用提苗肥112.5 kg/hm2+烟草专用追肥750 kg/hm2+硫酸钾225 kg/hm2。高碳基肥施用方法：在移栽前1 d均匀撒入烟穴内。其他田间管理措施按当地优质烤烟栽培技术规范[16]进行。

1.4 测定项目与方法

1.4.1主要农艺性状调查。根据《烟草农艺性状调查测量方法》(YC/T 142—2010)标准[17]测定各处理烟株主要农艺性状。

1.4.2土壤取样。按小区5点取样法，采集烟株根区的土壤，混匀后放入自封袋中，立即带回实验室，置于4 ℃冰箱内保存。

1.4.3土壤理化指标分析。全氮、全碳用全自动CN分析仪(vario MAX CN，德国)测定；硝态氮和铵态氮用全自动化学分析仪(Smartchem140，意大利)测定；土壤pH用电位法测定；速效磷采用0.5 mol/L NaHCO3浸提-钼锑抗比色法测定；速效钾采用1 mol/L 乙酸铵浸提-火焰光度计法测定[18]。

1.4.4根系活力。根据《植物生理学实验指导》测定根系活力[19]。

1.5 数据处理采用Office 2016进行数据整理，不同处理间差异采用SPSS 22.0 软件进行单因素方差分析，LSD法进行显著性检验(P<0.05)。

2 结果与分析

2.1 烟株农艺性状打顶后10 d调查各处理烟株农艺性状，结果表明，各处理株高在89.00～91.33 cm，处理间无显著差异。各处理茎围在9.00～9.83 cm，处理间无显著差异，但高碳基肥料处理组的茎围均大于CK，且茎围随着高碳基肥料用量的增加呈增加趋势。各处理叶片数在17.67～18.00片，处理间无显著差异，但高碳基肥料处理组的叶片数均大于CK，且随着高碳基肥料用量的增加呈增加趋势。各处理最大叶长和最大叶宽分别为69.24～74.42和25.38～29.33 cm，随着高碳基肥料用量的增加呈增加趋势，以处理T3最高，较CK分别提高了7.48%和15.56%。最大叶长处理T3和T2高于T1和CK，且存在显著差异，最大叶宽处理T3和其他处理存在显著差异，处理T2和T1差异不显著(表1)。

表1 不同处理烟株农艺性状

综上所述，穴施高碳基肥料对打顶后10 d烟株株高、茎围和叶片数影响不大，表现出增加茎围、增加留叶数的趋势，处理间差异不显著。穴施高碳基肥料可以明显增加打顶后10 d烟株最大叶长和最大叶宽，随高碳基肥料用量的增加，增幅加大。

2.2 烟株根系发育情况

2.2.1根系体积。由表2可知，烟株移栽后45和60 d施用高碳基肥料处理组根系体积均高于CK，随着高碳基肥料用量的增加呈增大趋势。其中，移栽后45 d各处理间根系体积存在显著差异，移栽后60 d处理T3、T2与T1、CK之间存在显著差异，T3与T2、T1与CK之间差异不显著。处理T3、T2根系体积较大，与CK相比，移栽后45 d分别增加了26.88%、17.21%，移栽后60 d分别增加了16.07%、15.06%。

2.2.2根鲜重和干重。从表2可以看出，烟株移栽后45和60 d施用高碳基肥料各处理根鲜重和根干重均显著高于CK，随着高碳基肥料用量的增加呈增大趋势。根鲜重在移栽后45和60 d各处理存在显著差异，其中，处理T3、T2根鲜重较大，与CK相比，移栽后45 d分别增加55.30%、33.65%，移栽后60 d分别增加了32.72%、18.10%。根干重在移栽后45和60 d施用高碳基肥料各处理均显著高于CK，处理T3、T2、T1与CK相比，移栽后45 d分别增加了55.33%、48.21%、37.56%，移栽后60 d分别增加了26.88%、24.40%、14.83%。

2.2.3根系活力。由表2可知，烟草移栽后45和60 d施用高碳基肥料各处理根系活力均显著高于CK。其中，处理T3对烟株根系活力提升效果最为明显，在移栽后45和60 d分别较CK增加了42.85%和19.07%。其次是处理T2，根系活力较CK显著提高。处理T2根系活力在移栽后45和60 d较CK分别提高了19.40%和11.40%，效果明显。

表2 不同处理烟株移栽后45和60 d的根系指标

综上所述，烟株移栽后45和60 d施用高碳基肥料处理组烟株的根系体积、根鲜重、根干重、根系活力均显著高于CK，且所有根系指标都与穴施用量呈正相关关系，随着高碳基肥料用量的增加呈增大趋势。说明穴施高碳基肥料能够有效促进烟株根系生长发育，且随着高碳基肥料用量的增加，促生效果增大。整体来看，处理T3(每株穴施30 g高碳基肥料)的根系发育最优，移栽后45 d处理T3的根体积、根鲜重、根干重、根系活力相较于CK分别提高了26.88%、55.30%、55.33%、42.85%，移栽后60 d处理T3的根体积、根鲜重、根干重、根系活力相较于CK分别提高了16.07%、32.72%、26.88%、19.07%。

2.3 根区土壤pH和碳氮比从图1可以看出，高碳基肥料处理组根区土壤pH与CK 差异显著，随着高碳基肥料用量的增加，土壤pH逐渐升高，但高碳基肥料处理组内差异不显著。

注：不同小写字母表示不同处理间差异显著(P<0.05)。Note：Different lowercase letters indicated significant difference between different treatments(P<0.05).图1 不同处理根区土壤的pHFig.1 pH of soil in root zone of different treatments

由表3可知，高碳基肥料处理组根区土壤全氮含量显著高于CK，但高碳基肥料处理组内差异不显著；高碳基肥处理组根区土壤全碳含量显著高于CK，相较于CK分别提高了20.75%、22.38%、22.14%；高碳基肥料处理组碳氮比显著高于CK，相较于CK分别提高了9.12%、9.60%、9.54%，但高碳基肥料处理组内差异不显著。

表3 不同处理根区土壤碳氮比

2.4 根区土壤速效养分含量从表4可以看出，各处理间根区土壤速效钾含量存在显著差异，施用高碳基肥处理组的根区土壤速效钾含量相较于CK分别提高了7.80%、16.90%、25.25%。施用高碳基肥料处理组的根区土壤有效磷含量相较于CK分别提高了15.84%、23.47%、29.00%，T3、T2的根区土壤有效磷含量显著高于T1、CK，但T3与T2间差异不显著。施用高碳基肥料处理组根区土壤氨态氮含量相较于CK分别提高了20.04%、25.31%、44.23%，T3、T2的根区土壤氨态氮含量与CK差异显著。施用高碳基肥料处理组的根区土壤硝态氮含量相较于CK分别提高了20.52%、28.23%、45.46%，T3、T2的根区土壤硝态氮含量显著高于T1、CK，但T3与T2间差异不显著。

表4 不同处理根区土壤速效养分

综上所述，穴施高碳基肥料可以显著提高根区土壤速效养分含量，随着高碳基肥料穴施剂量增加根区土壤速效养分含量增幅加大。高碳基肥料对根区土壤硝态氮和铵态氮的提升效果高于有效磷和速效钾，对根区土壤有效磷的提升效果略高于速效钾。

3 结论

穴施高碳基肥料对烟株的主要农艺性状指标影响不明显，但可以显著增加打顶后10 d烟株最大叶长和最大叶宽，且增幅随高碳基肥料用量的增加而加大。

穴施高碳基肥料可以显著提高烟株根系体积、根系活力和干物质积累量，能够有效促进烟株根系生长发育，且随着高碳基肥料用量增加促生效果增大。

穴施高碳基肥料可以提高根区土壤pH、全氮含量、全碳含量和碳氮比，穴施高碳基肥料能有效提高根区土壤速效养分含量，高碳基肥料对根区土壤硝态氮和铵态氮的提升效果高于有效磷和速效钾，对根区土壤有效磷的提升效果略高于速效钾。

总体来看，T2处理(20 g/穴)和T3处理(30 g/穴)对促进烟株生长发育、提高根区土壤肥力、促进植烟土壤改良效果明显，适宜在郴州烟区推广。推荐的穴施方法：每穴施用25 g左右，用量约375 kg/hm2，移栽前与烟草专用基肥一起均匀撒入烟穴内，此方法简单易操作，省工省时，节约成本。