增施固体土壤改良剂对烤烟经济性状和黑胫病病株率的影响

2024-07-09 05:44柴云霞方亮李园园耿少武布云虹刘羿男周贵贤段雯
安徽农业科学 2024年12期
关键词:土壤改良剂烤烟经济效益

柴云霞 方亮 李园园 耿少武 布云虹 刘羿男 周贵贤 段雯

摘要 合理使用土壤改良剂可以有效控制烤烟黑胫病,增加作物经济效益。研究了高效剂型(固体+液体)及剂量(0、1 500、2 250和3 000 kg/hm2)对烤烟(Y87和K326)经济性状和黑胫病病株率的影响,筛选出有效土壤改良剂的种类并确定最佳施用量。盆栽试验发现,相较于液体剂型改良剂,固体改良剂可显著降低烟株黑胫病发生,增加干物质累积及烟叶农艺性状,实现增产增收,最佳处理为对Y87品种施加3 000 kg/hm2固体改良剂。田间试验显示,不同施用量的固体改良剂均可降低2个烤烟品种的病害,提高干物质积累和烟叶经济性状,且在3 000 kg/hm2处理下最为显著。2个品种的烤烟黑胫病的病株率随着土壤改良剂的施用量增加呈下降趋势,可分别降低病株率12.8%~52.0%(Y87)、11.9%~51.9%(K326)。此外,增施土壤改良剂能够显著提高烤烟干物质积累,分别增加烟叶产量12.20%~19.76%(Y87)、9.93%~18.24%(K326),产值分别增加29.17%~37.79%(Y87)、12.83%~36.51%(K326),提高优质烟叶比例,最终提高经济效应。综上,建议种植烤烟Y87品种并施加3 000 kg/hm2的固体土壤改良剂,能够获得最佳效益。

关键词 土壤改良剂;烤烟;黑胫病;产量;经济效益

中图分类号 S 572  文献标识码 A  文章编号 0517-6611(2024)12-0042-08

doi:10.3969/j.issn.0517-6611.2024.12.009

Effects of Increasing Solid Soil Amendment on  Economic Characters and Black Shank Rate of Flue-cured Tobaccos

CHAI Yun-xia1, FANG Liang1,  LI Yuan-yuan2 et al

(1. Yunnan Tobacco Company Chuxiong Prefecture, Chuxiong, Yunnan 675000; 2. Yunnan Agricultural University, Kunming, Yunnan 650201)

Abstract Rational use of soil amendments can effectively control the black shank of flue-cured tobacco and increase the economic benefits of crops.  We researched the effects of high-efficiency formulations (solid + liquid) and dosages (0, 1 500, 2 250 and 3 000 kg/hm2) on economic characters and black shank rate of flue-cured tobaccos  (Y87 and K326), screened out the types of effective soil amendments and determined the optimal application amount. Pot experiments showed that compared with liquid amendments, solid amendments could significantly reduce the occurrence of black shank, increase dry matter accumulation and agronomic traits of tobacco leaves, and enhance yield and income. The best treatment was to apply 3 000 kg/hm2 solid amendments to Y87 varieties. The field verification test confirmed that different amounts of solid amendments could reduce the disease of the two flue-cured tobacco varieties, improved the dry matter accumulation and economic traits of tobacco leaves. And the most significant effect was under the treatment of 3 000 kg/hm2. The diseased plant rate of the two varieties of flue-cured tobacco black shank decreased with the increase of the application amount of soil amendment, which could reduce the diseased plant rate by 12.8%-52.0% (Y87) and 11.9%-51.9% (K326). In addition, the application of soil amendments could significantly increase the dry matter accumulation of flue-cured tobacco, enhance the yield of tobacco leaves by 12.20%-19.76% (Y87), 9.93%-18.24% (K326), and increase the output value by 29.17%-37.79% (Y87), 12.83%-36.51% (K326), and increase the proportion of high-quality tobacco leaves, and ultimately improve the economic effect. In summary, it was recommended to plant flue-cured tobacco Y87 varieties and to apply 3 000 kg/hm2 solid soil amendments to obtain the best benefits.

Key words Soil  amendment;Flue-cured tobacco;Black shank disease;Yield;Economic benefits

基金项目 云南省烟草公司科技计划项目“基于植物干细胞技术克服烤烟连作障碍的研究与应用”(2022530000241029)。

作者简介 柴云霞(1983—),女,云南楚雄人,农艺师,从事烟草技术栽培推广研究。*通信作者,农艺师,硕士,从事烟草栽培及植物营养研究。

收稿日期 2023-06-27

烟草是我国重要的经济作物之一,在农业种植中占据着重要的地位,种植烤烟能够大幅增加当地烟农收入,也为国家的经济增长作出巨大贡献 [1-2]。然而,烤烟种植过程中受到多种生物胁迫因素的影响,其中病害造成的直接经济损失每年超过7亿元[3]。烟草黑胫病是一种由烟草疫霉(Phytophthora nicotianae)引起的土传病害[4],在主产烟区的发病率一般为10%~30%,而在重病田块高达90%,甚至造成绝收[5]。此外,黑胫病还会造成其他病原体对烟株的侵染[6],增加烤烟根结线虫病和赤星病等发生的概率[7],严重威胁和制约烤烟生产和可持续发展。

生产中常使用化学药剂来控制烤烟黑胫病发生,但农药残留会降低烟叶品质,可能对环境造成二次污染[8]。此外,采用农艺防治方法如轮作和选用抗病品种等,周期较长且见效甚微[9]。国内外大量生产实践证明,实现烟草生产的可持续发展,就必须为烟草的生长创造一个良好的土壤环境[10-11]。土壤改良剂是一种作用于改良土壤物理、化学和生物性质的物料,具有提高土壤生产力的功效[12]。土壤改良剂在多个作物生产实践中均有良好的改良效果[13],已有研究表明,土壤改良剂能够改善酸性植烟土壤的理化性质,促进烟株的生长发育,提升烟叶的产量和质量[13-14]。邸慧慧等[15]指出,烤烟施用60 g/kg固体改良剂(石灰石+海泡石)处理的全株鲜叶重最大,烟株株高、有效叶片数、最大叶面积均高于其他处理,烟株长势较好。郭怡卿等[16]研究表明,增施1 500~2 250 kg/hm2土壤改良剂能促进烤烟生长,提高烤烟的抗病性,显著降低烤烟黑胫病和花叶病的发病率和病情指数,黑胫病发病率最高可降低100%。施用750 kg/hm2 碳基肥改良剂用量对成熟期黑胫病的发生和流行的抑制效果最好,相对防效达到 34.49%;施用1 500 kg/hm2 牡蛎粉土壤改良剂用量对黑胫病、青枯病和花叶病的发生和流行的抑制效果较好,相对防效分别为 35.34%、30.03%和 20.61%[17]。 然而,土壤改良剂能否改善烤烟健康仍鲜见报道。因此,筛选可以持续控制烤烟黑胫病发生的土壤改良剂的剂型和剂量,对于防控烤烟黑胫病发生、提高烤烟产量和品质具有重要意义。

土壤改良剂的种类繁多,包括天然改良剂、人工合成改良剂和后来的天然-合成共聚物改良剂、生物改良剂等[18-19],传统土壤改良剂很大一部分是对废弃物进行资源化利用,但许多废弃物本身自带的化学元素施入土壤后很可能造成土壤的污染。例如,粉煤灰是工业生产中排放出的大气污染物,施用粉煤灰改良剂对油料作物的产量和品质均有明显提高[20]。但粉煤灰所携带的重金属元素以及天然放射性核素可能会导致土壤和环境污染,因此施用时需明确用量并进行长期的定位跟踪监测[21],环境友好型土壤改良剂是目前各类障碍型土壤培肥改良应用的热点[22]。植物干细胞土壤改良剂作为一种新型生物土壤改良剂,相对于单一成分的改良剂更具有优势,进入土壤的有机物料降解后重新合成一类非均质黑色或黑褐色的高分子有机聚合物,不仅对环境造成的污染小,含有的多种活性成分和微量元素也能够增强植物抗逆性。研究表明,植物干细胞土壤改良剂可以提高果实膨大速率,增加果实生长量,降低果实硬度,对果实品质有一定的影响[23]。但植物干细胞改良剂能否有效降低烤烟黑胫病发生、提高烟叶产量和经济效益的研究却鲜见报道。

云南省是烟草种植大省,但烤烟连续种植后普遍出现病害频发和产量、质量降低,严重损害了烟草种植者的经济利益。鉴于此,为筛选出新型植物干细胞改良剂的合适剂型及剂量,笔者选用云南省主栽烤烟品种Y87和K326,在盆栽土培试验中完成剂型评价,开展了高效型改良剂及剂量的田间验证试验,从而控制烤烟黑胫病的发生和严重程度,促进烤烟植株生长和物质积累,实现增产增收。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

于2022年3月至2022年9月在云南省楚雄市东华镇楚雄现代烟草农业基地(101°30′37′E,24°55′20′N)开展土培盆栽和田间试验(土培盆栽试验的供试土壤取自田间试验土壤),选用土壤类型为水稻土。该地海拔3 657 m,年平均温度为22.3 ℃,年降雨量864 mm,属于北亚热带季风气候区。供试土壤为8年连续种植的烤烟土壤。耕层土壤基本理化性质如下:pH 6.2,有机质19.27 g/kg,碱解氮17.29 mg/kg,速效磷8.9 mg/kg,速效钾86.5 mg/kg。

1.2 试验材料

试验烤烟品种Y87和K326是云南省种植的主要烤烟品种,均购自云南楚雄南华育苗基地。试验肥料分为烤烟专用基肥(N∶P2O5∶K2O=15∶15∶18,养分含量≥48%)和追肥专用肥(N∶P2O5∶K2O=12.5∶0∶33.5养分含量≤46%)。使用的植物干细胞固体土壤改良剂(活性成分包括有机物≥45%,N+P2O5+K2O≥5%,水分≤30;粪便大肠菌群计数,符合NY 884—2012的要求,重金属含量符合NY 525—2012标准的要求,由含碳有机物、有机酸、营养物质、矿物质、木质素和植物干细胞营养液组成)、植物干细胞液体土壤改良剂(活性成分包括腐殖酸≥30 g/L,N+P2O5+K2O≥200  g/L,水不溶物≤50 g/L,由纯植物萃取原液、植物干细胞培养液、天然腐殖酸提取物组成,产品含多种有效活菌有益微生物菌群、活性有机质及多种微量元素)均由深圳市万物生生物科技控股有限公司提供(http://www.qhwws.com/wzsy)。

1.3 试验设计

1.3.1 盆栽试验。土培盆栽剂型筛选试验分为固体和液体土壤改良剂。试验均为双因素设计,固体土壤改良剂试验一因素为施用不同剂量固体土壤改良剂,包括0(T0处理)、100 g/株(T1处理)、150 g/株(T2处理)和200 g/株(T3处理);二因素为Y87和K326烤烟品种,共8个处理,每个处理3次重复。液体土壤改良试验采用1∶0、1∶100、1∶150和1∶200的比例(一因素)用水稀释后,喷施在烟株和根部土壤,达到叶面滴水、土壤表面湿润,在移栽时和团棵期分2次施用;二因素为2个烤烟品种(Y87和K326),共8个处理,每个处理3次重复。每盆种植1株烤烟,试验盆的底面直径为25 cm,上表面直径38 cm,高48 cm。土壤先过5 mm的筛网,然后往每盆中加入土30 kg。2022年5月8日进行烤烟烟苗的移栽,并在当年的8—9月份开始进行采烤,试验施用肥料为烟草专用复合肥,烤烟专用复合肥分基肥和追肥2次施用,其中烤烟专用复合肥中基肥施用量为20.0 g/株,烤烟专用复合肥中追肥施用量为12.5 g/株。盆栽试验在云南省楚雄市东华镇技术员家中种植开展完成。

1.3.2 田间试验。采用两因素随机区组设计,其中一因素为4不同处理固体改良剂施用量,0(T0处理)、1 500 kg/hm2(T1处理)、2 250 kg/hm2(T2处理)和3 000 kg/hm2(T3处理),二因素为2个烤烟品种(Y87和K326),共8个处理,每个处理3次重复,共24个小区,每个小区长6.45 m×宽6.00 m(6.45×6.00=38.7 m2)。烤烟采用单垄种植,垄距均为1.2 m,每垄种11株,株距0.5 m。试验施用肥料为烟草专用复合肥,烤烟专用复合肥分基肥和追肥2次施用,其中烤烟专用复合肥中基肥施用量为420 kg/hm2,烤烟专用复合肥中追肥施用量为450 kg/hm2。改良剂处理在划分小区(即烤烟烟苗移栽前)时均匀撒施,并在旋耕深翻时与耕层土壤混匀。烟苗种子播种日期、移栽时间和采烤时间均和盆栽试验一致。田间试验在云南省楚雄市东华镇楚雄现代烟草农业基地开展完成。

1.4 指标测定及方法

1.4.1 烤烟黑胫病病株率。土培盆栽试验在烤烟移栽后55 d(旺长期)和70 d(打顶期)、田间试验中烤烟移栽后70 d(打顶期)时进行病害调查。采用对角线调查法,在每个处理选择 5 点,每点 2 株,共10株统计发病株数,每个处理重复3次。根据GB/T 23222—2008对烟株黑胫病的发生和严重度进行分级。采用以下公式计算烤烟黑胫病病株率:

病株率=病株总数/调查总株数×100%

1.4.2 烤烟植株干物质积累的测定。土培盆栽试验取烤烟移栽后55 d(旺长期)、70 d(打顶期)的不同部位(上、中和下),田间采样为烤烟移栽后70 d(打顶期),每个处理随机选取3株植株,将叶片放在烘箱中105 ℃杀青30 min,随后转至60 ℃烘干至恒重并记录,每个处理重复3次,取平均值。

1.4.3 烤烟植株农艺性状的测定。土培盆栽试验于烤烟移栽后70 d(打顶期),根据YC/Y 142—2010测定并记录各小区烤烟植株的株高、最大叶长、叶宽、茎粗和叶片数。每个小区均按照对角线调查法调查5点,每点2株,共10株。

1.4.4 烤烟烤后产量及经济性状测定。烟叶成熟后,对各小区烟叶进行单采单烤,根据中华人民共和国烤烟分级标准(GB 2635—1992)进行专业化分级,统计烤后烟叶产量,各级别烟叶价格参照当地烟叶收购价格,计算产量、产值、均价、上等烟比例和中上等烟比例。

1.5 数据处理

采用Microsoft Excel 2010进行数据整理;采用SPSS 22.0进行单因素方差分析(one-way ANOVA);采用新复极差法(Duncans)进行多重比较;采用GraphPad Prism 8.0绘制图像。

2 结果与分析

2.1 增施不同剂型改良剂对盆栽烤烟黑胫病的影响

由图1可知,在不同时期,施用不同剂型植物干细胞土壤改良剂对不同品种烤烟植株黑胫病的病株率均有不同程度的降低。增施固体土壤改良剂后,Y87品种在旺长期时经T1、T2和T3处理分别显著降低了13.96%、33.21%和61.47%,K326品种则显著降低了10.00%、26.88%和50.16%。增施液体土壤改良剂后,Y87品种的T1、T2和T3处理病株率比T0处理分别显著降低了44.11%、31.16%和6.68%,而K326品种分别显著降低了35.30%、26.91%和10.96%。在打顶期,施加固体土壤改良剂后,Y87品种的T1、T2和T3处理比T0处理分别显著降低了13.79%、36.41%和48.36%,而K326品种也分别降低了10.95%、26.91%和35.29%,增施液体土壤改良剂后,Y87品种的T1、T2和T3处理比T0处理分别显著降低了33.43%、21.32%和5.95%,而K326品种也分别显著降低了33.1%、17.01%和7.94%。

2.2 增施不同剂型改良剂对盆栽烤烟干物质积累的影响

由图2可知,增施固体土壤改良剂后,2个时期各处理的干物质累积表现为T3处理>T2处理>T1处理>T0处理。与T0处理相比,旺长期和打顶期Y87品种的T3处理干物质量分别显著增加134.50%和69.79%,K326品种的T3处理分别显著增加110.10%和58.50%。施用液体土壤改良剂后,2个时期各处理的干物质量累积表现为T1处理>T2处理>T3处理>T0处理,与T0处理相比,在旺长期和打顶期Y87品种的T1处理干物质量分别显著增加115.68%和48.77%,K326品种的T3处理显著增加100.10%和44.31%。与T1处理相比,T2和T3处理干物质积累均降低。

2.3 增施不同剂型改良剂对盆栽烤烟农艺性状的影响

表1反映了不同

土壤改良剂的用量及浓度对烤烟(Y87和K326)主要农艺性状(株高、叶长、叶宽、茎粗和叶片数)的影响。由表1可知,与T0处理相比,增施固体土壤改良剂后,除K326的叶片数外,Y87和K326品种中的各处理在农艺性状上呈现出一致的规律,即T3处理>T2处理>T1处理>T0处理。在株高上,Y87品种的T1、T2和T3处理比T0处理显著增加3.56%~20.37%,K326品种则显著增加2.22%~17.06%;在叶长上,Y87品种的T1、T2和T3处理比T0处理增加4.41%~12.92%,K326品种则增加3.10%~8.83%;在叶宽上,Y87品种的T1、T2和T3处理比T0处理显著增加11.14%~38.82%,K326品种则显著增加12.07%~37.07%;在茎粗上,Y87品种的T1、T2和T3处理比T0处理增加5.83%~17.01%,K326品种则显著增加7.20%~15.95%;在叶片数上,Y87品种的T1、T2和T3处理比T0处理显著增加2.20%~20.00%,K326品种的T2和T3处理增加13.63%和22.70%,T1处理则下降2.32%。

此外,增施液体土壤改良剂后,与T0处理相比,Y87和K326品种各处理在农艺性状上呈现出一致的规律,即T1处理>T2处理>T3处理>T0处理。在株高上,Y87品种的T1、T2和T3处理比T0处理显著增加3.73%~19.32%,K326品种则显著增加4.04%~14.99%;在叶长上,Y87品种中的T1、T2和T3处理增加2.99%~12.47%,K326品种则增加2.34%~8.29%;在叶宽上,Y87品种中的T1、T2和T3处理比T0处理显著增加4.39%~26.45%,K326品种则显著增加4.95%~20.79%;在茎粗上,Y87品种的T1、T2和T3处理增加3.98%~14.75%,K326品种增加5.16%~13.65%;在叶片数上,Y87品种中的T1、T2和T3处理显著增加7.69%~20.00%,K326品种则增加18.39%和4.18%。

2.4 增施不同剂型改良剂对盆栽烤烟烟叶经济性状的影响

由图3可知,施用不同剂型的土壤改良剂对不同品种烤烟经济性状均有显著的影响。增施植物干细胞固体土壤改良剂后,与T0处理相比,Y87和K326品种的各处理在各经济指标方面呈现出一致的规律,即T3处理>T2处理>T1处理>T0处理,在产量方面,Y87品种的T1、T2和T3处理比T0处理显著增加15.7%~25.2%,K326品种则增加14.1%~21.6%;在产值方面,Y87品种显著增加20.2%~42.2%,K326品种则显著增加19.2%~38.8%;在均价方面,Y87品种显著增加3.8%~13.6%,K326品种则显著增加4.4%~14.2%;在上等烟比例方面,Y87品种显著增加96.15%~353.85%,K326品种则显著增加77.78%~280.00%;在中上等烟比例方面,Y87品种显著增加12.76%~27.05%,K326品种则显著增加11.79%~25.34%。

此外,增施植物干细胞液体土壤改良剂后,与T0处理相比,Y87和K326品种的各处理在各项经济指标方面也呈现出一致的规律,即T1处理>T2处理>T3处理>T0处理。在产量方面,Y87品种的T1、T2和T3处理比T0处理显著增加14.9%~23.9%,K326品种则显著增加14.3%~21.3%;在产值方面,Y87品种显著增加20.5%~43.1%,K326品种则显著增加18.9%~39.5%;在均价方面,Y87品种显著增加4.8%~15.0%,而K326品种则显著增加4.1%~14.9%;在上等烟比例方面,Y87品种显著增加129.41%~317.65%,K326品种则显著增加18.75%~312.50%;在中上等烟比例方面,Y87品种显著增加20.82%~36.12%,在K326品种各处理显著增加8.97%~31.90%。

2.5 增施固体土壤改良剂对田间不同品种烤烟黑胫病的影响

由图4可知,施用植物干细胞固体改良剂后,不同品种烤烟黑胫病的病株率均有降低,且Y87品种相对K326品种降低更明显。与T0处理相比,Y87品种的T1、T2和T3处理分别降低了12.85%、33.65%和52.02%,而K326品种分别降低了11.99%、30.77%和51.92%,其中2个品种的T3处理的病株率显著低于各品种的T0处理。

2.6 增施固体土壤改良剂对田间不同品种烤烟干物质积累的影响

由图5可知,打顶期烤烟植株各品种的干物质累积均表现为T3处理>T2处理>T1处理>T0处理。与T0处理相比,Y87品种的T2和T3处理干物质积累分别显著增加25.94%和47.27%,K326品种的T2和T3处理分别显著增加24.26%和35.38%,而2个品种的T1处理并没有显著增加。

2.7 增施固体土壤改良剂对不同品种烤烟烟叶经济性状的影响

由图6可知,施用量不同的固体土壤改良剂对不同品种烤烟经济性状均有一定程度的影响,Y87品种的烤烟烟叶经济性状对比K326品种整体表现更好。在产量方面,Y87品种的T1、T2、T3处理比T0处理增加12.20%~19.76%,而K326品种显著增加9.93%~18.24%(P<0.05);在产值方面,Y87品种显著增加29.17%~37.79%,K326品种则显著增加12.83%~36.51%(P<0.05);在均价方面,Y87品种T1、T2、T3处理比T0处理显著增加3.98%~15.05%,K326品种则显著增加3.40%~15.45%(P<0.05);在上等烟比例方面,Y87品种T1、T2、T3处理比T0处理增加51.31%~65.58%,K326品种则显著增加28.69%~58.52%(P<0.05);在中上等烟比例方面增加5.93%~54.75%,K326品种则增加4.29%~35.14%(P<0.05)。

3 讨论

3.1 土壤改良剂剂型对烤烟生长和病害抑制的影响

烤烟黑胫病常见于连作的烟田,在我国各烤烟主产区均有发生,随着连作时间的延长,烤烟黑胫病发生越频繁且病情加重[24-25]。研究表明,施用不同剂型的土壤改良剂能提高土壤生产力,显著促进作物生长发育并防治土传病害[26-27]。该研究通过土培盆栽试验,发现固体土壤改良剂的施用效果比液体土壤改良剂更好,其中在Y87品种中施用固体土壤改良剂200 g/株(T3处理)能够显著降低病害的发生,且优于液体土壤改良剂,可能是因为液体土壤改良剂虽能直接施加到植物根部,但相比固体改良剂的持效性和针对性并不高;在田间试验中发现,3 000 kg/hm2固体土壤改良剂能够显著降低发病率到4.52%(Y87)、5.25%(K326)。杨先科等[28]发现,在烟草苗期喷施100 mg/L 液体土壤改良剂(稀土微肥溶液),可使烟苗健壮,减少炭疽病、猝倒病的发生 。单晓鹏等[27]施用牡蛎粉土壤改良剂1 500 kg/hm2 和碳基肥土壤改良剂750 kg/hm2 到Y87品种烤烟上能显著降低烤烟黑胫病的病株率到8%和8.67%。该研究施用固体土壤改良剂降低烤烟黑胫病的病株率要比前人研究施用的土壤改良剂降低病害更为显著,可能是因为该研究中施用的土壤改良剂剂量较大,可通过增加土壤有机质改善土壤结构,提高土壤肥力,最终提升植物抗病性;固体土壤改良剂中的微生物可分解土壤中有机质,产生各种抑菌物质控制病害[29]。

3.2 固体土壤改良剂在控制病害增加生长的作用

烤烟的生长发育状况是土壤供给能力最直观的表现,并且烟株长势也与烤烟的外观质量和内在品质等紧密相连。研究发现,施用土壤改良剂能有效改善烟株营养,促进烟株对营养元素的吸收,使烟株大田农艺性状表现良好[30]。该研究发现,在Y87品种中施用固体土壤改良剂200 g/株和液体改良剂1∶100的农艺性状和干物质积累均显著高于CK处理。相比于液体土壤改良剂,固体土壤改良剂在促进烤烟生长发育上表现更佳,在土培盆栽试验中,在Y87品种中施用固体土壤改良剂200 g/株能够显著促进株高和叶宽增加20.37%和38.82%;田间试验中,在Y87品种中施用固体土壤改良剂用量为3 000 kg/hm2能够显著促进干物质积累增加47.27%。前人研究发现,施用碳基肥土壤改良剂用量在500 g/株时,烤烟K326和云烟87的株高、茎围和最大叶长分别提高17.3%、19.2%、3.1%[31],施用生物质炭土壤改良剂用量为3%时,烤烟最大叶面积、叶片数分别较对照显著增加17.7%和21.5%,生物质炭用量为3%时,烤烟地上部干物质量显著增加了44.2%[32]。该试验研究施用的固体土壤改良剂对烤烟的生长发育情况效果要更佳,主要原因可能是固体土壤改良剂可以影响表层土壤(≤30 cm)理化性质和生物学特性,增强其防控疾病的能力[33],在一定程度上能够增大土壤孔隙度,优化土壤环境,为烤烟的根系生长提供良好的环境,增施土壤改良剂可改善烤烟根系微环境、促进烤烟根系发育,从而降低病害的发生,促进植株的生长[34]。

3.3 固体改良剂在经济效益上的优势

研究表明,适宜施用土壤改良剂可以提升烟叶产量效果明显,社会、经济和生态效益可观[26]。该研究发现,在土培盆栽验证试验中,在Y87品种中施用固体土壤改良剂200 g/株,提升烤烟经济性状的效果更佳,与CK相比,T3处理的Y87品种在产量、产值和上等烟比例中分别显著增加25.2%、42.2%和353.8%;同样在田间试验中,固体土壤改良剂施用量为3 000 kg/hm2时Y87品种中提升烤烟经济性状效果最佳,与CK相比,T3处理下的Y87品种在产值、上等烟比例和中上等烟比例中分别显著增加37.79%、65.58%和54.75%。在土壤盆栽和田间试验中,K326品种经济性状也有增加但没有Y87增加显著。王兴松等[31]研究表明,在红花大金元施用400 g/株炭基肥土壤改良剂在产量、产值、中上等烟中分别显著增加15.5%、20.3%、12.6%;邓小华等[35]研究表明,施用1 500 kg/hm2 石灰土壤改良剂可提高烤烟上等烟比例7.32%~15.46%,均价、产量、产值分别提高 9.81%、40.65%、42.67%。该研究发现,与前人研究结果相比,该试验不论是在抑制病害发生还是在烤烟生长发育和经济性状方面要表现得更佳,这可能是因为植物干细胞固体改良剂中添加的成分选取竹子、水生和攀藤等植物干细胞萃取液以天然、无污染的优质有机物料和功能独特的复合微生物为原料,依据植物、土壤特点和需肥特性,可以有效抑制土传病害、促进植物生长、改良土壤,从而提高作物产量,同时施用剂量和选用品种也是关键因素,优良的烤烟品种也是生产优质烟叶原料的基础[36]。大量的研究报道显示,不同的生态环境条件对烟叶产质量具有较大影响[37-38],因此只有烤烟种植区域特定的生态环境与适宜的烤烟品种有机结合,才能最大程度发挥出烤烟品种的品质和经济效益[39-40]。该研究采用的烤烟Y87和K326均是云南主栽品种且具有良好的遗传稳定性,结合施用有机土壤改良剂发现,Y87品种在抵抗黑胫病、增加农艺性状及作物生长和产质量方面表现较为突出,这可能与Y87具有更稳定的遗传特性以及更强的适应性(该种植区为连作8年的烤烟地块)有关。以上研究结果表明,合理施用固体土壤改良剂结合Y87品种中的T3处理(3 000 kg/hm2)可以有效降低烤烟黑胫病的发生,提高烟叶产量和经济效益。然而该土壤改良剂是否具有长期的抗病性和增产增效益、是否能够恢复土壤健康还有待于进一步研究和试验验证。

4 结论

盆栽试验中的不同剂型(固体和液体)土壤改良剂(Y87和K326)分别在不同时期(旺长期和现蕾期)和不同施用量下进行对比研究,包括烤烟黑茎病的发生、干物质积累、农艺性状以及经济性状。结果显示,盆栽试验中施用固体改良剂的各项指标较好;与田间试验进行对比发现,对烤烟品种Y87和K326而言,增施干细胞固体土壤改良剂均能不同程度降低烤烟植株黑胫病的病株率,其中以T3(3 000 kg/hm2)处理降低的病株率效果最佳。此外,增施干细胞固体土壤改良剂还可以促进烤烟植株干物质积累,增加优质烟叶的比例,实现增产和增收。综上,建议种植Y87品种并施用3 000 kg/hm2固体土壤改良剂,不仅能够大幅降低烤烟黑胫病的发生,还能获得增产创收的最佳效果。

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