正文

煙田土壤酸化原因及調控技術研究進展

作者:查宇璇,冉 茂,周鑫斌

單位:西南(nán)大(dà)學資(zī)源環境學院;中(zhōng)國煙草總公司重慶市公司煙草科學研究所

卷期:《土壤》2022年第54卷第2期


土壤是煙葉生(shēng)産的重要載體(tǐ)和養分(fēn)來源,良好的土壤條件爲生(shēng)産優質煙葉提供了優良的基礎。然而我(wǒ)國煙田土壤面臨着嚴重的土壤酸化問題,至2018年重慶地區植煙區pH<5.0的強酸性土壤頻(pín)率增加16.1%,pH 5.0 ~ 5.5的弱酸性土壤頻(pín)率增加至20.3%,且酸化土壤空間分(fēn)布不均。長期的煙草種植使土壤pH下(xià)降,但增加了土壤的潛性酸度,Al3+易從土壤交換位點和黏土顆粒上離(lí)解而導緻土壤溶液Al3+濃度升高,從而抑制作物(wù)根系生(shēng)長并毒害煙草根部。此外(wài),細菌數量及多樣性随土壤pH下(xià)降顯著降低,不利于土壤微生(shēng)物(wù)之間的相互作用,其中(zhōng)與誘導疾病相關的微生(shēng)物(wù)(如綠彎菌門)豐度增加,促進煙草中(zhōng)緻病基因PopAPrahA SolR 的表達而抑制抗性基因表達,提高煙草細菌枯萎病和青枯病的發病率。因此,煙田土壤酸化會導緻煙草減産、烤煙品質下(xià)降以及病害發生(shēng)增加等問題,極大(dà)地制約着煙區可持續發展。

本文揭示了鹽基離(lí)子的投入和輸出不平衡(輸出≫投入)是導緻煙田土壤酸化的主要原因,即地上煙草收獲物(wù)和煙田土壤淋洗流失的陽離(lí)子量遠大(dà)于植煙土壤每年投入的鹽基陽離(lí)子量(圖1),而土壤中(zhōng)的鹽基離(lí)子卻沒有及時得到有效補充,使土壤潛性酸度增加,逐步趨于酸化。此外(wài),氮肥的不合理施用、不均衡的養分(fēn)管理和酸沉降等也會加速煙田酸化(圖2),通過對不同緻酸因子對煙田土壤酸化貢獻率的定量分(fēn)析,鹽基離(lí)子(K+, Na+, Ca2+, Mg2+)總緻酸貢獻率高達88.47%,氮的緻酸能力占比爲11.53%(圖3)。

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圖1 煙田土壤陽離(lí)子投入與輸出定量關系圖



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圖2 植煙土壤酸化成因及相互關系



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圖3 緻酸因子對煙田土壤酸化的貢獻率



施用石灰和堿性改良劑是最常用且有效的措施,在此基礎上針對土壤酸化程度,提出利用“堿度”作爲酸堿平衡的杠杆,制定不同土壤pH的改良措施:即針對pH<5.0的強酸性土壤,施用約1.3 t/hm2的石灰并配施1 t/hm2高溫堆肥,可使堿度達到OH-16.77 kmol/hm2,同時恢複土壤的微生(shēng)态環境;對于pH5.0 ~ 5.5的弱酸性土壤,施用約1 t/hm2生(shēng)物(wù)質炭、2 t/hm2高溫堆肥和0.5 t/hm2鈣鎂磷肥,其堿度之和達到OH-14.85 kmol/hm2,可實現酸堿平衡,并有利于土壤的微生(shēng)态健康。

本文綜述了近年來國内外(wài)煙田土壤酸化機理及調控技術的研究進展,并對今後煙田土壤酸化治理提出了展望,建議重點加強以下(xià)幾個方面:

1)進一(yī)步定量分(fēn)析各緻酸因子貢獻率,以平衡煙田土壤鹽基離(lí)子輸入輸出爲主,選用合适的肥料和改良劑及改良措施。

2)針對我(wǒ)國煙田強酸性和弱酸性土壤區域分(fēn)布不均問題制定不同改良措施,運用GIS數字化精準劃分(fēn)土壤酸化空間分(fēn)區圖,以實現退化單元精準識别,按照不同單元土壤酸化特點實現精準分(fēn)類降酸治理,達到“精準降酸”。

3)我(wǒ)國烤煙生(shēng)産中(zhōng)常常面臨着石灰等堿性物(wù)料的施用量過大(dà)的問題,忽視了對土壤微生(shēng)态環境的破壞性,未來應将農藝措施與生(shēng)物(wù)學知(zhī)識相結合建立綜合改良與調控技術,實現對我(wǒ)國煙田酸化土壤長久有效的控制。


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