郭亞利， 劉錦華， 王仕海

(1.貴州省煙草公司黔西南州公司， 貴州 興義 562400； 2.中國煙草總公司貴州省公司， 貴州 貴陽 550000)

植煙土壤保育及改良技術(shù)的研究進展

郭亞利1， 劉錦華1， 王仕海2*

(1.貴州省煙草公司黔西南州公司， 貴州 興義 562400； 2.中國煙草總公司貴州省公司， 貴州 貴陽 550000)

土壤條件是優(yōu)質(zhì)煙系統(tǒng)工程的基礎(chǔ)，是影響煙葉質(zhì)量的首要環(huán)境因素，植煙土壤保育與改良技術(shù)正從現(xiàn)代煙草農(nóng)業(yè)土壤利用的普通問題發(fā)展為瓶頸問題。為及時解決植煙土壤有機質(zhì)含量下降、土壤板結(jié)、生物活性降低、土壤酸化和土壤養(yǎng)分供應(yīng)失衡等問題，有效推進特色優(yōu)質(zhì)煙葉生產(chǎn)和現(xiàn)代煙草農(nóng)業(yè)發(fā)展。從烤煙種植制度、現(xiàn)代平衡施肥技術(shù)、土壤改良技術(shù)和重金屬污染修復(fù)技術(shù)等方面進行綜述，指出了植煙土壤保育和改良的發(fā)展方向。

植煙土壤； 保育； 改良； 現(xiàn)狀； 發(fā)展方向

土壤是煙葉種植的重要載體和煙葉養(yǎng)分的主要來源，優(yōu)質(zhì)土壤是生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)煙葉的重要條件之一，而疏松的耕層，良好的通氣和適宜的土壤田間含水量等是生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)煙的重要土壤條件[1-2]。但是，如果不遵循植煙土壤用養(yǎng)結(jié)合的基本規(guī)律，如長期連作、大量施用無機肥和耕作措施不當(dāng)?shù)?，缺乏對植煙土壤良好的培肥措施，就會?dǎo)致土壤有機質(zhì)含量下降、土壤板結(jié)、生物活性降低、土壤酸化、土壤養(yǎng)分供應(yīng)失衡，難以滿足烤煙生長所需營養(yǎng)的平衡，影響煙葉產(chǎn)量和內(nèi)在品質(zhì)的提升[3-6]。近年來，眾多科技工作者圍繞植煙土壤保育和改良開展了大量研究工作，豐富了植煙土壤保育技術(shù)措施，推動植煙土壤向有利于烤煙正常生長的方向轉(zhuǎn)化。從種植制度、現(xiàn)代平衡施肥技術(shù)、土壤改良技術(shù)和重金屬污染修復(fù)技術(shù)等方面進行綜述，以期為同類研究及生產(chǎn)應(yīng)用提供參考，有效推進特色優(yōu)質(zhì)煙葉生產(chǎn)和現(xiàn)代煙草農(nóng)業(yè)的發(fā)展。

1 烤煙種植制度

通過建立合理的輪作、套種、間種和復(fù)種等種植制度，促進煙田生態(tài)系統(tǒng)的良性循環(huán)，調(diào)節(jié)利用植煙土壤肥力，減輕部分病蟲害危害，能夠充分利用有限的生產(chǎn)資源獲得較高的種植效益。

1.1 煙-稻輪作

煙稻輪作制被認定是稻區(qū)最佳的烤煙栽培制度。其不僅能充分均衡地利用土壤營養(yǎng)元素，提高肥效，保持、恢復(fù)和提高土壤肥力，而且能有效減少病蟲雜草的危害，實現(xiàn)煙、糧雙豐收，取得較高的經(jīng)濟效益。主要優(yōu)點：1) 減輕病蟲雜草危害。何念杰等[7]人調(diào)查發(fā)現(xiàn)，煙稻輪作能有效地控制煙草青枯病等土傳病害，并能減輕煙草赤星病和煙草野火病等葉斑類病害的危害。周興華[8]研究表明，稻煙輪作對土傳病害的防治效果特別顯著，對赤星病、蛙眼病等其他病害也能起到減少初侵染源、降低危害的作用。楊國勝等[9]研究指出，實行水旱輪作，憑借煙株殘體內(nèi)含有的大量煙堿，對防治晚稻病蟲害較為有效，一般可節(jié)省農(nóng)藥費30%～50%。2) 提質(zhì)增效。李水珍[10]的研究也表明，稻煙輪作可使烤煙增產(chǎn)24.0%～29.4%，水稻增產(chǎn)12.9%～13.1%；另有研究表明，烤煙和水稻合理輪作能顯著改善和提高煙葉的產(chǎn)質(zhì)量，明顯提高經(jīng)濟效益。3) 均衡利用土壤養(yǎng)分，提高肥效。煙稻輪作，在水旱交替的耕作措施下，可一定程度上調(diào)節(jié)土壤有機物質(zhì)的積累和分解，保持和提高土壤肥力，有利于作物高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)，提高煙葉的產(chǎn)量和品質(zhì)。實行水旱輪作，煙草種植期由于土壤通風(fēng)狀態(tài)好氧氣供養(yǎng)較足，可消減土壤在漬水條件下積累的有害物質(zhì)，能貯存或釋放更多的養(yǎng)分供煙草后作吸收利用，從而使煙糧雙豐收。水稻與烤煙輪作，在淹水條件下可使磷素有效性提高，在煙田施用磷素對水稻增產(chǎn)有一定的作用，還可減少水稻土長期淹水產(chǎn)生的還原性有毒物質(zhì)數(shù)量。同時，煙草和水稻的根系深淺和伸展范圍也不同，深根的煙草和淺根的水稻輪作，可充分利用土壤耕層及耕層以下的土壤養(yǎng)分。4)改善土壤理化性狀，保持、恢復(fù)和提高土壤肥力。煙稻輪作對土壤理化性狀影響顯著，可促進土壤微生物活動、增加團粒結(jié)構(gòu)、加大土壤孔隙和降低土壤緊實度，從而改變土壤的結(jié)構(gòu)和性狀；滯水特征明顯改善，促進有機質(zhì)的分解、更新，減少土壤中還原物質(zhì)，改善土壤次生潛育化現(xiàn)象，提高pH值，防止土壤板結(jié)、酸化，從而起到改良土壤的效果；晉艷等[11]研究發(fā)現(xiàn)，煙稻水旱輪作土壤的pH、有機質(zhì)、全鉀、速效硼、速效鋅、CEC和交換性鎂均高于連作，但土壤中的有效磷和有效鉀含量明顯低于輪作田。

湖南、四川、貴州、廣西和云南等煙區(qū)的水利條件較好，排灌方便，土壤肥力多為中等或偏高，土壤質(zhì)地多為壤土，年度間煙葉產(chǎn)質(zhì)量較為穩(wěn)定，煙稻輪作的種植模式迅速得到擴大。但是，對于煙稻連作時間較長的煙區(qū)，可實行間歇性的輪作方法，即在同一地段進行3～5年煙稻輪作后，更換作物間隔種植，有計劃地更換另一個地段進行煙稻輪作，原來長期淹水的地段可以考慮改種雙季稻，或在適當(dāng)?shù)哪攴莘N植綠肥養(yǎng)地，保證土壤養(yǎng)分的持續(xù)供應(yīng)能力，實現(xiàn)煙葉生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展。

1.2 前作種植綠肥

烤煙前作作物通過影響土壤理化性質(zhì)、微生物活性和土傳病害來影響后作烤煙。前作種植綠肥，其根系發(fā)達，可穿透較緊實的中下層土壤，加厚耕層，疏松土壤；翻壓還田后可提高土壤碳氮比，增加土壤有機碳含量，提高土壤供肥能力；綠肥能使土壤中難溶性養(yǎng)分轉(zhuǎn)化，以利于作物吸收利用，如綠肥在生長過程中產(chǎn)生的分泌物和翻壓后分解產(chǎn)生的有機酸，能使土壤中難溶性磷、鉀轉(zhuǎn)化為作物可利用的有效性磷、鉀；綠肥能改善土壤理化性狀，綠肥翻入土壤后，能使微生物迅速繁殖，促進綠肥分解，除釋放出大量有效養(yǎng)分外，還形成腐殖質(zhì)，其與鈣結(jié)合可使土壤膠結(jié)成團粒結(jié)構(gòu)，使土壤疏松、透氣，保水保肥力強，調(diào)節(jié)水、肥、氣、熱的性能好，有利于作物生長；還田后，可顯著改善煙葉香氣質(zhì)和香氣量。

崔鳴等[12]研究表明，紫花苜宿是適宜連作重茬烤煙地種植的綠肥作物，種植后土壤有機質(zhì)和全N增加幅度>5%，堿解氮、速效磷、有效銅、有效鋅和有效硼均有一定程度提高，促使植煙土壤向有利于烤煙生長的方向轉(zhuǎn)化。胡健康等[13]研究發(fā)現(xiàn)，翻壓綠肥箭舌豌豆的田塊，烤煙的大田生育期延長，抗病性增強，肥料成本降低，經(jīng)濟性狀明顯提高，產(chǎn)值增加2 023.47元/hm2，中上等煙率提高1.65百分點?？梢姡G肥具有良好的土壤改良效果。羅玲等[14]報道，連年翻壓綠肥能顯著提高土壤孔隙度，降低土壤容重，與對照相比，翻壓3年處理的土壤孔隙度提高1.7%，土壤容重率降低3.6%，翻壓綠肥能明顯提高土壤有機質(zhì)、堿解氮、速效磷和速效鉀含量，調(diào)節(jié)土壤pH，改善煙葉品質(zhì)，且隨著翻壓年限的增加，土壤理化性狀和煙葉品質(zhì)改善的趨勢也越明顯。

近年來，在云南師宗、曲靖及宣威、四川冕寧縣、貴州黔西南和畢節(jié)、陜西安康和廣西百色等煙區(qū)推廣應(yīng)用，有利于改善植煙土壤，促進烤煙的可持續(xù)發(fā)展。

1.3 秸稈還田

秸稈還田主要通過增加土壤有機質(zhì)含量，將土壤中粒徑較小的粉?；蛘沉Ｍㄟ^膠結(jié)作用，形成粒徑0.05～2 mm的水穩(wěn)性團聚體，改善土壤的通透性和耕性。一般煙田經(jīng)2～3年秸稈還田后，土壤有機質(zhì)提高0.1～0.27百分點，容重下降0.032～0.062 g/cm3，土壤總孔隙度增加1.25%～2.04%(表)。

表 不同處理連續(xù)5年秸稈還田土壤的團聚體

Table Aggregates in five-year soil with straw returning of different treatments

處理Treatment粒徑 Grainsize0．05～1mm0．001～0．05mm<0．001mm對照CK277．0683．339．7單施NPK312．0656．433．4 Singleapplication ofNPKfertilizersNPK+稻草410．0570．918．9 NPK+straw

所以秸稈還田對改良土壤、平衡土壤養(yǎng)分，特別對補充土壤鉀素的不足有重要意義?？梢詷O大地提高土壤速效鉀含量，秸稈還田煙田一般產(chǎn)量增加8.3～105.1 mg/kg，平均比不還田處理產(chǎn)量提高38.8 mg/kg，相當(dāng)于多施鉀肥5.8 kg/667m2。秸稈中鉀容易分解釋放并被作物吸收利用。秸稈還田可增進土壤生物活性，增加土壤微生物數(shù)量，促進土壤呼吸作用，提高土壤酶活性。還田秸稈為土壤微生物的生長繁殖提供豐富的營養(yǎng)和能量，使微生物數(shù)量增加，在高肥力土壤中約增加50%，在瘠薄土壤上增加更為明顯，可增加2倍左右。同時，由于土壤中微生物數(shù)量的增加，土壤的呼吸強度亦大大增加，在肥沃土壤上秸稈還田后CO2釋放量增加8.3%～43.7%，在瘦瘠土壤增加1.5%～117.8%。秸稈還田后，土壤中堿性磷酸酶、脲酶和過氧化氫酶等都有不同程度的增加。秸稈還田同時可以改善農(nóng)田生態(tài)環(huán)境，其中以覆蓋還田效果最為顯著。覆蓋秸稈后冬天5 cm地溫提高0.2～0.5℃，夏天高溫季節(jié)降低2.5～3.5℃，土壤水分提高32%～45%，雜草減少40.6%～44.9%。

秸稈還田能夠增加土壤有機質(zhì)和礦質(zhì)營養(yǎng)，改善土壤物理性狀，減少土壤流失，秸稈腐解所產(chǎn)生的有機酸類物質(zhì)可以溶解和保持土壤中的礦質(zhì)養(yǎng)分，提高其生物有效性。當(dāng)前煙區(qū)主要采取的是稻草、玉米和小麥秸稈還田等。一般情況下，直接施用的秸稈等有機物當(dāng)季并不能為作物提供較多養(yǎng)分。主要作用是能保持土壤含有足夠的有機質(zhì)和改良土壤結(jié)構(gòu)，為植物提供碳源，為土壤微生物提供養(yǎng)料。使用禾本科作物秸稈能改善土壤通透性，調(diào)控烤煙氮素營養(yǎng)，使烤煙硝態(tài)氮前高后低，進而改善煙葉質(zhì)量。

2 現(xiàn)代平衡施肥技術(shù)

2.1 測土配方施肥

測土配方施肥技術(shù)具有準(zhǔn)確、高效等特點，在實施過程中需要各步驟緊密相連，任何一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，都會影響該技術(shù)在烤煙平衡施肥中的作用。在烤煙平衡施肥研究中需要不斷加強田間試驗、土壤養(yǎng)分測試技術(shù)、肥料配制和數(shù)據(jù)處理等方面的創(chuàng)新，不斷提升測土配方施肥技術(shù)與烤煙營養(yǎng)規(guī)律之間的耦合，更好地發(fā)揮該技術(shù)的優(yōu)點在烤煙平衡施肥中的作用。

2.2 精準(zhǔn)施肥

精準(zhǔn)施肥技術(shù)是依據(jù)土壤養(yǎng)分狀況，作物需肥規(guī)律和目標(biāo)產(chǎn)量，調(diào)節(jié)施肥量、氮磷鉀比例和施肥時間，達到提高化肥利用率，最大限度的利用土地資源，以合理的肥料投入量獲取最高產(chǎn)量和最大經(jīng)濟效益，保護農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境和自然資源的目的。關(guān)鍵技術(shù)：一是基于施肥區(qū)域的土壤養(yǎng)分空間變異規(guī)律，實現(xiàn)土壤養(yǎng)分測試和作物營養(yǎng)診斷的精準(zhǔn)；二是確定適宜的施肥模型，實現(xiàn)施肥決策的合理；三是采用合理的施肥方式，實現(xiàn)肥料施用的精準(zhǔn)化。魏彬等[22]研究發(fā)現(xiàn)，基于SPAD儀的烤煙實時氮肥追施的精準(zhǔn)施肥方式可顯著增加各部位葉片的葉面積和單葉重，烤后上中等煙比例、均價和產(chǎn)值顯著增高，烤煙的氮肥農(nóng)學(xué)利用效率和氮肥吸收利用率顯著高于農(nóng)戶慣用施肥模式。夏海乾等[23]研究表明，利用DGPS技術(shù)進行網(wǎng)格定位取樣、GIS技術(shù)進行土壤養(yǎng)分分析和管理，形成的烤煙精準(zhǔn)施肥配方對煙葉產(chǎn)值、均價和上等煙率分別提高2.4%、3.0%和3.6%，肥料投入成本平均降低220元/t。表明，根據(jù)土壤肥力和烤煙營養(yǎng)規(guī)律進行的精準(zhǔn)施肥，能協(xié)調(diào)煙株營養(yǎng)，直接減少肥料成本投入，間接提高肥料利用率和增加煙農(nóng)收入。宋晶等[24]利用GIS，建立了具有施肥咨詢與配方推薦等功能的煙田施肥推薦支持決策系統(tǒng)。陳偉強等[25]提出了基于GIS的煙草精準(zhǔn)施肥配方系統(tǒng)框架，建立了平頂山煙區(qū)生態(tài)環(huán)境空間數(shù)據(jù)庫、精準(zhǔn)施肥配方模型，建立了模型參數(shù)以及參數(shù)修正的專家模型。這些精準(zhǔn)施肥技術(shù)提高了肥料利用率，優(yōu)化了植煙土壤環(huán)境。張云貴等[26]提出，分散經(jīng)營條件下養(yǎng)分管理分區(qū)的步驟為土壤養(yǎng)分插值、以地塊為單元統(tǒng)計土壤養(yǎng)分、依據(jù)施肥模型針對地塊進行肥料養(yǎng)分推薦、聚類分析肥料養(yǎng)分形成養(yǎng)分管理分區(qū)；同時指出，土壤養(yǎng)分變異主要來源于結(jié)構(gòu)因素，無機氮的有效變程最小，控制采樣密度，精準(zhǔn)養(yǎng)分管理的網(wǎng)格采樣間距在50 m左右?？緹熅珳?zhǔn)施肥可分別節(jié)約氮10.7%、磷10.3%，增收5 454.63元/hm2，扣除因增加鉀肥0.5%和土壤測試成本，精準(zhǔn)養(yǎng)分管理節(jié)本增效5 140.9元/hm2。但是，GIS與計算機結(jié)合建立的施肥系統(tǒng)不是未來烤煙生產(chǎn)平衡施肥、精準(zhǔn)施肥的發(fā)展方向?？緹熓┓氏到y(tǒng)的研究會向多尺度、高精準(zhǔn)、便捷等方向發(fā)展。

2.3 滴灌施肥

滴灌施肥技術(shù)是根據(jù)作物生長各階段對養(yǎng)分的需求和土壤養(yǎng)分的供給狀況，準(zhǔn)確將肥料補加和均勻施在作物根系附近，并被根系直接吸收利用的一種施肥方法。灌溉施肥的原則是根據(jù)作物的吸收規(guī)律提供養(yǎng)分，需要多少提供多少。采用灌溉施肥技術(shù)可以很方便地調(diào)節(jié)灌溉水中營養(yǎng)物質(zhì)的數(shù)量和濃度，使其與植物的需要和氣候條件相適應(yīng)?？梢源蠓忍岣呋世寐剩岣唣B(yǎng)分有效性。促進植物根系對養(yǎng)分的吸收，提高作物的產(chǎn)量和質(zhì)量，減少養(yǎng)分向根系分布區(qū)以下土層的淋失。還可以大幅度節(jié)省時間、運輸、勞動力及燃料等費用，實施精確施肥。

向鵬華等[27]研究表明，在不影響煙葉生產(chǎn)效益的基礎(chǔ)上，一管雙行處理較一管單行處理能節(jié)約滴管帶成本近50%，煙葉產(chǎn)量和產(chǎn)值分別提高2.2%和7.2%，上部煙葉香氣質(zhì)提高，雜氣和刺激性減少，煙葉質(zhì)量得到一定程度改善，說明一管雙行膜下滴灌結(jié)合施肥，不僅可降低生產(chǎn)成本，而且烤煙生產(chǎn)效益和煙葉質(zhì)量也略有提高。2015年云南普洱市景東縣采用滴灌施肥5.33 hm2，大大提高了施肥效率，大幅度減低人工成本，達到了減工降本的目的。

3 土壤改良技術(shù)

3.1 調(diào)理劑改良

3.1.1 土壤改良劑 其是主要用于改良土壤的物理、化學(xué)和生物性質(zhì)，使其更適宜植物生長，而不是主要提供植物養(yǎng)分的物料。目前，常用的植煙土壤改良劑有生石灰、熟石灰、石灰石粉、白云石粉、鈣鎂磷肥和一些工業(yè)廢渣。白云石粉、鈣鎂磷肥和工業(yè)廢渣成本低、效果好，還能補充鎂和其他微量元素，但其與土壤的反應(yīng)較慢，適宜在栽煙前約2個月施用。雷波等[28]認為，在貴州施用石灰、聚丙烯酰胺(PAM)和石灰+PAM土壤改良劑對煙株農(nóng)藝性狀無明顯影響，但能改善煙葉外觀，降低煙堿含量，提高煙葉產(chǎn)量、總糖和還原糖含量及吸食質(zhì)量。其中，混合施用石灰+PAM的效果最好。朱潔等[29]認為，在云南施用田佳寶土壤改良劑煙葉品質(zhì)明顯提高，中上等煙比例提高7.9%～18.2%，煙葉均價提高0.07～0.28元/kg，提高烤煙對煙草花葉病毒病、野火病和赤星病等主要病害的抗病力。邢世和等[30]認為，在安徽施用以石灰、粉煤灰、白云石、廢菌棒和化肥構(gòu)成的不同組合改良劑后，耕層土壤細菌、放線菌、磷細菌、鉀細菌和纖維素分解菌的數(shù)量、土壤過氧化氫酶、脲酶、磷酸酶和纖維素酶的活性及烤煙產(chǎn)量均比對照有不同程度提高。其中，添加廢菌棒處理的微生物數(shù)量、酶活性和烤煙產(chǎn)量變化明顯高于無添加廢菌棒處理，以石灰+菌棒+常規(guī)化肥改良劑組合的效果最好。尚志強等[31]認為，在云南普洱施用閔康生物土壤改良劑的烤煙原煙化學(xué)成分最好。

針對土壤粘重、容重較高，煙株根系生長處于一種土壤緊實脅迫環(huán)境下等問題，2011年在濃香型煙葉主產(chǎn)區(qū)的河南寶豐、安徽宣城、陜西洛南和隴縣和廣東南雄進行改良土壤物理特性的模擬試驗發(fā)現(xiàn)，客土改良可增加土壤通透性和降低容重，從烤煙移栽后40 d開始，根系縱、橫向生長及其重量均隨土壤容重的降低表現(xiàn)為增加的趨勢；降低土壤緊實度，促進了根系總吸收面積、活躍吸收面積和根系脫氫酶活性的大幅度提高，同時煙葉的開片和熟性得到改良，煙葉含糖量提高，甜感增加，顯著改善煙葉的質(zhì)量狀況和風(fēng)格特點，濃香型特色更加突出。

目前，在南方酸性土壤產(chǎn)區(qū)施用石灰性物質(zhì)進行改良，在北方堿化土壤產(chǎn)區(qū)施用石膏等改良劑，也可施用砂土改良粘性土壤，不同程度改善了植煙土壤結(jié)構(gòu)，更適宜于烤煙正常生長。

3.1.2 土壤調(diào)節(jié)劑 其是以農(nóng)用保水劑及富含有機質(zhì)、腐殖酸的天然泥炭或其他有機物為主要原料，輔以生物活性成分及營養(yǎng)元素組成，經(jīng)科學(xué)工藝加工而成的產(chǎn)品，有極顯著的保水、增肥和透氣三大土壤調(diào)理性能。能夠打破土壤板結(jié)、疏松土壤、提高土壤透氣性和降低土壤容重等，提高土壤微生物活性和肥水滲透力；具有改良土壤、治理荒漠、保水抗旱、增強農(nóng)作物抗病能力、提高農(nóng)作物產(chǎn)量、改善農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)和恢復(fù)農(nóng)作物原生態(tài)等功能。

茍久蘭等在[32]貴州盆栽試驗中發(fā)現(xiàn)，施用土壤調(diào)理劑對酸性土壤pH有明顯的改良作用，施用3次能使土壤pH提高0.14單位，且能活化酸性土壤中磷、鉀營養(yǎng)元素，促進煙株對鉀元素的吸收，增加生物產(chǎn)量和改善煙葉品質(zhì)。楊蘋等[33]認為，在四川施用化學(xué)調(diào)節(jié)劑，能夠提高烤煙成熟期農(nóng)藝性狀和土壤含水率，烤煙的產(chǎn)量和產(chǎn)值均顯著高于對照，具有一定的保水抗旱作用和明顯的增產(chǎn)增質(zhì)效果，尤其是在旺長期施用保水劑的效果最好，可在干旱煙區(qū)大面積推廣。熊淑萍等[34]認為，F(xiàn)eSO4、ABT4和黃腐酸鹽組合能減緩褐土和砂姜黑土烤煙生長后期葉片的總N含量下降，均能促進褐土、砂姜黑土和潮土烤煙葉片可溶性糖含量的積累，提高褐土煙葉中K含量，粒飽豐處理可降低褐土和砂姜黑土煙葉中總N含量和潮土煙葉中可溶性糖含量，提高砂姜黑土與潮土煙葉中的K含量。FeSO4、ABT4和黃腐酸鹽組合和粒飽豐調(diào)節(jié)劑均可提高褐土、砂姜黑土和潮土煙葉的煙堿含量，且以FeSO4、ABT4和黃腐酸鹽組合的效果較好。劉巧真等[35]發(fā)現(xiàn)，在河南煙田施用土壤生態(tài)調(diào)節(jié)劑和微生物肥可降低烤煙生育前期根區(qū)土壤pH，提高過氧化氫酶和堿性磷酸酶活性，增加土壤微生物總量，提高烤后煙葉評吸質(zhì)量；施用腐植酸和硫磺可明顯降低根區(qū)土壤pH和酶活性，增加土壤微生物總量，但對烤后煙葉香氣質(zhì)和香氣量提高不明顯，并且燃燒性變差。說明，土壤生態(tài)調(diào)節(jié)劑和微生物肥可改善根區(qū)土壤微生態(tài)環(huán)境，提高煙葉質(zhì)量。

3.2 有機肥改良

有機肥含有農(nóng)作物所需要的各種營養(yǎng)元素和豐富的有機質(zhì)，是一種完全肥料。施入植煙土壤后，分解慢，肥效長，養(yǎng)分不易流失，能提供烤煙生長所需的養(yǎng)分和土壤微生物活動所需的碳量及能量，促進土壤養(yǎng)分的有效化，提高土壤保肥保水能力、酸堿緩沖性和土壤酶活性，加速土壤團聚體形成和改善土壤的物理性狀，起到改良土壤、培肥地力、提高煙葉品質(zhì)的作用。目前，有機肥主要包括自制堆肥、漚肥、廄肥、沼肥、秸稈、綠肥、餅肥和商品有機肥等。

高忠淵[36]認為，30%雞糞有機肥明顯降低土壤容重，土壤pH最穩(wěn)定，顯著增加移栽50 d后土壤有機質(zhì)含量；王鎮(zhèn)[37]認為，生物有機肥和芝麻餅肥能顯著促進土壤養(yǎng)分的釋放，供給煙葉生長需要，能顯著提高土壤中CAT和PPO活性，從而促進土壤中有機物料和有機質(zhì)的腐殖化過程，有利于提高肥料利用率。楊麗萍等[38]發(fā)現(xiàn)，菜餅肥和腐熟秸稈能降低土壤容重，提高土壤孔隙度。王美新等[39]研究發(fā)現(xiàn)，施用EM生物有機肥對中和植煙土壤酸性、提高植煙土壤有機質(zhì)、速效氮、速效磷和速效鉀含量具有明顯作用，且以施用EM生物有機肥3 000 kg/hm2對改良土壤的綜合效果最好?；艄獾萚40]認為，施用生物有機肥能顯著提高土壤供應(yīng)養(yǎng)分的能力。王巖等[41]研究指出，施用有機肥可以促進土壤有機質(zhì)的更新，土壤全N和全C含量較對照少量增加，土壤綜合肥力水平提高。李正風(fēng)等[42]研究表明，秸稈直接覆蓋還田可培肥土壤，改善土壤理化性質(zhì)，增加土壤有機質(zhì)，使土壤有機質(zhì)年均遞增0.05%～0.1%，增加土壤堿解氮和速效鉀等速效養(yǎng)分。楊云高等[43]研究表明，增施有機肥可提高土壤pH，同時還可提高土壤耕層的堿解氮、速效磷、速效鉀及硼和鋅等微量元素含量。

3.3 有益生物改良

培養(yǎng)有益生物也是改良植煙土壤的一種途徑，且微生物肥料是活體肥料能改善土壤物理性狀，有利于提高土壤肥力。據(jù)報道，煙田施用生物鉀肥后，土壤速效鉀含量增加30.2～48.6 mg/kg。曹本[44]研究表明，施用500 g/667m2生物鉀肥后，土壤速效氮含量略有增加，速效磷含量比對照增加54.0%，速效鉀比對照增加16.7%。其他研究結(jié)果也表明，施用生物鉀肥能活化土壤磷、鉀養(yǎng)分，提高速效養(yǎng)分含量。保得生物肥是一種復(fù)合菌劑，在施用等量鉀肥的情況下，土壤有效鉀含量，均以施用生物肥(保得、海沃、增產(chǎn)菌)的處理高于未施生物肥的對照，增加幅度為3.7%～29.8%。其中，施用保得生物肥的增加幅度最大。未種烤煙的室內(nèi)培養(yǎng)試驗也證明了生物肥的解鉀作用。與對照相比，生物肥處理的土壤有效鉀含量增加5.5%～15.5%?？緹熑~片含鉀量也隨生物肥施用量增加而增加。李彰等[45]認為，微生物土壤改良劑能明顯改善旺長期土壤耕層的物理性狀和生態(tài)環(huán)境，土壤相對含水量及土壤溫度明顯增加，0～20 cm耕層土壤容重顯著降低。

3.4 地膜覆蓋及殘留控制

煙草地膜覆蓋栽培的基本原理是利用植煙壟體表面覆蓋的超薄型塑料地膜的隔離功能，形成膜下植煙土壤和膜上近地表空間特殊生態(tài)環(huán)境的改變，對煙草的生長、發(fā)育、養(yǎng)分吸收與代謝規(guī)律、煙葉成熟產(chǎn)生復(fù)合的影響效應(yīng)，集成關(guān)鍵管理技術(shù)，促進地膜覆蓋栽培的煙葉生長、成熟和內(nèi)含主要化學(xué)成分及其含量符合或接近優(yōu)質(zhì)烤煙生產(chǎn)目標(biāo)所定品質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)和產(chǎn)量指標(biāo)，實現(xiàn)定向培育所定品質(zhì)類型的優(yōu)質(zhì)煙葉目標(biāo)。

李鳳芝等[46]研究表明，烤煙覆蓋地膜對旺長期前膜下10 cm土壤的增溫效果和移栽后50 d至采烤完土壤保濕作用明顯。劉愛民等[47]認為，地膜覆蓋能明顯增加土壤溫度，改善溫、水、光等氣象條件，從而改善烤煙生長的生態(tài)環(huán)境，有利于烤煙的生長，并提高其產(chǎn)值量。周國生[48]認為，煙-稻輪作區(qū)烤煙覆膜栽培能提高5～20 cm土層地溫1.5～1.8℃，從而縮短生育期，減少肥料流失。地膜覆蓋能有效提高土壤溫度1.2～8.3℃；促進煙株干物質(zhì)的積累和養(yǎng)分的吸收利用。

但是，清除地膜時總有一部分殘留土壤，不妥善處理會對土地造成極大的白色污染，長期累積會造成土壤中地膜殘留危害。據(jù)英美公司在云南等煙區(qū)的取樣調(diào)查發(fā)現(xiàn)，地膜殘留量高達23.3 kg/667m2，片數(shù)接近4萬片，致使土壤結(jié)構(gòu)破壞，煙株肥水吸收和根系生長發(fā)育受阻，并且造成土壤水分下滲困難，引發(fā)次生鹽堿化。針對農(nóng)膜不能有效回收利用的現(xiàn)狀，2013—2015年，貴州遵義市煙草分公司成功自主組裝廢舊農(nóng)地膜流水加工生產(chǎn)線，形成了“煙草組織、補貼引導(dǎo)、分類回收”的回收工作機制和“合作社運作、訂單式生產(chǎn)、多元化利用”的運行模式，為構(gòu)建資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會奠定了良好基礎(chǔ)。

4 重金屬污染修復(fù)技術(shù)

土壤是煙葉中重金屬的源頭，且土壤重金屬污染具有隱蔽性、長期性和不可逆性等特點，導(dǎo)致植煙土壤退化，煙葉品質(zhì)降低。土壤重金屬污染的治理修復(fù)途徑：一是將重金屬從土壤中轉(zhuǎn)移走，即去除化；二是改變重金屬在土壤中的形態(tài)，使其固化或鈍化，將重金屬的活性降到最低，減少其在土壤中的遷移性和生物可利用性，即穩(wěn)定化。目前，土壤重金屬污染修復(fù)技術(shù)有物理化學(xué)修復(fù)技術(shù)(換土法、土壤淋溶、電化學(xué)修復(fù)、原位固定修復(fù)、重金屬螯合、重金屬拮抗劑和表面活性劑)、生物修復(fù)技術(shù)(植物修復(fù)、微生物修復(fù)和動物修復(fù))、農(nóng)業(yè)生態(tài)修復(fù)(農(nóng)藝措施修復(fù)和生態(tài)修復(fù))等，而常用的植煙土壤重金屬修復(fù)技術(shù)有改良劑原位修復(fù)、植物修復(fù)和農(nóng)藝措施修復(fù)等。

4.1 改良劑原位修復(fù)

改良劑原位修復(fù)主要指通過添加外來物質(zhì)，改變土壤化學(xué)性質(zhì)，如通過調(diào)節(jié)土壤酸堿度、氧化還原電位和陽離子交換量及其他化學(xué)性質(zhì)(如土壤氧化鐵、氧化錳和氧化硅等的活性)，或者直接與重金屬相結(jié)合，從而改變重金屬的形態(tài)及其生物有效性等，最終抑制或降低作物對重金屬的吸收。其作用機制主要包括吸附作用、沉淀作用和絡(luò)合(螯合)作用。常用的改良劑分為無機改良劑和有機改良劑。胡鐘勝等[49]通過在重金屬污染典型植煙土壤中添加多種類型的改良劑(凹凸棒土、有機肥、活性炭和動物骨粉)均可降低烤煙重金屬含量。也有許多研究通過同時添加無機和有機物料以降低重金屬的生物有效性。

研究表明，土壤施加堿性無機改良劑(石灰、熟石灰等)后，土壤pH明顯提高，重金屬生物有效性隨堿性無機改良劑用量的增加而急劇降低。添加碳酸鈣對降低紅壤有效態(tài)Cd含量也具有顯著效果，并能使紅壤中可溶態(tài)和交換態(tài)Cd明顯向有機態(tài)、鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)和硫化物態(tài)轉(zhuǎn)化[50]。陳曉婷等[51]研究發(fā)現(xiàn)，鈣鎂磷肥可以顯著提高土壤pH，降低交換性Pb含量，從而抑制作物對Pb的吸收。粘土礦物可以降低土壤DTPA提取態(tài)重金屬鉛和鎘含量，同時減少重金屬在烤煙中的積累。張敬鎖[52]認為，有機酸明顯增加了作物對Cd的吸收。David等[53]發(fā)現(xiàn)，有機物料提高了土壤CEC和緩沖性能，改變了土壤理化性質(zhì)，減少了作物體內(nèi)Cd和Pb含量。

4.2 植物修復(fù)

金屬污染土壤的植物修復(fù)，是采用植物對重金屬的忍耐和超量積累能力并結(jié)合共生的微生物體系來實現(xiàn)對重金屬污染環(huán)境的修復(fù)。這種技術(shù)的關(guān)鍵是選育對重金屬具有忍耐和超量積累能力的植物品種。自然的重金屬超富集體往往具有生物量較低、生長緩慢、生長周期長且只能超積累某種重金屬等缺點。目前，利用基因技術(shù)，培育出生物量高、生長快且可同時超富集多種重金屬的高效超富集植物。據(jù)報道，將重金屬抗性基因金屬硫蛋白基因?qū)霘W洲油菜和煙草，所得的轉(zhuǎn)基因植株能耐受CdCl2濃度高達0.1 mm。研究表明，某些植物引入金屬硫蛋白后，對Cd、Cu等的耐性或吸收明顯提高。植物修復(fù)技術(shù)的處理費用低，而且屬于原位修復(fù)技術(shù)，能在不破壞土壤生態(tài)環(huán)境、保持土壤結(jié)構(gòu)和微生物活性的情況下，通過植物的根系直接將大量的重金屬元素吸收，通過收獲植物地上部分來修復(fù)被污染的土壤。

4.3 農(nóng)藝措施修復(fù)

煙葉中重金屬含量的高低和土壤重金屬含量有密切關(guān)系外，還和煙葉生產(chǎn)過程中的農(nóng)藝措施關(guān)系密切，通過調(diào)節(jié)土壤pH、有機質(zhì)和水分等因素，改變土壤重金屬活性，降低其生物有效性，減少從土壤向煙草的轉(zhuǎn)移。國際上一些知名煙草公司和研究機構(gòu)正采用生物技術(shù)和基因工程技術(shù)對煙草品種進行改良，以提高煙草對Cd的抗性，減少煙草對土壤Cd的吸收；實施水旱輪作降低土壤的氧化還原電位，能夠降低重金屬的活性，減小對煙草的危害；合理施用有機肥、化肥和農(nóng)藥可提高植煙土壤的安全性。周孚美等[54]發(fā)現(xiàn)，茶粕和菜粕作基肥施用，可顯著降低植煙土壤中容易被煙株吸收的水溶態(tài)鎘和弱酸提取態(tài)鎘的含量，提高植煙土壤中不能被煙株吸收的還原態(tài)鎘和殘渣態(tài)鎘的含量。

5 植煙土壤保育與改良的發(fā)展方向

土壤條件是優(yōu)質(zhì)煙系統(tǒng)工程的基礎(chǔ)，是影響煙葉質(zhì)量的首要環(huán)境因素[55]。從大農(nóng)業(yè)發(fā)展趨勢看，環(huán)境友好的耕地保育技術(shù)正全面替代高能量投入的耕地管理技術(shù)；而從現(xiàn)代煙草農(nóng)業(yè)發(fā)展趨勢看，植煙土壤保育與修復(fù)技術(shù)正從現(xiàn)代煙草農(nóng)業(yè)土壤利用的普通問題發(fā)展為瓶頸問題。

為現(xiàn)代煙草農(nóng)業(yè)發(fā)展提供良好的土壤平臺，維持土壤養(yǎng)分平衡和土壤性狀的穩(wěn)定，應(yīng)從有利于增加煙農(nóng)收入、有利于改善煙葉質(zhì)量、有利于充分利用自然優(yōu)勢、有利于煙區(qū)長遠發(fā)展的角度出發(fā)，突出煙田土壤改良技術(shù)，減少不利生態(tài)條件對煙葉產(chǎn)質(zhì)和效益的影響。

一是植煙土壤保育與修復(fù)技術(shù)的提升與應(yīng)用。一方面，適用成熟土壤保育技術(shù)的全面應(yīng)用。各煙區(qū)根據(jù)自身植煙土壤現(xiàn)狀和存在問題，結(jié)合栽培習(xí)慣，有針對性地推行輪作換茬耕作制度、秸稈還田、綠肥還田、增施有機肥和測土配方等有效的土壤保育修復(fù)技術(shù)，培育生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)煙葉的土壤環(huán)境，為烤煙生長提供有利土壤環(huán)境，為現(xiàn)代煙草農(nóng)業(yè)發(fā)展夯實基礎(chǔ)。另一方面，引領(lǐng)土壤保育修復(fù)技術(shù)的提升與突破。針對植煙土壤保育修復(fù)的瓶頸問題，結(jié)合現(xiàn)代煙草農(nóng)業(yè)發(fā)展新要求，有重點的進行生物修復(fù)深化、重金屬阻控、有機質(zhì)提升、信息化技術(shù)有效利用、水肥一體化供應(yīng)技術(shù)、新平整植煙土地快速提升等方面的探索，有效提升現(xiàn)有植煙土壤保育修復(fù)技術(shù)，尋求更先進、更有效的植煙土壤保育修復(fù)新技術(shù)，以實現(xiàn)植煙土壤的健康、快速的有效保育與修復(fù)。

二是植煙土壤保育與修復(fù)政策的制定與培育。如果缺乏強有效的組織管理措施或政策引導(dǎo)、推進新技術(shù)、適用技術(shù)，再好的技術(shù)也發(fā)揮不了本身的作用。各產(chǎn)區(qū)根據(jù)自身烤煙生產(chǎn)現(xiàn)狀，結(jié)合我國耕地保育推出的有機質(zhì)和有機肥補償政策、測土配方施肥補助政策和草原生態(tài)保護補助獎勵政策等，探索尋求支撐植煙土壤保育工作長期發(fā)展的技術(shù)投入、生產(chǎn)投入和體系建設(shè)等方面的政策及投入機制，為植煙土壤保育修復(fù)技術(shù)提供強有力的政策支持。

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(責(zé)任編輯： 劉 海)

Advances in Conservation and Improvement Technology of Tobacco-growing Soils

GUO Yali1, LIU Jinhua1, WANG Shihai2*

(1.QianxinanBranchCompany,GuizhouTobaccoCompany,Xingyi,Guizhou562400; 2.GuizhouTobaccoCompany,ChinaTobaccoCorporation,Guiyang,Guizhou550000,China)

Soil conditions, the basis of high-quality tobacco systems engineering, are the major environmental factors influencing tobacco quality. Conservation and improvement of tobacco-growing soils, a common question in soil utilization of modern tobacco agriculture, is now developing as a bottleneck problem. In order to timely solve such problems as soil OM content falling, soil hardening, biological activity decreasing, soil acidifying, and out-of-balance of soil nutrients supply, effectively promote the development of characteristic high-quality tobacco production and modern tobacco agriculture development, the authors reviewed flue-cured tobacco planting system，modern balanced fertilization technology，soil improvement technology and heavy metal pollution repair technology, and proposed the development direction of the tobacco-growing soils conservation and improvement.

tobacco-growing soils; conservation; improvement; current situation; development direction

2015-08-09； 2016-02-02修回

貴州省煙草公司黔西南州公司資助項目“彰顯黔西南州煙葉特色的養(yǎng)分調(diào)控技術(shù)研究”(2013-03)

郭亞利(1979-)，女，農(nóng)藝師，從事煙葉生產(chǎn)技術(shù)研究與科技管理工作。E-mail: yaya2003238@163.com

*通訊作者：王仕海(1974-)，男，農(nóng)藝師，從事煙葉生產(chǎn)技術(shù)研究。E-mail: 465062637@qq.com

1001-3601(2016)04-0165-0079-07

S572

A