不同硫酸钾用量对土壤及烤烟矿质元素积累的影响

摘要

烟叶中的钾含量是衡量烤烟品质的重要因素，然而目前我国北方地区烟叶钾含量与国外优质烟叶差距较大。在烟草农业生产实践中，主要是通过投入到土壤中的钾肥用量增加来提升烟叶的钾含量，其中，硫酸钾是最重要也是用量最大的钾肥。故为探究不同硫酸钾用量对土壤以及烤烟的影响，课题组于中国农业科学院青岛烟草资源与环境野外科学观测试验站开展了长期定位施肥试验，始于2010年，土壤类型为棕壤，该试验设置了5个处理:NV（休闲地）、CK（不施肥，连年栽烟）以及处理T1（K2O的投入量为82.57kg/hm2，S的投入量为66.06kg/hm2）、T2（K2O的投入量为165.07kg/hm2，S的投入量为95.76kg/hm2）、T3（K2O的投入量为247.57kg/hm2，S的投入量为125.46kg/hm2）。本研究主要从土壤化学性质、细菌群落的变化以及烤烟矿质元素积累等方面展开，研究结果如下: 1.研究了硫酸钾用量对土壤化学性质的影响。硫酸钾的施用引起土壤pH降低，T3处理土壤pH显著下降，降幅为3.77％;硫酸钾的施用提高了土壤钾和硫的含量，增加了土壤对钾素和硫素的供应潜力及供应水平。土壤中交换性钾、交换性氢、交换性铝、交换性酸总量以及铝饱和度随着硫酸钾施用量的增多逐渐上升，而交换性钠、钙、镁含量以及交换性盐基总量均有不同程度的降低;土壤pH与交换性酸、交换性盐基离子以及铝饱和度之间均存在极显著相关关系。硫酸钾施入土壤后引起土壤酸化，一方面是硫酸钾的施入引起土壤交换性盐基含量降低，另一方面是土壤交换性酸含量和铝饱和度均升高。 2.研究了施用不同量硫酸钾对土壤细菌群落的影响。T3处理细菌群落的均匀度与多样性指数均提高。变形菌门（Proteobacteria）、酸杆菌门(Acidobacteria)以及放线菌门（Actinobacteria）在各处理中的相对丰度分别为22.91％-40.76％、14.91％-39.78、10.14-20.44％，为各处理植烟土壤细菌群落排名前三的菌门;不同硫酸钾用量植烟土壤细菌优势菌群结构整体组成变化较小，但不同门的细菌数量变化，酸杆菌门相对丰度表现为随着硫酸钾施用量的增多而逐渐减少，而变形菌门、放线菌门表现为逐渐增加。施用硫酸钾改变了门水平上的土壤细菌群落，而且土壤细菌群落的变化随着硫酸钾施用量的增加而越加明显。 3.研究了施用不同硫酸钾用量对烤烟矿质元素积累的影响。与对照相比，T1、T2、T3处理整株烤烟干物质积累总量均有不同程度的增加，增幅分别为56.84％、40.38％、15.99％，但随硫酸钾施用量的增多而逐渐降低;各处理烤烟不同部位的干物质积累量大小顺序均呈现叶部＞茎部＞根部。硫酸钾肥的施用使得烤烟根、茎、叶以及整株烤烟中钾、硫、钠、钙、镁、铝的积累量均显著增加;随硫酸钾施用量的增多，整株烤烟的钾、硫、铝积累总量呈逐渐升高，钠、钙、镁积累总量呈现逐渐降低。 4.烤烟是喜钾作物，生产上为提高烟叶钾含量一般钾肥(K2O)用量是氮肥(N)的2至3倍。我们通过长期定位研究表明:大量施用硫酸钾可以提高烟叶钾含量，但同时导致了土壤酸化，烟株生物量显著降低。因此要对硫酸钾的效果要进行综合的评估，权衡烟叶质量提升与土壤退化之间的利弊。