用于烟草种植的泥质岩发育的酸性黄棕壤的改良方法

摘要

本发明公开了一种用于烟草种植的泥质岩发育的酸性黄棕壤的改良方法，属于烟草种植土壤酸碱性改良技术领域，先将土壤划分成pH值<5.5和5.5＜pH值＜6.5两种类型，再对这两种不同类型选用不同用量的氮、磷、钾肥和牡蛎粉，并采用轮作等方式，为用于烟草种植的酸性黄棕壤的酸化防治提供了一种全新思路和改良途径；能够显著改善黄棕壤的酸化程度，不仅能显著升高黄棕壤的pH值，同时还能改善黄棕壤肥力，协调土壤养分平衡。

说明书

技术领域

本发明属于烟草种植土壤酸碱性改良技术领域，特别是用于烟草种植的泥质岩发育的酸性黄棕壤的改良方法。

背景技术

土壤是作物生长的载体，土壤pH的高低关系作物生长好坏。泥质岩发育的黄棕壤是湖北省烟区主要土壤类型之一。由于泥质岩发育黄棕壤抗酸化能力较弱，因此，烟草种植企业需要针对该土壤特性，提高N肥利用率，实现N肥减施的同时提升土壤抗酸化能力，防范该类土壤的酸化风险。

近年来，围绕提高烟田土壤pH的方法有一些新技术，例如中国授权专利CN107384436B公开了一种在烟草种植过程中施加土壤改良剂，待烟田收获完烟叶后，种植小麦进行烟田换茬，施加肥料。土壤改良剂的原料为改性烟草秸秆生物炭、改性膨润土、腐植酸原粉、白云石粉、生石灰、生物黑炭、硫磺、枯草芽孢杆菌HS5B5、硅钙粉、酒糟。烟田土壤在施用该土壤改良剂后pH为5.5-7.0。

又例如中国授权专利CN108611100B公开了一种酸性土壤调理剂及其制备方法和应用，该土壤调理剂能有效调节土壤pH值，中和游离酸，钝化活性铝，解决土壤“酸、毒”问题。土壤调理剂的原料包括气化细渣、气化粗渣、锅炉粗灰、锅炉细灰、褐煤、草炭土、红泥、膨润土和SE功能物质；SE功能物质由海藻酸、聚天门冬氨酸、氨基酸生物炭和糖化酶处理物组成。

又例如中国授权专利CN106635030B公开了一种酸性土壤改良剂，其原料包括特定比例的生物炭、泥炭和钙镁磷肥，施用该改良剂通过提高生物炭中的碱性基团，从而提高了其对于土壤中pH的中和能力。综合上述各种方法，主要通过改良剂来进行调节土壤pH，未见根据土壤pH的高低进行分类治理，未见针对泥质岩发育的黄棕壤的土壤酸化改良方法。

然而，针对用于烟草种植的酸性黄棕壤，上述在土壤中施用土壤调理剂或其溶液的相对简单简单的方法，并不能最有效地改良土壤酸性，不能最快地提升土壤的pH值。

发明内容

针对以上现有技术的不足，本发明提供了一种用于烟草种植的泥质岩发育的酸性黄棕壤的改良方法，具体通过以下技术实现。

用于烟草种植的泥质岩发育的酸性黄棕壤的改良方法，其步骤包括：

S1、在整地前，采取土壤样品进行pH值测定，根据pH值，将土壤划分为pH值<5.5和5.5＜pH值＜6.5两种类型；

S2、对两种类型的土壤进行改良；

对于pH值<5.5的土壤，具体方法如下：

S21、称取氮、磷、钾肥和牡蛎粉并混合均匀；氮肥的用量为5.5-7kg/亩，氮、磷、钾肥的用量比为1:1-2:1.5-3；氮肥采用化肥和有机肥按纯N的质量比1.5-2.4:1配合施用；牡蛎粉的用量为100-150kg/亩；

S22、在烟株移栽前，先按照条施的方式将步骤S21获得的混合肥进行基施，再进行起垄；

对于5.5＜pH值＜6.5的土壤，具体方法如下：

当年的烟叶全部采收结束后，拔除烟秆并清理烟田，于11月中旬进行深耕(深耕深度一般为35-40cm)，深耕的深度为35-40cm；称取、播撒种植玉米所需的肥料，再进行起垄；

通过深耕，有助于0-40cm土壤有效置换，一方面有助于保持生产力，促进土壤自身代谢，另一方面有助于土壤交换性H离子在0-20cm的积累，有效消除土壤酸化的可能性及趋势。

当年的玉米全部采收结束后，拔除玉米秆并清理烟田，于11月中旬进行深耕(深耕深度一般为35-40cm)；称取、播撒种植烟草所需的肥料，氮肥的用量为5.5-6.5kg/亩，氮、磷、钾肥的用量比为1:1-1.5:1.5-2.5；氮肥采用化肥和有机肥按质量比1.2-2.5:1配合施用；

S3、将烟草和玉米按照一年一轮作模式进行种植，在烟草和玉米种植之前，先按照条施的方式将步骤S2获得的混合肥进行基施，再进行起垄；

其中，氮肥的用量均以纯N的含量计，磷肥的用量均以P

本发明针对不同pH值环境的泥质岩发育的酸性黄棕壤，以及将其应用于烟草种植的特殊需求，将酸性黄棕壤划分成了pH值<5.5和5.5＜pH值＜6.5两种特殊类型。并针对这两种不同类型的酸性黄棕壤分别设计了不同的土壤改良方法，改良方法的关键在于氮、磷、钾肥和牡蛎粉的这四者的配合使用，以及具体的施肥和种植方法。在pH值<5.5的土壤(黄棕壤)中，特殊限定氮、磷、钾肥的用法和用量，同时配合使用牡蛎粉，能够显著降低种植烟草后土壤的酸化程度。而对于5.5＜pH值＜6.5的土壤，则只需针对性地优化氮、磷、钾肥的用法和用量，就能满足该类型土壤的酸化防治的要求。

优选地，步骤S21中，氮、磷、钾肥的用量比为1:2:3；所用的氮肥所采用的化肥和有机肥按纯N的质量比为7:3。

优选地，步骤S21中，所述牡蛎粉的用量为100kg/亩。

优选地，步骤S2的5.5＜pH值＜6.5的土壤的改良方法中，在采收完烟叶后，播撒的种植玉米所用的肥料中，氮肥的用量为4.5-5.5kg/亩，氮、磷、钾肥的用量比为1:0.8-1.2:1-1.5，所用的氮肥所采用的化肥和有机肥按纯N的质量比为1.2-3:1。

更优选地，步骤S2的5.5＜pH值＜6.5的土壤的改良方法中，在采收完烟叶后，播撒种植玉米所需的肥料中，氮、磷、钾肥的用量比为1:0.9:1.2；所用的氮肥所采用的化肥和有机肥按纯N的质量比为2.5:1。

优选地，步骤S2的5.5＜pH值＜6.5的土壤的改良方法中，在采收完玉米后，播撒种植烟草所需的肥料中，氮、磷、钾肥的用量比为1:1.5:2.5；氮肥所采用的化肥和有机肥按纯N的质量比为2:1。

与现有技术相比，本发明的有益之处在于：本发明提供了一种针对泥质岩发育的黄棕壤的土壤酸化改良方法。将酸性黄棕壤特定地划分成两种不同的酸化类型，并针对性地将氮、磷、钾肥和牡蛎粉进行配合施用，为用于烟草种植的酸性黄棕壤的酸化防治提供了一种全新思路和改良途径；能够显著降低黄棕壤的酸化程度，不仅不会使黄棕壤的pH值下降，还会显著提升黄棕壤的pH值。

具体实施方式

下面将对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动条件下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

以下实施例和对比例所开展的试验，是2016-2018年间在湖北省十堰市房县青峰镇横欲沟村开展的，以云烟87为供试品种。

将2018年的烟叶全部采收结束后，拔除烟杆，清除地膜，按照5点法采取垄体上0-20cm土样，采用PHS-3C测定土壤pH值。从中选取pH值符合试验要求的黄棕土壤进行试验。经过选取，用于以下实施例和对比例的黄棕壤的pH值分别为4.45、4.84、5.31、5.76、5.82、6.15这五种pH值类型。以下实施例和对比例所用的田块均在半亩左右，即均大约为333㎡；

以下实施例和对比例中，所用的肥料包括烟草专用肥(化肥)、磷肥(化肥，过磷酸钙)、钾肥(化肥，硫酸钾)、烟草秸秆生物有机肥、牡蛎粉；烟草专用肥中，氮、磷、钾的含量分别为8％、12％、24％；磷肥，磷含量为12％；烟草秸秆生物有机肥中，主要含氮、氮含量为1％。在试验时需要对上述各种肥料进行折算，得到试验要求的比值和用量。

以下实施例和对比例中，对于烟草的田间管理为：每年4月6日左右进行施肥起垄，按照1.2m行距进行划线标记，将肥料进行条施，随后采用烟草种植起垄机进行起垄，起垄后，当天进行覆膜。

5月8日左右进行烟苗移栽，沿着垄体顶部中心线，按照0.55m的株距，采用打孔器进行打孔开始移栽；打孔后，每穴浇水1kg，在水未完全渗入土壤前将烟苗垂直栽入，待烟穴中无明水时，采用陪嫁土进行围根，围根土壤厚度2.5cm；其他田间管理采用当地优质烟叶的常规生产管理办法；

以下实施例和对比例中，对于玉米的田间管理为：

(1)查苗补苗：在放苗过程中，若发现有缺苗断垄时，可及时催芽补种或缓后移苗补栽，或在相邻处留双株；

(2)适期定苗：在幼苗3-4叶期时，根据田间苗势情况确定适宜的间苗、定苗时间，长势强壮、苗田要适当早间、早定，苗势弱可适当晚间、晚定。定苗时必须确保每穴选留株壮苗、大苗，去掉小苗、弱苗；

(3)化控防倒：当留苗密度大于4500株/亩时，须在可见叶6-9叶时(拔节期前)喷化控剂金得乐、玉黄金等，缩短基部节间长度，增强基部节的韧性，促进根系生长，防止玉米倒伏；

(4)防治虫害：防治地老虎：玉米苗期，及时中耕出草，在地老虎卵孵化盛期，选用50％辛硫磷乳油1000～2000倍溶液土壤均匀喷雾或者灌根；防治玉米螟：选用50％辛硫磷2000倍液灌心。。

实施例1

本实施例对泥质岩发育的酸性黄棕壤的改良方法具体为：

S1、在整地前，选择pH值<5.5和5.5＜pH值＜6.5两种类型的土壤，具体分别为pH值＝5.31、pH值＝5.82；

S2、对两种类型的土壤进行改良；

对于pH值<5.5的土壤，具体方法如下：

S21、称取氮、磷、钾肥和牡蛎粉并混合均匀；

选用烟草专用肥105kg、过磷酸钙95kg、硫酸钾肥21.6kg和烟草秸秆生物有机肥360kg，即化肥和有机肥按纯N的质量比7:3配合施用，经过换算后氮肥的用量以纯N计为6kg/亩；磷肥选用烟草专用肥和过磷酸钙，经过换算后磷肥的用量以P

S22、在烟株移栽前，先按照条施的方式将步骤S21获得的混合肥进行基施，再进行起垄；

对于5.5＜pH值＜6.5的土壤，具体方法如下：

当年的烟叶全部采收结束后，拔除烟秆并清理烟田，于11月中旬进行深耕，深耕的深度为35-40cm；称取、播撒种植玉米所需的肥料，再进行起垄；

选用氮肥(硝铵磷肥，红四方公司)27.31kg、过磷酸钙(香青公司)47.69kg、硫酸钾(香青公司)24kg、烟草秸秆生物有机肥(恩施州烟草公司材料厂)290kg，即化肥和有机肥按纯N的质量比2.5:1配合施用，经过换算后氮肥的用量以纯N计为5kg/亩；磷肥选用硝铵磷肥(红四方)和过磷酸钙，经过换算后磷肥的用量以P

当年的玉米全部采收结束后，拔除玉米秆并清理烟田，于11月中旬进行深耕，深耕的深度为35-40cm；称取、播撒种植烟草所需的肥料，再进行起垄；

选用烟草专用肥(香青公司)100.5kg、过磷酸钙(香青公司)49.5kg、硫酸钾肥(香青公司)11.76kg和烟草秸秆生物有机肥(恩施州烟草公司材料厂)396kg，即化肥和有机肥按纯N的质量比2:1配合施用，经过换算后氮肥的用量以纯N计为6kg/亩；磷肥选用烟草专用肥和过磷酸钙，经过换算后磷肥的用量以P

S3、将烟草和玉米按照一年一轮作模式进行种植，在烟草和玉米种植之前，先按照条施的方式将步骤S2获得的混合肥进行基施，再进行起垄；

其中，氮肥均以纯N的含量计，磷肥均以P

实施例2

本实施例选取的田块的pH值具体分别为pH值＝4.45、pH值＝6.15；与实施例1的改良方法的区别是：

1、对于pH值<5.5的土壤

选用氮肥(硝铵磷肥，红四方公司)40.96kg、过磷酸钙(香青公司)209.04kg、硫酸钾(香青公司)45kg和烟草秸秆生物有机肥(恩施州烟草公司材料厂)435kg，即化肥和有机肥按纯N的质量比2.4:1配合施用，经过换算后氮肥的用量以纯N计为7.5kg/亩；磷肥选用烟草专用肥和过磷酸钙，经过换算后磷肥的用量以P

2、对于5.5＜pH值＜6.5的土壤

在采收完玉米后，播撒种植烟草所需的肥料，选用氮肥(硝铵磷肥，红四方公司)27.5kg、过磷酸钙(香青公司)135kg、硫酸钾(香青公司)39kg和烟草秸秆生物有机肥(恩施州烟草公司材料厂)585kg，即化肥和有机肥按纯N的质量比1.2:1配合施用，经过换算后氮肥的用量以纯N计为6.5kg/亩；磷肥选用烟草专用肥和过磷酸钙，经过换算后磷肥的用量以P

在采收完烟叶后，播撒的种植玉米所用的肥料，选用硝铵磷肥(红四方)31.73kg、过磷酸钙78.27kg、硫酸钾肥22kg和烟草秸秆生物有机肥275kg，即化肥和有机肥按纯N的质量比3:1配合施用，经过换算后氮肥的用量以纯N计为5.5kg/亩；磷肥选用烟草专用肥和过磷酸钙，经过换算后磷肥的用量以P

实施例3

本实施例选取的田块的pH值具体分别为pH值＝4.84、pH值＝5.82；与实施例1的改良方法的区别是：

1、对于pH值<5.5的土壤

选用硝铵磷肥(红四方)25.39kg、过磷酸钙66.28kg、硫酸钾肥66kg和烟草秸秆生物有机肥440kg，即化肥和有机肥按纯N的质量比1.5:1配合施用，经过换算后氮肥的用量以纯N计为5.5kg/亩；磷肥选用烟草专用肥和过磷酸钙，经过换算后磷肥的用量以P

2、对于5.5＜pH值＜6.5的土壤

在采收完玉米后，播撒种植烟草所需的肥料，选用硝铵磷肥(红四方)30.04kg、过磷酸钙61.63kg，硫酸钾肥55kg和烟草秸秆生物有机肥319kg，即化肥和有机肥按纯N的质量比2.5:1配合施用，经过换算后氮肥的用量以纯N计为5.5kg/亩；磷肥选用烟草专用肥和过磷酸钙，经过换算后磷肥的用量以P

在采收完烟叶后，播撒的种植玉米所用的肥料，选用硝铵磷肥(红四方)19.04kg、过磷酸钙40.96kg、硫酸钾肥27kg和烟草秸秆生物有机肥405kg，即化肥和有机肥按纯N的质量比1.2:1配合施用，经过换算后氮肥的用量以纯N计为4.5kg/亩；磷肥选用烟草专用肥和过磷酸钙，经过换算后磷肥的用量以P

对比例1

本对比例选取的田块的pH值具体分别为pH值＝5.31、pH值＝5.82；与实施例1的改良方法的区别是：

1、对于pH值<5.5的土壤

选用烟草专用肥131.25kg、过磷酸钙118.75kg、硫酸钾肥27kg和烟草秸秆生物有机肥450kg，即化肥和有机肥按纯N的质量比3:1配合施用，经过换算后氮肥的用量以纯N计为6kg/亩；磷肥选用烟草专用肥和过磷酸钙，经过换算后磷肥的用量以P

2、对于5.5＜pH值＜6.5的土壤

在采收完玉米后，播撒种植烟草所需的肥料中，选用硝铵磷肥(红四方)36kg、过磷酸钙214kg、硫酸钾肥12kg、烟草秸秆生物有机肥264kg，即化肥和有机肥按纯N的质量比3.5:1配合施用，经过换算后氮肥的用量以纯N计为6kg/亩；磷肥选用烟草专用肥和过磷酸钙，经过换算后磷肥的用量以P

在采收完烟叶后，播撒的种植玉米所用的肥料，选用硝铵磷肥(红四方)30.77kg、过磷酸钙94.23kg、硫酸钾肥10kg、烟草秸秆生物有机肥400kg，即化肥和有机肥按纯N的质量比4:1配合施用，经过换算后氮肥的用量以纯N计为5kg/亩；磷肥选用烟草专用肥和过磷酸钙，经过换算后磷肥的用量以P

对比例2

本对比例选取的田块的pH值具体分别为pH值＝5.31、pH值＝5.82；与实施例1的改良方法的区别是：

1、对于pH值<5.5的土壤

选用硝铵磷肥(红四方)23.07kg、过磷酸钙26.92kg、硫酸钾肥96kg、烟草秸秆生物有机肥600kg，即化肥和有机肥按纯N的质量比1:1配合施用，经过换算后氮肥的用量以纯N计为6kg/亩；磷肥选用烟草专用肥和过磷酸钙，经过换算后磷肥的用量以P

2、对于5.5＜pH值＜6.5的土壤

在采收完玉米后，播撒种植烟草所需的肥料，选用硝铵磷肥(红四方)15.23kg、过磷酸钙34.76kg、硫酸钾肥72kg和烟草秸秆生物有机肥804kg，即化肥和有机肥按纯N的质量比0.5:1配合施用，经过换算后氮肥的用量以纯N计为6kg/亩；磷肥选用烟草专用肥和过磷酸钙，经过换算后磷肥的用量以P

在采收完烟叶后，播撒的种植玉米所用的肥料，选用硝铵磷肥(红四方)20.31kg、过磷酸钙29.69kg、硫酸钾肥43.2kg和烟草秸秆生物有机肥672kg，即化肥和有机肥按纯N的质量比0.8:1配合施用，经过换算后氮肥的用量以纯N计为6kg/亩；磷肥选用烟草专用肥和过磷酸钙，经过换算后磷肥的用量以P

对比例3

本对比例与实施例1的改良方法的区别是：本对比例选取的田块的pH值划分为pH值<4.5和4.5＜pH值＜6.5两种；本对比例具体选取pH值＝4.45、pH值＝4.84的田块土壤；

pH值<4.5的土壤的改良方法与实施例1的pH值<5.5的土壤的方法相同；4.5＜pH值＜6.5的土壤的改良方法与实施例1的5.5＜pH值＜6.5的土壤的方法相同。

对比例4

本对比例与实施例1的改良方法的区别是：本对比例选取的田块的pH值划分为pH值<6和6＜pH值＜6.5两种；本对比例具体选取pH值＝5.82、pH值＝6.15的田块土壤；

pH值<6的土壤的改良方法与实施例1的pH值<5.5的土壤的方法相同；6＜pH值＜6.5的土壤的改良方法与实施例1的5.5＜pH值＜6.5的土壤的方法相同。

对比例5

本对比例选取的田块的pH值与实施例1相同。本对比例与实施例1的改良方法的区别是：对于pH值<5.5的土壤，基施时未加入牡蛎粉。

对比例6

本对比例选取的田块的pH值与实施例1相同。本对比例与实施例1的改良方法的区别是：对于5.5＜pH值＜6.5的土壤，在烟草种植时，基施肥料中还加入100kg/亩的牡蛎粉。

对比例7

本对比例选取的田块的pH值与实施例1相同。本对比例与实施例1的改良方法的区别是：对于5.5＜pH值＜6.5的土壤，不采用烟草和玉米一年一轮作模式种植，而是每年均种植烟草。

试验检测：

将采用上述方法进行改良，并按既定方法进行烟草(或玉米)种植后，于2020年底对各实施例和对比例的田块按照5点法采取垄体上0-20cm土样，进行以下试验检测。

1、土壤pH测定：采用国家标准NY-T 1377-2007《土壤pH值的测定》测定，并通过公式[(试验后土壤pH值-试验前土壤pH值)/试验前pH]×100％，计算pH值上升的百分比；

2、土壤酸害容量的测定：参照《土壤对酸沉降的缓冲能力与土壤矿物的风化特征》(廖柏寒,戴昭华，《环境科学学报》1991年第4期)：将经过每个土壤称取过1mm筛20g样品，加入去离子水30～40mL(视土壤而定，最终保持水土比为2.5:1)，用磁力搅拌器搅拌后测定悬液pH值，然后做回滴实验，用0.1molL

3、酸害强度＝(酸害容量/酸害偏差)×100％；酸害偏差＝当前土壤pH值-3.5；

4、土壤交换酸测定：采用氯化钾交换-中和滴定法，即国家标准HJ 649-2013《土壤-可交换酸度的测定-氯化钾提取-滴定法》；

5、土壤CEC测定：采用氯化钡法，参照《土壤阳离子交换量(CEC)的两种测定方法的比较研究》(陈宏玲，《科学时代》2014年16期)中的方法进行。

具体检测结果如下表1所示。

表1不同改良方法的效果测定

从上表可以看到，采用实施例1-3的方法在烟草种植时同步进行酸性黄棕壤的改良，能够显著提升黄棕壤的pH值。通过对比实施例1-3和对比例1、2可知，改变氮、磷、钾肥以及牡蛎粉的用量比例和施用方式，会对黄棕壤的pH值提升效果产生明显影响。通过对比实施例1和对比例3、4可知，按照pH值<5.5和5.5＜pH值＜6.5的黄棕壤划分方式，能够最大程度提升黄棕壤pH值，不按这种划分方式，黄棕壤pH值的提升程度均不能达到最大；通过对比实施例1和对比例5、6可知，在pH值<5.5的黄棕壤中，添加牡蛎粉与否，或是牡蛎粉与氮、磷、钾肥的用量比例，也会对黄棕壤酸性的改善效果有一定影响。通过对比实施例1和对比例7可知，在对5.5＜pH值＜6.5的黄棕壤酸性进行改良时，是否选用玉米轮作，以及种植玉米的肥料的选择，会对对黄棕壤酸性的改善效果产生影响。