艾永峰， 譚智勇， 劉 杰，， 李 強(qiáng)， 趙 輝， 白 彬， 諶瀟雄， 韋振瑞

(1.貴州省煙草公司銅仁市公司， 貴州 銅仁 554300； 2.銅仁學(xué)院，貴州 銅仁 554300； 3.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)煙草研究院， 湖南 長(zhǎng)沙 410128； 4.貴州財(cái)經(jīng)大學(xué)， 貴州 貴陽(yáng) 550025)

煙草生長(zhǎng)與土壤生態(tài)環(huán)境有密切聯(lián)系，植煙土壤酸化會(huì)引發(fā)一系列土壤質(zhì)量和環(huán)境問(wèn)題，一方面，植煙土壤酸化會(huì)加速土壤中養(yǎng)分離子的淋失，土壤結(jié)構(gòu)退化，使煙葉產(chǎn)量及品質(zhì)下降，煙葉安全性降低；另一方面，土壤酸化造成土壤微生態(tài)失衡，由于土壤出現(xiàn)酸化，在不同程度上會(huì)影響微生物的種群變化，從而影響整個(gè)土壤微生態(tài)系統(tǒng)，導(dǎo)致煙草土傳病害發(fā)生嚴(yán)重[1-2]。為植煙土壤酸化調(diào)控與改良提供參考，筆者對(duì)近年來(lái)國(guó)內(nèi)外植煙土壤酸化原因及其改良措施研究進(jìn)展綜述如下。

1 土壤酸化的成因

1.1 酸沉降

酸沉降是導(dǎo)致土壤酸化的主要原因之一[3]，可使土壤性能發(fā)生改變，影響土壤中氮、碳等元素的分布特性。酸雨通常包含氫離子、硫酸根離子和硝酸根離子等多種侵蝕離子，且其pH值小于5.6，酸性物質(zhì)來(lái)源于火山爆發(fā)、森林火災(zāi)和閃電等天然排放，以及人類大量燃燒煤、石油等燃料[4]。酸雨已成為當(dāng)今世界備受關(guān)注的重大環(huán)境問(wèn)題之一，我國(guó)是繼北美、歐洲之后世界第三大重酸雨區(qū)域，我國(guó)酸雨區(qū)域面積占國(guó)土面積的30%，主要集中在華中、西南和華東沿海3個(gè)區(qū)域[5]。西南區(qū)域是我國(guó)煙草種植的主要產(chǎn)區(qū)，植煙區(qū)域土壤酸雨沉降問(wèn)題也不容忽視。

1.2 農(nóng)業(yè)栽培措施

1.2.1 種植制度不合理 不合理的種植制度會(huì)引起土壤酸化。ZHANG Y T等[6]研究發(fā)現(xiàn)，連續(xù)10年種植煙草會(huì)造成土壤酸化和土壤酸緩沖能力下降。煙草是一種忌連作作物[7]，長(zhǎng)期連作會(huì)造成植煙土壤酸化，也是植煙土壤易板結(jié)和土壤通透性變差的重要原因[8-11]。同時(shí)，長(zhǎng)期連作會(huì)影響煙草田間長(zhǎng)勢(shì)及農(nóng)藝性狀、降低煙草的產(chǎn)量和品質(zhì)、加重病蟲害的發(fā)生[12-15]。

1.2.2 施肥措施不適宜 1) 大量施用氯化鉀、硫酸鉀、氯化銨、硫酸氨等酸性肥料引起植煙土壤酸化。2) 大量長(zhǎng)期施用單一的化學(xué)肥料，導(dǎo)致土壤有機(jī)質(zhì)含量下降，減弱土壤的緩沖性能，引起植煙土壤酸化。3) 施肥比例失調(diào)，大量施入氮磷鉀等肥料，忽視鎂、鈣等中微量元素肥料的施用，導(dǎo)致土壤養(yǎng)分失調(diào)，使鈣、鎂等元素很容易被氫離子置換，從而引起酸化。GUO J H等[16]研究指出，大量施用化肥加速農(nóng)田土壤酸化進(jìn)程，過(guò)去20年來(lái)我國(guó)主要農(nóng)田土壤pH均值下降約0.5個(gè)單位，相當(dāng)于土壤酸量(H+)在原有基礎(chǔ)上增加2.2倍，這其中也包括植煙土壤。尤開(kāi)勛等[17]研究表明，施肥不當(dāng)是導(dǎo)致宜昌市植煙土壤酸化的主要原因之一。宋曉培[18]研究表明，土壤pH隨著硫酸鉀用量的增多呈逐漸下降趨勢(shì)，且降幅逐漸加大。

1.2.3 水分管理措施不科學(xué) 不同灌水方法對(duì)灌水后植煙土壤水分含量和水分剖面分布以及不同深度土層的水分含量、運(yùn)動(dòng)方向影響明顯，進(jìn)而影響植煙土壤鹽分積累以及酸化程度[19]。李爽等[20]研究表明，大水漫灌灌溉方式會(huì)加劇土壤酸化，相比于溝灌和滲灌，滴灌處理表層水溶性鹽分和硝酸鹽積累較少，更利于土壤酸化的抑制。

1.2.4 殘茬留田 徐仁扣等[21]研究表明，與殘茬移走相比，殘茬留田會(huì)加速土壤酸化。殘茬留田一方面將部分有機(jī)陰離子歸還土壤，增加土壤的pH；另一方面將植物所含的有機(jī)氮加入土壤中，可能通過(guò)有機(jī)氮的礦化和硝化降低土壤的pH。植煙土壤的最終pH由以上兩種過(guò)程共同作用決定。

1.3 自然環(huán)境

自然因素引起的土壤酸化包括：1) 天然酸的形成引起植煙土壤酸度增加，如動(dòng)植物呼吸產(chǎn)生碳酸以及動(dòng)植物殘?bào)w分解產(chǎn)生的有機(jī)酸等[22]。2) 自然多雨條件下，降水量大大超過(guò)蒸發(fā)量，土壤溶液中的鹽基離子在強(qiáng)烈的淋溶作用下隨滲透水下移，使植煙土壤中易溶鹽減少造成土壤酸化。鄧小華等[23]研究表明，水土流失狀況顯著影響植煙土壤pH，水土流失嚴(yán)重的植煙土壤容易酸化。3) 李強(qiáng)等[24]研究表明，隨著海拔升高，植煙土壤pH呈下降趨勢(shì)。此外，植煙土壤pH在不同地形間存在顯著差異，其中平壩最高，丘陵最低，這可能與不同地形土壤類型等因素的差異有關(guān)，如平壩多為黃壤，山地和丘陵多為紫色土和紅壤。

1.4 其他

土地利用方式改變會(huì)影響土壤酸化程度。JACKSON R B等[25]研究表明，為促進(jìn)生物固碳而大量種樹(shù)加速土壤酸化，森林土壤比經(jīng)常翻耕的農(nóng)田土壤更容易發(fā)生酸化。在農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中，免耕措施更易加速土壤酸化[26]。工業(yè)產(chǎn)生的廢氣、廢渣、廢水的任意排放，直接或間接導(dǎo)致植煙土壤酸化。

2 土壤酸化改良措施

2.1 控制酸雨

酸雨的污染源主要是燃料、工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程釋放的廢氣及汽車尾氣的排放[27]。因此，減少污染源排放是控制酸雨的關(guān)鍵措施，如采用脫硫脫氮技術(shù)，減少燃煤過(guò)程中或汽車尾氣排放中二氧化硫和氮氧化物等致酸氣體的排放量。同時(shí)，要加大科技投入力度，加快進(jìn)度開(kāi)發(fā)和利用可替代燃煤的新能源，如太陽(yáng)能、風(fēng)能、核能、地?zé)崮艿?，減少致酸氣體的排放，達(dá)到控制酸雨的目的。

2.2 采用合理的農(nóng)業(yè)栽培措施

2.2.1 合理種植 合理的種植制度對(duì)于改良植煙土壤酸化具有一定的作用。植煙地塊輪作、間作、套作等模式能夠改良土壤構(gòu)造，促進(jìn)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。楊洋等[28]研究表明，連續(xù)植煙能夠增加土壤中病毒的積累量，土壤中煙根殘?bào)w是病毒重要的侵染源之一，而煙草-玉米輪作種植模式能夠明顯減弱病毒病發(fā)生。陽(yáng)顯斌等[29-30]研究表明，相比烤煙單作，煙蒜套作作可提高土壤pH、有機(jī)質(zhì)及速效成分的含量，增強(qiáng)土壤速效養(yǎng)分的供應(yīng)能力。

2.2.2 科學(xué)施肥 選擇氮肥時(shí)應(yīng)減少酸性或生理酸性肥料的施用，同時(shí)，要避免單一肥料施用，防止植煙土壤營(yíng)養(yǎng)失衡，在施用氮肥的基礎(chǔ)上注意增加鉀肥，補(bǔ)充微量元素[31]。此外，施肥量要適宜，應(yīng)做到科學(xué)施肥，防止養(yǎng)分流失，以減少對(duì)環(huán)境的污染。

有機(jī)肥可以提高植煙土壤對(duì)酸化的緩沖能力，施用有機(jī)肥料能使土壤中微生物大量繁殖，促進(jìn)微生物的生命活動(dòng)，從而使農(nóng)作物可以直接利用微生物進(jìn)行固氮等生理生化反應(yīng)的代謝產(chǎn)物，緩解土壤的酸化程度[32-33]。同時(shí)，有機(jī)肥可提高植煙土壤的吸附能力。因此，適當(dāng)增施有機(jī)肥，可以提高土壤緩沖能力，使植煙土壤pH在自然條件下不會(huì)因外界條件改變而劇烈變化。

2.2.3 合理管理水分 從土壤質(zhì)量變化過(guò)程、防治土壤退化和協(xié)調(diào)土壤條件的要求出發(fā)，綜合考慮每一灌溉方法的植煙土壤鹽分積累特點(diǎn)，應(yīng)優(yōu)先選擇滴灌。再輔以科學(xué)的管理對(duì)策，可消除和防治植煙土壤退化，達(dá)到植煙土壤的可持續(xù)利用[34]。

2.3 施用土壤改良劑

施用石灰等堿性物質(zhì)改良植煙土壤酸度是一項(xiàng)傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)措施，一些工業(yè)廢棄物如白云石、磷石膏、磷礦粉和堿渣等可以中和土壤的酸性物質(zhì)，有效緩解土壤酸化。李玉輝等[35]研究表明，施用石灰并結(jié)合種植綠肥還田改良酸性植煙土壤，能使土壤容重、水解性酸、交換性酸、交換性氫、交換性鋁分別降低11.97%、25.00%、18.46%、21.74%和16.67%，土壤孔隙度、有機(jī)質(zhì)、堿解氮、有效磷、速效鉀、pH、陽(yáng)離子交換量、鹽基飽和度、土壤緩沖容量分別提高42.26%、57.02%、11.86%、16.39%、50.65%、5.97%、8.05%、13.17%和81.90%。石楠[36]研究表明，施用石灰能夠提高植煙土壤pH，在烤煙生長(zhǎng)后期對(duì)煙株株高、莖圍增大產(chǎn)生促進(jìn)作用，能有效提高烤煙生長(zhǎng)中期葉片葉綠素含量，增強(qiáng)烤煙光合特性，提高葉片的凈光合速率、氣孔導(dǎo)度、蒸騰速率；能有效提高中部葉可用性，葉片開(kāi)片率好，葉質(zhì)重適中。李昱等[37]研究表明，煙田土壤中施入白云石粉，土壤pH明顯提高，煙葉氯含量明顯降低，還原糖含量、鉀/氯值明顯提高，煙葉品質(zhì)及協(xié)調(diào)性得到較大改善。

生物改良劑是改良植煙土壤酸度最為常見(jiàn)的措施。生物炭在改良酸化土壤方面(降低土壤酸度、提高土壤肥力、改良主壤微生物生存環(huán)境等)具有很高的應(yīng)用價(jià)值。孟愷琳[38]研究表明，生物炭改良后土壤pH上升0.46個(gè)單位，容重平均下降6.14%，田間持水量上升25.05%，土壤中堿解氮增加32%、有效磷增加283%、速效鉀含量增加25%，過(guò)氧化氫酶活性平均增加56%，蔗糖酶活性增加30%，脲酶活性增加46%。此外，微生物菌劑改良酸化土壤也有一定效果，郭秀珠等[39]研究表明，應(yīng)用某種微生物肥料改良土壤，可以很好地降低土壤酸性，提高土壤速效肥力。

2.4 其他措施

加大環(huán)保執(zhí)法力度，嚴(yán)格控制工業(yè)廢氣、廢渣、廢水的任意排放，減少土壤酸化。同時(shí)，煙草部門要加強(qiáng)植煙地土壤質(zhì)量建設(shè)與管理投入，對(duì)酸化植煙土壤改良進(jìn)行政策傾斜，加大投入，加強(qiáng)技術(shù)研究，提出不同土壤類型、酸化原因、不同程度酸化土壤因地分類改良的技術(shù)措施和治理效果評(píng)價(jià)方法，引導(dǎo)開(kāi)展酸化土壤改良工作。

3 小結(jié)

我國(guó)主要煙葉產(chǎn)區(qū)植煙土壤中pH<4.5(極酸性)的土壤占2.4%，pH處于4.5～5.5(酸性)的土壤占18.6%[40]。土壤酸化會(huì)導(dǎo)致煙葉產(chǎn)量及品質(zhì)下降，病蟲害增加，煙葉安全性降低等問(wèn)題。目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)酸化土壤改良技術(shù)方面的研究與實(shí)踐在個(gè)別時(shí)間段，或一些局部地區(qū)取得了一定效果，但土壤酸化問(wèn)題依然沒(méi)有得到很好解決。酸化土壤改良是一個(gè)嚴(yán)峻而復(fù)雜的過(guò)程，高效且可持續(xù)、生態(tài)環(huán)保的改良劑或改良方法是未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)，要將化學(xué)方法、生物學(xué)方法與農(nóng)業(yè)栽培措施等方法相結(jié)合建立綜合調(diào)控技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)植煙土壤加速酸化的長(zhǎng)效控制。