有机肥使用技术与烟叶品质之间的关系
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有机肥使用技术与烟叶品质之间的关系
刘卫群
我国可耕土地面积有限,复种指数高,连年大量使用化肥,加速了土壤理化性质的恶化,给烟草生产后期控氮生长带来了极大的困难。使生产出的烟叶,尤其是上部烟,烟碱含量高,工业可利用性低,造成库存大量积压。同时,也限制了我国烟叶市场在国际上的竞争力,使我国烟草发展举步维艰。使用有机肥改良土壤,提高烟叶的致香物质含量,是我国广大烟农多年来的传统习惯。但是,由于土壤结构的变化,大量使用有机肥也为烟叶生产带来了许多的副效应。因此如何使用有机肥就成了烟叶生产中殛待解决的问题。
有机肥种类很多,有人粪尿、畜禽粪、厩肥、堆肥、沤肥、饼肥、沼气池肥、泥炭及腐植酸类肥料等。各种有机肥的成分、性质、肥效各不相同,但也有一定的共性。各种粪肥都含有一定的有机质,其中含有蛋白质、氨基酸、碳水化合物、核酸和各种酶等。有机肥中氮素大多以有机态氮为主,无机态氮含量较少。这些有机态氮除了作为营养物质外,还具有非营养物质的作用。下面就烟草生产中常用的几种有机肥特点作以简单阐述。
人粪尿在腐熟时产生的碳酸铵及尿素分解产生氨气,对烟草根系有极大的危害,并且是多种病害的传染源。因此在烟草生产当季杜绝使用。
厩肥相对C/N比值大,施入土壤,由于土中的生物吸收而与作物幼苗争水、争肥。如在厌气条件下,还会引起反硝化作用。一般腐熟厩肥由于其质量差异很大,施入后,当季肥料利用率也不一样。其中氮的利用率低,在10%以下,高的在30%以上。且氮素的释放是缓效的,对土壤矿化氮的影响也是显著地,这些因素都直接影响着烟株后期供氮的能力,不利于优质烟的形成。但由于厩肥具有较长的后效,如果常年大量使用,土壤中可积累大量的腐殖质,能对土壤结构进行有效的改良。因此厩肥在植烟区的使用,最好用在前茬作物上。
绿肥是培肥土壤、改良土壤、改善生态环境的有效措施。但如果使用豆科植物作为绿肥可明显提高土壤中的含氮量。绿肥翻压后,供应土壤微生物活动所需的能量和营养物质,促进微生物活动。提高土壤生理活性,对土壤养分的有效性,对改良土壤理化性状都有重要作用。翻压绿肥不仅能提高有机质数量,而且对更新和提高有机质质量也有良好的作用。能促使土壤腐殖质中紧结合的含量,易氧化有机质和土壤有机、无机增值复合度,以及土壤阳离子交换量等有所提高。这均有利于土壤有机、无机复合体性质的改善和水稳性团粒结构的形成,从而使土壤疏松多孔,抗压力显著减少,土壤容重变小,土壤通气性和持水性增强。使土壤熟化程度提高,耕性变好。
绿肥的分解速率及其氮素当季利用率,受土壤水分、温度、绿肥组织老熟程度以及绿肥种类的化学组成因素的影响。一般在水分适中、组织幼嫩、温度较高、浅埋的条件下,绿肥的分解速度较快、氮素利用率也较高。在相同环境条件下,绿肥作物种类不同,分解速度也不一样,主要决定于绿肥本身的化学组成,尤其是C/N比值和木质素含量。根据绿肥等植物性物质在土壤矿化和供氮特性大致可分为以下4种情况:
第一类:以易分解组分含量高,C/N比值较窄(<15)为特征,包括紫云英、蚕豆、箭筈豌豆、苕子等,这类材料在分解时能释放较多的氮素,但残留碳量低。
第二类:C/N比值较宽(一般大于40),半纤维素、纤维素含量高,木质素含量中等(约13%),如玉米秆和稻草等,它们在分解时会夺取土壤中一定量的有效氮,同时残留碳量也较低,但高于第一类。
第三类:C/N比值在11~28.5之间,但木质素含量较高(约15%~20%),如满江红、柽麻等,它们能为当季作物提供一定量的有效氮,而残留碳量较高。
第四类:以木质素含量高(17%~21%)、C/N比值宽(39~104)为特征,包括稻根、
麦根、麦秆等。它们分解慢,残留碳量高,同时在分解时会固定一定量的有效氮。
归纳而言,凡木质素含量愈高,氮素有效性越低,而木质素含量比较相近的植物残体,则C/N比值越小,氮素有效性越高。也就是说,C/N比值是植物性物质分解时对提供土壤有效氮的重要指标,而木质素含量是决定植物残体的分解和对氮素固定的重要因素。因此,在有条件的地区建议适当休闲土地、种植绿肥进行改良土壤。
秸秆直接还田,主要改善土壤理化性质,固定和保存氮素养分,以及促进土壤中难溶性的养分溶解等作用。麦秸可使土壤水稳性团粒显著增加,保水通气性能有明显改善。究其原因,主要是秸秆物质使土壤有机碳和腐殖酸增加。新鲜秸秆施入土壤后,一方面为好气性和嫌气性的自生固氮菌提供碳源,从而促进了土壤的固氮作用;另一方面由于丰富的碳源使各种微生物活动旺盛,较多地吸收土壤中的速效氮素,以构成微生物的细胞体,从而有利于保存氮素。这项氮素,大部分为有效,可供当季作物利用。秸秆施入土壤后,不仅对土壤物理性质和氮素产生了有益的影响。而且由于加强了微生物活动,改善了土壤酶活性所引起土壤中养分的转化也是多方面的。山东省多年来一直实行秸杆还田,进行改良土壤,走烟叶生产可持续发展的道路,总结出一定的经验。
但是,秸秆在土壤中腐解,会产生一部分有机酸如丁酸、乙酸等,对根系生长和吸收养分都有不良的影响。若在种植前间隔适当的时间还田,或在透水性较好的农田,而且在秋季耕翻入土,那么有害物质在某种程度上可以排除。如在酸性土壤进行秸秆还田时,须施适量石灰,中和秸秆分解过程中的有机酸,有利于秸秆腐解。与高温堆肥相比,秸秆直接还田没有经过高温发酵,可能会引起病害蔓延,如水稻纹枯病、小麦黑粉病、玉米大斑病和黑粉病、棉花黄枯萎病、油菜菌核病等。为此,在尚未具备相应的农药的情况下,必须避免将有病害的秸秆直接还田。
饼肥肥分浓厚,富含有机质和氮素,并含相当数量的磷钾及各种微量元素。一般约含有机质75%~85%,N2%~7%,P5O21~2%。现将主要饼肥中的肥分列于表1:
表1主要饼肥中氮、磷、钾的平均含量(%)
饼肥中的氮磷多呈有机态。氮以蛋白质形态为主,磷以植素、卵磷脂为主,钾大多是水溶性的。这些有机态氮、磷必须经过微生物分解后才能被作物吸收利用。一般地说饼肥施入土中分解情况是糖类化合物在好气条件下,分解最终产物为CO2和H2O;而在嫌气条件下,分解成有机酸、氢、和甲烷等化合物。至于饼肥中的蛋白质态氮,先经水解生成各种氨基酸,如组氨酸、鸟氨酸、谷氨酸、天门冬氨酸等,以及胺类化合物。这些含氮化合物经微生物氨化作用和硝化作用,最后生成铵盐和硝酸盐。油饼中还含有抗生物质,施用后可减轻植物病害,这可能是农民喜用油饼肥料的重要原因之一。碳饼肥必须经过腐熟,才有利于作物根系尽快吸收利用。如果不经过充分发酵,在土壤中分解时会产生高温和生成甲酸、乙酸、乳酸等有机酸,对种子发芽及幼苗生长均有不利的影响。