文献传递:《湖南农业大学学报(自然科学版)》植烟土壤中二氯喹啉酸残留对烟草的药害及生物炭修复效应

摘要：二氯喹啉酸易对烟草产生药害，但土壤环境因子对烟草药害程度的影响及生物炭对其修复的机理还不明确。本研究对烟草药害程度与土壤环境因子之间进行了相关性分析，并在此基础上，通过盆栽和田间小区试验探索了不同种类、不同用量生物炭对烟草二氯喹啉酸药害的修复效果。结果表明，烟草药害程度等级与土壤中二氯喹啉酸残留量呈显著正相关性，与土壤中有机质含量呈显著负相关性，与土壤pH和碱解氮含量呈负相关性。土壤中添加适量生物炭能够促进烟苗根系生长，在二氯喹啉酸残留量为0.0702mg/kg的植烟土壤中添加1500kg/hm²的果壳生物炭或秸秆生物炭处理可提高土壤pH和有机质含量，减少土壤中二氯喹啉酸生物有效性，缓解烟草二氯喹啉酸药害，提高烤烟产量和产值。

关键词：二氯喹啉酸；生物炭；烟草；药害；修复

植烟土壤理化性能测定值、二氯喹啉酸残留量及烟草药害等级数据

烟草药害等级数很大程度上是由土壤中二氯喹啉酸残留量决定的。植烟土壤中二氯喹啉酸残留量在0.0241~0.0307mg·kg^–1时，烟草没有出现药害症状，药害等级为0级；当田间烟草出现药害时，土壤中二氯喹啉酸残留量达到0.0799~0.0878mg·kg^–1时，表现出的烟草药害等级达到7-9级。然而，土壤中二氯喹啉酸残留量与烟草药害程度之间并无简单线性相关性。

不同级别药害

5号土壤中烟草药害等级程度却高于9号土壤中烟草药害程度，表现出烟草植株所有叶片叶背严重翻卷，叶宽抑制率超50%，已达最高药害等级9级。因此尚需进一步分析其他因素对烟草药害的影响。

烟草药害等级与土壤环境因子之间相关性Pearson分析

图中A-H依次代表出现药害时土壤中QC残留量、烟苗移栽前土壤中QC残留量、pH、有机质含量、碱解氮含量、速效磷含量、速效钾含量以及药害级数，对角线两侧对应位置为两个因素之间的相关性系数，系数越大(颜色越深)则代表两个因素之间相关性越强。从图中可以看出，烟草的药害程度等级与出现药害时土壤中二氯喹啉酸残留量呈极显著正相关(P≤0.01)，相关系数高达0.97；与烟苗移栽前土壤中二氯喹啉酸残留量呈显著正相关(P≤0.05)，相关系数为0.72。因此，移栽前取土壤进行除草剂残留量测定有助于判断后期药害发生情况，确定是否需要采取修复手段。

移栽48d后植株生长状况

不同处理对烟株生长的影响

可见，在二氯喹啉酸胁迫下，T0植株矮小，叶片严重卷曲，而添加了生物炭的T1、T2植株挺拔，叶片完全舒展，生长状况基本与对照组无异。除叶片数以外，T1各项指标均与T0存在显著性差异，叶长、叶宽、茎粗、鲜质量和干质量相比于CK分别提高了0.60%，18.47%，22.99%，22.41%和7.50%，说明添加生物炭一定程度上促进了植株的生长。

移栽48 d后不同处理组烟草植株根系的生长发育状况

移栽48 d后不同处理组烟株根系的生长发育指标

烟草二氯喹啉酸药害症状及生物炭修复效果

不同生物炭处理对烟株上部叶的影响

不同处理对土壤QC残留、有机质和pH影响

可见，CK组烟草植株上部叶出现了明显卷曲，药害等级达到3级；而经生物炭修复过的区域植株叶片舒展，药害等级为0级。各处理组烟株上部叶宽均与CK存在显著差异，单片叶鲜质量增加13.06%~44.63%；处理组烟草叶片面积较CK有显著增加，T2、T3、T4、T5、T6叶面积分别增加了74.28%、58.60%、66.90%、80.78%、71.79%；不同处理组土壤中二氯喹啉酸的残留量高于CK，这可能是由于生物炭通过对二氯喹啉酸的富集作用，导致其在土壤中生物有效性减小。其次，生物炭的添加导致了土壤有机质含量增加，pH提高。另外，生物炭可为微生物提供可利用碳源，刺激土壤微生物活动，提高土壤中微生物群落的活性和多样性，从而有助于提高烟草植株的抗胁迫能力，促进烤烟生长。

不同处理烟草烤后经济性状

可见，与CK相比，添加生物炭处理后烤烟产量和产值均有一定增加，且增加幅度随生物炭用量增加而增大。各组产量提高了4.6%-12.1%，产值提高了9.9%-21.0%。相同施用量下，秸秆生物炭的修复效果优于果壳生物炭(T6＞T3，T5＞T2，T1由于未收集到有效测产数据，不进行比较)，这可能是由于秸秆生物炭相较于果壳生物炭具有较高的有机质含量和pH等有关。