CN111066437B - 一种用于降低烟叶中氯离子含量的土壤调节液及其施用方法 - Google Patents

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    • C05G3/00—Mixtures of one or more fertilisers with additives not having a specially fertilising activity

Abstract

本发明涉及一种用于降低烟叶中氯离子含量的土壤调节液及其施用方法。该用于降低烟叶中氯离子含量的土壤调节液由A液和B液组成，A液为氯离子通道抑制剂溶液，氯离子通道抑制剂溶液中的氯离子通道抑制剂为氯化锌和尼氟灭酸；B液为螯合剂溶液，螯合剂溶液中的螯合剂为谷氨酸二乙酸四钠液。本发明的土壤调节液不仅可以显著降低高氯、中氯、低氯地区的烟叶中氯离子含量，还可以提高烟叶产量，改善烟叶品质。

Description

一种用于降低烟叶中氯离子含量的土壤调节液及其施用方法
技术领域
本发明属于土壤调节液技术领域，具体涉及一种用于降低烟叶中氯离子含量的土壤调节液及其施用方法。
背景技术
氯是烟草的必需元素，适量的氯是烟草生长必须的，它在植物的光合作用和水的光解过程中起活化剂作用，还参与植物根和叶片的细胞分裂，同时，氯能够增加植物细胞膨压而提高抗旱能力，氯能够避免干旱造成的叶片枯斑现象，适宜的氯含量可促进烟株生长，提高烟叶产量；烤后烟叶中0.3-0.8％的氯含量是较为适宜的，合理的氯含量可以改善烟叶弹性和吸湿性，减少烟叶加工过程中的造碎。正常情况下，土壤中氯足够植物正常吸收，另外，北方很多盐碱地中阴离子主要就是氯离子，因此，烟草栽培过程中控制氯的吸收是需要研究一个重要问题。
豫中及山东很多烟区属于传统烟草种植区域，同时也是我国主要粮食产区，近年来由于大田作物(小麦、玉米等)大量施用氯化钾等肥料导致土壤中氯离子含量增加，因此造成这些地区烟叶中氯离子含量偏高，严重影响烟叶品质。
申请公布号为CN109328591A的中国专利申请公开了一种降低初烤烟叶氯含量的施肥方法，包括以下步骤：(1)烟株移栽前30～40d，进行水稻秸秆翻压，翻压量为350～450kg/667m2；(2)移栽前0～3d，烟田起垄前，将饼肥20～30kg/667m2和烟草专用复合肥20～30kg/667m2混合后采用条状带施入；(3)烟株移栽后30d开始，采用滴灌施肥的方式，施用硝酸钾20～30kg/667m2；(4)所述硝酸钾于移栽后30～37d、37～44d和44～51d分次施用完毕，每次施肥肥料浓度控制在0.3～0.5％；所述的饼肥为经充分发酵腐熟后的芝麻饼肥，有机质含量≥45％；所述的烟草专用复合肥N：P2O5：K2O＝10：12：24。上述施肥方法是通过有机肥还田来改善土壤的理化性状，并采用滴灌施肥降低过量施肥的污染风险，存在着操作复杂的问题。
申请公告号为CN104041277B的中国专利申请公开了一种降低田烟种植区烟叶氯离子含量的轮作及免耕方法，包括以下步骤：(一)移栽烤烟及垄体免耕套种秋马铃薯：(1)选地及整地；(2)移栽烤烟：首先，于4月中旬至5月初移栽烤烟，烤烟移栽之前，每塘浇1.8～2.2kg水，待水完全渗透后，塘施基肥，基肥由腐熟农家肥、烟草专用复混肥和过磷酸钙混合而成，腐熟农家肥用量为1500kg/亩，烟草专用复混肥的用量为25～30kg/亩，过磷酸钙的用量为25～35kg/亩，烟草专用复混肥中N：P2O5：K2O的质量比为15：5：25，以质量分数计，过磷酸钙中P2O5≥16％；其次，塘施基肥后，移栽烤烟，每塘浇水0.8～1.2kg，铺设地膜，在与烤烟苗位置相对应的地膜上打孔，并用土壤压塘四周的地膜，在移栽后25～30天，施追肥1次，所述追肥为农用硝酸钾，农用硝酸钾的用量为10～15kg/亩，兑水浇施，所述农用硝酸钾中N：P2O5：K2O的质量比为13.5：0：44.5；烤烟季严格禁止使用含氯化肥；最后，从7月中下旬开始分5～6次采收烟叶，于8月下旬至9月初采收完毕；(3)烤烟垄上免耕套种秋马铃薯。(二)冬马铃薯种植。(三)栽种水稻及免耕直播蚕豆。(四)循环轮作：第三年3月至4月，在蚕豆采摘后，到4月中旬至5月初开始再次按步骤(一)至步骤(三)进行烤烟—秋马铃薯—冬马铃薯—水稻—蚕豆—烤烟的循环轮作种植和免耕直播、免耕套种。上述施肥方法是通过烤烟和水稻轮作的淋洗作用来降低烟地中土壤水溶性氯离子含量，存在着操作复杂化、周期长、污染环境的问题。
发明内容
本发明的第一个目的在于提供一种用于降低烟叶中氯离子含量的土壤调节液，提供一种降氯效果好、对烟草及植烟土壤影响小的土壤调节液。
本发明的第二个目的在于提供一种采用用于降低烟叶中氯离子含量的土壤调节液的施用方法，以解决现有土壤调节方法复杂化、周期长、污染环境的问题。
为实现上述目的，本发明的技术方案是：
一种用于降低烟叶中氯离子含量的土壤调节液，由A液和B液组成，A液为氯离子通道抑制剂溶液，氯离子通道抑制剂溶液中的氯离子通道抑制剂为氯化锌和尼氟灭酸；B液为螯合剂溶液，螯合剂溶液中的螯合剂为谷氨酸二乙酸四钠液。
本发明的用于降低烟叶中氯离子含量的土壤调节液，一方面利用螯合剂减少土壤中氯离子的供给，另一方面利用氯离子通道抑制剂减少植株根部对氯离子的吸收。此外，将氯离子通道抑制剂和螯合剂溶解在溶剂中能够提高氯离子通道抑制剂和螯合剂的活性，更好地发挥氯离子通道抑制剂和螯合剂的作用。通过A液和B液的相互配合作用，共同控制烟草对氯离子的吸收而非单纯抑制氯离子的吸收，最终达到降低烟叶中氯离子的含量，提高烟叶的品质。特别适用于烟草在高氯、中氯和低氯土壤的种植过程中氯离子的控制。
为进一步提高氯离子通道抑制剂和螯合剂的溶解性和活性，优选的，A液中的溶剂、B液中的溶剂均为碳酸饮料。碳酸饮料可以为可乐等市售品种。
为进一步提高土壤调节液的降氯效果，优选的，螯合剂以质量浓度为47％的谷氨酸二乙酸四钠液计，当B液中螯合剂的体积浓度不低于50％时，对应A液中氯化锌的浓度为2.5-3mmol/L，对应A液中尼氟灭酸的浓度为0.5-1mmol/L。
B液中螯合剂的体积浓度不低于50％是指，按照体积比将市售质量浓度为47％的谷氨酸二乙酸四钠液与市售可乐混合，市售质量浓度为47％的谷氨酸二乙酸四钠液的体积：(市售质量浓度为47％的谷氨酸二乙酸四钠液的体积与市售可乐的体积)≥50％。
为进一步提高土壤调节液的降氯效果，优选的，螯合剂以质量浓度为47％的谷氨酸二乙酸四钠液计，当B液中螯合剂的体积浓度为20-50％时，对应A液中氯化锌的浓度为1.5-2mmol/L，对应A液中尼氟灭酸的浓度为0.2-0.5mmol/L。
B液中螯合剂的体积浓度为20-50％是指，按照体积比将市售质量浓度为47％的谷氨酸二乙酸四钠液与市售可乐混合，市售质量浓度为47％的谷氨酸二乙酸四钠液的体积：(市售质量浓度为47％的谷氨酸二乙酸四钠液的体积与市售可乐的体积)为20-50％。
为进一步提高土壤调节液的降氯效果，优选的，螯合剂以质量浓度为47％的谷氨酸二乙酸四钠液计，当B液中螯合剂的体积浓度为10-20％时，对应A液中氯化锌的浓度为0.5-1mmol/L，对应A液中尼氟灭酸的浓度为0.1-0.2mmol/L。
B液中螯合剂的体积浓度为10-20％是指，按照体积比将市售质量浓度为47％的谷氨酸二乙酸四钠液与市售可乐混合，市售质量浓度为47％的谷氨酸二乙酸四钠液的体积：(市售质量浓度为47％的谷氨酸二乙酸四钠液的体积与市售可乐的体积)为10-20％。
以上本发明的土壤调节液中“螯合剂以质量浓度为47％的谷氨酸二乙酸四钠液计”，是为了说明本发明的土壤调节液中氯化锌、尼氟灭酸和谷氨酸二乙酸四钠有效成分的用量。当本发明的土壤调节液采用其他任意质量浓度的谷氨酸二乙酸四钠液或者谷氨酸二乙酸四钠颗粒时，仅需要按照本发明的土壤调节液中氯化锌、尼氟灭酸和谷氨酸二乙酸四钠的用量比进行相应的调整即可。
一种采用上述用于降低烟叶中氯离子含量的土壤调节液的施用方法，包含以下步骤：分别在烟草植株移栽和打顶后，向土壤施用稀释后的土壤调节液。
本发明的施用方法，选用由A液和B液组成的土壤调节液，A液为氯离子通道抑制剂溶液，氯离子通道抑制剂溶液中的氯离子通道抑制剂为氯化锌和尼氟灭酸；B液为螯合剂溶液，螯合剂溶液中的螯合剂为谷氨酸二乙酸四钠液；并选用与土壤调节液相配合的土壤调节液的施用方法从而控制烟草植株对氯离子的吸收而非单纯抑制氯离子的吸收，具有方便、简单，控氯效果显著的优点。通过该施用方法能够在不影响烟草植株正常生长的情况下，实现对烟草植株中氯进行有效控制，改善烟叶的品质。
为进一步提高烟草植株在高氯土壤中种植时的控氯效果，优选的，当植烟土壤氯离子含量＞80mg/kg时，稀释后的土壤调节液中，氯化锌的浓度为25-30μmol/L，尼氟灭酸的浓度为5-10μmol/L，螯合剂的体积浓度为0.5-1％。
螯合剂的体积浓度为0.5-1％是指，按照体积比将土壤调节液与水或水肥进行混合稀释，市售谷氨酸二乙酸四钠液的体积：(市售谷氨酸二乙酸四钠液的体积与稀释用的水或水肥的体积)为0.5-1％，或者市售谷氨酸二乙酸四钠液的体积：(市售谷氨酸二乙酸四钠液的体积、市售可乐的体积与稀释用的水或水肥的体积)为0.5-1％。
为进一步提高烟草植株在中氯土壤中种植时的控氯效果，优选的，当植烟土壤氯离子含量为40～80mg/kg时，稀释后的土壤调节液中，氯化锌的浓度为15-20μmol/L，尼氟灭酸的浓度为2-5μmol/L，螯合剂的体积浓度为0.2-0.5％。
螯合剂的体积浓度为0.2-0.5％是指，按照体积比将土壤调节液与水或水肥进行混合稀释，市售谷氨酸二乙酸四钠液的体积：(市售谷氨酸二乙酸四钠液的体积与稀释用的水或水肥的体积)为0.2-0.5％，或者市售谷氨酸二乙酸四钠液的体积：(市售谷氨酸二乙酸四钠液的体积、市售可乐的体积与稀释用的水或水肥的体积)为0.2-0.5％。
为进一步提高烟草植株在低氯土壤中种植时的控氯效果，优选的，当植烟土壤氯离子含量≥20mg/kg且＜40mg/kg时，稀释后的土壤调节液中，氯化锌的浓度为5-10μmol/L，尼氟灭酸的浓度为1-2μmol/L，螯合剂的体积浓度为0.1-0.2％。
螯合剂的体积浓度为0.1-0.2％是指，按照体积比将土壤调节液与水或水肥进行混合稀释，市售谷氨酸二乙酸四钠液的体积：(市售谷氨酸二乙酸四钠液的体积与稀释用的水或水肥的体积)为0.1-0.2％，或者市售谷氨酸二乙酸四钠液的体积：(市售谷氨酸二乙酸四钠液的体积、市售可乐的体积与稀释用的水或水肥的体积)为0.1-0.2％。
为进一步提高施用方法的降氯效果，优选的，移栽后，每株烟草植株对应稀释后的土壤调节液施用量为0.9-1.1L；打顶后，每株烟草植株对应稀释后的土壤调节液施用量为0.9-1.1L。
附图说明
图1为实施例1实验室水培实验后不同处理方式的烟叶中氯离子含量比较图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明的实施方式作进一步说明。以下实施例中，氯化锌、尼氟灭酸、谷氨酸二乙酸四钠液(质量浓度为47％)、可乐等原料均可通过市售常规渠道获得。
高氯土壤中氯离子含量＞80mg/kg。
中氯土壤中氯离子含量为40～80mg/kg。
低氯土壤中氯离子含量≥20mg/kg且＜40mg/kg。
一、本发明的用于降低烟叶中氯离子含量的土壤调节液的实施例
实施例1
本实施例的土壤调节液，由A液和B液组成，A液为氯离子通道抑制剂溶液，氯离子通道抑制剂溶液中的氯离子通道抑制剂为氯化锌和尼氟灭酸；B液为螯合剂溶液，螯合剂溶液中的螯合剂为质量浓度为47％的谷氨酸二乙酸四钠液；A液中的溶剂、B液中的溶剂均为可乐；A液中氯化锌的浓度为3mmol/L，尼氟灭酸的浓度为0.8mmol/L，B液中螯合剂的体积浓度为80％。
实施例2
本实施例的土壤调节液，由A液和B液组成，A液为氯离子通道抑制剂溶液，氯离子通道抑制剂溶液中的氯离子通道抑制剂为氯化锌和尼氟灭酸；B液为螯合剂溶液，螯合剂溶液中的螯合剂为质量浓度为47％的谷氨酸二乙酸四钠液；A液中的溶剂、B液中的溶剂均为可乐；A液中氯化锌的浓度为2mmol/L，尼氟灭酸的浓度为0.3mmol/L，B液中螯合剂的体积浓度为30％。
实施例3
本实施例的土壤调节液，由A液和B液组成，A液为氯离子通道抑制剂溶液，氯离子通道抑制剂溶液中的氯离子通道抑制剂为氯化锌和尼氟灭酸；B液为螯合剂溶液，螯合剂溶液中的螯合剂为质量浓度为47％的谷氨酸二乙酸四钠液；A液中的溶剂、B液中的溶剂均为可乐；A液中氯化锌的浓度为1mmol/L，尼氟灭酸的浓度为0.15mmol/L，B液中螯合剂的体积浓度为15％。
二、本发明的用于降低烟叶中氯离子含量的土壤调节液的施用方法实施例
实施例4
将土壤调节液的实施例1中所得土壤调节液于2016～2017连续两年在某地高氯含量土壤(土壤氯离子含量为90mg/kg)进行大田实验，包含以下步骤：
在烟草植株移栽后，随水向植株根部施用土壤调节液，即用水稀释土壤调节液，稀释倍数为100倍，水稀释后的土壤调节液用量为每株1L，按每亩1000株植株计算，水稀释后的土壤调节液的施用量相应为1000L/亩；
在植株打顶后，随水肥施用土壤调节液，即用水肥稀释土壤调节液，稀释倍数为100倍，水肥稀释后的土壤调节液用量为每株1L，按每亩1000株植株计算，水肥稀释后的土壤调节液的施用量相应为1000L/亩。水、水肥稀释后的土壤调节液中，氯化锌的浓度为30μmol/L，尼氟灭酸的浓度为8μmol/L，螯合剂的体积浓度为0.8％。
在本发明的其他实施例中，也可以选择在植株移栽后，随水肥施用土壤调节液，水肥稀释后的土壤调节液用量为每株1L，按每亩1000株植株计算，水肥稀释后的土壤调节液的施用量相应为1000L/亩；或者选择在植株打顶后，随水施用土壤调节液，水稀释后的土壤调节液用量为每株1L，按每亩1000株植株计算，水稀释后的土壤调节液的施用量相应为1000L/亩；或者选择在植株移栽后，随水肥施用土壤调节液，水肥稀释后的土壤调节液用量为每株1L，按每亩1000株植株计算，水肥稀释后的土壤调节液的施用量相应为1000L/亩，选择在植株打顶后，随水施用土壤调节液，水稀释后的土壤调节液用量为每株1L，按每亩1000株植株计算，水稀释后的土壤调节液的施用量相应为1000L/亩。
三、本发明的用于降低烟叶中氯离子含量的土壤调节液的施用方法对比例对比例1
与实施例4的区别在于，未添加土壤调节液，分别在烟草植株移栽和打顶后，施用相应量水和水肥。
四、实验例
实验例1实验室水培实验
将土壤调节液的实施例1中所得土壤调节液进行水培实验，培养液由水培液和土壤调节液组成，水培液(硝酸钾0.7克/升、硼酸0.0006克/升、硝酸钙0.7克/升、硫酸锰0.0006克/升、过磷酸钙0.8克/升、硫酸锌0.0006克/升、硫酸镁0.28克/升、硫酸铜0.0006克/升、硫酸铁0.12克/升、钼酸铵0.0006克/升)的用量为9.9L，土壤调节液的用量为0.1L(相当于稀释100倍后使用)，每7天换一次培养液；水培液中氯离子浓度为100mg/kg(高氯环境)，将开花后的烟株(相当于大田打顶后的烟株)置于培养液中处理7天，采集烟株中部的烟叶杀青后测定烟叶中氯离子含量，结果如图1所示。
作为对比，将实验例1中的土壤调节液分别替换为水、浓度为3mmol/L的氯化锌、浓度为0.8mmol/L的尼氟灭酸、体积浓度为80％的谷氨酸二乙酸四钠分别作为CK、T1、T2、T3处理。实验例1为T4处理。
由图1可知，实验室水培实验结果如图1所示，CK、T1、T2、T3处理的烟叶中氯离子含量分别为1.68％，1.2％，1.32％，1.25％，T4处理的烟叶中氯离子含量为1.03％，表明将氯化锌、尼氟灭酸和谷氨酸二乙酸四钠组合处理的降氯效果最佳。
实验例2大田实验
考察实施例4和对比例1的大田实验结果，如表1和表2所示。
表1用于降低烟叶中氯离子含量的土壤调节液的施用方法结果a
Figure GDA0003259854050000071
Figure GDA0003259854050000081
备注：
中部烟叶中氯离子降低百分比＝100％*(对照组的中部烟叶中氯离子含量-大田实验的中部烟叶中氯离子含量)/对照组的中部烟叶中氯离子含量。
上部烟叶中氯离子降低百分比＝100％*(对照组的上部烟叶中氯离子含量-大田实验的上部烟叶中氯离子含量)/对照组的上部烟叶中氯离子含量。
表2用于降低烟叶中氯离子含量的土壤调节液的施用方法结果b
Figure GDA0003259854050000082
由上表1-2可知，本发明的土壤调节剂不仅可以显著降低高氯地区的烟叶中氯离子含量，还可以提高产量，改善烟叶品质。
对于中氯土壤，需要根据土壤实际浓度及烟叶氯含量进行调整，实现烟叶中氯离子合理调控。
单独施用螯合剂或者氯离子通道抑制剂都能在一定程度上降低烟叶中氯离子含量，但是单独使用螯合剂需要使用浓度更高，存在影响土壤或者土壤中其他离子的潜在风险；而单独使用氯离子通道抑制剂同样需要提高其浓度以实现降氯效果，过高浓度离子通道抑制剂可能会造成土壤中微生物菌群的扰动，产生不可预知后果，因此本发明采用生物制剂和化学制剂联合处理，既能有效降低烟叶中氯离子含量，又不会产生新的环境或根系微生态问题。

Claims (4)

1.一种用于降低烟叶中氯离子含量的土壤调节液，其特征在于，由A液和B液组成，A液为氯离子通道抑制剂溶液，氯离子通道抑制剂溶液中的氯离子通道抑制剂为氯化锌和尼氟灭酸；B液为螯合剂溶液，螯合剂溶液中的螯合剂为谷氨酸二乙酸四钠液；螯合剂以质量浓度为47%的谷氨酸二乙酸四钠液计，当B液中螯合剂的体积浓度不低于50%时，对应A液中氯化锌的浓度为2.5-3mmol/L，对应A液中尼氟灭酸的浓度为0.5-1mmol/L；螯合剂以质量浓度为47%的谷氨酸二乙酸四钠液计，当B液中螯合剂的体积浓度为20-50%时，对应A液中氯化锌的浓度为1.5-2mmol/L，对应A液中尼氟灭酸的浓度为0.2-0.5mmol/L；螯合剂以质量浓度为47%的谷氨酸二乙酸四钠液计，当B液中螯合剂的体积浓度为10-20%时，对应A液中氯化锌的浓度为0.5-1mmol/L，对应A液中尼氟灭酸的浓度为0.1-0.2mmol/L。
2.如权利要求1所述的用于降低烟叶中氯离子含量的土壤调节液，其特征在于，A液中的溶剂、B液中的溶剂均为碳酸饮料。
3.采用如权利要求1或2所述的用于降低烟叶中氯离子含量的土壤调节液的施用方法，其特征在于，包括以下步骤：分别在烟草植株移栽和打顶后，向土壤施用稀释后的土壤调节液；当植烟土壤氯离子含量＞80mg/kg时，稀释后的土壤调节液中，氯化锌的浓度为25-30μmol/L，尼氟灭酸的浓度为5-10μmol/L，螯合剂的体积浓度为0.5-1%；当植烟土壤氯离子含量为40~80mg/kg时，稀释后的土壤调节液中，氯化锌的浓度为15-20μmol/L，尼氟灭酸的浓度为2-5μmol/L，螯合剂的体积浓度为0.2-0.5%；当植烟土壤氯离子含量≥20mg/kg且＜40mg/kg时，稀释后的土壤调节液中，氯化锌的浓度为5-10μmol/L，尼氟灭酸的浓度为1-2μmol/L，螯合剂的体积浓度为0.1-0.2%。
4.如权利要求3所述的施用方法，其特征在于，移栽后，每株烟草植株对应稀释后的土壤调节液施用量为0.9-1.1L；打顶后，每株烟草植株对应稀释后的土壤调节液施用量为0.9-1.1L。
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