配施綠肥條件下不同N肥減量梯度對烤煙產質量的影響

楊錦娟，李國宏，楊志新，楊懷云，陳 華，陳檢鋒*

（1.云南農業(yè)大學資源與環(huán)境學院，云南昆明650201；2.昆明市煙草公司嵩明分公司，云南嵩明651700；3.云南省農業(yè)科學院農業(yè)環(huán)境資源研究所，云南昆明650205）

中國烤煙的消費、產質量居世界第一，是名副其實的烤煙大國，同時烤煙的種植和加工是云南省的支柱產業(yè)之一，全省種植面積超過40 萬hm2。近年來，煙地土壤質量的衰退影響了云南煙業(yè)可持續(xù)性發(fā)展，以化肥為主的烤煙連作產質量，忽視了有機肥的施用和合理輪作，造成煙田土壤養(yǎng)分發(fā)生非均衡性變化[1]。研究表明，土壤作為作物產質量的重要載體，一個良好的土壤環(huán)境，是實現烤煙的優(yōu)質高產的必要條件[2～3]。在烤煙的產質量過程中，施肥對煙葉的品質起決定性的作用。據統(tǒng)計，施肥方式及肥料種類對煙葉的產量和產值的貢獻率高達39.19%和47.28%，而且對煙葉的品質貢獻率可達24.80%[4]。綠肥是一種生物肥源，同時也是中國傳統(tǒng)的重要有機肥料之一，具有質量高、肥效好、投資少、成本低的優(yōu)點。綠肥含有大量有機質，翻入土壤后，能改善土壤的物理化學性狀，增強土壤的透氣性和保水保肥能力，同時使土壤調節(jié)水、肥、氣、熱的性能變好，有利于作物的生長。所以，發(fā)展綠肥能夠促進農業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

種植翻壓綠肥可以提高煙葉的品質[5]，還能在很大程度上提升土壤肥力，明顯改善土壤的物理化學性狀[6]；王巖[7]等人在研究綠肥中養(yǎng)分釋放規(guī)律及對煙葉品質的影響證明種植綠肥能改善作物品質；施用綠肥能提高作物產量[8]，顯著增加土壤有機質含量，由于綠肥有機質含量較為豐富，經過翻壓入土處理后可以顯著增加土壤有機質含量，據研究，將15 t的綠肥翻壓還田，就能使土壤中有機質含量增加2.25 t[9～10]。在烤煙的產質量形成過程中，總存在后期脫肥而難追肥的問題，但從綠肥的供肥特征來看，正好可以解決這一問題[11]；采用綠肥與烤煙輪作方式，選擇生長季節(jié)與烤煙不相矛盾的綠肥，在不施肥的情況下，煙田冬季空閑茬口種植冬季綠肥，綠肥種植期起到保水、保肥、改土、改善環(huán)境的作用，豆科綠肥還能固氮增肥，翻壓還土后能為后季作物提供速效養(yǎng)分從而提高烤煙質量[12～13]，同時由于綠肥一般都含有較高的氮素營養(yǎng)，翻壓還田后烤煙的施肥量必然會發(fā)生改變；因此配施綠肥條件下，化肥用量的多少，需要人們因地制宜，不斷進行試驗研究，找出綠肥與化肥的合理配施量。陳蕾[14]等人經試驗，發(fā)現與黑麥草相比，綠肥箭舌豌豆的氮素養(yǎng)分含量更高，所以箭舌豌豆翻壓還田時要相應減少氮肥的施用量，該研究發(fā)現以減氮9 kg/hm2較為適宜；袁家富[15]等人經研究表明，翻壓的綠肥品種不同，對烤煙化學成分的影響也不相同，差異很大。翻壓紫花苕子同時減氮22.5 kg/hm2烤煙產質量最佳；郭云周[9]等人在云南省曲靖市的紅壤旱地上開展實驗研究發(fā)現，綠肥翻壓還田能提高當地煙葉品質，在翻壓等量綠肥條件下，減施15%的化肥可以實現烤煙高產高效；也有研究表明，減氮10%也可實現烤煙的優(yōu)質高產；劉勝良[10]等人通過煙田綠肥全量還田后對氮肥用量進行調整，發(fā)現減氮40%對烤煙的產質量較為適宜；石楠[16]等人通過試驗發(fā)現，以箭舌豌豆作為綠肥翻壓還田，減氮20%～30%對烤煙產質量適宜。

為解決烤煙產質量過程中有機肥肥源質量不穩(wěn)定、施用成本高，烤煙栽培必須施用有機肥的矛盾，本試驗在綠肥原位翻壓還田作為烤煙基肥的基礎上，研究綠肥替代不同化肥氮梯度對烤煙產質量的影響，擬在找出云南主要煙區(qū)煙后復種綠肥最佳氮替代量，為云南煙葉有機肥替代化肥減施增效模式提供指導。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗地點：云南省嵩明縣小街鎮(zhèn)云南省農科院基地（北緯 25°05′、東經 102°40′）。

試驗時間：2017 年 4 月至 2018 年 10 月。

供試化肥：選取尿素（N≥46.67%）、過磷酸鈣（P2O5≥16%）、硫酸鉀（K2O≥51%）。

供試品種：烤煙品種為K326。

綠肥品種：光葉紫花苕。

1.2 試驗設計

試驗設置6 個處理，處理T1，種植翻壓綠肥+不施氮肥；處理T2，種植翻壓綠肥+55%N 肥；處理T3，種植翻壓綠肥+70%N 肥；處理T4，種植翻壓綠肥+85%N 肥；處理 T5，種植翻壓綠肥+100%N 肥；處理 T6（CK），農民習慣（單施100%氮肥），3 次重復，試驗小區(qū)面積28 m2，采用隨機區(qū)組排列。烤煙種植株行距為55 cm×120 cm，種植1.5 萬株/hm2。試驗煙田土壤理化性狀見表1。

表1 煙田基礎土壤理化性狀

烤煙移栽前20 d，刈割綠肥（光葉紫花苕），將其粉碎后，用旋耕機全量就地翻壓入土壤；基肥60%于烤煙移栽當天4 月3 日施入，翻壓肥40%于烤煙團棵期5 月21 日穴施。各處理磷、鉀用量相等，施肥量見表2。

表2 各處理施肥量

1.3 田間管理

在烤煙的大田種植期間，要注重病蟲害的防治，煙葉成熟后，要及時進行采摘、烘烤及煙葉的分級。

1.4 樣品采集及調查記載

土樣：取樣時間為 2017 年 11 月 2 日，采用 5 點取樣法，選取0～20 cm 煙田耕層土壤。

煙樣：分別取烤煙植株上、中、下部位采樣，最后煙株整株取樣。務必按小區(qū)留取各重復樣品；以及做好煙株生物性狀有效葉片數、株高、莖粗、最大葉長、最大葉寬的相關數據記錄。

1.5 測定項目與方法

土樣：測定供試土壤的理化性狀，測定方法參照鮑士旦《土壤農化分析》[17]。

煙株農藝性狀測定：打頂后每個小區(qū)取有代表性煙株9 株，分別測量其最大葉長、最大葉寬、株高、莖圍、有效葉片數等農藝性狀。

烤煙經濟性狀：選取烤煙植株各部位，烘烤后計算煙葉產量、產值、農學養(yǎng)分利用率、上等煙比例及中上等煙比例。

1.6 數據處理

數據采用Microsoft Excel 2003 進行統(tǒng)計，SPSS 17.0 軟件進行單因素方差分析。

2 結果與分析

2.1 配施綠肥條件下不同N肥減量梯度對煙株農藝性狀影響

由表3 可知，在烤煙打頂期，不同處理烤煙莖粗、最大葉長、最大葉寬存在差異，但差異不顯著。處理T3農藝性狀均高于處理T6（CK）；處理T5 最大葉長、最大葉寬均高于其他處理。有效葉片數各處理間差異顯著，表現為處理T3=處理T4＞處理T2=處理T5＞處理T6（CK）＞處理 T1。處理 T2、處理 T3、處理 T4、處理 T5 的株高顯著高于處理 T6（CK）、處理 T1。

表3 不同N 肥減量梯度對煙株農藝性狀的影響

2.2 配施綠肥條件下不同N肥減量梯度對烤煙產量的影響

由圖1 看，處理 T2、處理 T3、處理 T4、處理 T5、處理 T6（CK）的產量顯著高于處理 T1，這可能是由于處理T1 施加氮肥量較少，不能夠滿足烤煙的產質量養(yǎng)分需求所致。隨著施加氮肥量的增加，處理 T2、處理 T3、處理 T4、處理 T5 與處理 T6（CK）差異顯著，保持了較高的產量。然而處理T3 的產量與處理 T6（CK）相比還增加了1.56%。

隨著施氮量的增加，烤煙的產量先升后降，處理T1產量最低，處理T3 產量最高；表明在烤煙的種植過程中，僅靠翻壓綠肥產生的養(yǎng)分量不足以提供烤煙整個生長過程中養(yǎng)分的需要量；減氮30%，烤煙產量最高。

2.3 配施綠肥條件下不同N肥減量梯度對烤煙產值的影響

由圖2 可得，烤煙總產值之間存在一定差異，處理 T1 產值最低，為 36299.4 元/hm2；處理 T2、處 理T3、處理 T4、處理 T5、處理 T6（CK）產值顯著高于處理T1。

與處理 T6（CK）相比較，處理 T3、處理 T5 的烤煙總產值增加了7.28%、18.96%，處理T1、處理T2、處理T4 的總產值減少了34.05%、9.18%、7.51%；處理T5產值最高，為65475.04 元/hm2，其次處理 T3 產值為59045.66 元/hm2。

2.4 配施綠肥條件下不同N肥減量梯度對烤煙產投比的影響

由圖3 可知，處理T1 雖然減少了氮肥的投入量，但是也使得煙葉的產出較小，遠低于其他處理。而隨氮肥量的減少，處理T2、處理T3、處理T4、處理T5 均與處理T6（CK）未呈現顯著性差異，說明適當減少氮肥的投入量也可以保證烤煙較高的產投比，節(jié)約產質量成本，減少過量施用氮肥造成的破壞。

2.5 配施綠肥條件下不同N肥減量梯度對烤煙上等煙及中上等煙比例的影響

如表4 所示，上等煙比例表現為處理T5＞處理T3＞處理 T2＞處理 T4＞處理 T6（CK）＞處理T1，但是各處理均未呈現顯著性差異，表明適當減施氮肥可以促進上等烤煙的產出；處理T5 與處理T1、處理T2、處理T4 相比顯著提升了中等煙的比例，與處理T3 相比未呈現顯著性差異，但是與處理T6（CK）相比較，處理T3、處理T5 的中上等煙比例分別提高了6.22%、23.41%。

表4 不同處理烤煙上等煙及中上等煙比例

2.6 配施綠肥條件下不同N肥減量梯度對烤煙氮農學利用率的影響

由圖4 可知，不同處理的氮養(yǎng)分農學利用率之間存在顯著性差異，處理T3 的農學養(yǎng)分利用率最高，為9.59%，相對于處理T6（CK）提升了7.06%；由于處理T2 減施氮肥比例較大，使得氮肥農學養(yǎng)分利用率最低，僅為7.04%，遠低于中國平均氮肥利用率水平。表明隨減施氮肥量的減少，烤煙的農學利用率呈現了先升后降的趨勢，而在減氮30%時，烤煙農學利用率達到了最高水平。

3 討論

本試驗通過田間試驗研究了綠肥替代不同化肥氮梯度對烤煙產質量的影響。結果表明，（1）在氮肥不減量的情況下，配施綠肥的效果更好，說明綠肥與化肥配施能達到提高煙葉品質的目的，這與曹鵬云[18]、魯彩艷[19]等人的研究結果一致。因為綠肥、化肥的施用雖然都能向土壤提供氮素養(yǎng)分，但兩者相比，綠肥的供氮效率要比化肥高，綠肥還田能很好的保持和提高土壤肥力。（2）通過處理種植翻壓綠肥+不施氮肥處理可知，試驗中綠肥全量就地翻壓所產生的氮養(yǎng)分量不夠烤煙生長過程中所需的氮養(yǎng)分量，需要通過施用化學肥料補充養(yǎng)分。（3）與對照處理相比，種植翻壓綠肥+70%N 處理的烤煙產量、產值，產投比、中上等煙比例、養(yǎng)分利用率都有所提高，說明本試驗中烤煙產質量較適宜減氮量為30%。而郭云周等在研究翻壓等量綠肥和化肥減量對紅壤旱地烤煙產量產值的影響試驗中提出，化肥用量減量15%為最佳量[11]；劉勝良等人在云南省石林縣研究翻壓光葉苕綠肥后，氮肥用量減氮40%為最佳[12]。試驗結果的差異可能是由于所種植烤煙品種、綠肥翻壓量、翻壓時間及試驗種植地點不同所引起的。

4 結論

（1） 綠肥翻壓能明顯提高烤煙的烤煙經濟性狀；通過比較，種植翻壓綠肥+100%N 肥處理與不種植翻壓綠肥+100%氮肥處理（CK）相比較，烤煙的產值、產投比、中上等煙比例分別提高了18.96%、18.96%、23.41%，煙株生物性狀中有效葉片數、株高也都有提高，但產量、農學養(yǎng)分利用率分別降低了4.75%，21.33%。

（2） 綠肥與化肥的合理配施能很好的提升烤煙的品質；處理T3 的烤煙產量、產值相比各處理產投比、中上等煙比例、農學利用率都有所提高，分 別 提 高 了 1.56% 、7.28% 、7.28% 、6.22% 、7.06%，處理T3 的煙株生物性狀有所提高，且農學養(yǎng)分利用率也最高。

綜上所述，試驗通過減施氮肥對烤煙產量、產值等指標的研究，表明烤煙產質量較適宜的減氮量為30%。