羊糞施用量及施用方式對連作煙田土壤理化性狀和經濟效益的影響

李亞飛，張 翔，常 棟，李 亮，司賢宗，索炎炎，毛家偉，范藝寬，李廣良，何 雷

（1.河南省農業科學院植物營養與資源環境研究所，河南鄭州450002；2.平頂山煙草公司，河南平頂山467002；3.河南省煙草公司，河南鄭州450018）

煙草是忌連作作物，在生產中，隨著連作年限的延長，煙葉產量產值、中上等煙比例會下降，病蟲害的發生會加重[1]。由于煙田長期連作、大量施用化肥和重用輕養等原因，往往會引起土壤板結、養分失衡、微生物種群結構和數量發生變化，造成土壤生產力下降、土壤耕層質量下降和土傳病害嚴重等問題，對優質煙葉形成十分不利[2-5]。在河南省洛陽煙區，羊糞資源豐富，生產中大量施用羊糞對煙葉品質具有良好的促進作用，但其使用技術目前還不規范。

有機肥是一種富含有機質和大中微量元素的肥料，營養物質能完全釋放到煙田，肥效較化肥長，在土壤保育和修復方面具有重要作用[6-9]。在煙田，施用有機肥能夠增加土壤有機質含量，改善土壤理化性狀，提高土壤肥力，增加土壤微生物數量，提高煙葉香氣質量和化學成分協調性，其是改善煙田連作土壤狀況的有效措施之一[10-11]。羊糞肥效長，施用羊糞能夠增加土壤微生物碳量[12]，顯著提高土壤有機質、全氮、堿解氮、速效氮、全磷、有效磷和速效鉀含量[13-14]。目前，關于有機肥羊糞的研究多集中在園藝果樹作物上，而針對在煙草中的施用技術方面的研究報道相對較少。

本試驗通過研究施用不同羊糞用量與不同施用方式相結合的方法對煙田土壤理化性狀、煙草農藝性狀、煙葉化學成分及產量產值、土壤微生物數量等方面的影響，旨在為規范有機肥羊糞的施用技術和提高煙葉產質量提供理論依據。

1 材料和方法

1.1 試驗地概況

試驗于2019年在河南省洛寧縣小界鄉王村開展，選在連作2 a的煙田進行。試驗地肥力均勻一致，地勢平坦，排灌方便。試驗地基礎土壤理化性質為：pH值7.84、有機質14.1 g/kg、全氮1.02 g/kg、全磷0.65 g/kg、全鉀17.5 g/kg、堿解氮95 mg/kg、有效磷26.4 mg/kg、速效鉀188 mg/kg。

1.2 試驗材料

供試烤煙品種為豫煙13。

1.3 試驗設計

試驗采用隨機區組設計，共設置5個處理（表1），3次重復，小區面積72 m2，行距120 cm，株距55 cm。

表1 試驗處理

試驗各處理氮、磷、鉀用量相同，氮磷鉀質量比為1.0∶1.5∶3.5，氮、磷、鉀用量分別為N 60、P2O590、K2O 210 kg/hm2。除有機肥施用方式外，其他肥料按常規施用方式進行，有機肥氮素數量按養分有效性進行折算。供試肥料羊糞有機肥為河南省洛陽市煙草公司招標的肥料，肥料質量符合有機肥標準，其養分含量：pH值7.85，有機質46.7%，N1.68%、P2O50.91%、K2O 1.63%。其他肥料分別為煙草專用復合肥料（N 10%、P2O512%、K2O 18%），重過磷酸鈣（P2O546%），硝酸鉀（N 13%，K2O 46%），硫酸鉀（K2O 50%）。試驗于5月10日移栽，9月26日采烤結束。其他各項田間生產管理按當地最佳水平進行。

1.4 測定項目及方法

1.4.1 農藝性狀 在成熟期，每個小區選擇有代表性的煙株，按照煙草行業標準YC/T 142—2010測定煙株株高、莖圍、葉片數、最大葉長及葉寬等農藝性狀。

式中，葉面積指數通常用0.634 5計算。

1.4.2 土壤理化性質 在煙葉收獲后，采用梅花形5點取樣法采集0～20 cm的煙株根際土壤，剔除土壤中的雜質、植物活根等，混合后過2 mm篩，用冰盒帶回實驗室，放入4℃冰箱保存，分別用于測定土壤理化性狀和土壤微生物數量。

土壤化學指標采用常規方法進行測定[15]，其中，土壤堿解氮含量采用堿解擴散法測定；有效磷含量采用NaHCO3浸提-鉬銻抗比色法測定；速效鉀含量采用NH4OAC浸提-火焰光度法測定；有機質含量采用重鉻酸鉀-外加熱法測定；pH采用電位計法測定。土壤細菌、真菌、放線菌數量采用平板培養計數法測定[16]。土壤溶解性有機碳采用德國Elementar公司生產的有機碳分析儀（VarioMACROTOC）測定[17]。

1.4.3 煙葉經濟性狀 按照國標GB 2635—1992對各處理烤后煙葉進行分級，并統計煙葉產值、均價、上等煙比例及中上等煙比例情況。

1.5 數據分析

采用Excel 2010和SPSS 17.0軟件對試驗數據進行統計分析。

2 結果與分析

2.1 不同處理對土壤容重和含水率的影響

由圖1可知，不同處理土壤容重表現不同，以T5處理最低，T1（CK）處理最高，T2、T3和T4處理居中；與對照相比，施用有機肥羊糞能夠降低土壤容重，降低幅度為1.40%～7.91%；同一有機肥羊糞用量不同施用方式條件下，羊糞用量為1 500 kg/hm2時，條施＋穴施處理降低了土壤容重，降幅為2.36%；同一施肥方式不同有機肥羊糞用量下，羊糞用量為3 000 kg/hm2時，條施＋穴施處理土壤容重降低，降幅為0.75%。不同羊糞有機肥施用方式土壤容重以T5處理最低，為1.17 g/cm3，較對照降低7.91%。

不同處理土壤水分含量以T5處理最高，為16.02%，較對照升高21.31%，T2、T3和T4處理居中，T1（CK）處理最低；與對照相比，不同羊糞有機肥施用方式處理均能提高土壤含水率，且隨著有機肥羊糞施用量的增加呈升高趨勢，其中，條施+穴施處理（T3、T5）高于相同施肥量的條施處理（T2、T4）。

2.2 不同處理對土壤養分含量的影響

從表2可以看出，施用羊糞后，土壤pH值升高，全氮、堿解氮、有效磷和速效鉀含量均呈增加趨勢，其中，土壤全氮和堿解氮含量以T5處理最高，T1（CK）處理最低，T2、T3、T4處理居中，部分處理間差異達到顯著性水平。同一施用方式不同施用量條件下，條施方式下，羊糞用量3 000 kg/hm2（T4處理）較羊糞用量1 500 kg/hm2（T2處理）土壤pH值下降0.52%，全氮、堿解氮、有效磷和速效鉀含量分別升高5.05%、2.91%、2.97%和4.81%；條施＋穴施方式下，羊糞用量3 000 kg/hm2（T5處理）較羊糞用量1 500 kg/hm2（T3處理）土壤pH值、全氮、堿解氮含量分別升高0.40%、8.25%和2.33%，有效磷和速效鉀含量分別下降0.96%和7.32%。同一羊糞用量不同施用方式條件下，羊糞用量為1 500 kg/hm2時，條施＋穴施（T3處理）較條施（T2處理）土壤pH值、全氮和速效鉀含量分別下降1.69%、2.02%和1.44%，堿解氮和有效磷含量分別升高2.71%和3.63%；羊糞用量為3 000 kg/hm2時，條施＋穴施（T5處理）較條施（T4處理）土壤pH值、有效磷和速效鉀含量分別下降0.78%、0.32%和12.84%，全氮和堿解氮含量分別升高0.96%和2.12%。由此可知，條施＋穴施方式能夠提高土壤堿解氮含量，增施羊糞能夠提高土壤全氮和堿解氮含量。

表2 不同處理對土壤養分含量的影響

2.3 不同處理對土壤有機碳和微生物數量的影響

由表3可知，增施有機肥羊糞能夠明顯提高土壤有機碳含量和微生物數量，以T5處理最高，T1處理最低，T2、T3、T4處理居中，部分處理間差異達到顯著性水平；與對照相比，施用羊糞后，溶解性有機碳含量增加0.017～0.058 g/kg，細菌、真菌和放線菌數量有升高趨勢，尤其是細菌和放線菌數量增加明顯；細菌/真菌和放線菌/真菌的值可以作為植物土傳病害發生概率的有效參考。同一有機肥羊糞用量不同施用方式條件下，羊糞用量為1 500 kg/hm2時，條施＋穴施（T3處理）較條施（T2處理）放線菌/真菌的值升高398.66%；羊糞用量為3 000 kg/hm2時，條施＋穴施（T5處理）較條施（T4處理）細菌/真菌和放線菌/真菌的值分別升高100.24%和47.79%。同一施用方式不同羊糞用量條件下，條施方式下，羊糞用量3 000 kg/hm2（T4處理）較羊糞用量1 500 kg/hm2（T2處理）細菌/真菌和放線菌/真菌的值分別升高20.69%和343.83%；條施＋穴施方式下，羊糞用量3 000 kg/hm2（T5處理）較羊糞用量1 500 kg/hm2（T3處理）細菌/真菌和放線菌/真菌比值升高176.19%和31.54%。由此可知，羊糞用量3 000 kg/hm2配合條施＋穴施施用方式下，土壤微生物數量增加最多。

表3 不同處理對土壤有機碳和微生物數量的影響

2.4 不同處理對煙株農藝性狀的影響

由表4可知，不同處理對煙株農藝性狀的影響不同，部分處理間差異達到顯著性水平；與對照相比，施用有機肥羊糞均能提高煙株的株高、莖圍和葉片數，增幅分別為15.15%～25.40%、16.85%～42.06%和2.74%～11.06%，以T5處理（3 000 kg/hm2，條施+穴施施用方式）表現最佳，T2、T3、T4處理居中。同一有機肥羊糞用量不同施用方式條件下，羊糞用量為1 500 kg/hm2時，條施＋穴施（T3處理）較條施（T2處理）煙株株高、莖圍、葉片數和葉面積分別升高3.34%、8.86%、7.03%和4.21%；羊糞用量為3 000 kg/hm2時，條施＋穴施（T5處理）較條施（T4處理）煙株株高、莖圍、葉片數和葉面積分別升高5.38%、11.68%、0.99%和4.38%。同一施用方式不同有機肥羊糞用量條件下，條施方式下，增施有機肥羊糞（T4處理）煙株株高、莖圍、葉片數和葉面積分別較T2處理升高4.24%、12.75%、7.16%和4.05%；條施＋穴施方式下，增施有機肥羊糞（T5處理）煙株莖圍、葉片數和葉面積分別較T3處理升高5.38%、11.68%、0.99%和4.38%。由此可知，增施有機肥羊糞和條施＋穴施方式均能夠提高煙株株高、莖圍、葉片數和葉面積等農藝性狀，對改善煙株生長發育狀況有利。

表4 不同處理對煙株農藝性狀的影響

2.5 不同處理對煙葉化學成分的影響

不同處理對煙葉化學成分的影響不同（表5），與對照相比，施用羊糞后，煙葉總氮、煙堿、總糖和還原糖含量均有升高趨勢，但處理間差異均未達到顯著水平；煙葉鉀和氯含量變化不規律，但均在優質煙葉要求的范圍之內，說明施用有機肥羊糞對煙葉含碳氮化合物的影響不大。施用羊糞3 000 kg/hm2與條施＋穴施相結合的施用方式處理后（T5），煙葉總氮、煙堿、總糖和還原糖含量較對照（T1處理）分別增加8.24%、8.37%、8.36%和8.35%，糖堿比適宜，化學成分協調性強。

表5 不同處理對煙葉化學成分的影響

2.6 不同處理對烤煙經濟效益的影響

表6 不同處理對烤煙經濟效益的影響

由表6可知，與對照相比，施用羊糞能夠增加煙葉產量、產值、均價和上等煙比例，以T5處理最高，T2、T3、T4處理居中。同一羊糞施用方式不同施用量條件下，條施方式下，羊糞用量為3 000 kg/hm2（T4處理）煙葉產量、產值、均價和上等煙比例較羊糞用量為1 500 kg/hm2（T2處理）分別高9.64%、12.78%、2.72%和17.84%；條施＋穴施方式下，羊糞用量為3 000 kg/hm2（T5處理）煙葉產量、產值、均價和上等煙比例較羊糞用量為1 500 kg/hm2（T3處理）分別高2.07%、6.85%、4.57%和4.27%。同一羊糞施用量不同施用方式下，施用羊糞1 500 kg/hm2時，條施＋穴施方式（T3處理）煙葉產量、產值、均價和上等煙比例較條施（T2處理）分別高9.25%、12.43%、2.92%和17.47%；施用羊糞3 000 kg/hm2時，條施＋穴施方式（T5處理）煙葉產量、產值、均價和上等煙比例較條施方式（T4處理）分別高1.71%、6.52%、4.78%和3.94%。由此可知，增加羊糞用量且與條施＋穴施施用方式配合，能夠明顯增加煙葉經濟效益。

3 結論與討論

羊糞是一種優質弱堿性肥料，具有營養物質含量高和肥效快的特點，適用于各種農作物和土壤[18-19]。有研究指出[20]，施用羊糞能顯著提高土壤硝態氮和全氮含量，提高土壤多糖含量，加快有機質腐殖化過程，改善土壤理化性狀和微生物環境，提高根際土壤微生物群落豐度和多樣性，促進作物生根和提高產量，在土壤修復和保育中發揮著重要作用。本研究發現，不同羊糞用量和施用方式對煙田土壤微生物數量、土壤養分以及煙株田間長勢、煙葉化學成分和經濟效益均有不同程度的影響。

在本試驗條件下，不同羊糞有機肥施用量均能夠提高土壤含水率和降低土壤容重，與閔星星[21]的研究結果相似。不同羊糞有機肥施用量能夠顯著增加煙株株高、葉片數和最大葉面積，改善煙株田間生長發育狀況，但對烤后煙葉含碳氮化合物的影響不大，煙葉化學成分協調性強。就煙葉經濟效益而言，與對照相比，不同有機肥羊糞用量能夠提高煙葉產量和產值，其中，增產7.59%～19.97%，產值增加13.07%～35.84%；不同處理均價和上等煙比例均以施用羊糞3 000 kg/hm2配合70%條施＋30%穴施施肥方式（T5處理）最高，分別為26.52元/kg和65.90%，這可能與羊糞自身肥力情況和土壤微生物的活動有關。有研究指出[14]，適量的羊糞能夠促進土壤呼吸，提高土壤微生物的活躍度。土壤有機碳含量與土壤細菌、真菌活動和數量密切相關，呈現出正相關[22]。本試驗中，施用羊糞3 000 kg/hm2均能夠明顯提高土壤pH、有機質、堿解氮、速效磷和速效鉀含量對增加煙株有效葉片數有利，這可能是提高煙葉產量產值的重要原因。

肥料施用方式對土壤養分釋放、煙株發育狀況和煙葉產質量均有不同程度的影響[23]。有研究指出[23]，在煙葉生產中，肥料位置在15～18 cm深上層土壤時，有助于提高肥料利用率。李建平等[24]研究指出，基肥80%條施與20%穴施相結合的施肥方式，有助于煙株的生長發育和形成良好的煙葉產質量。本試驗中，70%條施＋30%穴施施用方式的煙田土壤理化性狀和煙株長勢較好，煙葉經濟效益增加，與李建平[25]的研究結果一致，但其對土壤養分的釋放過程及效應機制還有待進一步研究。

本試驗條件下，不同羊糞有機肥施用量和施用方式對土壤養分、煙株生長發育狀況和煙葉經濟效益均有不同程度影響。施用羊糞有機肥3 000 kg/hm2配合70%條施＋30%穴施（T5處理）時，土壤容重下降，土壤含水率升高，土壤全氮和堿解氮含量升高，土壤微生物數量增加，煙株田間生長發育狀況變好，煙葉化學成分協調性強，經濟效益增加，其是適合豫西煙區煙葉生產的一種有效措施。