蚯蚓及飼養(yǎng)附屬物對(duì)環(huán)神農(nóng)架煙區(qū)烤煙生長(zhǎng)和品質(zhì)的影響

李 浩，劉 剛，饒雄飛，孫敬國(guó)，孫光偉，譚本奎，袁躍斌，董賢春

（1.湖北省煙草公司宜昌市公司，湖北 宜昌 443000；2.湖北省煙草科學(xué)研究院，武漢 430030）

近年來(lái)，綠色發(fā)展和煙農(nóng)增收是煙草行業(yè)的前進(jìn)方向和工作重點(diǎn)。在廣大煙區(qū)都在積極探索如何進(jìn)一步提升煙農(nóng)副業(yè)收入。利用養(yǎng)殖場(chǎng)牛糞引導(dǎo)煙農(nóng)養(yǎng)殖蚯蚓，既解決農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境和副業(yè)增收問(wèn)題，同時(shí)緩解了當(dāng)前煙區(qū)土壤輪作局限性大，種煙的區(qū)域基本屬于連片煙區(qū)，沒(méi)有田塊可供輪作造成土壤環(huán)境惡化的問(wèn)題。雖然目前各產(chǎn)區(qū)都在大力配套商品有機(jī)肥，鄂西環(huán)神農(nóng)架煙區(qū)配套餅肥，但是土壤生產(chǎn)力仍在降低，土傳病害逐漸增多，如何處置或再利用農(nóng)村養(yǎng)殖廢棄物、提高煙農(nóng)收入，改良土壤活力進(jìn)行烤煙提質(zhì)增效成為當(dāng)下關(guān)注的問(wèn)題。

學(xué)者對(duì)不同有機(jī)肥做了大量的對(duì)比研究，同一有機(jī)肥在不同對(duì)比中表現(xiàn)出不同的效果。張瑞平等［1］研究指出，生物有機(jī)肥替代5%化肥時(shí)，土壤環(huán)境適宜，可維持土壤微生態(tài)平衡，有效控制烤煙土傳病害；何冬冬等［2］在研究不同有機(jī)肥對(duì)植煙紅壤真菌群落影響時(shí)指出，施用牛糞增加了煙草根腐病的發(fā)生概率；劉敏等［3］則通過(guò)不同有機(jī)物料對(duì)土壤不同有機(jī)碳的影響研究指出，牛糞較餅肥適宜作基肥；馬敏倫等［4］、程亞倩等［5］研究表明，施用蚯蚓有機(jī)肥有利于改善煙株產(chǎn)質(zhì)量；李銳等［6］研究蚯蚓糞和復(fù)合肥的不同配比對(duì)烤煙產(chǎn)量和質(zhì)量的影響，結(jié)果表明，施用蚯蚓糞能促進(jìn)烤煙的碳代謝，減少煙堿的合成與積累，提升烤煙品質(zhì)；李曉娜等［7］研究指出，施用蚯蚓糞是煙田改良的有效方式，可提高烤煙產(chǎn)質(zhì)量；張小良等［8］等研究認(rèn)為，基施4 500 kg/hm2蚯蚓糞最有利于改良土壤結(jié)構(gòu)進(jìn)而提高烤煙產(chǎn)質(zhì)；Huang等［9］則指出施用7 500～10 500 kg/hm2蚯蚓糞有利于促進(jìn)烤煙生長(zhǎng)發(fā)育，其提質(zhì)、增效的效果明顯；曾文龍等［10］則發(fā)現(xiàn)施用牛糞可降低中上部煙葉的煙堿含量，這是符合鄂西產(chǎn)區(qū)要求的，但同時(shí)也顯著降低了烤煙的上等煙、均價(jià)和產(chǎn)值；馬嘯等［11］、夏海乾等［12］、何光道［13］則認(rèn)為，增施牛糞利于烤煙產(chǎn)量的提高。也有部分學(xué)者研究了牛糞腐熟和蚯蚓處理對(duì)大豆生長(zhǎng)和品質(zhì)的影響［14］；楊自軍等［15］則認(rèn)為，菜子餅肥較蚯蚓糞更有利于綜合提升煙葉的透發(fā)性。可以說(shuō)，施用不同類型的有機(jī)肥對(duì)土壤修復(fù)改良和烤煙產(chǎn)質(zhì)量都有不同的促進(jìn)作用，但是對(duì)于牛糞、蚯蚓、蚯蚓糞等同氮施用量下的對(duì)比效果如何，對(duì)生產(chǎn)有無(wú)促進(jìn)作用，鮮見(jiàn)報(bào)道。本研究利用蚯蚓、牛等養(yǎng)殖業(yè)的附屬產(chǎn)物與烤煙生產(chǎn)相結(jié)合進(jìn)行分析，以期提升烤煙品質(zhì)、改善植煙土壤、降低病害發(fā)生。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)時(shí)間、地點(diǎn)

田間試驗(yàn)于2019 年在湖北省秭歸縣磨坪煙草站進(jìn)行。土壤類型為棕壤土，土壤pH 為6.71，移栽前0～20 cm 土壤養(yǎng)分狀況為有機(jī)質(zhì)含量3.72%，堿解氮含量111.38 mg/kg，速效氮含量54.54 mg/kg，速效鉀含量322.01 mg/kg，土壤為連年植煙土壤。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

選用湖北省主栽品種云煙87 為試驗(yàn)材料，種植株行距為0.53 m×1.20 m，設(shè)置4 個(gè)處理，分別為餅肥處理（CK，鄂西煙區(qū)常規(guī)大田生產(chǎn)）、牛糞處理（T1，增施牛糞）、蚯蚓糞處理（T2，增施蚯蚓糞）、蚯蚓+飼養(yǎng)基質(zhì)處理（T3，增施帶有蚯蚓的飼養(yǎng)基質(zhì)，內(nèi)含蚯蚓、牛糞和蚯蚓糞）。供試煙株350 株，3 次重復(fù)，隨機(jī)排列。總氮素用量為90 kg/hm2；專用肥（N∶P2O5∶K2O 為10∶10∶20），施用量為660 kg/hm2；有機(jī)肥施用量如表1 所示。

表1 試驗(yàn)處理和有機(jī)肥用量

1.3 測(cè)定項(xiàng)目與方法

1.3.1 烤后煙葉化學(xué)成分測(cè)定 選取各處理的煙葉為供試材料，烘烤后測(cè)定煙葉品質(zhì)指標(biāo)。采用凱式定氮法測(cè)定煙葉總氮，采用火焰光度計(jì)法測(cè)定煙葉鉀含量，采用電位滴定法測(cè)定氯含量，采用蒽酮比色法測(cè)定總糖含量，采用3，5-二硝基水楊酸比色法測(cè)定還原糖含量，采用分光光度法測(cè)定總植物堿含量，并計(jì)算兩糖比、糖堿比、氮堿比和鉀氯比［16，17］。湖北省煙草科學(xué)研究院檢驗(yàn)測(cè)試中心測(cè)定化學(xué)成分含量，并由評(píng)吸委員會(huì)專家根據(jù)GB 5606.4—2005 方法進(jìn)行樣品評(píng)吸。

1.3.2 烤煙農(nóng)藝性狀調(diào)查 每個(gè)小區(qū)定5 株煙株進(jìn)行觀察，于團(tuán)棵期、現(xiàn)蕾期按照煙草行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《煙草農(nóng)藝性狀調(diào)查測(cè)量方法》（YC/L42—2010）測(cè)定株高、莖圍、葉片數(shù)、最大葉面積等。

最大葉面積=葉長(zhǎng)×葉寬×0.634 5

1.3.3 病害調(diào)查 以小區(qū)為調(diào)查單位，在烤煙成熟期調(diào)查病害和分級(jí)，參考GB/T 23222—2010《煙草病蟲害分級(jí)及調(diào)查方法》。

1.3.4 經(jīng)濟(jì)性狀調(diào)查 由國(guó)家分級(jí)技師按照國(guó)家烤煙42 級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)（GB 2635—1992）對(duì)各處理初烤下架煙葉進(jìn)行分級(jí)，統(tǒng)計(jì)香氣質(zhì)、香氣量、雜氣等感官質(zhì)量指標(biāo)，并按2019 年國(guó)家煙草專賣局下發(fā)收購(gòu)價(jià)格計(jì)算產(chǎn)值、均價(jià)。

1.4 統(tǒng)計(jì)方法

用Excel 2012 軟件進(jìn)行圖形生成，用SPSS17.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)及相關(guān)性分析，單因素方差分析（ANOVA）用于數(shù)據(jù)分析，Duncan’s 多范圍檢驗(yàn)用于標(biāo)記5%概率水平的均值。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同有機(jī)肥配施對(duì)烤煙農(nóng)藝性狀的影響

從表2 可見(jiàn)，不同有機(jī)肥配施后，烤煙團(tuán)棵期T1處理株高和莖圍顯著大于T2 處理，且其他處理間差異不顯著；T3 處理的最大葉面積顯著高于CK、T2 處理，各處理葉片數(shù)差異不明顯。在現(xiàn)蕾期，烤煙株高T1、T2、T3 處理顯著高于CK 處理，CK 處理最大葉面積顯著大于T1、T2 處理，與T3 差異不顯著，莖圍和葉片數(shù)沒(méi)有明顯差異。由此可見(jiàn)，施用牛糞和蚯蚓+飼養(yǎng)基質(zhì)對(duì)烤煙生長(zhǎng)有促進(jìn)作用。

表2 不同有機(jī)肥配施對(duì)烤煙農(nóng)藝性狀的影響

2.2 不同有機(jī)肥配施對(duì)烤煙病害的影響

試驗(yàn)田塊烤煙在整個(gè)大田生育期間，未發(fā)生蟲害，因天氣因素影響出現(xiàn)非侵染性病害氣候斑，侵染行病害僅出現(xiàn)了煙草普通花葉病。由圖1 可知，2019 年磨坪試驗(yàn)中CK 處理花葉病發(fā)病率最高，T1處理花葉病發(fā)病率最低。動(dòng)物源有機(jī)肥與專用肥配施，可有效降低田間普通花葉病的發(fā)生。

圖1 不同有機(jī)肥配施處理烤煙花葉病調(diào)查結(jié)果

2.3 不同有機(jī)肥配施對(duì)烤煙經(jīng)濟(jì)性狀的影響

本研究中，各小區(qū)的煙葉分別進(jìn)行標(biāo)記采收、烘烤，并經(jīng)專業(yè)化分級(jí)、收購(gòu)，統(tǒng)計(jì)上等煙、上部煙、雜色煙比例和經(jīng)濟(jì)效益。由表3 可以看出，不同有機(jī)肥施用對(duì)烤煙的產(chǎn)后經(jīng)濟(jì)性狀產(chǎn)生了顯著影響。T3 處理在產(chǎn)量和產(chǎn)值顯著高于其他處理，上部煙比例顯著低于CK 處理；T1 處理均價(jià)和上等煙比例高于對(duì)照，雜色煙比例最低；T2 處理在產(chǎn)量、產(chǎn)值、均價(jià)、上等煙比例方面均低于其他處理。由此可見(jiàn)，施用牛糞和蚯蚓+飼養(yǎng)基質(zhì)對(duì)烤煙的經(jīng)濟(jì)性狀有促進(jìn)作用。

表3 不同有機(jī)肥配施對(duì)烤煙經(jīng)濟(jì)性狀的影響

2.4 不同有機(jī)肥配施對(duì)初烤煙葉化學(xué)成分和感官質(zhì)量的影響

由表4 可以看出，T2 處理總植物堿和各處理氯含量不符合上海煙草集團(tuán)優(yōu)質(zhì)烤煙指標(biāo)要求，其他化學(xué)成分均在范圍內(nèi)。其中，與CK 處理相比，T3 處理煙葉總植物堿、總糖、還原糖、總氮、氯含量較高，鉀含量較低；T2 處理除總植物堿、鉀含量、總氮低和鉀氯比外，其他成分含量較CK 處理高；T1 處理還原糖、氯含量、糖堿比、兩糖比較CK 處理高，其他成分較CK 處理低。4 個(gè)處理鉀氯比均較大；T2 處理糖堿比、氮堿比較大。

表4 不同有機(jī)肥配施對(duì)初烤煙葉化學(xué)成分的影響

由表5 可知，與CK 處理相比，T1、T3 處理香氣質(zhì)感較好，香氣量較足，雜氣較輕，刺激性較小，余味尚舒適，煙氣狀態(tài)較好、較柔順，濃度勁頭適中；T2香氣質(zhì)感一般，香氣量不足，有一定木質(zhì)雜氣，煙氣刺激性較小，余味稍欠舒適，濃度中等，勁頭偏小。

表5 不同有機(jī)肥配施對(duì)初烤煙葉感官質(zhì)量評(píng)價(jià)得分的影響 （單位：分）

3 討論

3.1 不同有機(jī)肥配施對(duì)烤煙農(nóng)藝性狀的影響

烤煙農(nóng)藝性狀是判斷品種生產(chǎn)性能、適應(yīng)性和穩(wěn)定性的重要依據(jù)，受生產(chǎn)措施影響較大，其中肥料供應(yīng)是重要一項(xiàng)。研究表明，施用蚯蚓糞改善煙株農(nóng)藝性狀，增加了產(chǎn)量、產(chǎn)值以及中上等煙比例［7］，本研究表明施用牛糞、蚯蚓糞均有利于改善煙株農(nóng)藝性狀，形成更加符合工業(yè)需求的“中棵煙”株型，表現(xiàn)為牛糞有利于前期煙株生長(zhǎng)，蚯蚓+飼養(yǎng)基質(zhì)有利于長(zhǎng)期烤煙的生長(zhǎng)，但是各種有機(jī)肥對(duì)于烤煙葉片數(shù)的影響不大。

3.2 不同有機(jī)肥配施對(duì)烤煙病害的影響

試驗(yàn)結(jié)果表明，使用動(dòng)物糞便作有機(jī)肥后能明顯降低煙田花葉病的發(fā)生，這與吳樹成［18］在藏區(qū)牦牛糞有機(jī)肥替代50%用量煙草復(fù)合肥的研究結(jié)果一致，這可能與使用動(dòng)物糞便后，更有利于形成煙株生長(zhǎng)的土壤微環(huán)境，產(chǎn)生更多有益微生物種群，提高了煙株抗病性，降低土壤有害生物的原因。

3.3 不同有機(jī)肥配施對(duì)烤煙經(jīng)濟(jì)性狀的影響

經(jīng)濟(jì)性狀是決定煙農(nóng)收入的關(guān)鍵因素，也反映了烤煙品質(zhì)狀況。研究表明，專用肥配施不同有機(jī)肥情況下，蚯蚓+飼養(yǎng)基質(zhì)對(duì)烤煙提質(zhì)增效效果最好，其次是牛糞和餅肥，最差的是單施蚯蚓糞，這與趙洋洋等［19］、程亞倩等［5］的研究有一致性。這可能與煙株特殊的營(yíng)養(yǎng)吸收規(guī)律、蚯蚓糞C/N 供肥規(guī)律和施用時(shí)間有關(guān)，造成烤煙生產(chǎn)較其他處理表現(xiàn)較差，而蚯蚓+飼養(yǎng)基質(zhì)處理既保證了營(yíng)養(yǎng)的全面，同時(shí)蚯蚓在土壤中的活動(dòng)改善了覆膜條件下內(nèi)部土壤的微環(huán)境，有利于烤煙生長(zhǎng)，表現(xiàn)最優(yōu)。

3.4 不同有機(jī)肥配施對(duì)烤煙化學(xué)成分和感官質(zhì)量的影響

各處理中部煙葉兩糖比、氯含量均偏低，其他初烤葉主要化學(xué)成分和相關(guān)派生值基本符合上海煙草集團(tuán)煙葉原料質(zhì)量體系的要求；煙葉感官質(zhì)量在施用各有機(jī)肥后都有較好表現(xiàn)，香氣量較足，香氣較純凈，余味較干凈、舒適、有回甜感，可用性較高。其中，以施用牛糞和蚯蚓+飼養(yǎng)基質(zhì)更為明顯。

4 小結(jié)

通過(guò)試驗(yàn)，施用蚯蚓+飼養(yǎng)基質(zhì)和腐熟牛糞，可以較明顯地促進(jìn)烤煙生長(zhǎng)狀況，平衡土壤對(duì)烤煙的供肥，降低上部煙比例，提高煙的產(chǎn)值、上等煙、均價(jià)等經(jīng)濟(jì)性狀，改善煙葉化學(xué)成分和感官質(zhì)量。

基于蚯蚓糞和發(fā)酵腐熟牛糞具有良好的孔性、透氣性、排水性和持水性，并具有良好的吸收和保持營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的能力，使其對(duì)烤煙的生長(zhǎng)起積極作用，良好的生長(zhǎng)環(huán)境提高了烤煙防病、抗病能力，因此，鼓勵(lì)有條件的區(qū)域施用。由于蚯蚓和牛糞使用的成本偏大，可以考慮在大田生產(chǎn)中，對(duì)存在嚴(yán)重病害的田塊使用蚯蚓糞和牛糞進(jìn)行土壤保育。