氮肥減施下光葉紫花苕不同翻壓量對煙草產量和品質的影響

趙文軍， 薛開政， 楊繼周， 胡保文， 付利波， 尹 梅， 陳檢鋒， 王 偉，王志遠， 王應學， 楊艷鮮， 陳 華

[1.紅塔煙草(集團)有限責任公司，云南玉溪 653100； 2.云南省農業科學院農業環境資源研究所，云南昆明 650205]

煙草是我國主要的經濟作物之一，我國煙草的種植面積和產量均居世界首位。煙草屬于茄科忌連作的作物，長期施用化肥的煙草連作生產，導致肥料效益和煙葉品質顯著下降、土壤板結、病蟲害加重。綠肥是我國傳統農業的精華，在提升耕地質量、減施化肥等行動中作用巨大。研究表明，種植翻壓綠肥能夠增加煙田土壤肥力，改善土壤物理化學性質，提高煙葉品質，減少煙田病蟲害的發生。為了保護高原湖泊生態環境，云南省大力推進休耕輪作、化肥減施等行動。綠肥納入煙草種植制度可避免煙草的連作生產，同時能夠利用冬季休閑期土壤養分降低養分流失風險，翻壓還田后還能替代部分化肥。

光葉紫花苕是云南地區傳統的豆科綠肥作物，具有較高的氮含量，翻壓還田后釋放氮素較多。煙草是一種對氮素極敏感的經濟作物，適當配比的有機、無機氮素營養是獲取優質煙葉的必要條件。光葉紫花苕翻壓還田后能夠同時釋放無機氮和有機氮，在氮肥減施條件下，開展光葉紫花苕適宜翻壓量的研究尤其重要。本研究在減施 15%～30%氮肥條件下，研究不同光葉紫花苕翻壓綠肥量對煙草產量和品質的影響，旨在為煙草生產中節肥增效提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗于2017年10月種植光葉紫花苕開始，至2018年9月烤煙收獲后結束。試驗地位于云南省昆明市嵩明縣小街鎮云南省農業科學院基地內(25°21′11.21″N、103°6′47.24″E，海拔1 910 m)。試驗地氣候條件為亞熱帶高原季風氣候，年平均降水量987.1 mm，年平均氣溫14.2 ℃。土壤為紅色石灰土，質地為黏壤。于試驗開始前取0～20 cm耕層土壤測定土壤理化性質(pH值為7.1，有機質含量為22.1 g/kg，全氮、全磷、全鉀含量分別為0.9、1.6、9.8 g/kg，堿解氮、有效磷、速效鉀含量分別為76.1、30.7、144.5 mg/kg)。

1.2 試驗設計

試驗共設10個處理：冬閑+不施氮肥(CK)、冬閑+100%氮肥(100%CF)、85%氮肥+7.5 t/hm綠肥(85%CF+GM1)、85%氮肥+15.0 t/hm綠肥(85%CF+GM2)、85%氮肥+22.5 t/hm綠肥(85%CF+GM3)、85%氮肥+30.0 t/hm綠肥(85%CF+GM4)、70%氮肥+7.5 t/hm綠肥(70%CF+GM1)、70%氮肥+15.0 t/hm綠肥(70%CF+GM2)、70%氮肥+22.5 t/hm綠肥(70%CF+GM3)、70%氮肥+30.0 t/hm綠肥(70%CF+GM4)。煙草移植前20 d翻壓綠肥，綠肥原位翻壓量多余的移出，不夠的異地移入。常規施肥處理氮肥用量為120 kg/hm，減氮處理按比例減少氮肥用量。所有處理磷鉀施肥量相同，分別為PO90 kg/hm，KO 405 kg/hm。試驗地小區面積約 21 m，每個處理設3次重復，隨機區組排列，根據當地烤煙種植習慣進行日常管理。供試作物光葉紫花苕及烤煙(K326)均由云南省農業科學院提供。

1.3 樣品采集與測定

于烤煙打頂后，在每個小區選取3株監測株高、莖圍、有效葉數、最大葉長和葉寬。烤煙成熟后，分小區采用掛牌編竿烘烤，烘烤結束后實測各小區產量，并同時對各小區烤后煙葉選取3 kg進行煙葉化學成分檢測，檢測指標包括總糖、還原糖、煙堿、氯、總氮、氧化鉀、淀粉的含量。

1.4 數據分析

根據測定的各項煙葉化學品質，進一步分析兩糖差、糖堿比、氮堿比，計算公式為兩糖差=總糖含量-還原糖含量；糖堿比=總糖含量/煙堿含量；氮堿比=總氮含量/煙堿含量。

試驗數據采用SAS 8.1軟件進行整理和統計分析，采用最小顯著差異()法，在=0.05水平下檢驗差異顯著性。

2 結果與分析

2.1 氮肥減施下不同光葉紫花苕翻壓量對煙草農藝性狀的影響

由圖1可知，與對照不施肥相比，施肥和翻壓綠肥處理的煙草株高、有效葉數顯著增加(<0.05)。除85%CF+GM1處理的株高顯著低于100%CF處理外，各氮肥減施與綠肥處理的株高與100%氮肥處理無顯著差異。所有處理莖圍差異均不顯著。除CK外，其他處理的有效葉數均與100%氮肥處理差異不顯著。與100%氮肥處理相比，除70%CF+GM1處理和70%CF+GM2處理最大葉面積顯著降低外，其他氮肥減施并翻壓綠肥處理均無顯著差異。綜上可知，減施氮肥30%且綠肥翻壓量為 22.5～30.0 t/hm和減施氮肥15%且綠肥翻壓量為7.5～30.0 t/hm時，烤煙農藝性狀整體上要接近或好于100%氮肥處理。

2.2 氮肥減施下不同光葉紫花苕翻壓量對煙葉產量和產值的影響

由表1可知，與對照不施肥處理相比，施用100%氮肥對上等煙比例無顯著影響，但顯著降低了中上等煙比例。與100%CF處理相比，翻壓綠肥顯著提高了上等煙和中上等煙比例，以70%CF+GM3處理最高，上等煙和中上等煙所占的比例分別為62.90%和90.47%。與對照不施肥處理相比，施肥和翻壓綠肥處理的煙葉產量均顯著增加。相比于100%CF處理，翻壓綠肥條件下，85%CF+GM4、85%CF+GM3、70%CF+GM4處理顯著增加了煙葉產量，分別增加436.32、210.42、195.40 kg/hm，分別增產18.06%、8.71%、8.09%；說明減施氮肥30%能夠保證煙葉產量不降低。與100%CF處理相比，85%CF+GM2、85%CF+GM3、85%CF+GM4、70%CF+GM4處理的煙葉均價均無顯著差異，85%CF+GM1、70%CF+GM1、70%CF+GM2和70%CF+GM3處理的煙葉均價均顯著降低。與對照不施肥相比，施肥和翻壓綠肥均顯著增加了煙葉產值。與常規施肥(100%CF)處理相比，85%CF+GM4、70%CF+GM4處理的煙草產值分別增加 1 106.04、825.03 元/hm，但差異不顯著。綜上可知，不施肥顯著降低了烤煙產量和產值；與100%CF處理相比，減施氮肥15%～30%且綠肥翻壓量為 7.5～30.0 t/hm時產量無顯著減少，甚至部分處理的產量顯著增加；與100%CF處理相比，減施氮肥30%且綠肥翻壓量為30.0 t/hm和減施氮肥15%且綠肥翻壓量為22.5～30.0 t/hm時，烤煙產值無顯著降低。

表1 不同處理煙草的經濟性狀

2.3 氮肥減施下不同光葉紫花苕翻壓量對煙葉品質的影響

由表2可知，各氮肥減施與綠肥添加處理的總糖含量、氯含量和還原性糖含量均與100% CF處理及CK差異不顯著；與100%CF處理相比，70%CF+GM1處理增加了兩糖差；各氮肥減施與綠肥添加處理煙堿含量均顯著高于CK，85%CF+GM4處理煙堿含量顯著高于100%CF處理；各處理的總氮含量與鉀含量均顯著高于CK，70%CF+GM2、70%CF+GM3、70%CF+GM4及85%CF+GM4處理的鉀含量顯著高于100%CF處理；70%CF+GM3處理的鉀氯比則顯著高于CK及100%CF處理。

2.4 不同化學成分間相關性分析

相關性熱圖分析結果表明，煙葉化學成分之間存在相關性(圖2)。煙葉中總糖含量與煙葉中還原糖、淀粉含量以及糖堿比顯著正相關，與煙葉中總氮含量、煙堿含量顯著負相關；還原糖含量與煙葉中淀粉含量顯著正相關，與總氮含量顯著負相關；淀粉含量與糖堿比、氮堿比顯著正相關，與煙堿含量顯著負相關；鉀含量與氮堿比顯著正相關，與煙堿含量和氯含量顯著負相關；煙堿含量與總氮含量顯著正相關，與糖堿比、氮堿比、兩糖差顯著負相關。

3 討論

煙草是我國重要的經濟作物之一，科學合理的施肥管理利于煙草品質和產量的提高，實現煙草的可持續生產。綠肥翻壓可以持續釋放大量的養分，改善植煙土壤質量狀況，促進煙株生長，改善煙株的農藝性狀。本研究發現，在氮肥減施15%且所有綠肥翻壓處理和氮肥減施30%且綠肥翻壓量為22.5、30.0 t/hm的情況下，能夠保證最大葉面積與常規施氮處理差異不顯著，但在減施氮肥30%，綠肥翻壓量為7.5、15.0 t/hm的情況下卻顯著低于常規氮肥處理，表明翻壓適量的綠肥能夠彌補減施氮肥造成的氮素供應不足，這與儲劉專等的研究結果一致。減施氮肥配合翻壓適量綠肥促進煙株葉面積提高的主要原因可能是因為綠肥生長過程中與根瘤菌共生固氮，吸收暫存土壤中的盈余氮素，翻壓還田后補充土壤氮庫，減少化肥投入的同時仍然能夠保證土壤氮素對煙株地上部分的充分供給。綠肥的翻壓能夠改善常年施用化肥導致的土地板結、養分淋溶損失等問題，提高土壤的保水性和通氣度，為煙株的生長創造良好的環境，促進煙株的生長。

烤煙上部葉作為優質煙葉原料的重要來源，中上部煙葉占到了烤煙整株產量的55%，施肥是影響煙葉可用性的關鍵因素。有研究表明，氮肥施用量和氮肥施用種類對烤煙上部煙葉可用性的影響很大。本研究結果表明，施用100%氮肥對上等煙比例無顯著影響，但顯著降低了中上等煙比例。但翻壓綠肥顯著提高了上等煙和中上等煙占總煙量的比例，以減施氮肥30%翻壓綠肥 30.0 t/hm時最高，這與扈強等得出的翻壓綠肥可以提高上等煙比例的結果一致。可能是減施氮肥在煙草生長前期避免了過量氮肥的危害，從而避免了煙株貪青晚熟不落黃導致的中上等煙比例下降。中上等煙葉產量與煙葉收購價格和產值密切相關，綠肥翻壓量為30.0 t/hm，配合氮肥減施15%～30%，在滿足煙葉產量顯著增加的同時還顯著提高了該處理下煙葉的均價，煙葉的產值與常規施肥相比顯著增加825.0～1 106.0 元/hm，這與查宏波等關于種植綠肥提高煙草均價和產值的研究結果一致。過量施用化肥和多年種植煙草是驅動煙田連作障礙形成的主要因素，導致上等葉比例降低和種煙效益減少。氮肥減施配合綠肥翻壓還田能夠有效改善土壤的理化性質、調節土壤中養分平衡、減少煙田病蟲害的發生，提升煙草生長的農田生態環境，從而降低連作障礙對煙葉品質和產量的影響。

鉀氯比是影響煙葉燃燒性的關鍵指標，湯宏等研究發現，有機氮和化肥氮配施可以降低煙葉中的氯含量，提高煙葉的鉀氯比和燃燒性。本研究結果表明，翻壓綠肥條件下減施氮肥30%處理的煙草氯含量與100%CF處理差異不顯著，鉀氯比均高于8.6，滿足優質煙葉對鉀氯比大于4的要求。這與柳淵博等得出的有機肥化肥配施后可以降低煙葉氯含量，提高煙葉鉀氯比的研究結果一致。氮肥減施15%～30%配合綠肥翻壓還田增加煙草燃燒性和總氮含量的同時，卻降低了煙葉總糖和還原糖含量，這與王巖等的研究結果一致，結合相關性分析結果發現，煙葉總氮含量與總糖含量、還原糖含量呈顯著負相關關系，這與佀國涵等的研究結果一致。可能是因為在煙草生長的中后期，土壤中的氮素釋放緩慢影響了煙草葉片中正常的碳代謝，減少了中后期總糖和還原糖的積累，而葉片總氮含量卻在減施氮肥的情況下與常規氮肥處理下的煙葉含氮量保持一致。

連作生產和氮肥施用是影響煙草質量的關鍵因素，由于長期連作生產和過量施用化肥，導致了煙田土壤質量下降，養分供應失調，煙草品質顯著下降。種植利用綠肥不但能夠消除煙草生產中的連作問題，還能夠提升土壤質量，減少病蟲害發生。綠肥也是一種清潔的有機肥源，綠肥分解過程中能夠釋放大量的小分子有機氮，減施化肥配合綠肥能夠同時提供無機氮源和有機氮源供給，有利于煙草氮素吸收和積累。同時綠肥還能提供大量的磷鉀養分，與化肥配施后土壤養分供應更加全面協調，促進煙草養分吸收。本研究試驗年限較短，減施氮肥配合翻壓綠肥對煙草品質提升的研究還不夠全面。

4 結論

與100%CF處理相比，減肥氮肥15%～30%且翻壓綠肥顯著提高了上等煙和中上等煙比例，以70%CF+GM3處理最高；減施氮肥15%～30%仍能增加煙草產量，翻壓量為30.0 t/hm的處理增加了煙草的產值。減施氮肥15%～30% 且綠肥翻壓量為 15.0～30.0 t/hm增加了煙葉中總氮與鉀的含量。綜合考慮，減施氮肥15%～30%且綠肥翻壓量為30.0 t/hm可提高上等煙和中上等煙比例，增加煙草產量和產值，改善煙葉品質，實現煙草生產的節本增效。