有機肥施肥方式和配施減氮肥對煙草生長·產量和質量的影響

羅 優,韓天華,張雪奇,廖德智,周寸偉,童 君,和汝惠,李佛琳,賀 彪*

(1.云南省煙草公司麗江市公司,云南麗江 674100;2.云南農業大學煙草學院,云南昆明 650201)

煙草作為云南省重要的經濟作物,生態環境、耕作方式、品種和病蟲害等諸多因素影響其質量、產量,進而影響其經濟效益[1]。其中可通過優化栽培耕作和施肥方式、調整施用量和種植密度等措施來調控煙葉品質[2]。長期以來我國植煙區仍存在長期連作、過量施用化肥和重用輕養等現象[3],加劇植煙土壤板結、養分失衡、微生態環境失調[3-4],致土壤耕層生產力下降、煙葉產量產值下降,加劇病蟲害發生流行等問題,嚴重影響優質煙葉形成[5]。有機肥作為富含有機質、微量元素肥料,是煙草生產常用碳源,肥效較化肥長,營養物質釋放充分,在土壤保育和修復方面具有重要作用[6]。在煙田中施用有機肥可有效增加土壤有機質含量,改善土壤理化性狀和微生態環境,提高煙葉質量,提升其化學成分協調性、煙葉香氣質量[7-9]。針對云南省麗江煙區大田生產中有機肥施用混亂、烤煙質量不高等問題,以有機肥與化肥配施可提高作物肥料利用率,有效提升清香型煙葉品質,對化肥減量施用具有積極意義。

目前,大田生產中有機肥常以塘或環施方式進行,然而不同有機肥施用方式、空間和集中度差異常影響其利用率與肥效,致煙草農藝性狀和品質降低[10]。研究表明,有機肥施用方式是影響肥效和利用效率的重要因素[11],關系著煙株生長發育和煙葉品質[12],施用有機肥已作為云南煙葉綠色可持續生產的重要措施之一[1]。因此,探求有機肥優選施用方式、配施減氮肥最佳比例對促進煙草生長發育、提升煙葉品質具有重要意義。筆者通過研究有機肥不同施用方式、配施減氮肥對煙草農藝性狀、產量、化學成分的影響,篩選出有機肥優選施用方式和最佳配施比例,為麗江煙區煙草大田生產可持續發展提供參考依據。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況商品有機肥施用方式和配施減氮肥試驗于2021年3—9月在云南省麗江市古城區七河鎮七河村委會(100.16′10″E,26.42′40″N,海拔2 355 m)中村八組田地進行。有機肥施用方式試驗前土壤理化性質:有機質44.7 g/kg,水解性氮174.0 mg/kg,有效磷33.5 mg/kg,速效鉀592 mg/kg,全氮2.43 g/kg,全磷1.52 g/kg,全鉀13.3 g/kg,氯離子0.15 mg/kg,pH 6.07,烤煙品種為云煙97(由云南省煙草公司麗江市公司提供),前作為大麥,下同。配施減氮肥試驗前土壤理化性質:有機質19.5 g/kg,水解性氮68.2 mg/kg,有效磷14.3 mg/kg,速效鉀259 mg/kg,全氮1.05 g/kg,全磷0.50 g/kg,全鉀21.7 g/kg,氯離子1.33 mg/kg,pH 6.06。以上試驗地地勢平坦、肥力均勻、排灌便。麗江屬低緯度高原季風氣候區域,境內亞熱帶至高寒帶氣候均有分布,年溫差小而日溫差大,干濕季節分明。全市年平均氣溫12.6～19.8 ℃,全年無霜期為191～301 d,年均降雨量911～1 040 mm,年日照時數2 298～2 566 h。

1.2 試驗方法有機肥施肥方式:采取完全隨機區組設計田間小區試驗,共5個處理,3次重復。5個處理依次為B1撒施、B2條施、B3塘施(拌勻)、B4塘施(環狀),以不施有機肥為CK(和得利煙草專用復合肥,N-P2O5-K2O=12.5∶0∶33.5,總養分≥46%,硝態氮占總氮百分率≥60%,1 500 kg/hm2,云南云之葉生物技術有限公司),B1、B2、B3和B4處理各試驗用地均施用有機肥料1 500 kg/hm2(精制煙用商品有機肥,有機質≥50%,腐殖酸≥15%,N+P2O5+K2O≥5%,云南保山山田生物有機肥有限公司),株距0.6 m,行距1.2 m,四周設有保護行。

有機肥配施減氮肥:采用塘施方式(拌勻)施用有機肥,采取完全隨機區組設計田間小區試驗,設5個處理,3次重復。以全部施氮肥和得利煙草專用復合肥為CK對照,T1、T2、T3和T4依次為其量減少25%、50%、75%和100%,并配施與所減氮肥用量等量商品有機肥。T1為施用25%有機肥+施純氮量75%煙草專用復合肥,T2為施用50%有機肥+施純氮量50%煙草專用復合肥,T3為施用75%有機肥+施純氮量25%煙草專用復合肥,T4為施用100%有機肥。以上試驗的田間種植與管理依麗江市煙葉標準化生產技術方法進行。

1.3 測定項目與方法烤煙農藝性狀:在烤煙打頂后測定煙株農藝性狀,每個試驗小區以5點取樣法隨機選取15株長勢較為一致的煙株。參照《YC/T 142—2010,煙草農藝性狀調查測量方法》,測定煙草的株高、莖圍、節距、有效葉片、最大葉長、最大葉寬、最大葉面積等指標,取平均數。

經濟性狀:各試驗小區單獨采收、分開掛竿烘烤調制。烤后煙葉參照GB 2635—1992的分級標準進行煙葉分級。統計煙葉總產量、上等煙葉比例、上中等煙葉比例,按照當年指導收購價統計均價、總產值等經濟學性狀。

煙葉化學指標:煙葉在采烤、分級后,每個處理取樣C3F各1 kg,總煙堿含量按照YC/T 468—2013測定,總糖和還原糖含量按照YC/T 159—2019測定,總氮含量按照YC/T 161—2002測定,Cl-按照YC/T 162—2011測定,pH按照YC/T 222—2007測定,石油醚提取物含量按照YC/T 176—2003測定,并計算糖堿比和兩糖比。

1.4 數據統計與分析采用Excel 2016和IBM SPSS Statistics 21對試驗數據進行統計分析,采用Duncan法進行顯著性分析,以Origin 2019進行圖表制作,圖表中的數據為均值±標準誤。

2 結果與分析

2.1 有機肥施用方式和配施減氮肥對烤煙農藝性狀的影響由表1可知,有機肥施用方式和配施減氮肥對煙草農藝性狀有顯著影響(P<0.05)。有機肥施用方式中B3處理對煙草株高、葉片數、莖圍、中部葉長、中部葉寬、上部葉長和上部葉寬的影響較大,較CK對照分別提高了5.12%、15.54%、8.30%、6.71%、9.05%、6.59%和5.90%;其次為B4處理,較CK對照分別提高了1.57%、12.60%、4.30%、5.32%、6.78%、3.30%和6.76%。配施減氮肥中T1處理對煙草株高、葉片數、莖圍、節距、中部葉長、中部葉寬、上部葉長和上部葉寬的影響最大,較CK對照分別提高了6.57%、1.76%、2.91%、6.98%、6.06%、4.93%、2.87%和13.30%。

表1 不同處理煙草農藝性狀Table 1 Agronomic characteristics of tobacco under different treatments

2.2 有機肥施用方式和配施減氮肥對烤煙經濟性狀的影響有機肥施用方式和配施減氮肥各處理烤后煙葉經濟性狀見表2。由表2可知,施用商品有機肥料可有效提高煙草產量、產值、單葉重、中等煙比例和上等煙比例,B3處理表現最佳,其次是B4處理。B3處理煙草產量、產值、上等煙比例、中等煙比例和單葉重較CK對照分別提高了3.27%、3.20%、5.65%、5.73%和3.41%;B4處理較CK對照分別提高了0.16%、1.70%、2.61%、12.18%和0.33%。有機肥配施減氮肥T1處理產量、產值、上等煙比例、中等煙比例和單葉重較CK對照分別提高了4.89%、3.91%、3.79%、9.05%和8.99%。

表2 不同處理烤煙經濟性狀Table 2 Economic characteristics of different treatments

2.3 有機肥施用方式和配施減氮肥對烤煙化學成分的影響由表3可知,有機肥施用方式對烤煙化學成分有顯著影響(P<0.05),表現為中部葉C3F中,B1、B2處理總糖顯著低于CK對照,B3和B4處理與CK對照差異不顯著;B1處理還原糖顯著低于CK,B2、B3、B4較CK對照差異不顯著;B1、B2和B4處理總堿顯著高于CK對照,B3與CK對照差異不顯著;B1處理總氮顯著高于CK,B2、B3、B4與CK對照差異不顯著;B3和B4處理鉀含量顯著高于CK,B1和B2處理與CK對照差異不顯著;B1處理氯離子顯著高于CK,B2、B3和B4與CK對照差異不顯著;B1、B2和B4處理糖堿比顯著低于CK,B3與CK對照差異不顯著;各處理兩糖比差異不顯著。有機肥配施減氮肥對烤煙化學成分有顯著影響(P<0.05),具體表現為中部葉C3F中,T3和T4處理總糖顯著低于T1,T1和T2與CK對照差異不顯著;T2、T3和T4處理還原糖均低于T1,T1與CK對照差異不顯著;T1、T2、T3和T4處理總堿顯著高于CK;T2、T3和T4處理總氮和鉀含量顯著高于CK,T1與CK對照差異不顯著;各處理氯離子無顯著差異;T2、T3和T4處理糖堿比顯著低于CK,T1與CK對照差異不顯著;各處理兩糖比差異不顯著。

表3 不同處理烤后煙葉化學成分(C3F)Table 3 Chemical components of flue-cured tobacco leaves under different treatments(C3F)

2.4 有機肥施用方式和配施減氮肥對石油醚提取物含量的影響有機肥施用方式對烤煙石油醚提取物有顯著影響(P<0.05)。B1、B2處理后中部葉C3F石油醚提取物顯著低于CK,B3、B4處理與CK無顯著差異,B1、B2、B3、B4和CK石油醚含量分別為3.8%、4.1%、4.8%、4.5%、4.6%。有機肥配施減量化肥處理對烤煙石油醚提取物有顯著影響(P<0.05)。T3和T4處理后中部葉C3F石油醚提取物顯著低于CK對照,T1、T2處理與CK無顯著差異,T1、T2、T3、T4和CK石油醚含量分別為4.6%、4.2%、3.8%、3.7%和4.3%(圖1)。

注:不同小寫字母表示不同處理間差異顯著(P<0.05)。Note:Different lowercase letters indicated significant difference between different treatments(P<0.05).圖1 不同處理C3F煙葉石油醚提取物含量Fig.1 Content of petroleum ether extract in C3F tobacco leaves of different treatments

3 討論

煙草農藝性狀指標可反映其生長勢,可直接體現其生長代謝強弱與營養狀況[13]。塘施(拌勻、環狀)方式施用有機肥,增施有機肥減氮肥均可提高煙草農藝性狀指標,這與前人報道有機肥可顯著提高煙草株高、莖圍、葉長和葉寬等農藝性狀,促進烤煙生長發育基本一致[13-17]。塘施(拌勻、環狀)方式施用有機肥和增施有機肥減氮肥能顯著提高烤煙產量、產值,提升上等煙比例效果,與李健銘等[18]研究結果一致。

該研究結果表明施用有機肥和增施有機肥減純氮肥在一定程度上提升了煙葉的煙堿、還原糖、總糖、總鉀含量和糖堿比,與潘金華等[19]研究結果一致。該研究結果表明隨著有機肥施用量的增加煙葉品質提高,然兩者之間并非呈正相關關系,在大田生產中,施用有機肥,應根據有機肥與減氮肥比例生產出優質煙,與黃明月等[20-22]研究結果相符。煙葉中的石油醚提取物與煙葉油分密切相關,其在煙葉中含量高則認定其綜合質量較好。其成分眾多,有些在煙氣中直接產生香氣,另一些則作為香氣前體物,在煙葉成熟、調制、發酵和燃吸過程中發生反應,進而生成致香物質[2-3]。該研究結果表明塘施(拌勻、環狀)方式施用有機肥能提高其含量,使煙葉內在化學成分進一步協調,提升了煙葉的評吸質量。

4 結論

塘施(拌勻、環狀)方式施用有機肥和增施有機肥減量純氮肥能顯著提高煙草各項農藝性狀指標,可提高煙葉品質、產量、產值,改善煙葉質量。塘施(拌勻、環狀)方式施用有機肥和增施有機肥減氮肥可提高烤后中部煙葉石油醚提取物含量。該試驗僅研究商品有機肥施肥方式和減氮肥對煙葉農藝性狀指標、經濟指標和化學成分的影響,其對煙田土壤根際微生物真菌、細菌群落的影響,仍有待于進一步研究。