水稻秸稈還田減施氮肥對(duì)煙草農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量品質(zhì)和氮肥利用的綜合效應(yīng)

中圖分類(lèi)號(hào)：S572.06 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1002-1302（2025）12-0130-06

以水稻 $$ 烤煙輪作為主的水旱輪作在植煙區(qū)是一種重要的農(nóng)業(yè)種植模式，其中烤煙和水稻在同一塊土地上交替種植，既保障了糧食的穩(wěn)定生產(chǎn)，也促進(jìn)了農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的提高[1-2]。農(nóng)業(yè)廢棄物的再利用與農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展緊密相連，在該模式下，水稻秸稈作為一種常見(jiàn)的農(nóng)業(yè)廢棄物，如何合理處理和利用顯得尤為重要[3]。煙葉作為一種重要的經(jīng)濟(jì)作物，其產(chǎn)量和品質(zhì)直接關(guān)系到煙農(nóng)的經(jīng)濟(jì)收入和消費(fèi)者的吸煙體驗(yàn)[4-5]。傳統(tǒng)的煙葉生產(chǎn)方式往往依賴于大量的氮肥投人來(lái)提高產(chǎn)量，但這種做法不僅增加了生產(chǎn)成本，還可能對(duì)土壤和環(huán)境造成長(zhǎng)期的不良影響。水稻秸稈還田技術(shù)作為一種環(huán)保且能提升土壤肥力的方法[6，近年來(lái)受到了廣泛的關(guān)注和研究，水稻秸稈還田可以增加土壤空隙，使土壤結(jié)構(gòu)更加合理，有利于肥料和水分的滲透，促進(jìn)肥料迅速分解，肥效得到充分釋放，同時(shí)增強(qiáng)土壤的蓄水能力[7。水稻秸稈中含有豐富的鉀元素（約 2% ），通過(guò)還田可以使土壤中的鉀元素含量增加，還可以使土壤中的有機(jī)質(zhì)更加活躍，有利于烤煙對(duì)養(yǎng)分的充分吸收，從而增強(qiáng)土壤肥力。水稻秸稈還田還能使烤煙根系活力顯著提高，減少煙田病原菌數(shù)量[8-9]，有助于提升烤煙的產(chǎn)量和品質(zhì)。氮肥對(duì)煙草的影響顯著，適量施用氮肥能夠促進(jìn)煙草的生長(zhǎng)和發(fā)育，使葉片更加寬大肥厚，增加葉綠素含量，進(jìn)而提高光合作用的效率[10-11]，為煙草的高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)創(chuàng)造條件。然而，過(guò)量施用氮肥則可能導(dǎo)致煙草莖葉徒長(zhǎng)，葉片過(guò)大而薄弱，不僅影響煙草的品質(zhì)，還可能降低其產(chǎn)量。同時(shí)，隨著現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展，氮肥的過(guò)量使用問(wèn)題也日益凸顯[12-13]，它不僅增加了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本，還可能對(duì)環(huán)境造成負(fù)面影響。如何合理控制氮肥的施用量，不僅是確保煙草健康生長(zhǎng)和提升其產(chǎn)量與品質(zhì)的關(guān)鍵，還可降低氮肥流失帶來(lái)的污染風(fēng)險(xiǎn)。因此，在水稻 $$ 烤煙輪作模式下，尋找一種既能促進(jìn)秸稈資源化利用，又能保持煙葉產(chǎn)量和品質(zhì)并減少氮肥使用的方法，成為當(dāng)前煙葉生產(chǎn)領(lǐng)域亟待解決的問(wèn)題。本研究通過(guò)田間試驗(yàn)的方法，探究水稻秸稈還田與減施氮肥策略對(duì)煙葉產(chǎn)量與品質(zhì)的綜合效應(yīng)，為煙葉生產(chǎn)的綠色發(fā)展提供科學(xué)依據(jù)，推動(dòng)農(nóng)業(yè)廢棄物的資源化利用，同時(shí)降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響，實(shí)現(xiàn)煙葉生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展。

1材料與方法

1. 1 試驗(yàn)點(diǎn)概況

本試驗(yàn)在云南省澄江市龍街鎮(zhèn)后香村（24^°61^′55^′′N，102^°83^′32^′′E ，海拔 1710m 進(jìn)行。試驗(yàn)地土壤為水稻土，試驗(yàn)前采用5點(diǎn)取樣法采集耕作層土壤樣品并混合，于室內(nèi)常溫下風(fēng)干后分析，耕層（ 0～20cm， 土壤基礎(chǔ)理化性狀： pH 值為7.2，有機(jī)質(zhì)含量為 35.3g/kg ，全氮含量為 2.32g/kg ，全磷含量為 2.30g/kg ，全鉀含量為 14.2g/kg ，堿解氮含量為 187.1mg/kg ，有效磷含量為 95.8mg/kg ，速效鉀含量為 433.5mg/kg 。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)選用烤煙 $$ 水稻輪作模式，烤煙和水稻為隔年輪作，烤煙品種為K326，水稻品種為云粳37。試驗(yàn)于2020年4月種植烤煙開(kāi)始，隔年種植水稻，于2022年9月烤煙收獲后結(jié)束，試驗(yàn)數(shù)據(jù)為2022年烤煙收獲后測(cè)試數(shù)據(jù)。本試驗(yàn)設(shè)置不施氮肥（NO）、施用 55% 氮肥（N55）施用 70% 氮肥（N70）、施用 85% 氮肥（N85）施用 100% 氮肥（N100）共5個(gè)施氮水平，在不同施氮水平基礎(chǔ)上分別設(shè)置無(wú)秸稈還田（N）和秸稈還田（W）處理，共10個(gè)處理，每個(gè)處理重復(fù)3次。試驗(yàn)地小區(qū)面積為 45m² ，隨機(jī)區(qū)組排列。水稻收獲后分小區(qū)收獲秸稈后存放，并于煙草移植前 20d 按各小區(qū)原位翻壓還田，水稻秸稈還田生物量為 6000kg/hm² 。水稻種植季施肥量為： N270kg/hm² ， P₂O₅90kg/hm² K₂O120kg/hm² ；煙草季按試驗(yàn)設(shè)計(jì)進(jìn)行施肥，施用 100% 氮肥（N100）處理施氮量為 N120kg/hm² ，各處理磷、鉀施用量均為： P₂O₅60kg/hm²Ω，K₂O330kg/hm² 。

1.3樣品采集與測(cè)定

烤煙封頂后3d，在每個(gè)小區(qū)各選取15株長(zhǎng)勢(shì)一致的煙株監(jiān)測(cè)其株高、莖圍、有效葉片數(shù)、最大葉長(zhǎng)和葉寬。于烤煙下部葉成熟采摘前，各小區(qū)分別取樣5株，殺青烘干后分為根、莖、葉3個(gè)部分測(cè)重，并測(cè)定全氮含量，計(jì)算烤煙的生物學(xué)產(chǎn)量和氮養(yǎng)分吸收量。烤煙成熟后，分小區(qū)采用掛牌編竿烘烤，烘烤結(jié)束后對(duì)各小區(qū)產(chǎn)量進(jìn)行測(cè)定，同時(shí)由煙草公司收購(gòu)系統(tǒng)技術(shù)人員按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)煙葉進(jìn)行等級(jí)評(píng)定，并統(tǒng)計(jì)產(chǎn)量、均價(jià)、上等煙比例和產(chǎn)值等經(jīng)濟(jì)性狀。對(duì)各小區(qū)烤后煙葉分別取C3F等級(jí)煙葉2kg 進(jìn)行煙葉化學(xué)成分檢測(cè)，采用電位滴定法測(cè)定氯離子含量[14]，采用連續(xù)流動(dòng)法分別測(cè)定鉀、煙堿、還原糖、總糖和總氮含量[15-18]。計(jì)算葉面積、糖堿比和氮堿比，計(jì)算公式如下：葉面積 Σ=Σ 葉長(zhǎng) × 葉寬 ×0.6345 （修正系數(shù)）；兩糖差 Σ=Σ 總糖含量-還原糖含量；鉀氯比 Σ=Σ 鉀含量 ÷ 氯含量；糖堿比 Σ=Σ 總糖含量 ÷ 煙堿含量；氮堿比 Σ=Σ 總氮含量 煙堿含量；氮肥利用率 Σ=Σ （施氮區(qū)烤煙吸氮量-缺氮區(qū)烤煙吸氮量） ÷ 施氮量 ×100% ；氮肥農(nóng)學(xué)效率 （kg/kg）= （施氮經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量-缺氮區(qū)） ÷ 施氮量；經(jīng)濟(jì)學(xué)利用效率 （kg/kg）= 經(jīng)濟(jì)學(xué)產(chǎn)量 ÷ 植株氮素吸收量。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用SPASS25.0和Excel2019軟件進(jìn)行試驗(yàn)數(shù)據(jù)的整理和統(tǒng)計(jì)分析，采用最小顯著差異（ .LSD ））法進(jìn)行方差分析、多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1秸稈還田配施減量化肥對(duì)煙草農(nóng)藝性狀的 影響

由表1可知，秸稈還田可顯著影響煙草株高、莖圍及有效葉片數(shù)。同時(shí)，氮肥的施用水平對(duì)煙草株高、莖圍、有效葉片數(shù)和最大葉面積均產(chǎn)生了極顯著的影響。具體而言，對(duì)比秸稈還田與無(wú)秸稈還田可知，在N55施氮水平下，秸稈還田會(huì)顯著促進(jìn)煙草株高的增加;而在N70、N85及N100 等較高氮肥施用水平下，秸稈還田則會(huì)顯著擴(kuò)大煙草的莖圍；在N100施氮水平下，還會(huì)顯著增加煙草的有效葉片數(shù)。對(duì)不同施氮水平下的處理效果進(jìn)行分析可知，隨著氮肥施用量的增加，煙草的株高、莖圍以及最大葉面積均呈現(xiàn)出整體上升的趨勢(shì)；與未施用氮肥的NO處理相比，所有施用氮肥的處理均顯著提高了煙草的有效葉片數(shù)，但在不同施氮處理之間，對(duì)有效葉片數(shù)的影響并未達(dá)到顯著差異水平。

2.2秸稈還田減量化肥對(duì)烤煙產(chǎn)量、產(chǎn)值的影響

由表2可知，在相同氮肥施用水平下，采取秸稈還田措施的烤煙產(chǎn)量、中上等煙比例以及均價(jià)總體有所上升，但提升幅度并不顯著。同時(shí)，秸稈還田處理在多個(gè)氮肥水平下均展現(xiàn)出對(duì)上等煙比例和產(chǎn)值的提升效果，特別是在N85處理下，上等煙比例達(dá)到了最高值，為 62.57% ;而在N70處理下，產(chǎn)值達(dá)到最高，為100649.93元 ?hm² 。隨著氮肥施用量的增加，烤煙產(chǎn)量顯著增加，當(dāng)施氮量達(dá)到N70水平時(shí)，產(chǎn)量達(dá)到最高；氮肥對(duì)上等煙比例和中上等煙比例影響顯著，特別是在N85處理下，上等煙比例較高，分別達(dá)到 58.27%.62.57% ，但隨著氮肥量繼續(xù)增加，上等煙和中上等煙比例有所下降；氮肥對(duì)烤煙均價(jià)的影響不顯著，各處理間均價(jià)差異較小；隨著氮肥施用量的增加，烤煙產(chǎn)值顯著增加，N70處理下的產(chǎn)值最高，分別達(dá)到95400.10、100649.93元/ ?m² 。秸稈還田與氮肥的交互作用對(duì)產(chǎn)量、上等煙比例、中上等煙比例、均價(jià)和產(chǎn)值的影響均不顯著，但兩者在提升烤煙產(chǎn)量和產(chǎn)值上具有協(xié)同作用。

表1不同處理下煙草的農(nóng)藝性狀及雙因素方差分析

注：同列數(shù)據(jù)后不同小寫(xiě)英文字母表示處理之間差異顯著（ Plt;0.05 0 ?_n=3 ）；在雙因素方差分析中 * 、 ** 分別表示 Plt;0.05 ， Plt;0.01 。下同。

2.3秸稈還田配施減量化肥對(duì)烤煙品質(zhì)的影響

由表3可知，秸稈還田對(duì)烤煙化學(xué)成分中的總糖含量、煙堿含量、總氮含量、鉀含量、氯含量、糖堿比、氮堿比有顯著或極顯著影響，但對(duì)還原糖含量、鉀氯比和兩糖差的影響不顯著。氮肥水平對(duì)除兩糖差外的所有化學(xué)成分均有顯著或極顯著影響。兩者交互后對(duì)還原糖含量、煙堿含量、總氮含量、鉀含量、氯含量、氮堿比、兩糖差、鉀氯比有顯著或極顯著影響。

表2不同處理對(duì)烤煙產(chǎn)量、產(chǎn)值的影響及雙因素方差分析

進(jìn)一步分析結(jié)果表明，總糖含量總體上隨氮肥水平的增加呈增加趨勢(shì)，到N85水平時(shí)最高，之后略有下降，秸稈還田處理在所有氮肥水平下與不施氮處理相比均會(huì)提高總糖含量；還原糖含量在N55和N70處理時(shí)相對(duì)較高，秸稈還田處理對(duì)還原糖含量的影響不顯著；煙堿和總氮含量隨著氮肥水平的增加呈增加趨勢(shì)，N85和N100處理時(shí)達(dá)到較高水平，秸稈還田處理對(duì)煙堿含量的影響較小，但對(duì)提高總氮含量有一定作用；鉀含量在不同氮肥處理間變化不大，秸稈還田處理對(duì)鉀含量有極顯著的影響；與不施氮處理相比，施氮處理的氯含量均有不同程度的增加，但與氮肥施用量之間關(guān)系不明顯；糖堿比隨著氮肥水平的增加而有所降低，秸稈還田處理對(duì)糖堿比的影響顯著；氮堿比、兩糖差和鉀氯比在不同處理間有所變化，但整體趨勢(shì)不明顯。綜上，氮肥水平是調(diào)節(jié)化學(xué)成分的關(guān)鍵因素，但秸稈還田處理在不同氮肥水平下對(duì)化學(xué)成分的影響各不相同。

2.4秸稈還田配施減量化肥對(duì)烤煙氮肥利用效率的影響

由表4可知，隨著氮肥水平的增加，氮素吸收量顯著增加，N100處理時(shí)最高，秸稈還田處理在所有氮肥水平下均會(huì)提高氮素吸收量，特別是N70和N85處理的提升效果顯著;氮肥利用率和氮肥經(jīng)濟(jì)學(xué)利用效率在不同氮肥水平間有所變化，但整體趨勢(shì)不明顯，秸稈還田處理對(duì)氮肥利用率的影響也較小，無(wú)顯著提升趨勢(shì)；隨著氮肥水平的增加，氮肥農(nóng)學(xué)效率先增加后略有下降，N70和N100處理時(shí)達(dá)到較高水平，秸稈還田處理對(duì)氮肥農(nóng)學(xué)效率的影響不顯著。

雙因素方差分析結(jié)果表明，秸稈還田對(duì)氮素吸收量、氮肥利用率、氮肥農(nóng)學(xué)效率和氮肥經(jīng)濟(jì)學(xué)利用效率的影響不顯著；氮肥對(duì)氮素吸收量、氮肥利用率、氮肥農(nóng)學(xué)效率和氮肥經(jīng)濟(jì)學(xué)利用效率均有極顯著影響；兩者交互后對(duì)氮素吸收量、氮肥利用率、氮肥農(nóng)學(xué)效率和氮肥經(jīng)濟(jì)學(xué)利用效率無(wú)顯著影響。綜上，該試驗(yàn)條件下，氮肥水平是調(diào)節(jié)氮肥利用效率的關(guān)鍵因素。

3討論與結(jié)論

秸稈還田會(huì)顯著促進(jìn)煙株的生長(zhǎng)，包括增加其株高、葉片數(shù)、節(jié)距和葉面積等[18-19]，還可提高煙葉的產(chǎn)量和產(chǎn)值[20-21]。本研究結(jié)果表明，秸稈還田可以促進(jìn)煙草株高、莖圍及有效葉片數(shù)的增加，尤其是在中高等氮肥水平（N70、N85及N100）下，然而通過(guò)雙因素分析發(fā)現(xiàn)，秸稈還田與氮肥的交互作用對(duì)農(nóng)藝性狀的影響不顯著，說(shuō)明兩者在提升煙草生長(zhǎng)方面的效果可能具有相對(duì)獨(dú)立性。秸稈還田后，通過(guò)自身的腐解過(guò)程能夠提高土壤中的有機(jī)氮含量，進(jìn)而增加土壤潛在氮庫(kù)[22]，有機(jī)氮在微生物的作用下可以逐漸轉(zhuǎn)化為無(wú)機(jī)氮，供作物吸收利用[23]。在本試驗(yàn)條件下秸稈還田與適量氮肥配合使用，當(dāng)?shù)适┯昧繛镹70和N85時(shí)，秸稈還田處理顯著提高了上等煙比例和產(chǎn)值，其中產(chǎn)值分別提高5249.83、2965.19元/ hm² ，表明適量氮肥配合秸稈還田能夠優(yōu)化煙葉品質(zhì)，提高經(jīng)濟(jì)效益。但過(guò)量施用氮肥（N100處理）并未帶來(lái)進(jìn)一步的顯著增產(chǎn)效果，反而降低了上等煙比例，表明合理控制氮肥施用量對(duì)煙葉生產(chǎn)至關(guān)重要。

表4不同處理對(duì)烤煙氮肥利用效率的影響及雙因素方差分析

合理的秸稈還田處理可以使烤煙的化學(xué)成分更加協(xié)調(diào)，提高烤煙的品質(zhì)和口感[24-25]。秸稈還田處理會(huì)顯著提高烤煙葉片中的總糖和總氮含量，同時(shí)對(duì)煙堿和鉀含量也有一定的提升作用，秸稈還田處理對(duì)糖堿比、氮堿比等關(guān)鍵品質(zhì)指標(biāo)的影響雖不顯著，但有助于維持這些指標(biāo)的相對(duì)穩(wěn)定。氮肥施用量直接影響烤煙的化學(xué)成分積累，合理施用氮肥可以提高烤煙的產(chǎn)量和品質(zhì)[26-27]，但過(guò)量施用則可能導(dǎo)致化學(xué)成分不協(xié)調(diào)，影響烤煙的口感和品質(zhì)[28-29]。本研究結(jié)果表明，隨著氮肥施用量的增加，總糖和還原糖含量總體呈上升趨勢(shì)，N85處理的總糖含量最高 （37.46% ），而還原糖含量在N100處理下達(dá)到最高 （25.54% ），煙堿和總氮含量均隨著氮肥施用量的增加而顯著上升，鉀和氯含量在不同處理間變化較大，但并未呈現(xiàn)出明顯隨氮肥施用量增加而增加的趨勢(shì)。雙因素分析結(jié)果表明，兩者交互后對(duì)還原糖含量、煙堿含量、總氮含量、鉀含量、氯含量、糖堿比、氮堿比、兩糖差和鉀氯比均有顯著影響，表明秸稈還田和氮肥施用量在影響烤煙化學(xué)成分方面存在復(fù)雜的交互作用。因此，秸稈還田和氮肥施用量對(duì)烤煙化學(xué)成分的交互影響不容忽視。

秸稈還田可以促進(jìn)土壤微生物的活動(dòng)[30-32]，這些微生物在分解秸稈的同時(shí)也參與了土壤氮素的循環(huán)過(guò)程[33]。秸稈還田可以顯著降低稻田徑流氮損失[34]和 N₂O 排放量[34]，這有助于減少氮肥的間接損失，從而提高氮肥利用效率。本研究結(jié)果表明，秸稈還田處理在所有氮肥水平下均可以提高氮素吸收量，且氮肥利用率和氮肥農(nóng)學(xué)效率普遍高于無(wú)秸稈還田處理。隨著氮肥施用量的增加，氮素吸收量顯著提高，在有無(wú)秸稈還田條件下，氮肥利用率最高均為N70處理，分別為 39.45%.37.85% ，說(shuō)明合適的氮肥用量是提高氮肥利用率的關(guān)鍵，氮肥農(nóng)學(xué)效率也為N70處理最高，在有無(wú)秸稈還田條件下分別為 7.87.7.64kg/kg ，表明適量氮肥施用量能夠顯著提升烤煙的產(chǎn)量，從而增加氮肥的農(nóng)學(xué)效率。兩者的交互作用對(duì)氮肥利用效率各項(xiàng)指標(biāo)的影響較小，說(shuō)明氮肥水平是調(diào)節(jié)氮肥利用效率的關(guān)鍵因素。因此，在實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)將秸稈還田作為提高土壤肥力和減少氮肥流失的有效措施之一，但仍需注意合理控制氮肥施用量，以實(shí)現(xiàn)煙葉生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展。

綜上，水稻秸稈還田與減施氮肥策略在煙葉生產(chǎn)中具有顯著的綜合效應(yīng)。在本試驗(yàn)條件下結(jié)合水稻秸稈還田減施 15%～30% 的氮肥，可顯著提高煙葉的產(chǎn)量和產(chǎn)值，改善煙葉品質(zhì)，減少養(yǎng)分流失，提高氮肥利用效率。在實(shí)際生產(chǎn)中，應(yīng)注意秸稈還田和氮肥施用量的配比關(guān)系，通過(guò)科學(xué)合理的施肥管理實(shí)現(xiàn)最佳的氮肥利用效率和經(jīng)濟(jì)效益。

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