有机无机肥不同施用方式对鄂西南植烟土壤有效氮动态的影响

徐祥玉，谭毛彦，袁家富，赵书军，熊又升，彭成林，佀国涵，刘 晔

（1.湖北省农业科学院植保土肥所，武汉 430064；2.湖北省烟草公司恩施市烟叶分公司，湖北 恩施 445000）

氮素在烟株生长发育过程中起着重要作用[1-4]。有研究表明，过量施用氮肥导致烟叶贪青晚熟，碳氮代谢失调，烟叶中烟碱过量积累[5-7]。烤烟生长前期需要吸收大量的氮素，以利于烟株的正常生长，成熟期吸收氮素较少，以利于烟叶适时落黄成熟。如果烟株生长后期土壤中有较多的氮素供应，则易导致烟叶烟碱含量的提高。土壤中的养分存在一定的空间变异特性，农作物生产中不同的栽培和施肥措施会影响土壤中养分的空间变异特性[8-9]。在烤烟生产中，采取不同的施肥方式，可能会对施入土壤中的肥料养分或土壤中原有的养分在土壤中的分布产生影响[10]。鄂西南烟区是我国重要产烟区，本试验通过在此烟区进行有机无机配肥不同施用方式对烟田土壤有效氮动态的影响，以期为优质烤烟生产栽培提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验地点

试验安排在恩施州宣恩县椒园镇凉风村。该烟区光热资源丰富，属中亚热带季风湿润型山地气候，且随海拔高度的变化呈明显的垂直差异，具有无霜期长（203～294 d）、大于 10 ℃积温高（2 600～5 000 ℃)、日均气温大于20 ℃的时间长（130 d）等特点。供试土壤基本理化性状是pH 6.1，有机质21.76 g/kg，碱解氮 120.79 mg/kg，速效磷 15.40 mg/kg，速效钾192.50 mg/kg，全氮0.16%。

1.2 供试材料及试验设计

以云烟87为供试材料。试验设5个处理：（A）不施肥不栽烟；（B）施肥不栽烟；（C）施肥，前期盖膜后期培土栽烟；（D）施肥，全生育期覆膜栽烟；（E）施肥，移栽前25 d起垄施用基肥，前期覆膜后期揭膜培土栽烟。所有施肥处理中施氮量为 90 kg/hm2，有机氮占总施氮量 30%，氮磷钾比例为1:1.2:3。化肥选用烟草专用复合肥[总养分含量40%，m(N):m(P2O5):m(K2O)=10:10:20]，有机肥肥源选用饼肥[m(N):m(P2O5):m(K2O)＝5:2.5:1.4]。70%氮和70%钾以及全部磷作为基肥施入，30%氮和30%钾作为追肥施入，饼肥（占总氮量30%）作为基肥施入并施入部分复合肥（占总氮量 40%）。计算复合肥以及饼肥中带入的磷和钾，磷肥不足部分用过磷酸钙（P2O5%，12%）补充，钾肥以硫酸钾（K2O%，50%）补充。追肥氮源选用硝磷铵（N%，30%；P2O5%，4%），钾肥选用硫酸钾。

前两个处理由于不栽烟，不设重复，其他处理各设3次重复，共11个小区。随机排列，每个小区长6 m，宽4.4 m，行距1.2 m，株距0.55 m，栽烟40株。处理E于4月10号施肥起垄，其余处理5月3号施肥起垄，5月3号移栽，5月12号追氮肥，6月3号追钾肥。其他管理措施同一般大田。

1.3 样品采集与分析

从移栽起每周取样一次，共计约 14次。取样方法为沿烟株周围18～20 cm的半径打孔取土，每次取5个点，混合后土样总重达到150 g左右。取样深度分别为0～20 cm和20～40 cm（即每处理每次分层取两个土样）。测定土壤有效氮，方法为碱解扩散法。所有数据进行Excel处理。

2 结 果

2.1 不栽烟状况下施肥对土壤有效氮的影响

在不栽烟情况下，土壤养分的变化取决于除作物影响外的其他因素，这些因素和不施肥的自然状态完全一致，因此比较两个处理可以研究肥料养分在土壤中的自然变化。从图1看，在0～20 cm土层中，处理B在移栽后35 d之内土壤有效氮含量明显高于处理A，施肥后28 d处理B土壤有效氮含量最高，达到203.9 mg/kg，比处理A高83.99 mg/kg，高幅达70.46%；之后处理B有效氮含量大幅度下降到和处理A保持一致（移栽后35 d），而处理A则保持不变；移栽后35～45 d两个处理表层有效氮一致，这说明施肥后1个月左右化学肥料部分所带入的氮素因降雨已基本损失完毕；移栽后 45～70 d处理B有效氮明显高于处理A，表明在这个阶段处理B中有机肥部分带入的有机氮开始矿化，使土壤有效氮提高；之后则两个处理土壤有效氮一致。从0～20 cm土层还可以看出，在7月份随温度升高处理A土壤有效氮回升，这应该是土壤自身有机氮矿化大于有效氮损失的结果。20～40 cm土层土壤有效氮在移栽后35 d内处理B明显高于处理A，35 d后两个处理土壤有效氮一致并保持到采烤结束，这说明前期化学氮素主导土壤有效氮，且在移栽后35 d之内化学肥料带入的氮素已经完全移出0～40 cm土层，之后有机肥料带入的有机氮矿化而来的有效氮不能深入20～40 cm土层。从上面分析看出，在降雨量较大年份，移栽后一个月内化学肥料带入的氮素主导土壤有效氮并很快损失完毕，有机肥料带入的氮素则在移栽后45～70 d内在0～20 cm土层内发挥作用；后期（移栽后60 d左右）由于温度升高，土壤自身有机氮开始矿化加速导致土壤有效氮升高。

2.2 揭膜及提前施肥对土壤有效氮的影响

从图2看出，0～20 cm土层上两处理土壤有效氮差别较大。移栽后20 d内两处理土壤有效氮基本一致，移栽后20～28 d内处理C（团棵揭膜）土壤有效氮大幅度降低，下降量为119.21 mg/kg，降幅达到47.44%，而处理D（全生育期覆膜）保持稳定，产生上述差异的主要原因是此阶段揭膜，加之降雨量比较大，因此土壤表层有效氮急剧降低，且由于温度较低，有机氮矿化缓慢，因此土壤有效氮无法快速补充导致大幅度降低，而处理D由于不揭膜，因此土壤有效氮缓慢降低。移栽后28～42 d内处理C土壤表层有效氮含量一直较低，移栽后42～49 d则有明显升高，之后则降低，这很可能是由于有机肥料带入的有机氮矿化的结果，由于栽烟的原因使有机氮矿化比不栽烟处理提前开始并提前结束。20～40 cm土层土壤有效氮则和表层差别较大，整个生育期内两个处理土壤有效氮均没有出现大幅度变化，移栽后56 d开始处理D有效氮含量明显提高且高于处理C，这很可能是由于覆膜且后期气温持续升高，土壤有机氮矿化持续使土壤有效氮增加，而处理C的同样过程则推迟7 d并且有效氮最高值小于处理D。以上分析看出，在降雨量较高的情况下揭膜面临化学氮素大量淋失的风险，全生育期覆膜则后期土壤有效氮升高，不利于烟叶落黄。

图1 施肥对土壤有效氮的影响Fig.1 Effect of fertilization on soil available N

图2 揭膜培土对土壤有效氮的影响Fig.2 Effect of uncover film and ridging on soil available N

从图3看出，与正常施肥相比较，移栽后20 d内两个处理基本无变化。移栽后20 d开始两个处理之间土壤有效氮差异明显，正常施肥处理（处理C）在此期间土壤表层有效氮降低119.21 mg/kg，降幅为47.44%，而同期提前施肥处理（处理E）则降低40.64 mg/kg，降幅仅为16.80%，比处理C高出60.09 mg/kg，说明提前施肥有可能使无机肥料氮素被微生物所固定或形成更稳定的有机氮，使肥效后移。移栽后28～42 d，处理C表层土壤有效氮一直维持在低位，而处理E则缓慢降低并最终和处理C含量一致，表明提前施肥可以使移栽后20～28 d氮素淋失的风险大幅度降低，使无机肥料氮素能够在多雨年份更好的被作物利用。20～40 cm土层显示两个处理土壤有效氮基本没有差别，结合0～20 cm土层有效氮的变化可以看出，表层的有效氮淋溶已经移出土体，对底层土壤有效氮含量影响不大。

图3 提前施肥对土壤有效氮的影响Fig.3 Effect of earlier fertilization on soil available N

3 讨 论

氮素是所有活着生物体必不可少的元素，对植物而言，氮是最重要又是最难管理的营养元素[11]。烟田土壤氮素的供应主要来源于施用的氮肥、土壤残留无机氮、有机氮矿化[12]。土壤中氮素的损失途径主要有氨挥发、硝化-反硝化、硝态氮淋溶等[13]。烟草是喜硝作物，在施肥过程中施用大量的硝态氮，因此烟区土壤有效氮的淋溶损失主要是硝态氮。本研究表明，在降雨量较大年份，烟叶移栽后1个月内化学肥料带入的有效氮（主要是硝态氮）很快损失完毕，有机肥料带入的氮素（有机态氮）则在移栽后45～70 d内在0～20 cm土层内发挥作用；后期（移栽后60 d左右）由于温度升高，土壤自身有机氮开始矿化加速导致土壤有效氮升高。揭膜面临化学氮素大量淋失的风险，而全生育期覆膜则后期土壤有效氮升高，不利于烟叶落黄。提前施肥可以使无机肥料氮素被微生物所固定或形成更稳定的腐殖质，前施肥可以使氮素淋失的风险大幅度降低，使无机肥料氮素能够在多雨年份更好的被作物利用。

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