不同肥料对楚雄典型烟区烤烟农艺性状与品质的影响

2016-12-29 05:12郭怡卿赵锦绣林云红
西南农业学报 2016年9期
关键词:土壤改良剂楚雄钾肥

郭怡卿 ,赵锦绣 ,卢 红 ,王 毅 ,林云红 ,熊 茜 ,李 军*

(1. 云南农业大学植物保护学院,云南 昆明 650201;2. 云南农业大学烟草学院,云南 昆明 650201;3. 云南中烟工业有限责任公司技术中心,云南 昆明 650201;4. 红塔(烟草)集团楚雄卷烟厂,云南 楚雄 675000)

不同肥料对楚雄典型烟区烤烟农艺性状与品质的影响

郭怡卿1,赵锦绣1,卢 红2*,王 毅3,林云红4,熊 茜4,李 军4*

(1. 云南农业大学植物保护学院,云南 昆明 650201;2. 云南农业大学烟草学院,云南 昆明 650201;3. 云南中烟工业有限责任公司技术中心,云南 昆明 650201;4. 红塔(烟草)集团楚雄卷烟厂,云南 楚雄 675000)

通过代表性不同地点大田试验研究了有机肥、钾肥对烤烟生长农艺性状及品质的影响。研究结果表明,增施有机肥、土壤改良剂以及钾肥明显促进烟株生长、提高烤烟的产量及中上等烟比例,具有提高烤烟品质与效益的作用,同时增强植株抗病性,有机肥及土壤改良剂明显降低黑胫病的发病率及病情指数作用,但不同地区存在一定差异性。在肥力条件较差的东华试验点,各处理的株高、留叶数、茎围均高于对照,以增施有机肥+土壤改良剂及钾肥的最好;增施有机肥+土壤改良剂处理2250 kg/hm2、3000 kg/hm2+1.5 kg/hm2以及钾肥75、105 kg/hm2的产量、产值、效益最高,各处理烟叶总糖、还原糖及钾的含量接近或达到优质烟叶标准。在土壤肥力较好的栋川点,增施有机肥及有机肥+土壤改良剂的烤烟留叶数及茎围增加较多,增施有机肥+土壤改良剂及钾肥的株高、留叶数增加明显,增施钾肥、有机肥+土壤改良剂产量、产值、收益较好;增加有机肥、钾肥的施用均不同程度提高了烟叶品质。在楚雄地区现有的栽培管理条件下,增加有机肥用量在1500~2250 kg/hm2或增加钾肥施用45~75 kg/hm2为宜。

烤烟;有机肥;钾肥;农艺性状;品质

烤烟是中国的一种重要经济作物, 烟草行业在中国属于效益巨大的产业[1]。作为一种田间作物,烟草的生长受到很多外部条件的制约,如气候条件、肥料、病害、栽培以及烘烤技术等。烤烟主要病害如赤星病、黑胫病[2-4]、普通花叶病[5]等是影响其生长和烤后烟品质的主要因素。施肥是调控烤烟生长发育,影响烟叶产量和品质的重要措施。科学合理地肥料应用既能改良土壤,又能提高烟叶质量。但是近年来,烤烟生产中有机肥使用量或比例逐年较少而化肥使用增加,尤其是在云南推广大户种植以来,有机肥极少使用甚至不使用,这一情况的持续将导致烤烟产量的增加和品质下降,而且大量使用化肥也增加环境负担。文章通过田间试验研究烤烟增施有机肥及钾肥对生长发育、产量、质量以及中后期叶部病害、烤烟品质的影响,为优质烤烟生产和提高烟农种烟效益提供可操作性的技术措施及最佳施肥配比,同时有助于植烟土壤的改良,促进烟草种植健康稳定发展。

表1 试验田基本情况

1 材料与方法

1.1 试验地点

本研究田间试验于2013年分别在楚雄州楚雄市东华镇、姚安县栋川镇植烟地进行,试验地基本条件见表1。

1.2 试验肥料

有机肥为烟末、油枯工厂化发酵生产,有效含量为有机质66 %,腐殖酸3.1 %,氨基酸4.2 %,N 3.2 %);硫酸钾为广西新方向化肥有限公司生产(K2O 52 %);烟草专用复合肥,有效含量为45 %, 其中 N、P2O5、K2O含量分别为15 %;土壤改良剂为枯草芽孢杆菌+助剂,菌含量为200亿/g(实验室自制)。

1.3 供试品种

烤烟品种为美国新引进的K326;烟苗于4月17日移栽。

1.4 试验设计

试验地面积1133.39 m2,种植密度 16 500株/hm2,试验四周设置保护行。试验共设 4 个肥料处理,每个处理设 3 个不同肥料梯度,每小区60株,3次重复,当地常规施肥为对照,见表2。

1.5 田间施肥与调查

1.5.1 施肥方法 有机肥作为基肥,整地理墒时施用;20 %~30 %烟草专用复合肥为基肥施用,其余为追肥分4次施用,分别在移栽成活后兑水浇施2次,揭膜后、打顶前各1次;钾肥分3次以上施用,分别在揭膜、旺长期结合中耕培土施用,占80 %,打顶前后至打底脚叶后采烤前进行根外追肥。

1.5.2 田间调查方法 烤烟生长:每小区调查 10 株,分别在团棵期、旺长期、打顶期、成熟期4个时期进行,包括株高、茎围、节距、叶数、叶片长宽等指标的测量。病害调查:以当地烤烟的主要病害黑胫病、烟草花叶病、赤星病,分别在揭膜后、旺长期、打顶后、成熟期分别调查发病情况。病害调查分级参照GB/T23222-2008 “烟草病虫害分级及调查方法”进行取样调查,计算烟株发病率、病害病情指数。

表2 不同处理肥料用量

注:常规=烟草专用复合肥+追肥=N+P2O5+K2O=127.5 kg/hm2+112.5 kg/hm2+142.5 kg/hm2。 Notes:Conventional fertilizer = Special fertilizer for tobacco fertilizer+after fertilizer=N+P2O5+K2O=127.5 kg/hm2+112.5 kg/hm2+142.5 kg/hm2。

表3 中国优质烟叶植烟土壤养分丰缺指标

注:无机氮指土壤硝态氮加铵态氮之和。

Notes:Inorganic N was the sum of nitric nitrogen and ammonium nitrogen.

病情指数=

1.5.3 检测分析 采用自动连续流动分析仪进行分析测定烟叶化学成分为总糖、还原糖、总氮、烟碱以及氯离子、钾离子含量。

2 结果与分析

2.1 不同肥料处理对烤烟的生长影响

试验地土壤养分情况(表1)参照优质烟叶植烟土壤养分丰缺指标[6](表3)看,试验地土壤的有机质、氮磷含量属于很丰富,但有效钾含量远低于指标要求,表明当地土壤中有效钾的含量较低,不能满足优质烟叶生产的要求,在烤烟种植管理中增施钾肥十分必要。试验结果表明,增施钾肥显著提高打顶期烤烟的株高及叶片数,不同地点施用有机肥、土壤改良剂及钾肥存在一定差异。

楚雄东华试验点,土壤肥力条件相对较差,团棵期,增施有机肥、有机肥+土壤改良剂及钾肥各处理的株高均高于对照,随施用量的增加烟株株高有所增加,其中以增施有机肥+土壤改良剂及钾肥各处理的株高增加最显著;茎围及叶片数在处理间有一定差异;打顶期各处理的株高、留叶数、茎围均高于对照,其中增施有机肥+土壤改良剂及钾肥的长势最好(表4)。增施有机肥具有显著增加打顶期烤烟的株高的作用,但留叶数仅在3000 kg/hm2用量高于对照,说明在相同的肥力条件下,钾肥的效率较高,增加钾肥的施用量有助于促进烤烟生长、增加留叶数提高产量,这与土壤中有效钾含量达不到要求密切相关。

表4 东华不同肥料处理对烤烟农艺性状的影响(楚雄)

注:表中不同小写字母表示0.05水平上差异显著,下同。

Notes:Different letter in the same column represented the significant difference at 5 % level.The same as below.

表5 栋川不同肥料处理对烤烟农艺性状的影响(姚安)

姚安栋川点的肥力条件较好,在团棵期,增施有机肥、土壤改良剂及钾肥各处理烤烟的株高均高于对照,随施用量的增加有所增加,其中以增施土壤改良剂的株高增加较多;茎围及叶片数在团棵期处理间差异不大。打顶期增施有机肥、有机肥+土壤改良剂的烤烟留叶数及茎围增加明显,增施有机肥+土壤改良剂及钾肥的株高、留叶数增加明显(表5)。增施钾肥效率较好,土壤改良剂对有机肥肥效发挥有一定的促进作用。在土壤有机质含量高、水肥条件好的区域可以适当减少无机肥的施用量,增加有机肥、土壤改良剂的使用而达到促进烤烟生长的作用,对改良土壤、保护农田环境具有重要意义。

2.2 不同肥料处理对烤烟叶部主要病害的影响

不同肥料处理对所调查的3种烟草病害均具有一定的缓解作用,不同地点的田间试验结果具有一致性(表6~7)。

在楚雄东华试验点,不同处理的发病率、病情指数较对照有明显降低,其中以增施有机肥+土壤改良剂的最低。在有机肥施肥水平相同的条件下,增施土壤改良剂处理的黑胫病的发病率、病情指数均较低,说明有机肥对缓解黑胫病发生有一定作用,土壤改良剂对降低黑胫病的发病率达60 %~100 %;增施有机肥、有机肥+土壤改良剂以及钾肥对花叶病有一定的控制作用,但对叶斑病的发病率影响不大,但病情指数随施肥量的增加而减少(表6)。姚安栋川试验点的结果与东华一致,相同处理的效果较东华点更好(表7)。因此,增施有机肥、钾肥具有促进烤烟生长增强烤烟植株抗病性的作用。

表6 东华不同肥料处理烤烟的病害发生(楚雄)

表7 栋川不同肥料处理烤烟的病害发生(姚安)

2.3 不同肥料处理对烤烟经济性状的影响

土壤的养分状况,影响着烟草生长发育的营养水平,从而影响烟叶的产量和品质及烟农的经济收益。2个试验点的结果表明,增加有机肥、土壤改良剂及钾肥对提高产量、产值及效益有促进作用,钾肥的贡献率较高,但不同地点的试验结果有一定差异。按楚雄当年均价26元/kg折算烤烟产值,施用肥料等费用有机肥0.5元/kg,土壤改良剂0.1元/g,钾肥5元/kg并计入生产成本,以产值与投入成本的差值为收益测算2个试验点的效益,结果见表8和表9。与常规处理(CK)相比,东华试验点各处理的烤烟产量、产值和中上等烟比例均较常规种植均有不同程度增加,增施有机肥+土壤改良剂处理(B2、B3)以及增施钾肥处理75和105 kg/hm2的(C2、C3)产量、产值最好,中上等烟比例最高,差异显著;收益以增施有机肥+土壤改良剂以及钾肥的较好,即处理B3>B2>C2(表8)。因此,增施有机肥、钾肥有助于增加产量、产值,提高中上等烟比例及烟农收益。

与常规处理(CK)相比,栋川试验点各处理的产量、产值及中上等烟比例均有不同程度增加。增施钾肥105 kg/hm2(C3)、有机肥3000 kg/hm2+土壤改良剂(B3)产量、产值最高,其次为C2、A3和B2;中上等烟比例以增施有机肥、有机肥+土壤改良剂(B3)以及105 kg/hm2(C3)的理较高;收益以增施有机肥及钾肥的较好,即处理C3>A3>A2。可见,在一定肥力条件下施肥量与产量、产值、中上等烟比例、收益并非正比关系,需要根据土壤肥力条件等实际情况安排,从而获得更好的经济效益。

表8 东华不同肥料处理对烤烟经济性状的影响(楚雄)

注:楚雄常规种植的生产成本为35 950元/hm2。

Notes:Regular production cost in Chuxiong was about 35 950元/hm2.

表9 栋川不同肥料处理烤烟产量比较(姚安)

注:姚安常规种植生产成本42 285元/hm2。

Notes:Regular production cost in Yaoan was about 42 285元/hm2.

2个试验点结果表明增加肥料施用烤烟产量、产值及效益均有所提高,但不同肥料的效率不同,钾肥效率明显较高,这与土壤养分条件、灌溉条件、降雨差异密切相关。楚雄东华点肥力条件较差,尤其是土壤中速效钾的含量远低于优质烟叶生产的要求,增加肥料施用均增加产量及产值,以施用较高量有机肥+土壤改良剂、钾肥的最好;姚安栋川点土壤肥力条件较好,而且降雨量及水源条件均较楚雄好,增加肥料施用量,烤烟产量产值均增加,以增施较高量有机肥及钾肥的最好,原因在于土壤中有效钾较低。优质烟叶生产中,氮磷钾3大元素的施用比例为1∶2∶3或1∶1.5∶2.5为佳,而当地常规种植的肥料施用钾肥明显不足,因此试验中增施钾肥的肥料效率最好。根据土壤肥力条件,根据作物对不同养分的需求进行合理施肥是进一步优质高产需要关注的问题。

2.4 不同肥料处理对烟叶常规化学成分的影响

增施有机肥或钾肥都具有提高烟叶总糖及还原糖的含量,增加钾含量,同时在总氮含量变化不大的情况下降低了烟碱、氯离子的含量(表10~11),从而提高烟叶化学品质,试验结果表明,在土壤中有效钾不足的情况下,增施有机肥或钾肥的效果较显著,尤其是对烤烟这类喜钾作物。

表10 东华不同肥料处理初烤烟叶常规化学成分发比较(楚雄)

注:优质烟叶指标: 中部烟叶,总糖24 %~32 %,还原糖22 %~29 %,烟碱2.3 %~3.2 %,总氮1.7 %~2.2 %,K≥1.7 %,Cl 0.1 %~0.6 %。 Notes:Good quality indexes of middle leaves tobacco was total sugar 24 %-32 %, reducing sugar22 %-29 %,niocotine 2.3 %-3.2 %,total nitrogen 1.7 %-2.2 %,K≥1.7 %,Cl 0.1 %-0.6 %.

表11 栋川不同肥料处理初烤中部烟叶常规化学成分发比较(姚安)

参照云南优质烟叶常规化学成分指标,东华试验点常规种植烤烟,其烟碱及钾含量不符合要求;试验各处理中除增施有机肥2250及3000 kg/hm2处理的烟碱稍高于优质烟叶的指标外,其余处理的各项指标均达到或接近优质烟叶要求(表10)。栋川点常规种植烟叶除氯含量指标外,其余指标均达不到优质烟叶的要求,施用有机肥、土壤改良剂及钾肥均不同程度提高了烟叶品质,其中以增施有机肥+土壤改良剂及钾肥的对烤烟内在品质的提高最好(表11)。

3 讨 论

有机肥能够改善土壤微生物的群体结构,活化土壤养分,改善烟株根际营养条件,增强烟株吸收能力,提高烟叶产量和质量,具有无毒害、无污染、营养全、活性高、肥效持久等特点,是一种适宜烤烟生产的优质环保型肥料[7]。有机肥在腐解过程中产生羧基一类的配位体,与土壤粘粒表面或氢氧聚合物表面的多价金属离子相结合,形成团聚体,加上有机肥的比重一般比土壤小,施入土壤的有机肥能降低土壤容重,改善土壤通气状况[8],相关研究表明有机肥不仅能促进植株生长,提高产量和品质[7,9-10],且根际土壤中细菌与放线菌数量比对照增加1.5倍以上、真菌数量却减少了19 %~52 %, 尤其是与土传病害有关的尖孢镰刀菌的数量大大减少,因此能减少病害发生[10-12]。烤烟生产中采用含50 %菜籽饼成分的有机肥对烟株根际土壤pH值的调节作用较明显,在常规复合肥施用的基础上,增加有机肥施600~1200 kg/hm2本 对烟株根际土壤pH有显著的调节作用[13]。本试验结果表明,增施有机肥明显改善烤烟生长及初烤烟叶品质,降低了土传病害、中后期叶部病害的发病率或降低发病程度,结果与相关报道具有一致性。

枯草芽孢杆菌(Bacillussubtilis)是一种嗜温性的好氧产芽孢的革兰氏阳性杆状细菌,能产生耐热、耐旱、抗紫外线和有机溶剂的内生孢子[ 14-15],通过成功定殖至植物根际、体表或体内,与病原菌竞争植物周围的营养, 分泌抗菌物质以抑制病原菌生长,同时诱导植物防御系统抵御病原菌入侵,从而具有防病作用。枯草芽孢杆菌主要可以抑制由丝状真菌等植物病原菌所引起的多种植物病害,其抑菌范围很广,是一种理想的生防微生物[16],已报道的枯草芽孢杆菌菌株对众多作物真菌和细菌病害具有拮抗作用,如对烟草炭疽病、黑胫病、赤星病菌、根腐病,棉花立枯病、枯萎病等也有较好的防治作用[ 17-18]。试验中采用的土壤改良剂即为枯草芽孢杆菌活菌及与之相配合使用的活化剂,使菌群更容易在土壤中存活,试验结果也表明,枯草芽孢杆菌活菌对烟草黑胫病有较好的防治作用,降低发病株率及病情指数。

钾是植物体正常生长发育所必需的大量营养元素之一,也是公认的烟草品质元素,国际上普遍将烟草含钾量的高低作为优质烟的重要指标之一[19-21]。钾肥对烟生长发育的影响主要表现在对茎的生长、叶片大小和生育期长短等方面,增施钾肥烤烟的株高、留叶数、茎围显著增加[22-24],烟叶中总糖、还原糖、钾含量增加而烟碱及总氮有所降低[22],原因在于钾肥促进了有机酸代谢、提高对氮素利用的功能[25]而改善烤烟外观质量和安全性等其他评价指标[26]。本田间试验中不同试验地点的结果表明,增施钾肥显著增加烤烟植株生长以及有效叶片数,此外改善烤烟植株对病害的抵抗性,田间发病率及发病程度有所降低。

本田间试验进一步证明了有机肥、钾肥在烤烟生产中的重要性,不仅具有促进烤烟生长,提高烟叶质量的作用,而且具有增强植株抗耐性,降低病害发生的功效;二者对烤烟品质的改善作用具有相似性,尤其是在有机肥源不足、土壤供钾能力差的地区,增加钾肥的使用是提高产量和品质,提高效益的重要措施。楚雄地区现有的栽培管理情况下,以增加有机肥1500~2250 kg/hm2或钾肥45~75 kg/hm2为最佳。

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(责任编辑 王家银)

Effects of Different Fertilizer on Agronomic Characteristics and Quality of Flue-cured Tobacco in Typical Zones of Chuxiong Area

GUO Yi-qing1, ZHAO Jin-xiu1, LU Hong2*, WANG Yi3, LIN Yun-hong4, XIONG Qian4, LI Jun4*

(1.College of Plant Protection,Yunnan Agricultural University, Yunnan Kunming 650201,China; 2.College of Tobacco Science,Yunnan Agricultural University, Yunnan Kunming 650201, China; 3.Technology Center of China Tobacco Yunnan Industrial Co., Ltd., Yunnan Kunming 650201, China; 4.Chuxiong Cigarette Factory of Hongta Tobacco(group), Yunnan Chuxiong 675000, China;)

A field experiment was conducted to study the effect of increased organic compost, soil amendment and potassium(K)fertilizers on agronomic attributes and chemical components of flue-cured tobacco in typical zones of Chuxiong city Yunnan province. The results showed that increasing the rate of organic compost, potassium fertilizer could significant increased plant growth, yield and the rate of high class leaf, mean while the disease of tobacco leave was also decreased, and these effects had significant difference between different zones. In Donghua spot, the soil fertilizer was lower, the plant height, leaf numbers and stem girth of all treatments were higher than that of the contrast. The best yield and profit belonged to the treatment of organic compost + soil amendment at 2250 kg/hm2, 3000+1.5 kg/hm2and potassium(K)fertilizers at 75 and 105 kg/hm2. The soil condition was better in Dongchuang spot, the better yield and profit was observed under treatment of organic compost + soil amendment and potassium(K)fertilizers. As to the chemical component of tobacco leaf, all treatment had significant effect on increasing the contents of total sugar, reducing sugar, and potassium, and resulted to a better quality of tobacco leaf. So that, under the usually planting method, application of organic compost and potassium(K)fertilizers was useful to optimize leaf chemical components, improved leaf quality and increase yield and profit, and the organic compost at 1500-2250 kg/hm2, or potassium(K)fertilizers at 45-75 kg/hm2was preferred in Chuxiong area.

Flue-cured tobacco;Organic compost;Potassium fertilizer;Agronomic characteristics;Chemical component

1001-4829(2016)09-2172-08

10.16213/j.cnki.scjas.2016.09.028

2014-10-22

云南中烟工业有限责任公司重大科技专项(2013-KY02015)

郭怡卿(1963-),女,博士,研究员,从事植物生长与调节、有害生物生态控制的研究,E-mail:yqg126@aliyun.com。*为通讯作者,卢 红,E-mail:linihang@163.com, 李 军,E-mail:lijun@hongta.com。

S572

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