化肥减量配施不同有机肥对烤烟生长和产质量的影响

赵 鹏，柯美福，杨佳豪

（陕西省烟草公司安康市公司，陕西安康 725000）

0 引言

蚯蚓粪、油饼、酒糟等有机肥具有高孔隙度、良好的通气性和较高的持水量，也具有非常高的微生物活性，细菌群落多样，并具有良好的吸收和保持营养物质的能力，能有效储存大量土壤水分及养分，疏松土壤的团粒结构，减少化肥淋失[1-3]。有机肥还可以提高烟田根际土壤转化酶、脲酶、脱氢酶活性，促进土壤有机养分转化利用[4-6]。施用有机肥能够改善烤烟品质、提高烤烟产值[7-9]。安康烟区属于长江中上游烤烟优质种植区，由于山区耕地资源缺乏，烤烟连作严重，施肥以氮磷钾专用复合肥为主，化肥的常年施用，造成烟田土壤理化性状恶化、肥效降低，烟农为维持烤烟产质量，只能逐年增加化肥用量，造成烟农种烟物资成本不断增加[10-13]。本研究拟通过试验比较，筛选出适宜安康烟区的有机肥及配套化肥减施量，为烟区土壤保育、化肥减施和绿色生产提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验地点

试验于2018 年在安康市汉滨区大同镇新湾村烤烟科技示范园（海拔400 m）进行。试验地土壤pH 7.26、有机质含量14.37 g/kg、碱解氮含量72.0 mg/kg、有效磷含量4.8 mg/kg、速效钾含量124 mg/kg。

1.2 试验材料

化学肥料为烟草专用肥，陕西秦川肥业有限公司生产，N:P2O5:K2O=10:10:25。有机肥为蚯蚓粪、油饼和酒糟，其中蚯蚓粪由西安市沣东新城康运种养殖专业合作社提供，全氮21.5 g/kg，全磷17.6 g/kg，全钾17.2 g/kg，有效活菌数≥0.2 亿/g，有机质≥40%，含水率≤25%，pH 7.1，容重0.79 g/cm3；油饼，湖南省湘辉农业技术开发有限公司生产，有机质≥45%，N+P2O5+K2O≥5%；酒糟由宝鸡市眉县太泉酒业提供，全氮39.8 g/kg，全磷27.7 g/kg，全钾32.1 g/kg，有效活菌数≥2.3 亿/g，有机质≥45%，含水率≤20%，pH 6.2，容重0.23 g/cm3。烤烟种植品种为‘云烟87’。

1.3 试验设计

采用二因素随机区组试验设计，因素为有机肥种类和化肥减施量，有机肥种类为蚯蚓粪、油饼、酒糟，化肥减施量为较常规用量减少5%、10%、15%，对照为常规施肥，各处理的施肥量见表1。试验共设3 个区组，每个试验小区的面积为50.82 m2（长7.7 m×宽6.6 m），行株距为1.1 m×0.55 m，烤烟数量为84株（表1）。

表1 各处理的施肥量kg/hm2

1.4 测定方法

按照烟草农艺性状调查方法(YC/T 142—2010)[14]记载各处理的株高、茎围、有效叶数、节距和最大叶面积。

按照烤烟(GB 2635—1992)[15]评定原烟外观质量，并进行分级测产。

1.5 统计分析方法

采用SAS 9.3统计分析软件进行数据的方差分析[16]。

1.6 农艺性状综合评价指数

综合评价指数计算如式(1)。

式中，M(n)为农艺性状综合评价指数，n为10组处理的序号，α1、α2、α3、α4和α5分别为株高、茎围、节距、有效叶数和最大叶面积对应的农艺性状的权重；x'1、x'2、x'3、x'4和x'5分别为株高、茎围、节距、有效叶数和最大叶面积对应的农艺性状定性赋值的标准化数值。

1.6.1 定性赋值 按照方差分析多重比较结果，确定字母总数为r；各处理从高到低排序，将多重比较字母都含有A 的赋值为r；字母含有A 的赋值完后，剩余处理从高到底排序，将多重比较字母都含有B的，赋值为r-1；字母含有B的赋值完后，剩余处理从高到底排序，将多重比较字母都含有C的，赋值为r-2；依次类推，直至最后一个处理，赋值为1。

1.6.2 标准化数值 标准化计算如式(2)。

1.6.3 权重分配 采取专家经验法，依据农艺性状数值和多重比较结果对农艺性状的权重进行分配。

2 结果与分析

2.1 农艺性状

从表2可见，不同有机肥在株高、茎围和最大叶面积上差异显著，在节距和有效叶数上差异不显著；不同化肥减施量在株高、茎围、有效叶数和最大叶面积上差异极显著；有机肥种类和化肥减施量之间的互作不显著。从表3可见，在株高上蚯蚓粪<油饼<酒糟，在茎围上蚯蚓粪>油饼>酒糟，在最大叶面积上油饼>酒糟；在株高和有效叶数上化肥减施5%>化肥减施10%=化肥减施15%，在茎围上化肥减施5%>化肥减施10%>化肥减施15%，在最大叶面积上化肥减施10%>化肥减施5%=化肥减施15%，在节距上化肥减施5%>化肥减施15%。综合分析，化肥减施15%与减施5%相比，各农艺性状表现变差；化肥减施10%与减施5%相比，株高降低、茎围减小、有效叶片数减少、最大叶面积增加，关键农艺性状表现变差；化肥减施10%与减施15%相比，茎围减小，最大叶面积减小，农艺性状表现变差。有机肥种类间农艺性状的差异主要表现在株高和茎围上，但株高的差异显著没有造成有效留叶数的显著差异，因而整体上蚯蚓粪要好于油饼和酒糟。

表2 农艺性状的方差分析

2.2 经济性状

从表4 可见，不同有机肥和不同化肥减施量都是在产量、产值和上等烟比例上差异显著，在均价和下等烟比例上差异不显著；有机肥种类和化肥减施量之间的互作不显著。从表5 可见，在产量上蚯蚓粪=油饼>酒糟，在产值上蚯蚓粪>酒糟，在上等烟比例上蚯蚓粪>酒糟；在产量和产值上化肥减施5%>化肥减施10%>化肥减施15%，在上等烟比例上化肥减施5%>化肥减施10%=化肥减施15%。综合分析，随着化肥减施比例的增加，产量、产值显著降低，化肥减施造成上等烟比例降低，但没有引起均价的显著变化，因而对品质影响不大。有机肥种类间，蚯蚓粪与油饼间的所有烤烟经济形状差异都不显著，整体好于酒糟。

表4 经济性状的方差分析

表5 主处理经济性状的多重比较

2.3 烤烟农艺性状和经济性状的综合比较

从表6可见，各处理5个农艺性状的表现不一。各处理的株高虽有差异，但都大于125 cm，从质量上看都属于长势强，有效叶数10个处理无显著差异，节距与株高、有效叶数高度相关，因而茎围和最大叶面积成为各处理间农艺性状差异的关键指标，通过对各农艺性状数据进行定性化赋值、标准化处理和权重分配，计算出农艺性状综合评价指数，结果为处理2=处理5>处理3>处理8>处理6>处理7>处理1(CK)>处理9>处理4>处理10，即处理2和处理5的农艺性状表现最好。

表6 各处理农艺性状的综合评价

从表7可见，处理2、5、3、8处理间产值差异不显著，较其他处理高，其中处理3减少化肥10%，而处理2、5、8仅减少化肥5%，处理3生态效应相对好，综合考虑经济效益和生态效益，处理3为最优处理，其次为处理5和处理8。从产量、均价等其他经济性状的多重比较结果看，处理3产值高的主要原因是其均价和上等烟比例高。

表7 各处理经济性状的比较

3 结论与讨论

有机肥种类间烤烟农艺性状整体上蚯蚓粪要好于油饼，油饼好于酒糟；烤烟经济性状整体上蚯蚓粪和油饼相当，好于酒糟。化肥不同减施量间烤烟经济性状上减施5%好于10%，减施10%好于15%；农艺性状上减施5%好于10%和15%；处理2 和处理5 的烤烟农艺性状整体上表现最好，其次为处理3，再次为处理8；处理2、5、3、8 烤烟单位面积产值相互间差异不显著，高于其他处理；处理3化肥减施10%，减施量高于处理2、5、8。综合各处理农艺性状、经济性状和生态效应，处理3为最优处理，其次为处理5和处理8。

张云伟等[17]研究认为，精制有机肥、生物有机肥与减量20%化肥配施较常规化肥烤烟上等烟比例分别增加了10.5%和9.7%；卢钰升等[18]研究认为，有机肥替代化肥15%N 处理在株高、最大叶长、最大叶宽、有效叶片数、茎围等5个指标上均优于对照处理，有机肥替代化肥15%N处理对促进烤烟产质量以及土壤肥力的效果最好；程亚倩等[19]研究认为，化肥:蚯蚓粪=7:3 处理改善烟草的生长状况和产质量效果最好。赵鹏博等[20]研究认为，在陕西汉中市南郑地区特殊生态条件下，烤烟种植以施用蚯蚓粪1800 kg/hm2搭配酒糟600 kg/hm2，对改善土壤理化性状和烟叶品质效果最佳。本研究结论也证明了有机肥与适当的化肥减量搭配可以达到促进烟株生长和提高烤烟产值的效果，但具体的有机肥种类和化肥减施比例与前人相关研究不相同，可能与试验地气候、土壤肥力和参试品种有关。本研究在农艺性状的多指标综合评价上，首次采用了农艺性状综合评价指数来比较各处理，综合评价指数兼顾了各农艺性状的差异，评价较为科学，但在对各农艺性状的权重进行设置时，需使用烤烟专家经验法，需根据当地的品种、栽培技术等差异综合考虑设置，综合评价指数的算法尚需在今后的试验实践中进一步修订完善。本研究筛选出适宜当地的有机肥及化肥减施比例，对陕南秦巴山区有一定的借鉴意义，但有机肥对土壤的改良效果具有持续性，关于烟区多年连续使用蚯蚓粪、酒糟、油饼等有机肥对土壤改良的累积效应及其引发的有机肥施用量调整、化肥减施量调整等问题还有待进一步研究。