有机肥施肥方式和配施减氮肥对烟草生长·产量和质量的影响

罗 优,韩天华,张雪奇,廖德智,周寸伟,童 君,和汝惠,李佛琳,贺 彪*

(1.云南省烟草公司丽江市公司,云南丽江 674100;2.云南农业大学烟草学院,云南昆明 650201)

烟草作为云南省重要的经济作物,生态环境、耕作方式、品种和病虫害等诸多因素影响其质量、产量,进而影响其经济效益[1]。其中可通过优化栽培耕作和施肥方式、调整施用量和种植密度等措施来调控烟叶品质[2]。长期以来我国植烟区仍存在长期连作、过量施用化肥和重用轻养等现象[3],加剧植烟土壤板结、养分失衡、微生态环境失调[3-4],致土壤耕层生产力下降、烟叶产量产值下降,加剧病虫害发生流行等问题,严重影响优质烟叶形成[5]。有机肥作为富含有机质、微量元素肥料,是烟草生产常用碳源,肥效较化肥长,营养物质释放充分,在土壤保育和修复方面具有重要作用[6]。在烟田中施用有机肥可有效增加土壤有机质含量,改善土壤理化性状和微生态环境,提高烟叶质量,提升其化学成分协调性、烟叶香气质量[7-9]。针对云南省丽江烟区大田生产中有机肥施用混乱、烤烟质量不高等问题,以有机肥与化肥配施可提高作物肥料利用率,有效提升清香型烟叶品质,对化肥减量施用具有积极意义。

目前,大田生产中有机肥常以塘或环施方式进行,然而不同有机肥施用方式、空间和集中度差异常影响其利用率与肥效,致烟草农艺性状和品质降低[10]。研究表明,有机肥施用方式是影响肥效和利用效率的重要因素[11],关系着烟株生长发育和烟叶品质[12],施用有机肥已作为云南烟叶绿色可持续生产的重要措施之一[1]。因此,探求有机肥优选施用方式、配施减氮肥最佳比例对促进烟草生长发育、提升烟叶品质具有重要意义。笔者通过研究有机肥不同施用方式、配施减氮肥对烟草农艺性状、产量、化学成分的影响,筛选出有机肥优选施用方式和最佳配施比例,为丽江烟区烟草大田生产可持续发展提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况商品有机肥施用方式和配施减氮肥试验于2021年3—9月在云南省丽江市古城区七河镇七河村委会(100.16′10″E,26.42′40″N,海拔2 355 m)中村八组田地进行。有机肥施用方式试验前土壤理化性质:有机质44.7 g/kg,水解性氮174.0 mg/kg,有效磷33.5 mg/kg,速效钾592 mg/kg,全氮2.43 g/kg,全磷1.52 g/kg,全钾13.3 g/kg,氯离子0.15 mg/kg,pH 6.07,烤烟品种为云烟97(由云南省烟草公司丽江市公司提供),前作为大麦,下同。配施减氮肥试验前土壤理化性质:有机质19.5 g/kg,水解性氮68.2 mg/kg,有效磷14.3 mg/kg,速效钾259 mg/kg,全氮1.05 g/kg,全磷0.50 g/kg,全钾21.7 g/kg,氯离子1.33 mg/kg,pH 6.06。以上试验地地势平坦、肥力均匀、排灌便。丽江属低纬度高原季风气候区域,境内亚热带至高寒带气候均有分布,年温差小而日温差大,干湿季节分明。全市年平均气温12.6～19.8 ℃,全年无霜期为191～301 d,年均降雨量911～1 040 mm,年日照时数2 298～2 566 h。

1.2 试验方法有机肥施肥方式:采取完全随机区组设计田间小区试验,共5个处理,3次重复。5个处理依次为B1撒施、B2条施、B3塘施(拌匀)、B4塘施(环状),以不施有机肥为CK(和得利烟草专用复合肥,N-P2O5-K2O=12.5∶0∶33.5,总养分≥46%,硝态氮占总氮百分率≥60%,1 500 kg/hm2,云南云之叶生物技术有限公司),B1、B2、B3和B4处理各试验用地均施用有机肥料1 500 kg/hm2(精制烟用商品有机肥,有机质≥50%,腐殖酸≥15%,N+P2O5+K2O≥5%,云南保山山田生物有机肥有限公司),株距0.6 m,行距1.2 m,四周设有保护行。

有机肥配施减氮肥:采用塘施方式(拌匀)施用有机肥,采取完全随机区组设计田间小区试验,设5个处理,3次重复。以全部施氮肥和得利烟草专用复合肥为CK对照,T1、T2、T3和T4依次为其量减少25%、50%、75%和100%,并配施与所减氮肥用量等量商品有机肥。T1为施用25%有机肥+施纯氮量75%烟草专用复合肥,T2为施用50%有机肥+施纯氮量50%烟草专用复合肥,T3为施用75%有机肥+施纯氮量25%烟草专用复合肥,T4为施用100%有机肥。以上试验的田间种植与管理依丽江市烟叶标准化生产技术方法进行。

1.3 测定项目与方法烤烟农艺性状:在烤烟打顶后测定烟株农艺性状,每个试验小区以5点取样法随机选取15株长势较为一致的烟株。参照《YC/T 142—2010,烟草农艺性状调查测量方法》,测定烟草的株高、茎围、节距、有效叶片、最大叶长、最大叶宽、最大叶面积等指标,取平均数。

经济性状:各试验小区单独采收、分开挂竿烘烤调制。烤后烟叶参照GB 2635—1992的分级标准进行烟叶分级。统计烟叶总产量、上等烟叶比例、上中等烟叶比例,按照当年指导收购价统计均价、总产值等经济学性状。

烟叶化学指标:烟叶在采烤、分级后,每个处理取样C3F各1 kg,总烟碱含量按照YC/T 468—2013测定,总糖和还原糖含量按照YC/T 159—2019测定,总氮含量按照YC/T 161—2002测定,Cl-按照YC/T 162—2011测定,pH按照YC/T 222—2007测定,石油醚提取物含量按照YC/T 176—2003测定,并计算糖碱比和两糖比。

1.4 数据统计与分析采用Excel 2016和IBM SPSS Statistics 21对试验数据进行统计分析,采用Duncan法进行显著性分析,以Origin 2019进行图表制作,图表中的数据为均值±标准误。

2 结果与分析

2.1 有机肥施用方式和配施减氮肥对烤烟农艺性状的影响由表1可知,有机肥施用方式和配施减氮肥对烟草农艺性状有显著影响(P<0.05)。有机肥施用方式中B3处理对烟草株高、叶片数、茎围、中部叶长、中部叶宽、上部叶长和上部叶宽的影响较大,较CK对照分别提高了5.12%、15.54%、8.30%、6.71%、9.05%、6.59%和5.90%;其次为B4处理,较CK对照分别提高了1.57%、12.60%、4.30%、5.32%、6.78%、3.30%和6.76%。配施减氮肥中T1处理对烟草株高、叶片数、茎围、节距、中部叶长、中部叶宽、上部叶长和上部叶宽的影响最大,较CK对照分别提高了6.57%、1.76%、2.91%、6.98%、6.06%、4.93%、2.87%和13.30%。

表1 不同处理烟草农艺性状Table 1 Agronomic characteristics of tobacco under different treatments

2.2 有机肥施用方式和配施减氮肥对烤烟经济性状的影响有机肥施用方式和配施减氮肥各处理烤后烟叶经济性状见表2。由表2可知,施用商品有机肥料可有效提高烟草产量、产值、单叶重、中等烟比例和上等烟比例,B3处理表现最佳,其次是B4处理。B3处理烟草产量、产值、上等烟比例、中等烟比例和单叶重较CK对照分别提高了3.27%、3.20%、5.65%、5.73%和3.41%;B4处理较CK对照分别提高了0.16%、1.70%、2.61%、12.18%和0.33%。有机肥配施减氮肥T1处理产量、产值、上等烟比例、中等烟比例和单叶重较CK对照分别提高了4.89%、3.91%、3.79%、9.05%和8.99%。

表2 不同处理烤烟经济性状Table 2 Economic characteristics of different treatments

2.3 有机肥施用方式和配施减氮肥对烤烟化学成分的影响由表3可知,有机肥施用方式对烤烟化学成分有显著影响(P<0.05),表现为中部叶C3F中,B1、B2处理总糖显著低于CK对照,B3和B4处理与CK对照差异不显著;B1处理还原糖显著低于CK,B2、B3、B4较CK对照差异不显著;B1、B2和B4处理总碱显著高于CK对照,B3与CK对照差异不显著;B1处理总氮显著高于CK,B2、B3、B4与CK对照差异不显著;B3和B4处理钾含量显著高于CK,B1和B2处理与CK对照差异不显著;B1处理氯离子显著高于CK,B2、B3和B4与CK对照差异不显著;B1、B2和B4处理糖碱比显著低于CK,B3与CK对照差异不显著;各处理两糖比差异不显著。有机肥配施减氮肥对烤烟化学成分有显著影响(P<0.05),具体表现为中部叶C3F中,T3和T4处理总糖显著低于T1,T1和T2与CK对照差异不显著;T2、T3和T4处理还原糖均低于T1,T1与CK对照差异不显著;T1、T2、T3和T4处理总碱显著高于CK;T2、T3和T4处理总氮和钾含量显著高于CK,T1与CK对照差异不显著;各处理氯离子无显著差异;T2、T3和T4处理糖碱比显著低于CK,T1与CK对照差异不显著;各处理两糖比差异不显著。

表3 不同处理烤后烟叶化学成分(C3F)Table 3 Chemical components of flue-cured tobacco leaves under different treatments(C3F)

2.4 有机肥施用方式和配施减氮肥对石油醚提取物含量的影响有机肥施用方式对烤烟石油醚提取物有显著影响(P<0.05)。B1、B2处理后中部叶C3F石油醚提取物显著低于CK,B3、B4处理与CK无显著差异,B1、B2、B3、B4和CK石油醚含量分别为3.8%、4.1%、4.8%、4.5%、4.6%。有机肥配施减量化肥处理对烤烟石油醚提取物有显著影响(P<0.05)。T3和T4处理后中部叶C3F石油醚提取物显著低于CK对照,T1、T2处理与CK无显著差异,T1、T2、T3、T4和CK石油醚含量分别为4.6%、4.2%、3.8%、3.7%和4.3%(图1)。

注:不同小写字母表示不同处理间差异显著(P<0.05)。Note:Different lowercase letters indicated significant difference between different treatments(P<0.05).图1 不同处理C3F烟叶石油醚提取物含量Fig.1 Content of petroleum ether extract in C3F tobacco leaves of different treatments

3 讨论

烟草农艺性状指标可反映其生长势,可直接体现其生长代谢强弱与营养状况[13]。塘施(拌匀、环状)方式施用有机肥,增施有机肥减氮肥均可提高烟草农艺性状指标,这与前人报道有机肥可显著提高烟草株高、茎围、叶长和叶宽等农艺性状,促进烤烟生长发育基本一致[13-17]。塘施(拌匀、环状)方式施用有机肥和增施有机肥减氮肥能显著提高烤烟产量、产值,提升上等烟比例效果,与李健铭等[18]研究结果一致。

该研究结果表明施用有机肥和增施有机肥减纯氮肥在一定程度上提升了烟叶的烟碱、还原糖、总糖、总钾含量和糖碱比,与潘金华等[19]研究结果一致。该研究结果表明随着有机肥施用量的增加烟叶品质提高,然两者之间并非呈正相关关系,在大田生产中,施用有机肥,应根据有机肥与减氮肥比例生产出优质烟,与黄明月等[20-22]研究结果相符。烟叶中的石油醚提取物与烟叶油分密切相关,其在烟叶中含量高则认定其综合质量较好。其成分众多,有些在烟气中直接产生香气,另一些则作为香气前体物,在烟叶成熟、调制、发酵和燃吸过程中发生反应,进而生成致香物质[2-3]。该研究结果表明塘施(拌匀、环状)方式施用有机肥能提高其含量,使烟叶内在化学成分进一步协调,提升了烟叶的评吸质量。

4 结论

塘施(拌匀、环状)方式施用有机肥和增施有机肥减量纯氮肥能显著提高烟草各项农艺性状指标,可提高烟叶品质、产量、产值,改善烟叶质量。塘施(拌匀、环状)方式施用有机肥和增施有机肥减氮肥可提高烤后中部烟叶石油醚提取物含量。该试验仅研究商品有机肥施肥方式和减氮肥对烟叶农艺性状指标、经济指标和化学成分的影响,其对烟田土壤根际微生物真菌、细菌群落的影响,仍有待于进一步研究。