微生物有机肥在林缘地区烟草种植中的应用效果研究

摘要：" 通过大田试验比较不同类型微生物有机肥的效果。结果显示，微生物有机肥能显著改善烟草植株的生长特性，促进株高和茎围的增加，但存在最佳施肥量阈值，其中O3处理组表现最佳。品质方面，微生物有机肥提高了糖类积累，优化了总糖与蛋白质比值及钾/氯比例，O3处理组和OC1处理组的总糖和还原糖含量显著提升，且O3处理组烟碱含量最高，吸食品质得分同样优异。研究表明，OC1处理组在混合施肥条件下实现了最佳植株生长表现和产量，而O3处理组单施微生物有机肥在提高品质和吸食品质方面效果显著。结论指出，微生物有机肥在林缘地带的烟草种植中具有重要应用价值，不仅有助于植株生长和品质提升，还能改善土壤环境，促进林地资源的可持续利用。

关键词：" 微生物有机肥；" 烤烟；" 林缘地带；" 生长特性

中图分类号：" "S 572" " " " " " " "文献标识码：" "A" " " " " " " " 文章编号：１００1 － 9499（２０25）01 － 0045 － 06

目前，在我国林缘地区的烟草种植中，过量施用氮肥（N）和单季种植的传统管理方式较为普遍[ 1 ]。但这种管理方式会导致土壤结构退化，土壤有机碳和氮含量下降，从而影响土壤生态功能。土壤的理化性质和有机质含量是影响烟草外观和内在品质的关键因素[ 1 ]。优化土壤结构有助于增强根际养分的循环效率，提高土壤肥力，进而促进烟草植株的健康生长，提高烟叶品质和经济价值[ 2 ]。

微生物有机肥集有机质、微生物和无机养分的多重优势于一体，不仅富含有机质和促生物质，还包含多种功能性微生物，可有效改善土壤微环境，提升土壤养分水平，促进烟草植株的健康生长及根系发育。同时，它能优化烟草养分的均衡供应，增强植株的抗逆性和抗病性，从而在林缘地区烟草种植中显著提升植株的生态适应性及品质表现[ 3 ]。本研究通过大田试验，探讨了黑龙江省绥化市望奎县卫星镇林缘地区施用不同微生物有机肥对烟草植株生长特性、品质及吸食品质的影响，旨在为提升烟草品质和产量，优化林缘地区土地资源利用提供科学依据和技术支持。

1 材料与方法

1. 1 试验材料

所用牛粪和秸秆由黑龙江省绥化市裕达牧业饲养场提供，龙江911烟草种子由黑龙江省烟草科学研究所提供。堆肥配比为：1 000 kg牛粪 + 25 kg秸秆 + 7.5 kg菌液 + 2.5 kg水；嗜热球形脲芽胞杆菌为实验室分离并鉴定的菌株；烟草专用肥由黑龙江省烟草公司提供。本次试验在黑龙江省绥化市望奎县的林缘地带开展，共设置8组不同配比的施肥处理，重点探讨微生物有机肥对林缘地区烟草生长及品质的综合影响（表1）。

1. 2 主要仪器设备

AA3连续流动分析仪：德国SEAL公司； Qubit○3.0荧光计：Q32866 Invitrogen；气相色谱仪：美国Agilent公司。

1. 3 主要试剂

Qubit3.0 DNA检测试剂盒（Q10212）和Magic Pure Size Selection DNA Beads（EC401-03）购于大连宝生物工程有限公司。

烟碱、正十七烷、正己烷、二氯异氰尿酸钠、对氨基苯磺酸、聚氧乙烯月桂醚、硫氰酸钾、柠檬酸、烟碱等均为分析纯，购于天津市大茂化学试剂厂。

2 试验方法

2. 1 烟草生长特性的测定

3月初，将烟草种子播种至小棚中进行育苗，1个月后移栽至大棚继续培育1个月，最后移栽至试验田。试验田划分为一亩地的试验区，每个试验区宽24垅，长度为30 m，并将24垅地分为8组，每组3垅。试验采用点施微生物有机肥的方法进行施肥处理，随后栽植烟苗并覆盖地膜。试验过程中重点测量烟草植株的株高、茎围、叶长、叶宽、叶最大面积以及最终产量，以评估不同施肥处理对烟草生长特性和品质的影响。

A：烟草株高的测定：直尺测量，每周测1次。

B：烟草茎围的测定：直尺测量，每周测1次。

C：烟草叶长、宽和最大叶面积测定：叶片数采用计数法，叶面积采用叶面积仪测定法，叶干质量和总干质量采用烘干称重法。

2. 2 烟草品质的测定

施用微生物有机肥后，取样送黑龙江烟草工业有限责任公司进行检测。检测依据多个标准方法，包括全氯含量测定采用烟草叶片经H2SO4-H2O2消煮后凯氏法测定[ 4 ]；全钾含量测定同样经H2SO4-H2O2消煮，再经一系列处理后用火焰光度计测定[ 5 ]；全氮含量测定为烟草叶片经H2SO4-H2O2消煮后凯氏法测定[ 6 ]。烟碱含量测定分为总烟碱和总植物碱测定，总烟碱测定中需配制烟碱标准溶液，对样品进行处理后在特定气相色谱条件下检测，绘制标准曲线用于定量分析[ 7 ]；总植物碱测定包括配制标准溶液和对样品进行振荡萃取、过滤处理后收集滤液进行分析[ 8 ]。

2. 3 烟草品吸质量的评价标准

烟叶采收后，按照统一的烘烤参数进行处理，选择同一产地、等级和部位的烤后烟叶制备卷烟样品。样品制备完成后，置于恒温恒湿环境（温度22 ℃，湿度60±2%）平衡48 h后进行感官质量评估。评估过程依据行业标准YC/T138-1998[ 9 ]。评估指标包括香气质、香气量、杂气、劲头、浓度、刺激性和余味，并对各指标进行评分。评吸工作由黑龙江烟草工业有限责任公司专业评吸团队完成，采用行业内公认的单料烟“九分制”评吸表进行感官评价。

3 结果与分析

3. 1 微生物有机肥对烟草植株生长特性的影响

与对照组相比，不同用量的微生物有机肥以及微生物有机肥与烟草专用肥混合施用，对“龙江911”烟草植株的生长特性均有显著促进作用（图1）。烟苗移栽7天后，处理组O1、O2、O3、O4、CF、OC1和OC2的株高、茎围及叶面积均显著高于未施肥的对照组（CK），表明这些处理方式能够有效改善烟草植株的生长特性，并为提高烟草产量奠定了基础。微生物有机肥施用量对植株生长特性的影响并非单调增加，株高的表现为O3 gt; O2 gt; O1 gt; O4，茎围表现为O3 gt; O2 gt; O4 gt; O1，叶面积表现为O3 gt; O2 gt; O4 gt; O1。与单独施用烟草专用肥相比，适量添加微生物有机肥更有利于提升植株的生长特性，其具体表现为：株高OC1 gt; OC2 gt; CF，茎围CF gt; OC1 gt; OC2，叶面积OC1 gt; OC2 gt; CF。在烟苗移栽14天后，单施微生物有机肥对植株生长特性的表现为：株高O2 gt; O3 gt; O1 gt; O4，茎围O2 gt; O3 gt; O4 gt; O1，叶面积O2 gt; O3 gt; O4 gt; O1。混合施用微生物有机肥与烟草专用肥的处理组对植株的影响表现为：株高OC1 gt; OC2 gt; CF，茎围OC1 gt; CF gt; OC2，叶面积OC1 gt; CF gt; OC2。移栽24天后，单施微生物有机肥处理组的株高、茎围及叶面积表现为：株高O3 gt; O2 gt; O4 gt; O1，茎围O2 gt; O3 gt; O4 gt; O1，叶面积O2 gt; O3 gt; O4 gt; O1。混合施用微生物有机肥与专用肥的处理组表现为：株高OC1 gt; CF gt; OC2，茎围CF gt; OC1 gt; OC2，叶面积CF gt; OC2 gt; OC1。移栽34天后，单施微生物有机肥处理组的株高、茎围及叶面积均表现为：株高O3 gt; O2 gt; O4 gt; O1，茎围O2 gt; O3 gt; O4 gt; O1，叶面积O2 gt; O3 gt; O4 gt; O1。这表明，微生物有机肥在适量施用时能够有效促进烟草植株的健康生长，同时通过与烟草专用肥的合理搭配施用，可进一步优化植株的生长特性。

微生物有机肥与烟草专用肥混合施用处理组在烟草植株生长指标上的表现为：株高CF gt; OC1 gt; OC2，茎围CF gt; OC1 gt; OC2，叶面积OC2 gt; CF gt; OC1。烟苗移栽第42天后，单施微生物有机肥的处理组在植株的株高、茎围、叶面积、单株干重和鲜重等生长特性上的表现依次为：株高O3 gt; O2 = O4 gt; O1，茎围O3 gt; O2 gt; O4 gt; O1，叶面积O3 gt; O2 gt; O4 gt; O1，单株干重O3 gt; O2 gt; O4 gt; O1，单株鲜重O3 gt; O2 gt; O4 gt; O1（图1）。混合施用微生物有机肥与烟草专用肥的处理组表现如下：株高OC1 gt; OC2 gt; CF，茎围OC2 gt; OC1 gt; CF，叶面积OC1 gt; CF gt; OC2，单株干重OC1 gt; CF gt; OC2，单株鲜重OC1 gt; CF gt; OC2。这表明，适量添加微生物有机肥不仅能够改善烟草植株的生长特性，还可通过与专用肥的协同作用进一步提升植株表现，为优化林缘地区的烟草种植管理提供了有效策略。

综上所述，烟草的株高、茎围、叶面积和产量随着微生物有机肥施用量的增加而提升，但当施用量超过某一阈值后，对烟草生长的促进作用趋于平缓。与对照组（CK）相比，O3处理组表现最佳。这一结果与何光道[ 10 ]的研究一致，其研究指出，植株的株高、茎围和叶片数量随着微生物有机肥施用量的增加而显著提升。此外，与单独施用烟草专用肥的CF处理组相比，适量添加微生物有机肥更有助于烟草植株的生长，其中OC1处理组展现了最佳效果。

3. 2 微生物有机肥对烟草品质的影响

3. 2. 1 化学成分

化学成分是烟叶质量的内涵，烟叶的外观特征由化学成分的协调决定[ 11 ]。由图2可知：

烟草总糖含量O3gt;OC1gt;O4gt;CFgt;O1gt;OC2gt;CKgt;O2，还原糖含量OC1gt;O3gt;CFgt;O4gt;O1gt;CKgt;OC2gt;O2，蛋白含量O3gt;OC1gt;O4gt;OC2gt;CFgt;O2gt;O1gt;CK，可溶性糖含量OC2gt;O4gt;CFgt;O2gt;OC1gt;O1gt;O3gt;CK，氯含量O1gt;OC1gt;OC2gt;O3gt;CKgt;O4gt;O2=CF，钾含量OC1gt;OC2gt;CFgt;O3gt;O4gt;O2gt;O1gt;CK，氮含量OC1gt;OC2gt;O3gt;O4gt;CFgt;O2gt;O1gt;CK。

施用微生物有机肥能够促进烟叶糖类物质的积累。与单独施用CF烟草专用肥的处理组相比，烟草专用肥与微生物有机肥混合施用的OC1处理组更有助于提高烟叶的总糖含量。还原糖含量与总糖含量的变化趋势相似，其中O3组和OC1组的总糖含量分别为40.78%和40.17%，还原糖含量分别为38.04%和38.07%。当微生物有机肥的施用量超过一定阈值时，可溶性糖含量会有所下降，这一现象与微生物有机肥对烟草生长特性的影响规律相一致。

烟草中的总糖与蛋白质含量是影响烟叶感官品质的关键因素，其中，总糖与蛋白质的比值在2.5～2时，烤烟品质较为理想[ 11 ]。由图2可见，O3、O4、OC1和OC2处理组的总糖与蛋白质比值均处于这一范围内，表明施用微生物有机肥能够有效优化烟草化学组成，从而提升烟叶的品质特性和感官质量。

烟叶中钾含量高于氯含量时，其燃烧性能更为优良。通常，烤烟中的钾含量应保持在2%以上，而氯含量则应低于1%，以避免因氯含量过高而对燃烧性能产生不利影响。钾/氯的比例通常在4∶1至10∶1之间较为理想[ 12 ]。由图2可见，微生物有机肥与烟草专用肥混合施用的处理效果最佳，随着微生物有机肥施用量的增加，烟叶中的钾含量显著提高，各处理组的钾/氯比例均处于合理范围内。这表明微生物有机肥的施用有助于改善烟叶的化学组成，优化其燃烧特性，提升整体品质。

烟草总氮含量过低，其烟气平淡，有不愉快气息；过高则烟气强烈，辛辣，刺激。烟草中总氮含量一般为1.5％～3.5％，以2.5%最优[ 11 ]。烟草专用肥与微生物有机肥混合施用OC1处理组能够有效提高烟草总氮含量，其次为单施微生物有机肥O3处理组效果显著。

3. 2. 2 烟碱和总植物碱

从图3来看，目标物烟碱峰（保留时间10.40 min）、内标正十七烷峰（保留时间14.52 min）分离良好。

总氮/烟碱的比值应为0.8～1.1，质量较好的烟草，总氮/烟碱通常为1∶1最佳。总氮/烟碱比值过大，烟叶颜色变淡，烟气的香味逐步减少；比值为2∶1时，烟气香味严重不足；低于1∶1时，烟味浓烈。由表4可知，烟草专用肥与微生物有机肥混合施用亦可提高烟碱含量，但仅为1.27%。8组样品中O3处理组表现最佳，烟碱含量最高为1.84%，且随微生物有机肥量的增加，总氮/烟碱比值接近于1∶1。

由表5可知，与CK组相比，O2和O3处理组微生物有机肥的施用对烟草总植物碱的含量有显著影响。各处理组烟草总植物碱0.94%～1.68%，其中微生物有机肥的施用能够提高总植物碱的含量，O3处理组最高为1.68%，而烟草专用肥与微生物有机肥混合施用会降低总植物碱的含量。

3. 2. 3 烟草品吸质量的评价

衡量烟气质量的因素很多，主要的是香气与吸味。香气包括香气质、香气量、杂气；吸味包括劲头、刺激性、浓度、余味等。检验烟叶内在质量的方法，目前世界上主要还是感官评定即评吸，以仪器方法还不能够完全替代评吸，因此，评吸仍是鉴定烟叶内在质量的主要手段。由图4可知，O3处理组单施微生物有机肥1 080 kg/hm2感官质量得分最高，其次为CF处理组施加烟草专用肥750 kg/hm2，CK组感官质量得分最低。

4 结论与讨论

4. 1 结 论

OC1处理组混合施用微生物有机肥382.5 kg/hm2 +烟草专用肥375 kg/hm2，烟草的株高、茎围、叶面积及产量最高。随着微生物有机肥的加入，烟草总糖、还原糖、可溶性糖、蛋白质、氮、氯、钾的含量均明显提高。O3处理组单施微生物有机肥1 080 kg/hm2对提高烟草总糖、还原糖和蛋白质含量最高；施用微生物有机肥382.5 kg/hm2 +烟草专用肥375 kg/hm2，烟草氮和钾的含量最高；单施微生物有机肥有效改善烟草总氮/烟碱的比值，在品吸质量评价中，单施微生物有机肥处理组烟草评吸质量得分最高。

4. 2 讨 论

不同的施肥配比在烟叶品质和产量的各个方面表现出不同的优势。OC1处理组在提高烟草的株高、茎围、叶面积及产量方面综合效果较好，尤其是在氮和钾含量的提高上有优势。而O3处理组在提高烟草总糖、还原糖和蛋白质含量以及改善品吸质量方面表现突出，在烟碱含量和总氮/烟碱比值方面也有较好的效果。综合来看，这两种施肥配比在不同方面满足了烟草种植中对品质和产量的需求，为实际生产提供了多种选择方案。同时，也进一步验证了微生物有机肥在烟草种植中的积极作用，以及与烟草专用肥合理搭配的重要性[ 15 ]。

施用微生物有机肥有利于烟叶糖类物质的积累[ 16 ]，与烟草专用肥处理组相比，单独施用微生物有机肥或烟草专用肥与微生物有机肥混合施用有益于提高烟草总糖含量。O3组和OC1组总糖含量分别为40.78%和40.17%，还原糖含量分别为38.04%和38.07%，与王昊[ 17 ]研究的翻压绿肥对黑龙江同种（“911”品种）烤烟产量和质量的影响结果相比，总糖含量和还原糖含量分别高于5.08%和5.33%。

生物碱是烟草中最重要的一类化学成分，生物碱的含量和比例决定烟草品质与安全性[ 18 ]。通过施用不同量微生物有机肥种植烟草，对获得的烟叶选用杂气、劲头、浓度、香气质，香气量、丰满度、成团性、刺激性、干燥感、细腻程度、干净程度等11个指标进行感官质量评价[ 19 ]，单施微生物有机肥1 080 kg/hm2，烟叶品系质量评价获得62分，施用烟草专用肥烟叶品系质量评价获得60.5分，对照组烟叶品系质量评价获得56分，三者之间差异显著。同时测定了烟叶的烟碱含量最高，为1.84%；烟草总植物碱的含量最高，为1.68%，与其他处理组相比差异显著。这与邱恩建[ 20 ]关于7个烤烟新品种（系）在黑龙江烟区的对比研究结果相符，烟碱含量高于Y8190烟草品种。

在林缘地区的烟草种植中，可根据不同目标选择适宜的施肥配比。如果更注重烟草产量和植株生长特性的综合提升，可优先考虑OC1处理组的施肥配比；而若更加关注烟叶的内在品质和吸食品质，O3处理组单施微生物有机肥的方式可能更为适合。同时，还需结合实际情况综合考量，包括土壤条件、施肥成本等因素，以进一步优化施肥方案，实现烟叶品质与产量之间的最佳平衡[ 21 ]。例如，在土壤肥力较低的林缘地区，可适当增加微生物有机肥用量，以改善土壤微环境，增强烟草的生长表现；而在施肥成本限制较为严格的情况下，则需权衡不同施肥配比的经济效益。此外，还可结合其他生态管理措施，如优化水分管理和林地病虫害防治，进一步提升烟草种植的综合效益。

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