應用生物有機肥減少烤煙化肥用量試驗研究

張煥菊，陳 剛，王樹聲*，宗 浩，李湘偉，劉洪祥，徐發華，王新中

應用生物有機肥減少烤煙化肥用量試驗研究

張煥菊1，2，陳 剛1，王樹聲1*，宗 浩3，李湘偉4，劉洪祥1，徐發華5，王新中5

［1.中國農業科學院煙草研究所，青島 266101；2.中國農業科學院研究生院，北京 100081；3.山東臨沂煙草有限公司，山東臨沂 276001；4. 紅塔煙草（集團）有限責任公司原料部，云南 玉溪 653100；5.云南省煙草公司大理州公司，云南 大理671000］

為探究烤煙生產上應用生物有機肥降低化肥用量的可行性及化肥減量的適宜比例，以大理當地烤煙生產所施用的化肥常規用量為對照，研究了用等重生物有機肥代替15%、30%、45%和60%的化肥用量對烤煙生長、經濟性狀、內在化學成分和感官評吸質量的影響。試驗結果表明，應用生物有機肥降低化肥用量30%不僅不會阻礙烤煙生長，還能在一定程度上改善烤煙經濟性狀，使煙葉化學成分更加協調，從而使各部位煙葉的感官評吸質量整體得到改善。其他減肥比例則會對烤煙生產帶來不同程度的不良影響。研究認為，在大理州烤煙生產上應用生物有機肥降低化肥用量是可行的，且化肥減施比例為30%時較為適宜。

生物有機肥；化肥；大理；烤煙

為追求作物高產，農業生產上普遍存在化肥過量施用的現象，由此引起的資源浪費、環境污染和農作物質量下降等問題已不容忽視［1-3］。在農業生產上減少化肥用量并積極探索新型肥料來代替部分化肥的使用研究已在國內外相繼展開［4-7］。生物有機肥是近年來應用比較廣泛的一種新型肥料，其促進作物生長、改良土壤等作用已被很多研究證明［8-9］。烤煙是產量和品質并重的經濟作物，探究合理的施肥方法，提高煙葉品質，改良植煙土壤并關注施肥對生態環境的影響對于優質烤煙生產的可持續發展具有十分重要的意義。目前在烤煙生產上應用生物有機肥減少化肥用量的研究均是在養分投入不變的情況下用生物有機肥替代減少的化肥，其研究結果顯示應用生物有機肥替代部分化肥的施用能夠促進烤煙生長、煙株抗病性增強、產量和產值提高和煙葉內在化學成分改善，明顯增加植煙根際土壤中微生物數量，提高土壤酶活性［10-12］。然而前人的施肥方法應用在生產上卻稍顯繁瑣，因不同的生物有機肥養分含量有差異，為使養分投入相同還需復雜的計算，在生產上不易操作。因此，研究對在烤煙生產上直接用等重量的生物有機肥替代減施化肥的可行性進行了探究，考察其對烤煙生長發育和產質量的影響，以期形成容易推廣的、具有應用價值的減量化施肥方法，為今后生物有機肥在減量化施肥中的應用提供技術支持和理論指導。

1 材料與方法

1.1 試驗時間與地點

試驗于2013年在大理州彌渡縣新街鎮董和村楊家營組試驗田進行，海拔1659 m，紫色水稻土，pH 6.43，有機質28.3g/kg，堿解氮130.1 mg/kg，速效磷25.0 mg/kg，速效鉀154.36 mg/kg。

1.2 試驗方法

1.2.1 試驗設計 試驗設置5個處理，以當地化肥常規施用量為對照，其他4個處理分別為化肥用量減少15%、30%、45%和60%并配施與所減化肥用量等重量的生物有機肥［13］，見表1。各處理隨機區組排列，3次重復，兩側設保護行，行距1.2 m，株距0.5 m，每小區植煙6行。試驗遵循處理因素唯一差異原則，田間生產管理措施按當地優質煙生產規范進行。采用大棚托盤漂浮育苗，小苗膜下移栽。基肥于移栽前定位大窩穴施，施后拌肥；第1次追肥是在移栽后10 d左右作提苗肥追施，第2次追肥是在揭膜中耕培土追施。各處理具體施肥量見表1。1.2.2 試驗觀察記載項目 各試驗小區取中間兩行進行觀察記載和計產計質及取樣。于煙株移栽35、50和65 d對各施肥處理進行農藝性狀調查，參照YC/T 142—2010煙草農藝性狀調查測量方法；采烤結束后統計各處理主要經濟性狀；取各處理B2F、C3F和X2F等級的煙樣進行煙葉常規化學成分測定和感官質量評吸。

表1 試驗處理Table1 Treatments of the experiment

1.2.3 統計分析 用SAS 9.2進行方差分析。

2 結 果

2.1 農藝性狀

由表2可以看出，T3煙株株高在烤煙生長前期與CK沒有顯著差異，移栽50 d后則顯著低于CK，T4的株高則在整個生長期內均顯著比CK低；T3和T4的節距和莖圍均表現較差，與CK差異明顯；T2煙株葉數在移栽35 d時顯著少于CK，至移栽50 d后與CK再無顯著差異，T3和T4的葉數則一直顯著比CK少；煙株移栽35 d后，CK的最大葉長和葉寬顯著優于其他處理，隨著煙株生長，T1和T2的最大葉長和葉寬與CK差異逐漸減小至統計學上無明顯差異，T3和T4的最大葉長和葉寬一直顯著較差。這說明，化肥的減量比例對烤煙的生長有明顯影響，化肥減量30%及以內的處理對煙株生長沒有不良影響，煙株前期生長稍弱的原因可能是生物有機肥的肥效需要一定的時間釋放，化肥減量45%及以上的處理會阻礙煙株的正常生長發育，可能是因為化肥減量過多，無法滿足煙株對大量元素的需求。

2.2 經濟性狀

從圖1、2可以看出，T1和T2的主要經濟性狀與CK沒有統計學上的差異。但T2除產量比CK降低0.71%，其產值、上等煙比例、中上等煙比例和均價分別比CK高出1.61%、1.05%、0.24%和1.03%。T1與CK相比，產量、產值和均價分別提高0.31%、0.88%和0.80%，上等煙比例和中上等煙比例分別降低0.26%和0.61%。T3和T4在產量和產值上則明顯低于CK，上等煙比例、中上等煙比例和均價與CK差異不顯著。這說明，應用生物有機肥降低化肥施用量15%～30%對烤煙的經濟性狀沒有顯著影響，且化肥減量30%的處理更符合烤煙生產上適產優質的理念，降低化肥用量超過45%則會對烤煙的經濟性狀造成不良影響。

表2 烤煙農藝性狀Table2 Agronomic characters of flue-cured tobacco

圖1 各處理烤煙產量和產值Fig.1 Yield and output value for each treatment

圖2 各處理烤煙煙葉等級比例和均價Fig.2 Leaf grade and average price for each treatments

2.3 煙葉化學成分

由表3可知，與CK相比，減肥處理各部位煙葉的含糖量和糖堿比有增加趨勢，總氮含量、鉀含量和鉀氯比有下降趨勢；各處理不同部位煙葉的煙堿含量、總氮含量和氯含量均在適宜范圍內；除T3和T4的B2F煙葉外其他處理的各部位煙葉鉀含量均大于2.0%。通過方差分析和多重比較看出，不同處理的同一部位煙葉化學成分沒有統計學上的差異。這說明，應用生物有機肥減少化肥施用不會對煙葉化學成分有顯著影響，但對化學成分有一定的改善作用。

2.4 煙葉感官評吸質量

由表4可以看出，減肥處理各部位煙葉的勁頭、燃燒性、濃度和灰色與CK沒有差異。化肥減量45%及以內的處理中下部葉的香氣質、香氣量、余味、雜氣、刺激性得分和總得分均比CK高。化肥減量45%及以內的處理下部煙葉和T1、T2的中部煙葉質量檔次均為較好-，比CK高出一個檔次，且T1和T2中部葉香型為清香型，相比于其他處理的清偏中，更有利于紅大清香型風格的彰顯。下部葉尤以T1各項指標得分最高，對香氣質、香氣量、雜氣和總得分的提升幅度分別為4.46%、2.29%、3.80%、2.93%。中部葉以T2各項指標得分最高，對于香氣質、香氣量、余味、雜氣和總得分的提升幅度為5.78%、2.21%、6.93%、5.75%、4.53%。T2-T4的下部葉質量檔次與CK相同，其中T3的各項評分指標均較好，對香氣質、香氣量、余味、雜氣和總得分的提升幅度為2.60%、2.20%、3.48%、2.69%、0.80%和2.36%，而T1對下部葉的感官評吸有不利影響，煙葉質量檔次低于CK。綜合分析，減肥處理中，只有T2對上中下部位煙葉感官評吸質量的影響均是有利的。

表3 各處理煙葉常規化學成分Table3 Chemical component of tobacco leaves for each treatment

表4 各處理煙葉感官評吸質量Table4 Sensory quality of tobacco leaves for each treatment

3 討 論

為使生物有機肥能夠更方便地應用到減量化施肥中，在前人的研究基礎上嘗試了直接用等重生物有機肥替代化肥減施量的施肥方法，研究表明，應用生物有機肥降低化肥用量在30%及以內的處理在煙株生長初期葉片開片程度明顯弱于對照，煙株生長中后期時生長速度加快，與對照差異不顯著。降低化肥用量45%及以上的處理整個生長期的農藝性狀均表現顯著較差。這說明，在化肥減施適量的情況下，生物有機肥對于煙株中后期生長有一定的促進作用，這與張建國等［14］研究結果較為一致，與王軍等［15］的研究結果有一定的差異，造成差異的原因可能是生物有機肥的種類與施用方法不一致。通過對經濟性狀的分析發現，化肥減施30%及以內的處理主要經濟性狀與對照均沒有顯著差異，化肥減施45%及以上的處理產量和產值顯著比對照差。對照與減肥處理的煙葉化學成分均在適宜范圍內，應用生物有機肥減少化肥用量的處理各部位煙葉含糖量和糖堿比有升高趨勢，有利于紅大清香型風格的彰顯。感官評吸結果顯示，化肥減量30%及以內的處理香氣質、香氣量、余味、雜氣和刺激性得分均較對照好，只有化肥減量30%的處理總得分和煙葉質量檔次一直稍好于對照。雖然化肥減量15%處理的施肥量介于對照和化肥減量30%處理之間，但其上部葉的感官評吸結果卻略差于這兩個處理，這在理論上解釋不通，可能是某個操作環節出現了較大誤差。由以上試驗結果可以看出，在適當降低化肥用量的情況下配施生物有機肥，利用生物有機肥富含的微生物菌群、生理活性物質、有機和無機養分可以彌補減施的化肥養分，保證烤煙正常生長并在一定程度上改善煙葉質量。化肥減量過多則易導致煙株速效養分供應不足，致使煙株生長受阻。施河麗等［10］的研究結果表明，在烤煙生產上應用等養分生物有機肥減少30%化肥用量可顯著促進煙株生長和煙葉產量、產值的提高，顯著降低下部煙葉的總氮、煙堿含量，改善煙葉品質，提高煙葉可用性。相比之下，本研究中應用生物有機肥減少30%化肥用量對烤煙生長和經濟性狀提高沒有顯著有利影響，內在化學成分亦無顯著改善。造成這種差異的原因可能有以下幾個方面，一是施河麗等［10］的試驗是以等養分生物有機肥替代化肥減施量，其生物有機肥投入量和總養分投入量大于本研究投入量。有研究表明，隨著生物有機肥施用量的增加，其對煙株農藝性狀和經濟性狀的改善作用趨于增強［16］；二是不同的生物有機肥種類對煙葉的影響差異可達顯著水平［17］；三是因為烤煙品種及種植地區生態環境的差異會造成試驗結果的差異。具體原因的確定還需通過相關試驗進一步研究，就目前試驗條件下的研究結果來看，應用等重的生物有機肥降低化肥用量30%在烤煙生產上是可行的。這對當地烤煙生產上方便合理地施用生物有機肥、促進優質烤煙生產的可持續發展有較大的借鑒意義和應用價值。

4 結 論

通過綜合考慮不同減肥比例下應用生物有機肥對烤煙的農藝性狀、經濟性狀、內在化學成分和感官評吸質量的影響，研究認為，應用等重的生物有機肥降低30%化肥用量在大理烤煙生產上效果較好，既能有效地減少當地的化肥施用量，又可發揮生物有機肥改善煙葉品質的作用，且施肥方法簡單，具有較好的生產應用前景。

［1］ 胡玉婷，廖千家驊，王書偉，等. 中國農田氮淋失相關因素分析及總氮淋失量估算［J］. 土壤，2011，43（1）：19-25.

［2］ Maguire R O ， Sims J T. Observations on leaching and subsurface transport of phosphorus on the Delmarva Peninsula［C］. USA: International Phosphorus Transfer Workshop， 2001， 20-26.

［3］ 劉慶巍. 化肥對土壤的污染及防治對策［J］. 種植與環境，2011（9）：240.

［4］ Alwyn Williamsa， Gunnar B?rjessonb， Katarina Hedlund. The effects of 55 years of different inorganic fertilizer regimes on soil properties and microbial community composition［J］. Soil Biology & Biochemistry， 2013， 67: 41-46.

［5］ 張海波，張曉璟，徐衛紅，等. 減量化肥與有機材料配施對大頭菜產量品質的影響［J］. 西南大學學報：自然科學版，2011，33（4）：36-41.

［6］ 王道中，張成軍，郭熙盛. 減量施肥對水稻生長及氮素利用率的影響［J］. 土壤通報，2012，43（1）：161-165.

［7］ 郭云周，尹小懷，王勁松，等. 翻壓等量綠肥和化肥減量對紅壤旱地烤煙產量產值的影響［J］. 云南農業大學學報，2010，25（6）：811-816.

［8］ 王立剛，李維炯，邱建軍，等. 生物有機肥對作物生長、土壤肥力及產量的效應研究［J］. 土壤肥料，2004（5）：12-16.

［9］ 田小明，李俊華，王成，等. 連續3年施用生物有機肥對土壤養分、微生物生物量及酶活性的影響［J］. 土壤，2014，46（3）：481-488.

［10］ 施河麗，譚軍，秦興成，等. 不同生物有機肥對烤煙生長發育及產質量的影響［J］. 中國煙草科學，2014，35（2）：74-78.

［11］ 李姣，劉國順，高琴，等. 不同生物有機肥與煙草專用復合肥配施對烤煙根際土壤微生物及土壤酶活性的影響［J］. 河南農業大學學報，2013，47（2）：132-137.

［12］ 楊云高，王樹林，劉國，等. 生物有機肥對烤煙產質量及土壤改良的影響［J］. 中國煙草科學，2012，33（4）：70-74.

［13］ 陳剛. 一種煙草微生物有機肥：中國，ZL 201110386435.0［P］. 2012-06-27.

［14］ 張建國，聶俊華，杜振宇. 復合生物有機肥在烤煙生產中的應用研究［J］. 植物營養與肥料學報，2004，10（4）：424-428.

［15］ 王軍，詹振壽，謝玉華，等. 施用生物有機肥對烤煙生長發育的影響［J］. 安徽農業科學，2007，35（11）：3287-3288，3290.

［16］ 馮國勝，祝照宇，楊立均，等. 微生物有機肥對豫南烤煙大田生長發育的影響［J］. 安徽農業科學，2009，37（6）：2611-2612.

［17］ 謝永萍，商勝華，李建偉，等. 烤煙專用微生物肥料對煙葉產質量的影響［J］. 貴州農業科學，2000，28（S）：55-56.

Reducing the Chemical Fertilizer Rate with Bio-organic Fertilizer Applied on Tobacco Production

ZHANG Huanju1，2， CHEN Gang1， WANG Shusheng1*， ZONG Hao3， LI Xiangwei4， LIU Hongxiang1，XU Fahua5， WANG Xinzhong5
（1.Tobacco Research Institute of CAAS， Qingdao 266101， China； 2.Graduate School， CAAS， Beijing 100081， China； 3. Linyi Tobacco Ltd. of Shandong Province， Linyi， Shandong 276001， China； 4. Department of Tobacco Leaf， Hongta Group LLC， Yuxi，Yunnan 653100， China； 5. Dali Tobacco Company of Yunnan Province， Dali， Yunnan 671000， China）

Field experiment was conducted to explore the feasibility of reducing chemical fertilizer rate with bio-organic fertilizer applied on tobacco production and its proper reducing proportion in Dali. The experiment included 5 treatments （0%， 15%， 30%，45%， 60% chemical fertilizer rate reduced with equal quantities of bio-organic fertilizer）. Yield， economic value， chemical component and sensory evaluation quality were measured. The results showed that the treatment of reducing 30% chemical fertilizer rate would not hinder the growth of flue-cured tobacco， and was beneficial to economic character， chemical composition， and sensory evaluation quality of tobacco leaves. The other treatments caused adverse effects in different extent on tobacco production. Therefore，it was feasible to reduce chemical fertilizer rate with bio-organic fertilizer applied on tobacco production in Dali， and the proper reducing proportion of chemical fertilizer rate is 30%.

bio-organic fertilizer； chemical fertilizer； Dali； tobacco

S572.06

1007-5119（2015）01-0048-06

10.13496/j.issn.1007-5119.2015.01.010

中國煙草總公司云南省公司科技計劃項目專項“品牌導向型綠色生態優質煙葉開發”（2012YN14）

張煥菊，女，在讀碩士，研究方向為植物營養學。E-mail：zhhjdbd@126.com。*通信作者，E-mail：wangshusheng@caas.cn

2014-10-27 修回日期：2014-12-21