有機無機肥配比對生態煙葉產質量的影響

鄧 泳，張紀利，孫建生，劉明竟，楊 相，韋建玉，李章海

（1. 廣西中煙工業有限責任公司，廣西 南寧530001；2. 遵義市煙草公司正安縣分公司，貴州正安563401；3. 中國科學技術大學，安徽 合肥230052）

20 世紀60年代以來，農業生產中廣泛、大量施用化肥造成土壤板結、肥料利用率降低及環境污染等一系列問題，制約了農業生產可持續發展[1]。有機肥不僅能提供作物生長所需氮、磷、鉀等大量養分，而且能培肥土壤、改善作物品質，但生產成本相對較高[2-3]。合理施用肥料既能改善烤煙生長性狀，又能提高經濟系數[4]。一般而言，煙葉產量隨施肥量的增加而提高，但過量施肥降低煙葉品質[5]。研究表明，有機肥與化肥合理配施能有效改善土壤的物理性狀、化學性狀和生物性狀，平衡煙株營養，提高產量，改善品質[6-7]。本項研究探索有機無機肥配比對烤煙產質量的影響，以期找到適宜正安當地生態條件的烤煙有機無機肥配比，為烤煙生產合理使用有機肥提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗基本情況

試驗于2014年在貴州省正安縣班竹鄉萬家山村進行，試驗土壤有機質29.8 g/kg、水解氮287.7 mg/kg、有效磷（P）28.0 mg/kg、速效鉀（K）205.1 mg/kg、氯離子（Cl）29.7 mg/kg、pH（H2O）7.45。復合肥N∶P2O5∶K2O為9∶9∶20，有機肥（風干樣，含水率約10%）有機質50.34%、N 含量3.97% 、P2O5含量2.32%、K2O 含量2.41% 、pH 值（H2O）7.29。烤煙品種為云煙97，密度1 000 株/667m2，行株距110 cm×60 cm，移栽期5月15日，所有肥料均于移栽當天施入，田間管理同當地常規管理。

1.2 試驗設計

試驗設5個處理，3 次重復，有機肥中K 不足用硫酸鉀補充（表1），每小區30 株。

1.3 測定取樣與處理

在移栽施肥前、栽后20 d（擺盤期）、40 d（團棵期）、80 d（采收下部葉）、120 d（采收結束）每小區取代表性煙株1 株，連根挖起，取根際土壤，將同一處理的

表1 有機無機肥配比試驗設計 （g/株）

按小區選擇有代表性煙株10 株用不同顏色毛線按處理標記整株煙葉，統計煙葉產量和等級，煙葉烤后進行化學成分檢測和評吸。煙葉樣品在50℃溫度下烘干后，粉碎作煙葉常規化學成分和香氣成分檢測。

1.4 香氣成分測定方法[8]

采用SDE（同時蒸餾萃取）分離煙葉香味物質；采用GC 法測定其酸性成分，通過GC-MS 測定中性成分。

1.4.1 酸性物質GC 條件 Perkin Elmer Auto-System GC 色譜儀（配置分流/不分流進樣口）；進樣口溫度為250℃，毛細管柱HP-FFAP（50m×0.32mm×0.53μm）；載氣N2，柱頭壓100 kPa；火焰離子化檢測器（FID）270℃；檢測器氫氣流量35m L/m in，空氣流量350 m L/m in；進樣方式為不分流和1 m in 后分流；分流比20∶1；進樣量2 μL；采用與標準物質對照保留時間的方法進行定性；內標法定量；內標為乙酸苯乙酯。程序升溫70℃（1 min）4℃/m in 210℃（20 m in）。

1.4.2 中性物質GC-MS 條件 色譜柱：DB-5（30 m×0.25 mm×0.25 μm）；程序升溫：初溫40℃（2 m in），以4℃/m in 升溫至250℃（10 m in）；進樣口250℃；載氣He；柱頭壓100 kPa；分流比30∶1；進樣量1.0 μL。傳輸線溫度：250℃，離子源溫度170℃；EI 能量70 eV，掃描范圍35～350 uam；內標為芳樟醇；對采集到的質譜圖利用NIST 和W ILEY 2個譜庫進行串聯檢索；采用面積歸一法定量。其余色譜條件同GC。

1.5 煙樣常規化學成分和有機肥養分含量測定方法

1.5.1 煙葉樣品 總糖、還原糖、總氮、煙堿、蛋白質和pH 采用美國產熱電AntarisⅡ傅立葉變換近紅外光譜儀測定；鉀采用原子吸收法測定；氯采用莫爾法測定。

1.5.2 有機肥樣品 總氮采用德國產元素分析儀測定；P2O5采用硫酸-過氧化氫消解，釩鉬黃比色法測定；K2O 采用硫酸-過氧化氫消解，原子吸收光譜法測定；有機質采用重鉻酸鉀氧化比色法；pH 采用電位法測定。

1.5.3 土壤樣品 水解氮采用堿解擴散法測定；速效磷采用碳酸氫鈉提取-鉬銻抗比色法測定；速效鉀采用乙酸銨提取-原子吸收分光光度法測定；氯離子采用水提-硝酸銀滴定法測定；有機質采用重鉻酸鉀氧化比色法測定；pH 采用電位法測定。

1.6 煙葉評吸

由廣西中煙技術中心評吸專家進行評吸打分，取平均值。

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2 結果與分析

2.1 不同有機肥無機肥配比對煙株生長的影響

由表2 可知，栽后20 d 施用無機氮源（復合肥）的N0～N3 處理煙株的生長量明顯高于完全施用有機氮源（有機肥）的N4 處理，單株鮮重高25%～30%，而N0～N3 處理差異較小，說明無機氮釋放快，能被煙株及時吸收利用，因而煙株生長快，50%～100%無機氮處理之間差異較小，說明栽后20 d 內，煙株生長量較小，對氮素的需求量小，少量氮素就能滿足煙株的生長需要。而N4 完全有機肥處理，有機氮釋放慢，氮素供應不足，影響了煙株的生長。栽后40 d，單株鮮重表現為N2>N1>N3>N0>N4，以75%無機氮+25%有機氮（N2）處理生長最快，100%有機氮N4 處理單株生長量僅為N2 處理的63%，100%無機氮N0 處理單株生長量僅為N2 處理的73%，N1、N3 處理單株生長量好于N4、N0 之間。說明一方面氮素的供給量（釋放）對煙株生長起著重要作用，另一方面有機肥中活性物質能刺激根系的生長，從而進一步促進煙株生長，二者之間比例協調非常重要，以施用不超過25%的有機肥能促進煙株早發快長，以75%無機氮+25%有機氮處理效果最好。

由表3 可見，不同有機無機肥配比處理中部葉大小表現為N2>N1>N0>N3>N4，上部葉大小表現為N0>N2>N4>N1>N3，并且各處理上部葉均比中部葉大，主要是6～7月份間遭遇嚴重干旱，中部葉生長受到一定影響，煙農留葉偏少，后期又雨水較多，加之因旱肥料流失少，導致后期有翻頂現象。從平均值和中上部葉協調性看，以N2 較好，N1 次之，N3 再次，而N0 和N4 翻頂過大。

表2 不同有機肥無機肥配比對煙株鮮重的影響（g/株）

表3 不同有機無機肥配比對烤煙中上部葉大小的影響

2.2 不同有機肥無機肥配比對烤煙經濟性狀的影響

由表4 可知，不同有機無機肥配比處理產量表現為N0>N1>N2>N3>N4，且N0 與N1，N1 與N2，N2 與N3，N3 與N4 之間差異均不顯著，而N0 與N2，N1 與N3，N2 與N4 之間差異均達到顯著水平，N0 與N3、N4，N1 與N4 之間差異均達到極顯著水平。不同有機無機肥配比處理產值表現為N1>N0>N3>N2>N4，且N0 與N1，N0 與N3，N2 與N3 之間差異均不顯著，而N0 與N2 之間差異均達到顯著水平，N1 與N2、N3、N4，N0 與N4，N2、N3 與N4 之間差異均達到極顯著水平。不同有機無機肥配比處理上等煙表現為N1>N0>N2=N3=N4，且各處理之間差異均不顯著。可見，不同有機無機肥配比對煙葉產量和產值有顯著影響，從經濟性狀看，以N1 處理最好，N0 處理次之，N2、N3 再次，N4 最差。

表4 有機無機肥配比對烤煙產量、產值及上等煙的影響

2.3 不同有機肥無機肥配比對煙葉常規化學成分的影響

由表5 可見，不同有機肥無機肥配比對上、中、下三個部位煙葉總糖、還原糖、總氮、蛋白質、氯離子無規律性影響。N3 和N4（50%以上有機氮）有一定程度降低上部葉煙堿含量的作用，但N1 和N2（12.5%～25%的有機氮）則有一定程度提高上部葉煙堿含量的作用，對中下部葉煙堿含量影響不明顯，從檢測結果看，各處理三個部位煙堿含量均偏高，糖堿比偏低，可能與烤煙旺長后期天氣干旱，肥料流失少有關。施用25%以上有機氮處理對提高三個部位煙葉含鉀量有明顯的作用，但這可能與補充硫酸鉀有關。

2.4 不同有機肥無機肥配比對煙葉香氣成分的影響

表5 不同有機無機肥配比對煙葉常規化學成分的影響

由表6～表8 可見，不同有機無機肥配比處理中部葉中性香氣成分總量（不含新植二烯）表現為N3>N0>N1>N2>N4，新植二烯表現為N0>N1>N2>N3>N4；酸性香氣成分總量表現為N0>N1>N2>N3>N4。可見，隨著有機肥施用比例提高，中部葉新植二烯和酸性香氣成分是降低的。

表6 不同有機無機肥配比對中部煙葉中性香氣成分的影響 （μg/g）

續表6

表7 不同有機無機肥配比對中部煙葉酸性香氣成分的影響 （μg/g）

表8 不同有機無機肥配比處理中部煙葉酸性香氣成分總量及香氣指數B 值 （μg/g）

根據李章海等[9]研究，香氣成分總量并不能反映煙葉香氣質量的好壞，并不是所有香氣成分均與煙葉香氣質量呈正相關，而是一些呈正相關，另一些呈負相關；香氣指數B 值能反映煙葉香氣質量的好壞。由表7 可見，不同有機無機肥配比處理中部葉香氣指數B 值表現為N2>N1>N0>N4>N3，但差異較小，說明有機肥比例超過50%對香氣質量反而不利。

2.5 不同有機肥無機肥配比對煙葉感官評吸質量的影響

由表9 可知，不同有機無機肥配比處理表現為隨著有機肥比例提高上部葉的各項感官評吸質量指標均有較明顯改善，特別是對煙氣細膩度提高半個至1個檔次。對中下部葉主要是100%有機肥處理各項感官評吸質量指標有一定改善，其他處理的感官評吸質量指標差異不明顯或無規律。可見，施用有機肥對提高上部葉感官質量效果較好。

2.6 不同有機肥無機肥配比對煙葉生產效益的影響

不同有機肥無機肥配比在生產環節主要是肥料投入成本有差異，其他成本相差不顯著。由表10 可見，與對照相比，N1 處理能增加92.91 元/667m2的收入，而N2、N3 和N4 處理則分別減少336.09、346.35和1 039.70 元/667m2，可見，有機肥施用比例超過25%，煙葉生產效益降低。

3 結 論

（1） 以有機氮比例在25%（施有機肥100 kg/667m2）以下，能促進煙株早發和開片，有機氮超過50%煙株早發和開片反而不理想。

表9 不同有機無機肥配比對煙葉感官評吸質量的影響

表10 不同有機無機肥配比對煙葉生產環節的效益影響

（2） 以有機氮比例在12.5%（施有機肥50 kg/667m2）煙葉產值和上等煙比例最高，與對照（N0）相比，生產效益是增加的，當有機氮比例超過25%（施有機肥100 kg/667m2），隨著有機肥比例的增加，生產效益呈遞減趨勢。

（3）與對照（N0）相比，以有機氮比例在50%（施有機肥200 kg/667m2）以上有降低上部葉煙堿含量的作用，中部葉香氣指數B 值提高；而有機氮比例在25%（施有機肥100 kg/667m2）以下則有提高上部葉煙堿含量的作用，中部葉香氣指數B 值降低。其他常規化學成分各部位煙葉差異不明顯。

（4）隨著有機肥比例提高上部葉的各項感官評吸質量指標（尤其煙氣細膩度）均有明顯改善。中下部葉主要是100%有機肥處理各項感官評吸質量指標有一定改善，其他處理的感官評吸質量指標差異不明顯或無規律。

綜上所述，從烤煙生長、投入產出比、煙葉質量改善以及對土壤的養護綜合考慮，建議施有機肥控制在100 kg/667m2以下為宜。

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