不同碳氮比有機肥對植煙黃壤氮素的影響

陳忠莎， 黃 鶯，2*

(1.貴州大學 農學院， 貴州 貴陽 550025； 2.貴州省煙草品質研究重點實驗室， 貴州 貴陽 550025)

不同碳氮比有機肥對植煙黃壤氮素的影響

陳忠莎1， 黃 鶯1，2*

(1.貴州大學 農學院， 貴州 貴陽 550025； 2.貴州省煙草品質研究重點實驗室， 貴州 貴陽 550025)

為了解不同有機肥碳氮比(C/N)對植煙黃壤氮素含量及形態的影響，采用田間試驗方法，進行不同碳氮比有機肥(腐熟豬糞和秸稈)植煙土壤施肥試驗。結果表明：不同碳氮比有機肥均對土壤氮素具有明顯的緩釋作用，但對氮素形態的影響差異較大，C/N越高，土壤氮含量降低越慢，C/N越低，土壤氮釋放速度越慢；有機肥處理相對于純化肥處理土壤全氮含量提高7.48%～14.97%，提高最多的是碳氮比為25∶1的豬糞+秸稈；C/N為純豬糞的處理施肥后30天銨態氮含量最高，達24.41 mg/kg，30～120 d時明顯降低，表現為純豬糞(12.8∶1)>豬糞+秸稈(25∶1)>豬糞+秸稈(15∶1)>豬糞+秸稈(35∶1)>純秸稈(67.3∶1)>對照；在第30 d，純豬糞處理的植煙土壤硝態氮含量最高，純秸稈處理的硝態氮含量最低，移栽后60 d，處理間硝態氮含量差異顯著，純豬糞處理最高。

碳氮比； 有機肥； 土壤； 氮； 植煙黃壤

有機肥碳氮比(C/N)是影響氮素轉化的主要原因之一，而土壤的供氮能力對烤煙生長、發育及煙葉質量具有重要的作用[1-3]。土壤含氮量是土壤氮素礦化與積累平衡的結果，長期施用有機肥可提高土壤的氮素含量，促進土壤肥力的提升，可使土壤耕層(0～20 cm)全氮含量提高92.1%，下層土壤全氮增加更為明顯[4-5]。大量研究表明，有機肥碳氮比影響土壤中養分的礦化勢，進而影響烤煙的品質及產量構成[6-10]，有機肥C/N對養分轉化的影響，還受土壤微生物種類及數量、土壤養分組成等因素影響[11-15]。但有關不同C/N有機肥對植煙黃壤中氮素轉化的影響目前尚未見報道。因此，筆者就不同C/N有機肥對植煙黃壤中氮素轉化進行研究，以期尋找有利于烤煙氮素利用的有機肥C/N，為提高植煙黃壤煙葉的產量與品質提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗于2014年在貴州省安順市平壩縣龍山村進行。試驗地地勢平坦，灌排方便，土壤肥力中等，土質良好，代表性較強，試驗前茬作物為玉米。土壤類型為黃泥土，pH 5.42，有機質27.19 g/kg，全氮1.46 g/kg，銨態氮2.65 mg/kg，硝態氮20.95 mg/kg，速效磷16.55 mg/kg，速效鉀187.29 mg/kg。

1.2 試驗材料

供試烤煙品種為K326。供試肥料包括煙草專用復合肥(N∶P2O5∶K2O=10∶10∶23)，經過腐熟處理的豬糞和玉米秸稈，其中，營養結構相對穩定，豬糞中有機碳38.21%，全氮2.99%，全磷2.71%，全鉀2.70%，碳氮比12.76；秸稈中有機碳61.74%，全氮0.92%，全磷0.37%，全鉀0.69%，碳氮比67.31。

1.3 試驗設計

試驗共設6個處理。處理1～4分別為施C/N分別為12.8∶1(純豬糞)、15∶1(豬糞+秸稈)、25∶1(豬糞+秸稈)和35∶1(豬糞+秸稈)；處理5，施純秸稈(C/N為67.3∶1)，以不施有機肥為對照(CK)。各處理隨機區組排列，重復3次，共18個小區，小區面積30 m2。總施氮量為10 kg/667m2，其中有機肥提供總氮量的20%，其余80%由化肥提供，處理中有機肥磷、鉀差異部分分別用普鈣、硫酸鉀進行補充。

1.4 取樣與測定

為便于研究，采用樣袋處理法，將肥料與土壤混勻裝入網袋中埋入煙草根部，埋袋深度為地表以下5～20 cm，每小區埋入肥料樣袋6袋，且樣袋內土壤肥力狀況與小區一致，即樣袋中土壤肥力與袋外小區5點采樣法所得土壤的肥力相同。在烤煙移栽前取原始土樣，移栽后(4月23日)每30 d取1次樣用于土壤肥力測定,取樣共取7次，歷時180 d。取樣為袋中土壤。

土壤中全氮采用半微量開氏法[16]測定，銨態氮采用靛酚藍顯色法[17]測定，硝態氮采用紫外分光光度法[17]測定，全磷采用氫氧化鈉熔融—鉬銻抗比色法[17]測定，速效磷采用碳酸氫鈉浸提-鉬銻抗比色法[16]測定，速效鉀采用乙酸銨浸提—火焰光度法[17]測定，有機質采用重鉻酸鉀容量法-外加熱法[16]測定，pH值采用電位法[17]測定。

1.5 數據處理

運用DPS v7.05對試驗數據進行處理。

2 結果與分析

2.1 施肥后土壤中的全氮含量

由表1可知，不同碳氮比有機肥施入土壤后，土壤全氮含量明顯上升，由初始值的1.46 g/kg上升至1.71 g/kg以上，各處理在調查期間的土壤全氮含量的變化趨勢基本一致，即在施肥后的30～90 d，土壤全氮含量下降，以對照處理的降幅最大，90 d后趨于穩定，150 d后土壤全氮含量略有增長。在施入不同碳氮比有機肥30 d時，有機肥分解后可補充土壤氮素，此時烤煙處于還苗生根期，對氮素需求量小，因此土壤中氮含量較高，增幅為16.81%～20.48%，且對照處理增幅最大。有機肥施入30～90 d時，烤煙處于團稞期及旺長期，對氮素需求量較大，全氮含量呈大幅度下降趨勢，但均低于對照，主要是因為有機質有較強的吸附性能，緩解了氮素流失。有機肥施入120 d時，烤煙處于成熟采烤階段，對氮素需求量較小，土壤全氮含量趨于穩定，在150 d，烤煙對氮素需求較小，但由于該時段降雨較多有部分氮素損失，180 d時烤煙采烤結束，煙株枯死，根部在微生物的作用下腐爛，使得土壤中全氮含量呈小幅度升高。

不同碳氮比有機肥配施后土壤全氮含量有明顯提高，幅度在0.82%～5.11%，提高幅度優于對照，說明有機肥具有明顯的緩釋效果。化肥處理能夠迅速提高土壤氮素含量，但其含量下降也較快，碳氮比為35∶1的豬糞+秸稈與純秸稈(67.3∶1)處理土壤全氮增長較慢，降低也較慢，純秸稈處理的土壤全氮含量在90 d以后均高于純豬糞處理，高出3.66%～8.55%，因此，C/N越高，土壤全氮含量降低越慢。

表1 不同碳氮比有機肥施用后30～180 d植煙土壤中全氮的含量

Table 1 Total nitrogen content in tobacco-growing soil after applying organic manures with various C-N ratio for 30～180 d mg/kg

注：同一列不同小寫字母表示差異達0.05顯著水平，下同。

Note: Different lowercase letters in the same column indicated 5% significant level.The same below.

2.2 施肥后土壤中銨態氮的含量

由表2看出，不同碳氮比有機肥配施后，土壤銨態氮含量明顯升高，且純豬糞(12.8∶1)處理的植煙土壤30 d時銨態氮含量較高，達24.41 mg/kg，為烤煙整個大田生育期的最高值，主要由于有機肥施入土壤后分解形成銨態氮，補充了土壤中銨態氮含量，而且烤煙處于幼苗期，需求量較小所致。在30～120 d，土壤銨態氮含量明顯降低，降低幅度為純豬糞>豬糞+秸稈(25∶1)>豬糞+秸稈(15∶1)>豬糞+秸稈(35∶1)>純秸稈>對照，一方面是因為銨態氮開始向硝態氮轉化，另一方面烤煙生長旺盛，吸收較多的銨態氮。至150 d，除碳氮比為25∶1處理外，其余處理含量有小幅度升高，且純豬糞處理的植煙土壤銨態氮含量最高，主要是烤煙處于采烤階段，煙株逐漸枯死，根部在微生物的作用下腐爛，并被微生物所固定，使得土壤中銨態氮含量有小幅度升高。到180 d，不同處理間土壤銨態氮含量均有所降低，主要是因為烤煙采烤結束，煙株枯死，微生物活性降低，釋放其所固定的銨態氮，被部分雜草生長吸收所致。但總體上，銨態氮含量比初始值均有所增加。

表2 不同碳氮比有機肥施用后30～180 d植煙土壤中銨態氮含量

Table 2 Ammonium nitrogen content in tobacco-growing soil after applying organic manures with various C-N ratio for 30～180 d mg/kg

在30 d時，土壤銨態氮含量升高，含量依次為純豬糞(12.8∶1)>豬糞+秸稈(25∶1)>豬糞+秸稈(35∶1)>純秸稈(67.3∶1)>對照>豬糞+秸稈(15∶1)，因此C/N為12.8∶1、25∶1和35∶1的處理更有利于提高植煙土壤銨態氮含量。在60 d時，土壤銨態氮含量降低幅度較大，順序為純豬糞(12.8∶1)>豬糞+秸稈(25∶1)>對照>純秸稈(67.3∶1)>豬糞+秸稈(15∶1)>豬糞+秸稈(35∶1)，因此，C/N越高，銨態氮降低得越緩慢。在90 d時，土壤銨態氮含量持續下降，依次為純豬糞(12.8∶1)>豬糞+秸稈(35∶1)>豬糞+秸稈(15∶1)>純秸稈(67.3∶1)>豬糞+秸稈(25∶1)>對照，在這一時期，純豬糞處理降低幅度較大。

2.3 土壤硝態氮含量

由表3可知，不同處理土壤硝態氮含量整體呈增長→下降→平衡的變化趨勢，各處理變化趨勢一致。30 d時，因肥料的施入土壤硝態氮含量迅速增加至最高值，因不同碳氮比有機肥的保肥性不同，純豬糞處理的植煙土壤硝態氮含量最高，純秸稈處理的硝態氮含量最低，之后土壤中硝態氮含量逐漸減少，至移栽后30 d時，硝態氮含量趨于較低穩定水平,主要是此時烤煙處于團稞期和旺長期，對氮素需求量較大，而烤煙可直接吸收利用土壤硝態氮，因此在植煙土壤中的硝態氮含量較低。移栽后60 d，各處理土壤硝態氮含量差異顯著，純豬糞處理硝態氮含量最高，其次是碳氮比為15∶1的，各碳氮比有機肥處理均高于對照處理46.94%以上。90～150 d，硝態氮含量無顯著差異，且含量較低，主要是因為烤煙生長吸收，肥料分解對其有一定補充。

施肥后30 d時，各處理的土壤硝態氮含量不同，表現為純豬糞(12.8∶1)>豬糞+秸稈(35∶1)>豬糞+秸稈(25∶1)>對照>豬糞+秸稈(15：1)>純秸稈(67.3∶1)，由此可見，純豬糞處理更有利于提高硝態氮含量，純秸稈處理提高得最為緩慢。在60 d時，土壤硝態氮含量急劇下降，降低幅度為對照>豬糞+秸稈(25∶1)>豬糞+秸稈(35∶1)>純秸稈(67.3∶1)>純豬糞(12.8∶1)>豬糞+秸稈(15∶1)，原因是化肥中的氮素容易流失，有機肥則具有保肥的效果，C/N越低，硝態氮降低得越緩慢，釋放也較慢。

表3 不同碳氮比有機肥施用后30～180 d植煙土壤中硝態氮的含量

Table 3 Nitrate nitrogen content in tobacco-growing soil after applying organic manures with various C-N ratio for 30～180 d mg/kg

3 結論與討論

1) 不同碳氮比有機肥配施可明顯提高土壤中全氮含量，有機肥處理比純化肥處理土壤全氮提高7.48%～14.97%，提高得最多的是碳氮比為25∶1的豬糞+秸稈處理。不同碳氮比有機肥配施對土壤銨態氮含量有明顯提高效果，純豬糞(12.8∶1)處理的植煙土壤在30 d時銨態氮含量最高，達24.41 mg/kg；30～120 d時土壤銨態氮含量明顯降低，一方面是因為銨態氮開始向硝態氮轉化，另一方面烤煙生長旺盛，吸收較多的銨態氮。總體上來看，銨態氮含量相比初始值均有所增加。不同碳氮比有機肥配施對土壤硝態氮含量有顯著影響，在第30天，純豬糞處理的植煙土壤硝態氮含量最高，純秸稈處理的植煙土壤硝態氮含量最低，隨后土壤中硝態氮含量逐漸減少，至移栽后兩個月，硝態氮含量趨于較低穩定水平。移栽后60 d，處理間硝態氮含量差異顯著，純豬糞處理硝態氮含量最高，其次是碳氮比為15∶1的豬糞+秸稈處理，各碳氮比有機肥處理均高于對照46.94%以上。

2) 不同碳氮比有機肥對土壤氮素均有明顯的緩釋作用，但對氮素形態的影響差異較大，C/N越高，土壤氮含量降低越慢，C/N越低，土壤氮釋放速度越慢。烤煙植煙土壤中全氮、銨態氮、硝態氮變化趨勢一致，氮素不同形態含量不僅受到所施肥料種類的影響，還受到烤煙需肥規律及微生物分解能力的影響，烤煙前期需要較多的氮素供應，而中后期需求量逐漸降低，若煙株生育后期土壤氮素供應過多，則會導致煙葉總氮、煙堿含量過高而總糖，還原糖含量偏低，不利于烤煙品質的協調性[18]。土壤酸堿度、鉀素供應都會影響烤煙品質[19-20]，但由于烤煙對氮素需求的較高要求，找出適合烤煙生長的有機肥碳氮比后，仍需進一步研究土壤微生物、可礦化氮與烤煙需肥規律的關系，結合烤煙各時期的生物量，從而得到氮素的有效吸收量，以更好地提高烤煙品質。

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(責任編輯： 聶克艷)

Effects Organic Manures with Different C-N ratio on Nitrogen in Tobacco-growing Yellow Soil

CHEN Zhongsha1， HUANG Ying1,2*

(1.AgriculturalCollege，GuizhouUniversity，Guiyang,Guizhou550025; 2.GuizhouKeyLaboratoryforTobaccoQuality，Guiyang,Guizhou550025，China)

To explore the effects of organic manures with different C-N ratio on nitrogen in tobacco-growing yellow soil, a field experiment was conducted to explore the fertilizing effects of organic manures with different C-N ratio(decomposed pig manure and straw) in tobacco-growing yellow soil. Results: Organic manures with various C-N ratio had obvious sustained-release effects on soil nitrogen, while the effects on nitrogen forms varied greatly. The higher the C-N ratio, the slower the decreasing of soil nitrogen content. The lower the C-N ratio, the slower the N release rate; The total nitrogen content of organic manure treatments enhanced by 7.48～14.97% compared with chemical fertilizer treatment, the treatment of pig manure+straw(C-N 25∶1) enhanced the most; Ammonium nitrogen content of pure pig manure treatment reached the highest, 24.41 mg/kg, after applying for 30 days, and significantly decreased during 30～120 d, followed the sequence of pure pig manure(12.8∶1)>pig manure +straw(25∶1)>pig manure +straw(15∶1)>pig manure+straw(35∶1)>straw(67.3∶1)>CK; On the 30thlater, nitrate nitrogen concentration of pure pig manure treatment reached the highest, while that of pure straw treatment reached the lowest. 60 days later, nitrate nitrogen concentration of different treatments varied significantly and pure pig manure treatment was of the highest content.

C-N ratio; organic manure; soil; nitrogen; tobacco-growing yellow soil

2015-12-14； 2016-04-14修回

貴州省農業攻關計劃項目“提高煙葉香味品質的有機肥配施技術研究與示范”[黔科合NY字(2012)3017]；貴州省煙草公司科技項目“有機肥對煙葉致香物質的影響及其機理研究”(2013-04)

陳忠莎(1990-)，女，在讀碩士，研究方向：養分管理與環境質量。E-mail：1294314120@qq.com

*通訊作者：黃 鶯(1973-)，女，副教授，碩士，從事土壤肥力及農田環境研究。E-mail：316452492@qq.com

1001-3601(2016)04-0164-0075-04

S141

A