三種有機肥對烤煙生長發育及煙葉產質量的影響

任婷婷，李天衛，張永峰，黨軍政，耿 偉，劉寶宜，劉 劍，徐宗昌，計 玉，杜興華

(1．中國農業科學院 煙草研究所，山東 青島 266101;2．陜西省煙草專賣局(公司)煙葉處，陜西 西安 710061;3．陜西省煙草公司 商洛市公司，陜西 商洛 726003;4．陜西省煙草公司 安康市公司，陜西 安康 725000;5．上海煙草集團有限責任公司，上海 200082)

煙草是我國重要的經濟作物，隨著現代煙草農業向綠色農業、生態農業、循環農業建設發展，人們對煙草及其制品提出了更高的安全性要求。煙葉品質的好壞與生產效益密切相關，煙葉品質的提高、無公害生產成為煙草產業發展的必然趨勢[1]。煙草品種、環境因素、種植制度、栽培措施、施肥模式、加工工藝等均對烤煙煙葉質量有重要影響，而施肥類型和施肥技術則是影響烤煙品質最重要的因素之一[2]。當前煙草生產中，煙農施肥普遍存在過度依賴單一化肥的現象，長期過量的化肥投入導致植煙土壤生態惡化嚴重，如土壤板結、酸化、微生物多樣性降低、土壤持續供肥能力下降，進而導致煙葉營養比例失調，煙葉香氣不足、煙堿含量過高和煙葉內在化學成分不協調，煙葉產品質量受到很大影響[3]。大量研究表明，有機肥的施用可以活化土壤養分、增強土壤肥力，能有效促進煙株生長發育，提高煙葉內外品質和經濟性狀，已成為烤煙生產中提高烤煙產量和品質的有效措施。增施有機肥一方面能夠改善植煙土壤的理化性質、培肥地力、提高作物抗病能力，同時也能緩解作物的連作障礙程度[4]。另一方面能夠提高土壤養分的供應能力，促進煙株中上部葉的開片，改善烤煙的群體光合特征，提高光合效率，最終利于煙葉干物質的積累和糖分的生成，從而改善烤煙品質[5]。

有機肥和無機肥料配合施用不僅可以協調烤煙在整個生長季節所需營養元素的平衡吸收[6]，還可以提高肥料利用率，減少化肥使用量的同時，降低土壤污染風險，提高施肥的整體效益[7]，更有利于煙株的生長發育和煙葉各項品質的提高，增加煙農的經濟效益[8]。

筆者以海大海藻有機肥、明月海藻有機肥和農特生物有機肥為研究對象，在常規煙草專用復合肥的施肥基礎上，研究不同有機肥施用水平對陜西安康煙區煙草田間植物學性狀、農藝性狀、病蟲害發生情況、產量、煙葉品質和煙農收益的影響，從而為當地植煙土壤有機-無機肥的最優平衡配施方案提供理論依據和生產指導。

1 材料與方法

1.1 試驗地點概況

試驗于2019年4-10月進行，試驗地點位于陜西省安康市旬陽縣金寨鎮寨河村(N：32°41′33″，E：109°29′43″)進行。旬陽縣金寨鎮4-10月均溫21.43℃，月均降水量431.79 mm。試驗地土壤為黃褐土，試驗地塊坡度平緩，四周開闊，農業排灌條件良好，肥力中等。土壤pH6.7，有機質18.38 g·kg-1，堿解氮91 mg·kg-1，速效磷33.3 mg·kg-1，速效鉀376.1 mg·kg-1。

1.2 實驗材料

肥料產品主要是海大海藻有機肥、明月海藻有機肥、農特生物有機肥；煙草品種為云煙97。

1.3 實驗設計

煙草種植前的土地平整、底肥施用等情況按照當地正常生產要求開展。實驗設計增施三種有機肥作為基肥，共設置9個處理和1個對照。對照即為正常生產田塊，不額外施加有機肥(CK-對照：煙草專用復合肥975 kg·hm-2)，其余9個實驗處理如下：處理1，煙草專用肥975kg·hm-2+海大海藻有機肥375 kg·hm-2；處理2，煙草專用肥975kg·hm-2+海大海藻有機肥600 kg·hm-2；處理3，煙草專用肥975kg·hm-2+海大海藻有機肥900 kg·hm-2；處理4，煙草專用肥975kg·hm-2+明月海藻有機肥375 kg·hm-2；處理5，煙草專用肥975kg·hm-2+明月海藻有機肥600 kg·hm-2；處理6，煙草專用肥975kg·hm-2+明月海藻有機肥900 kg·hm-2；處理7，煙草專用肥975kg·hm-2+農特生物有機肥375 kg·hm-2；處理8，煙草專用肥975kg·hm-2+農特生物有機肥600 kg·hm-2；處理9，煙草專用肥975kg·hm-2+農特生物有機肥900 kg·hm-2。每個實驗處理面積為100 m2，每個處理設置3個重復，隨機區組設計分布。

1.4 測定項目

(1)植物學性狀。在旺長期(栽后50 d)進行，主要記錄株型、葉型、葉色、莖葉角度、主脈粗細、田間整齊度、成熟特性以及移栽后長勢等植物學描述性狀。

(2)農藝性狀。在平頂期每個試驗區選擇長勢較為一致的 10 株有代表性煙株，調查株高、有效葉片數、莖圍、節距和最大腰葉的長與寬。測定方法參考《煙草農藝性狀調查測量辦法》(YCT142-2010)。

(3)田間自然發病情況。在團棵、旺長、平頂期采用5點調查法調查各試驗區的煙株主要病害的自然發病率。調查病害主要包括根莖類病害，如黑脛病、青枯病、根黑腐病、根結線蟲病等；葉斑類病害，如白粉病、赤星病、野火病、角斑病、蛙眼病、炭疽病、氣候斑點病等；病毒類病害，主要包括煙草普通花葉病毒病(TMV)、黃瓜花葉病毒(CMV)以及馬鈴薯Y病毒(PVY)等。調查方法和標準參照煙草國家標準GB/T 23222-2008 《煙草病蟲害分級及調查方法》執行。

(4)經濟性狀。各處理小區單收，分開掛竿烘烤調制，烤后煙葉參照GB2635-1992的分級標準進行煙葉分級。統計煙葉總產量、上等煙葉比例、上中等煙葉比例，按照當年指導收購價統計均價、總產值等經濟學性狀。

(5)烤后煙葉理化性質。烤后煙物理性狀調查項目主要包括單葉重、平均長和寬、梗重以及含梗率，檢測方法為在復水平衡之后的煙草樣品中隨機抽取5片煙葉，分別稱量單葉重、葉長、葉寬數據，然后去掉煙葉留下煙梗，稱量煙梗的重量，取平均數做為測量指標的數值；化學指標測定項目主要包括總煙堿含量(Nic)、總糖(Ts)和還原糖(Rs)含量、總氮(Tkn)，K，Cl，pH以及淀粉含量，并根據結果計算氮堿比、糖堿比以及鉀氯比，評估烤后煙葉質量；化學指標測定按照標準DB53/T 498-2013的標準進行。樣品前處理方法為：煙葉去梗后置于60℃烘箱中過夜烘干，用研磨機磨成粉末后過60目篩子后備用，使用近紅外光譜儀進行測定。

1.5 統計分析

實驗數據采用Excel 2010軟件進行數據整理，用SPSS 13.0軟件在0.05水平進行顯著性差異分析。

2 結果

2.1 不同施肥處理烤煙植物學性狀

由表1可知，移栽期增施不同種類有機肥料對煙草田間長勢的影響主要體現在葉色上，各個處理之間對煙草的株型、葉型、莖葉角度、主脈粗細、田間整齊度、成熟特性以及移栽后生長勢的影響均未見明顯差異。在葉色方面，處理6增施明月海藻有機肥高肥處理煙草葉色要比對照明顯更綠。

表1 煙草植物學性狀調查

2.2 不同施肥處理烤煙農藝性狀

由表2看出：移栽期增施有機肥對煙株生長有促進作用，所有處理農藝性狀測量值均大于對照處理，除處理1海大海藻低肥處理節距比中、高肥處理的大外，其他各個不同有機肥施肥梯度處理，隨著有機肥施肥量加大，各項測量指標值均有增加趨勢。其中莖圍，各有機肥處理比對照增長最大的分別是處理3，處理6和處理9均比對照增加4.30%。各有機肥對最大葉長、最大葉寬、以及有效葉片數等農藝性狀指標促進顯著性最大的處理分別是處理3，處理9和處理3，基本都是遵循有機肥施用濃度越高對煙草生長發育的增強作用越強的規律。同時在上部葉成熟過程中觀察，施用農特生物有機肥中、高肥處理，上部煙葉落黃稍慢，耐熟性好，開片稍好，其他處理僅僅從田間觀察表現上看，長勢差異不明顯；其中施用農特生物有機肥的實驗效果較好。

表2 煙草農藝性狀分析

2.3 不同施肥處理烤煙田間自然發病情況

由表3可以看出：所有處理在團棵、旺長、圓頂時期，都有不同程度病害發生或者混合發生，但都在可控范圍內，但從病蟲害發生規律上比較基本差異不大，測量結果與田間整體肉眼觀察基本一致。

表3 煙草各生育時期病害調查

2.4 不同施肥處理烤后煙葉經濟性狀

由表4看出：除處理1外，其他各增施有機肥的處理在產量、產值以及上等煙比例等經濟學性狀的表現均要比對照好，且以處理9(增施農特有機肥900 kg·hm-2)最好，其次為處理8(增施農特有機肥600 kg·hm-2)。總產值方面，處理9和處理8分別比對照提高了6.55% 和5.39%；上中等煙比例方面分別比對照提高了4.05%和3.09%。雖然處理1的總產量低于對照，但上等煙比例和均價都高于對照，總產值也比對照提高了1.95%。以有機肥種類來看，無論是產量、產值還是上中等煙比例方面，均為農特生物有機肥處理>明月海藻有機肥處理>海大海藻有機肥處理。且不同種類有機肥處理中隨著有機肥增施量的不斷加大，各經濟學性狀表現均逐漸增強。總產值方面，處理9、處理6和處理3分別比對照提高了6.55%、 4.20%和4.14%，上中等煙比例方面分別比對照提高了4.05%，2.10%和1.38%。

表4 烤后煙葉經濟性狀調查

2.5 不同施肥處理烤后煙葉理化性質

烤后煙葉分級后，對烤后煙上部煙葉B2F和中部煙葉C3F進行物理指標和內在化學成分測試，結果見表5。增施有機肥處理能夠有效降低B2F和C3F煙葉含梗率和總煙堿含量。單葉重方面，雖僅有B2F煙葉中施用農特生物有機肥處理7和處理9的單葉重高于對照，表現出增加單葉重的現象外，其他各處理單葉重均低于對照，但仍能看出不同有機肥種類對單葉重影響的差異，以農特生物有機肥處理>明月海藻有機肥處理>海大海藻有機肥處理。且在煙葉含梗率方面，B2F煙葉中以農特生物有機肥明顯處理低于對照外，其他處理均高于對照。C2F煙葉中除海大海藻有機肥中、低肥處理1和處理2高于對照外，其他處理均低于對照。B2F和C3F煙葉都以施用農特生物有機肥處理的含梗率低于對照。各處理間B2F和C3F煙葉的葉長、葉寬等指標無特定變化規律，差異不明顯。

施用有機肥處理的煙葉其內在化學成分相對更加協調(表5)。增施有機肥能夠有效提高B2F和C3F煙葉的鉀含量和鉀氯比，一定程度降低煙葉的總煙堿含量并提高氮堿比，這些內在化學成分指標基本都遵循隨著有機肥料用量的增加而趨于更加協調。鉀含量方面，各處理B2F煙葉鉀含量以施用明月海藻有機肥中、高肥處理增加幅度最大，其次為施用海大海藻有機肥處理；各處理平均比對照高35%，最高處理7比對照增長高達99%。各處理C3F煙葉鉀含量以施用明月海藻有機肥高肥處理增加幅度最大，其次為施用農特生物有機肥中、低肥處理；各處理平均比對照高13%，最高處理6比對照增長42%。鉀氯比方面，B2F煙葉鉀氯比最高的處理分別是處理3，處理5和處理7，C3F煙葉鉀氯比最高的處理分別是處理3，處理6和處理7，比值在3.6～6.7之間，符合優質煙葉鉀氯比指標范圍并且要明顯優于對照和其它處理。總煙堿方面，B2F煙葉煙堿含量最低處理7比對照降低48%，C3F煙葉總煙堿含量最低處理9比對照降低24%。各處理B2F和C3F煙葉氮堿比均比對照提高。整體而言，各處理煙葉總糖、總氮、總煙堿含量均在優質煙葉要求范圍內。

表5 B2F 和C3F煙葉烤后理化性質指標

3 討論

烤煙施肥是提高煙葉產量和品質的重要管理措施。有機肥因其具有活化土壤養分、強化土壤保水保肥性能等優點，被廣泛應用到烤煙種植上。有機肥和無機肥配合施用利于烤煙生長發育，對于提高煙葉的產量和品質具有重要作用。

眾多研究表明，施用有機肥能夠改良土壤結構，提高土壤有機質含量[9]，改善礦物質含量情況[10]，提高土壤中鉀與磷的有效性，減少鉀離子的淋失，增加土壤保水保肥性能[11]。增施有機肥還可調節土壤菌群結構，改善土壤微環境，不僅增加土壤中微生物種類和數量，還為微生物的生存提供養分和場所，提高土壤微生物活性和功能多樣性。功能微生物能夠有效定殖在煙株根際土中,形成優勢種群從而抑制根際病原微生物的生長繁殖，對有害病原微生物起到拮抗作用，減少有害微生物對煙株的侵染和危害，進而有效提高煙株的抗病能力。另有研究指出還能夠提高烤煙初期防御酶的活性[12～15]。眾多研究也證實，配施有機肥能降低田間煙株的病害發生率并控制病情，如對煙草青枯病、黑脛病等病害有一定的防控作用[16～18]。

施用有機肥能協調煙株營養的均衡供應，如增加堿解氮、速效鉀、全磷等養分供應水平；提高煙株對化肥氮素的利用效率[19]，保證煙株對大量元素的平衡吸收，還能滿足煙株對中、微量元素的營養需求，使營養成分更加協調，從而促進煙株根系發育，提高煙株根系活力，利于對鉀的吸收，增加煙葉內含物[20]。能夠促進煙株早生快發，縮短煙株生育后期，改善生育后期鉀肥供應問題，促進煙株成熟落黃，提高煙葉田間成熟度[21]。有利于縮小煙葉部位之間質量差異, 改善烤后上部煙葉等級結構，提高煙葉可用性[22]。

另有研究表明，有機肥還含有能促進作物生長和增強抗逆性的維生素、激素、酶、生長素、泛酸等植物生長活性物質。能夠刺激煙株地上部的生長，增強煙株長勢，不僅促進植株增高，莖圍加大，有效葉片數增多、葉面積增大、并促進上部煙葉的開片[23]，利于大田煙株的通風透氣，提高煙葉光合效率[24]，促進上部葉片干物質積累量的增加[25],進而促進煙葉產量的形成。還能有效降低上部煙葉氮和煙堿含量,促進糖類、芳香物質的積累，提高煙葉中鉀含量，使初烤后煙葉各化學成分之間比例更加協調，提高初烤煙葉感官質量。提高烤煙的經濟指標，增加煙農經濟效益[26～28]。

在筆者研究中，施用3種有機肥的各處理煙株在株高、葉長、葉寬、莖圍等農藝性狀方面都較對照有了明顯提升，與眾多研究表明的施用有機肥能促進烤煙生長發育結果一致，干物質量的增加進而提高了煙葉產量，施用農特生物有機肥中、高肥處理的產量分別比對照增加了117 kg·hm-2和99.45 kg·hm-2,產值更是分別增加了2 991.60元·hm-2和2 462.10元·hm-2,經濟效益顯著提高，更是增加了煙農的經濟收益。

鉀含量是決定煙葉品質的一個關鍵因素，它能夠顯著改善煙葉的燃燒性，增進煙葉香氣和感官評吸質量，被稱為煙草的“品質元素”。在筆者研究中，施用不同種類有機肥B2F和C3F煙葉中鉀含量均呈現不同程度的上升，且以明月海藻有機肥和農特生物有機肥處理效果較好。與眾多研究所表明的施用有機肥能夠顯著提升烤后煙葉中鉀離子的含量，改善煙葉品質的結果一致。原因也許一方面是因為施用有機肥能夠分解有機酸，利于溶解土壤中的難溶性鉀，使土壤速效鉀含量得以提高，在烤煙生育后期仍可為煙株提供充足的鉀離子，另一方面施用有機肥可以提高土壤的保肥能力，降低鉀離子的淋失，進而促進煙葉中的鉀含量的積累。

通過試驗結果可知，有機肥配合施用煙草專用復合肥在改善煙葉產質量上有一定的效果，并且以施用農特生物有機肥的煙株長勢、外觀質量、產值、上等煙比例均最好，能夠顯著提高煙葉品質，產量、產值,增加煙農經濟效益。