草木犀翻壓時期和化肥用量對烤煙生長和產量的影響

魏媛 常春麗 李金秋 王盼盼 賀國強 敖紅 王晶英

摘 要：為明確植煙區草木犀用作綠肥的最適翻壓時期和烤煙適宜化肥用量，通過田間試驗研究了草木犀在3個時期（營養生長期、初花期、盛花期）翻壓以及配合化肥的3個用量（不施肥、70%常量施肥和常量施肥）對烤煙生長和產量的影響。結果表明，同一化肥用量下，隨著翻壓時期的推遲，烤煙的凈光合速率、蒸騰速率和葉片羧化效率均顯著提高，胞間二氧化碳濃度顯著降低;烤煙的經濟性狀提高，以盛花期翻壓最優，盛花期翻壓處理的上中等煙比例、產量和產值分別較營養生長期翻壓的顯著提高18.09%、20.00%和36.29%。同一時期翻壓，隨著配施化肥用量的增加，光合特性及烤后煙葉的經濟性狀先增加后降低，均在70%常量施肥量達最大值。可見，草木犀翻壓時期的推遲配合化肥用量的適當減施可提高烤煙的光合作用強度，促進干物質的積累，增值提產效果明顯，以盛花期翻壓配70%常量化肥為宜。

關鍵詞：烤煙;綠肥;草木犀;翻壓;化肥用量

Abstract： In order to clarify the most suitable period of Melilotus officinalis?（L.） Pall ploughing as a green manure in tobacco-growing areas and the appropriate amount of chemical fertilizers for flue-cured tobacco， field experiments were conducted to study the effects of Melilotus officinalis?（L.） Pall at three stages （vegetative growth period， initial flowering period， and full flowering period） and combined with chemical fertilizers. The effects of three dosages （no fertilization， 70% constant fertilization and constant fertilization） on the growth and yield of flue-cured tobacco were analyzed. The results showed that： under the same fertilizer dosage， with the delay of the ploughing period， the net photosynthetic rate， transpiration rate and leaf carboxylation efficiency of flue-cured tobacco were significantly increased and the intercellular carbon dioxide concentration was significantly decreased. The full flowering stage was the best， with the proportion of upper medium tobacco， yield and output value at the full flowering stage significantly increased by 18.09%， 20.00% and 36.29% respectively compared with the vegetative growth period. During the same period of ploughing， with the increase of fertilizer dosage， the photosynthetic characteristics and economic traits of flue-cured tobacco increased first and then decreased， all reached the maximum value of constant fertilizer application at 70%. It can be seen that on the basis of ploughing Melilotus officinalis （L.） Pall， the photosynthetic intensity of flue-cured tobacco could be improved by delaying the ploughing period and reducing the amount of chemical fertilizer， promoting the accumulation of dry matter， with obvious value-adding effects. It was suggested that 70% constant （30% reduction） of chemical fertilizer application rate should be adopted at the full flowering stage.

Keywords： flue-cured tobacco; green manure; Melilotus officinalis?（L.） Pall; ploughing; fertilizer consumption

近年來，化學肥料的過量使用導致土壤板結化，透水透氣性差，有機質含量下降[1-2]，煙苗對肥料的有效利用率降低，田間生長狀態不佳，烤后煙葉的品質和產量下降[3-5]。綠肥是一種含養分完全的生物有機肥源[6]，已有大量研究表明在連作煙田冬季閑置時間種植并翻壓綠肥不但能減輕連作障礙，而且能提升土壤有機質含量，起到疏松土壤、活化和富集土壤中速效養分[7-9]、改善煙葉外觀和評吸質量、增加土壤微生物和酶活性[10-11]的作用。綠肥只有在適宜的時期翻壓，才能最大化發揮肥效。過早翻壓，由于其生長時間短，植株幼嫩，干物質積累量小，壓青還田后腐解釋放速率快，因此養分保留時間短。而過晚翻壓，由于其已木質化，養分釋放緩慢[12]，翻壓后在土壤中的腐解周期加長。因此，過早或過晚翻壓均不利于綠肥的腐解。黃凱等[13]研究表明在烤煙移栽前30 d翻壓箭舌豌豆，烤煙的經濟性狀指標高于或接近常規施肥。付云章等[14]研究表明，于盛花期翻壓光葉紫花苕子，土壤中的堿解氮、速效鉀含量高于盛花期前、后翻壓。翻壓綠肥可代替部分化肥，劉勝良等[15]研究表明，翻壓光葉紫花苕子還田后減氮40%，烤煙產量和產值高于常規施肥。石楠等[16]研究表明，翻壓箭舌豌豆后減氮9～18 kg/hm2，可提高烤煙的產量，促使煙葉的化學成分更加協調。盧鈺升等[17]研究表明，施用有機肥后減氮15%，可提升烤煙的產量和土壤肥力。前人的研究主要集中在綠肥翻壓時期或配施化肥用量單因素對烤煙生長及經濟性狀的影響方面。然而，關于綠肥翻壓時期配合化肥用量對烤煙大田生長、光合特性和經濟性狀的影響卻鮮見報道。因此，在黑龍江省牡丹江市開展了以草木犀作為綠肥，在3個時期（營養生長期、初花期、盛花期）翻壓，第2年種植烤煙后配合化肥的3個用量（不施肥、70%常量、常量施肥），測定了烤煙團棵期和平頂期的農藝性狀、光合特性和經濟性狀指標。旨在為我國東北煙區提出不同翻壓時期與化肥用量的合理匹配方案，指導煙區轉變傳統施肥方式，生產優質烤煙。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗于2016年3月至2017年12月在黑龍江省牡丹江市寧安范家鄉（牡丹江煙草科學研究所實驗站）進行。試驗田地處我國寒帶東部，屬于高緯度大陸季風氣候，四季分明，氣候嚴寒，雨熱同季。全年日照時間約2400 h，年平均氣溫6 ℃，無霜期138 d，年降水量約582 mm。供試土壤的基本理化性質：有機質含量23.07 g/kg，pH 7.22，堿解氮含量95.60 mg/kg，速效磷和速效鉀含量分別為26.00和270.13 mg/kg，全氮、全磷含量分別為1.38 g/kg、67.83 mg/kg。土壤質地為河淤土。烤煙品種為龍江911，綠肥為草木犀（1年生）。

1.2 試驗設計

試驗為裂區設計，主區為草木犀的翻壓時期，設置3個翻壓時間。草木犀于2016年6月24日播種，播種量37.00 kg/hm2，分別于營養生長期（8月2日，T1，翻壓干質量19.35 t/hm2）、初花期（8月20日，T2，翻壓干質量22.93 t/hm2）、盛花期（9月10日，T3，翻壓干質量32.18 t/hm2）翻壓。副區為化肥用量，設3個用量：H1（不施肥），H2為70%常量（純氮31.50 kg/hm2、P2O5 42.00 kg/hm2，K2O 105.00 kg/hm2），H3為施肥常量（純氮45.00 kg/hm2、P2O5 60.00 kg/hm2，K2O 150.00 kg/hm2）。烤煙于2017年5月12日移栽，行距110 cm，株距50 cm。田間管理按照當地大田管理規范操作。3次重復，共27個小區，小區面積66 m2。

1.3 測定指標與方法

1.3.1 烤煙農藝性狀 依照煙草農藝性狀調查檢測方法（YC/T 142—2010）分別于團棵期（2017-06-24）和平頂期（2017-07-18）測定煙株的株高及有效葉片數，每個處理測3株。

1.3.2 光合特性 用便攜式光合儀CI-340（美國CID），分別在團棵期、平頂期的晴天上午9：00至11：00測定，測定最大葉的光合參數，檢測位置為葉片主葉脈兩側的居中部位，讀數持續1 min（待儀器穩定），檢測得到煙葉自然光照下的凈光合速率（Pn）、蒸騰速率（Tr）、胞間二氧化碳濃度（Ci）、氣孔導度（Gs），每個處理測3株。計算單葉水分利用率（WUE）和葉片羧化效率（CE），其中WUE=Pn/Tr，CE=Pn/Ci。

1.3.3 煙葉主要經濟性狀 根據烤煙國標GB 2635 —1992對烤后煙葉分級測產記值，包括單葉重、上中等煙比例和產量，按照2017年煙葉等級價格計算均價和產值。

1.4 數據統計方法

通過Excel 2016和SPSS 17.0對試驗數據進行統計分析。

2 結 果

2.1 對烤煙農藝性狀的影響

由表1可知，同一翻壓時期下，隨配施肥量的增加，葉片數和株高整體表現為先增加后降低即H2>H3>H1，偶有H2=H3>H1或H3>H2>H1，但是H2和H3均無顯著差異，可見，在試驗中所采用的3個翻壓時期下，配施70%常量施肥量的株高和葉片數與施肥常量效果相當，且效果均好于不施肥。

同一施肥量下，隨翻壓時期的推遲，葉片數和株高整體表現為升高即T3>T2>T1，葉片數偶有T3>T2=T1或T2>T1=T3，但是T1、T2和T3的葉片數差異不顯著，表明翻壓時期對葉片數影響較小，翻壓時期的推遲主要促進烤煙株高增高。因此，翻壓時期的推遲結合恰當的施肥量有利于促進烤煙地上部分的生長。

方差分析結果表明（表2），翻壓時期和施肥量均顯著影響烤煙團棵期的株高，同時施肥量又顯著影響烤煙平頂期的葉片數，翻壓時期×施肥量無顯著交互作用。

2.2 對烤煙光合特性的影響

各處理團棵期烤煙光合特性如表3、表4所示，各處理打頂期烤煙光合特性見表5、表6。

由表3和表5可知，同一翻壓時期下，隨配施化肥用量增加，凈光合速率和氣孔導度均呈先增加后降低的趨勢，表現為H2>H3>H1，均在H2達最大值。在同一施肥量下，隨翻壓時期的推遲，凈光合速率、蒸騰速率和葉片羧化效率升高，表現T3>T2>T1，均在T3達最大值;胞間二氧化碳濃度則顯著降低。組合處理中T3H2的光合特性表現最佳，T3H3次之。

方差分析結果表明（表4、6），翻壓時期和施肥量對烤煙團棵期的凈光合速率、氣孔導度、胞間二氧化碳濃度和葉片羧化效率以及平頂期的凈光合速率、蒸騰速率、胞間二氧化碳濃度和葉片羧化效率均有顯著影響，同時翻壓時期又顯著影響烤煙的蒸騰速率和單葉水分利用率（平頂期無顯著影響），翻壓時期×施肥量無顯著交互作用。

2.3 對烤煙經濟性狀的影響

在3個翻壓時期下（表7），隨配施肥量的增加，烤煙的單葉質量、上中等煙比例、產量、均價和產值先增加后降低，均在H2達最大值，其次是常量施肥，表現為H2>H3>H1。

同一施肥量下，隨翻壓時期推遲，烤煙單葉質量、上中等煙比例、產量、均價和產值升高，均以盛花期翻壓（T3）處理最高，表現為T3>T2>T1。其中盛花期翻壓的上中等煙比例、產量和產值分別較營養生長期翻壓顯著提高18.09%、20.00%和36.29%。

方差分析結果表明（表8），翻壓時期和施肥量顯著影響了烤煙的上中等煙比例、產量和產值，且施肥量顯著影響了烤煙的單葉重和均價;翻壓時期×施肥量無顯著交互作用。

3 討 論

呂玉虎等[18]研究表明，在盛花期翻壓紫云英，可提高水稻的產量。付云章等[19]研究表明，在盛花期翻壓蘭花子，玉米的株高、穗長和產量均高于盛花期前、后翻壓。本研究結果表明，隨著翻壓時期的推遲，煙苗的凈光合速率、蒸騰速率顯著提高，胞間二氧化碳濃度降低;進一步提高了烤煙的葉片羧化效率，增強煙葉的光合作用強度，進而改善了烤煙的經濟性狀，且均以盛花期翻壓最高。草木犀是一種優質有機肥料，但在營養生長期和初花期翻壓，翻壓時間早，草木犀植株幼嫩，翻壓量小且腐解速率快，因而在第2年烤煙生長季肥效較盛花期翻壓的差，提供的養分相應也少，煙苗的生長、光合及經濟性狀都以盛花期翻壓表現最為優異。

烤煙生長與土壤C/N密切相關，當土壤C/N大于25時，土壤中的微生物會與煙株競爭土壤中的無機氮，造成煙株缺氮[20]。鄧小華[21]等研究表明，在湘西煙田按照當地煙田綠肥常規翻壓量翻壓綠肥后，當年可提供氮素在52～81 kg/hm2。草木犀有很強的固氮能力，因此為使其C/N比值接近微生物分解有機物的最適比值24，翻耕草木犀的同時，應適當減施化肥以維持烤煙生長的最適C/N。

同一施肥量下，盛花期翻壓烤煙的經濟性狀最佳，但隨著配施肥量的增加，烤煙的凈光合速率、上中等煙比例、產量、均價和產值等先增加后降低，均以配施70%常規施肥量最高，表明翻壓時期與配施肥量合理組合更有利于提高經濟效益。

本研究中化肥用量只設了3個梯度，且梯度間用量相差較大，建議縮小梯度差距做進一步研究，以確定草木犀同一翻壓時期的不同翻壓量及草木犀翻壓時期與化肥用量的最優配比。

4 結 論

同一施肥量下，隨翻壓時期的推遲，顯著提高了烤煙的凈光合速率、蒸騰速率和葉片羧化效率;同時顯著提高了烤后煙葉的上中等煙比例、產量和產值。同一時期翻壓，隨施肥量的增加烤煙的光合特性和經濟性狀先增加后降低，70%常量處理下單葉質量、上中等煙比例、均價和產值顯著優于不施肥，與施肥常量沒有差異。以盛花期翻壓配70%常量化肥用量，烤煙上中等煙比例、產量、均價和產值最高。因此黑龍江地區草木犀用作綠肥以盛花期翻壓配70%常量的化肥用量為宜。

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