不同增碳措施對豐都植煙土壤養分及煙葉產質量的影響

王東旭，黃 洋，汪代斌，江厚龍，李鈉鉀，胡麗濤，彭 軍，葉協鋒，武云杰*

(1.河南農業大學煙草學院，河南鄭州 450002；2.貴州中煙有限責任公司遵義卷煙廠，貴州遵義 563114；3.四川中煙工業有限責任公司，四川成都 610000；4.重慶市煙草科學研究所，重慶 400711；5.重慶市煙草公司豐都分公司，重慶 408299)

煙草作為重要的經濟作物，在國家收入中占據較大比例[1]。重慶市因其復雜的地形地貌和顯著的海拔差異形成了獨特的山區耕地資源和煙田區域，但這也使得土壤肥力空間分布受地形條件影響較大，呈現高度的空間異質性[2]。長期以來，當地煙農在烤煙生產中常以化肥為主，連作為主，且過量施肥現象較為嚴重[3]，導致烤后煙品質下降，工業可用性逐年降低[4-5]，對土壤有機質含量、土壤養分、土壤微生物群落組成和多樣性等方面土壤理化、生物性狀也產生了不利影響，破壞了土壤微生態，對煙葉品質提升造成了消極影響[6-7]。此外，施用過量化肥容易造成嚴重的環境污染及土壤板結等問題[8]。

有機物料因其含有大量有機質及多種大中微量元素及其自身理化特性，可以改善土壤理化特性及生物學性狀，改良酸性土壤[6]，促進煙株的生長發育。研究表明[9-10]，施用有機物料對過量施用化肥導致的土壤板結、土壤酸化等問題有明顯改善、對土壤養分含量增加、土壤微生物群落改善、土壤保水保肥能力都有促進作用。聶慶凱等[11]研究表明配施高碳基肥對烤煙產量、產值提高幅度最大；劉魁等[12]研究表明，煙田施用菇渣有機肥有利于煙株大田生長期長勢，煙葉常規化學成分更加協調；且短期施用有機肥或有機無機肥適當配施可提高土壤有機碳含量和土壤碳庫管理指數，有利于改善土壤質量[13-14]。因此，筆者以云煙116為試驗材料，在重慶市豐都縣開展不同增碳措施對植煙土壤質量及煙葉產質量的影響，以期篩選出合適的增碳措施，加快增產增效目標實現。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況試驗于2020年在重慶市豐都縣太平壩鄉(108.17°E、29.72°N)進行。試驗地土壤基礎性狀：pH 5.09，有機質18.06 g/kg，全氮1.92 g/kg，堿解氮79.86 mg/kg，速效鉀218.83 mg/kg，有效磷126.81 mg/kg。試驗地肥力均勻一致，地勢平坦，排灌方便。

1.2 試驗材料試驗前作均為煙草，試驗品種為云煙116，采用隨機區組試驗，共設4個處理：CK為常規施肥(煙草復合肥750 kg/hm2，硫酸鉀150 kg/hm2，菜籽餅肥225 kg/hm2，牛糞22 500 kg/hm2，硝銨鋅75 kg/hm2，硝酸鉀300 kg/hm2)；T1為常規施肥+菇渣有機肥750 kg/hm2；T2為常規施肥+高碳基肥600 kg/hm2；T3為常規施肥+生物有機肥750 kg/hm2。常規施氮量為111 kg/hm2，N∶P2O5∶K2O配比為1∶1∶3。每個小區67 m2，重復3次，行株距120 cm×50 cm，試驗于4月中旬施入基肥后起壟、覆膜，5月6日移栽。

1.3 指標測定

1.3.1土壤理化性質。采集移栽后120 d耕層土壤樣品，參照文獻[15]測定土壤理化指標(堿解氮、有效磷、速效鉀、有機質、全碳、全氮、微生物生物量碳、微生物生物量氮)，采用國際腐殖酸協會(International humic substance society，IHSS)的分析方法[16]測定腐殖酸、胡敏酸、富里酸含量。

1.3.2煙葉樣品的采集與測定。在移栽后30、60、90、120 d測定煙株農藝性狀，并同時測定煙株根、莖、葉鮮干重。

1.3.3煙葉經濟性狀統計。烘烤后煙葉按照GB 2635—92進行分級。每個小區單獨統計產量，計算中上等煙葉比例、均價及產值。

1.3.4煙葉常規化學成分測定。按照YC/T 159—2002、YC/T 160—2002、YC/T 161—2002、YC/T 162—2002、YC/T 217—2007標準，用AA3 型全自動連續流動化學分析儀(德國 BRAN LUEBBE公司)測定B2F、C3F、X2F煙葉總糖、還原糖、煙堿、總氮、氯、鉀含量。

1.4 統計分析數據分析采用 Excel 2020 、 SPSS 24.0 。

2 結果與分析

2.1 不同增碳措施對土壤理化性狀的影響由表1可知，在移栽后120 d時，T2全氮和全碳含量均低于CK，T3全氮含量最高，較對照提升11.41%；T1、T2、T3土壤有效磷含量分別較CK提高72.89%、67.06%、68.42%；各處理土壤有機質含量表現為T1>T3>T2>CK，T1、T2、T3與CK相比增幅分別為12.22%、1.88%和11.58%；各增碳處理土壤碳氮比與CK無顯著差異，但均高于CK處理。CK土壤有效磷含量與其他處理存在顯著差異，CK有機質含量僅與T1差異達顯著水平。增碳處理堿解氮、有效磷、速效鉀和有機質含量均高于CK。

表1 不同增碳措施對土壤理化性狀的影響

2.2 不同增碳措施對煙田土壤生物學性狀的影響由表2可知，不同增碳措施均提升了土壤腐殖酸含量，具體表現為T3>T2>T1。增施有機肥處理較CK明顯提升了土壤富里酸含量，但降低了胡敏酸含量。微生物生物量碳含量在移栽后120 d表現為T1>T2>CK>T3，微生物生物量氮含量在移栽后120 d表示為T1>T2>CK=T3。

表2 不同增碳措施對土壤施肥效應的影響

2.3 不同增碳措施對烤煙生長發育的影響由表3可知，在移栽后30 d，株高以T1和T3最高，為6.60 cm，T1莖圍最大，T2最大葉長和最大葉寬最大；移栽后60 d，T2株高和莖圍最大，僅T3株高和莖圍低于CK；在移栽90和120 d，T2與CK在株高上差異顯著，增施有機物料處理最大葉寬均與CK差異顯著，2個時期最大葉長均呈自CK至T3逐漸增大的趨勢，在移栽后120 d時，中部葉已進行采收，因此出現最大葉長、葉寬和有效葉數較移栽后90 d降低的現象。

表3 不同增碳措施對烤煙農藝性狀的影響

由表4可知，移栽后30 d，T1處理根鮮、干重顯著大于CK和T2；T2處理莖和葉鮮、干重均大于其余處理。移栽后60 d，T3根鮮、干重最大，T2莖、葉干重最大。移栽后90 d，T1、T2根鮮、干重顯著高于其余各處理，CK葉鮮、干重顯著低于其余各處理。移栽后120 d，CK根和莖鮮、干重均顯著低于其余處理，干物質積累量整體表現為T2最大。

表4 不同增碳措施對烤煙干物質積累的影響

2.4 不同增碳措施對烤煙化學品質及經濟性狀的影響由表5可知，增施有機物料對上部葉煙堿、還原糖含量和兩糖比具有提升作用，但降低了中下部烤后煙葉煙堿、還原糖、總糖、鉀和氯的含量。煙堿含量在上部葉表現為T1>T2>T3>CK，T2處理上部葉化學成分含量的提升效果最優；中部葉中，T1、T2、T3處理兩糖比和糖堿比差異顯著，均表現為T3處理最高；下部葉中，煙葉糖堿比和鉀氯比均表現為T3處理最高，分別為7.46和27.25。

表5 不同增碳措施對烤煙化學品質的影響

由表6可知，T2產量、上等煙比例、產值和均價均最高。產量表現為T2>T1>T3>CK，T1～T3處理分別較CK增產6.62%、9.08%、5.46%；各處理上等煙比例均較高，各處理間差異不顯著，CK上等煙比例最低；中等煙比例表現為CK最高，T3處理次之；T1～T3處理產值分別較CK增加7.39%、10.58%、5.89%；各處理均價差異不顯著，其中以T2處理最高，T1處理次之，CK最低。

表6 不同增碳措施對烤煙經濟性狀的影響

3 結論與討論

土壤速效養分供應狀況是影響煙株生長發育的重要因素之一[17]。該試驗結果表明，增施有機物料均能夠明顯提高植煙土壤速效養分，其中生物有機肥對土壤速效養分的提升較其他有機物料處理高，這在一定程度上能夠緩解山區煙田水土流失的現狀[18]。腐殖酸是動植物遺骸經過生物和非生物的降解、縮合等作用形成的一種天然高分子聚合物，對于植物吸收養分及細胞伸長有促進作用[19]。該試驗結果表明，增施有機肥處理較對照處理明顯提升了腐殖酸和富里酸含量，并以菇渣有機肥和生物有機肥最優，原因在于有機肥施入土壤會活化土壤原有有機質且新形成的富里酸比原有土壤中富里酸的分解速度快，向胡敏酸轉化的速度也比原有富里酸快[20]，菇渣有機肥對土壤微生物生物量碳及氮的提升作用優于高碳基肥，可能是因為菇渣有機肥中含有較多的生物活菌，促進了土壤微生物對有機物的降解。

該試驗移栽后30～120 d，增施有機肥處理在各個階段均對煙株生長以及干物質含量有較大促進作用，其中以高碳基肥效果最優，其次為生物有機肥，前人研究[21-23]表明高碳基肥中的生物炭對土壤改良有一定作用，增加了土壤中營養物質的含量，促進煙株的碳氮代謝平衡，有利于植物的生長。高碳基肥對上部葉化學成分含量提升效果最優，而生物有機肥有助于提升中下部葉糖堿比、鉀氯比。