化肥有機(jī)替代對(duì)烤煙產(chǎn)量及質(zhì)量的影響

梁 輝，樊紅柱，陳玉藍(lán)，張 瀟，王 勇*

(1.四川省煙草公司涼山州公司，四川 西昌 637000；2.四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境研究所，成都 610066)

烤煙是我國(guó)重要的經(jīng)濟(jì)作物之一，煙葉生產(chǎn)在促進(jìn)地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展方面占有重要位置，在偏遠(yuǎn)山區(qū)脫貧攻堅(jiān)或鄉(xiāng)村振興方面也發(fā)揮著積極作用。為提高煙葉產(chǎn)量，化肥在煙葉生產(chǎn)中的使用量不斷在增加，過量施肥以及重施化肥等問題日益突出。據(jù)統(tǒng)計(jì)表明，1998～2014年的17年間中國(guó)主要農(nóng)作物化肥用量增長(zhǎng)了約13個(gè)百分點(diǎn)，而化肥農(nóng)學(xué)效率僅增加了約4個(gè)百分點(diǎn)[1]。同時(shí)由于生產(chǎn)中不合理施用化肥，造成土壤結(jié)構(gòu)變差、養(yǎng)分供應(yīng)不均衡、土壤生物多樣性下降，并制約煙株生長(zhǎng)發(fā)育和降低煙葉產(chǎn)質(zhì)量，嚴(yán)重影響煙葉生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益和煙區(qū)土壤生態(tài)可持續(xù)發(fā)展[2-4]?；实倪^量施用已成為制約烤煙生產(chǎn)上肥料高效吸收利用和優(yōu)質(zhì)煙葉生產(chǎn)的關(guān)鍵因子[5]。因此，在保障煙葉產(chǎn)質(zhì)量的基礎(chǔ)上，減少化肥用量和提高肥料利用效率，是優(yōu)質(zhì)煙葉可持續(xù)生產(chǎn)亟需解決的主要問題之一。

有機(jī)肥因富含氮磷鉀等多種營(yíng)養(yǎng)元素，可為煙株生長(zhǎng)發(fā)育充足提供所需的主要養(yǎng)分。有機(jī)肥還田一方面能增加土壤有機(jī)質(zhì)、改善土壤理化性質(zhì)、增強(qiáng)土壤微生物活性，另一方面因其肥效持續(xù)性長(zhǎng)且穩(wěn)定，可為煙株生長(zhǎng)發(fā)育提供良好的營(yíng)養(yǎng)環(huán)境[6]。同時(shí)我國(guó)有機(jī)物料資源豐富而利用率偏低，作物秸稈和畜禽糞肥等農(nóng)業(yè)有機(jī)廢棄物資源利用率甚至低于40%[7]。因此，施用有機(jī)肥是實(shí)現(xiàn)減少化肥使用量和保障優(yōu)質(zhì)煙葉生產(chǎn)的有效途徑。前人研究表明，施用有機(jī)肥能促進(jìn)煙株生長(zhǎng)發(fā)育、增加煙葉產(chǎn)量、協(xié)調(diào)煙葉品質(zhì)[8-9]?；蕼p量配施有機(jī)肥有利于通過改善土壤結(jié)構(gòu)、培肥土壤、增強(qiáng)土壤微生物活性而改良植煙土壤，促進(jìn)煙株對(duì)土壤大量元素氮磷鉀和中微量營(yíng)養(yǎng)元素的有效吸收利用，進(jìn)而提高煙葉產(chǎn)質(zhì)量[10-12]。有研究表明，合理的有機(jī)肥替代化肥比例是保證優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)煙葉的關(guān)鍵[13]。李耕等[14]基于南陽(yáng)煙區(qū)的有機(jī)肥試驗(yàn)表明，30%有機(jī)氮替代化肥氮可顯著提高煙葉均價(jià)和產(chǎn)值，有效提升上部煙葉品質(zhì)，并改善土壤C/N比。歐陽(yáng)鋮人等[15]研究表明，有機(jī)肥替代化肥能夠提高烤煙產(chǎn)量、優(yōu)化煙葉等級(jí)結(jié)構(gòu)以及增加烤煙產(chǎn)值，其中以25%～50%有機(jī)氮替代化肥氮比例能獲得較好的增產(chǎn)提質(zhì)效果。因此，探究合理科學(xué)的有機(jī)肥配施化肥比例，對(duì)于改善土壤環(huán)境、促進(jìn)烤煙生長(zhǎng)發(fā)育、提高煙葉產(chǎn)質(zhì)量意義重大。

四川省涼山州作為四川煙草工業(yè)現(xiàn)有最大的優(yōu)質(zhì)烤煙供應(yīng)基地，也是我國(guó)優(yōu)質(zhì)烤煙種植主要區(qū)域之一，目前尚未見有關(guān)化肥有機(jī)替代對(duì)涼山州典型煙區(qū)鹽源縣煙葉產(chǎn)質(zhì)量影響的報(bào)道。因此，本文探討了不同比例有機(jī)肥替代化肥對(duì)烤煙農(nóng)藝性狀、經(jīng)濟(jì)性狀和質(zhì)量性狀的影響，為該區(qū)合理施肥提供依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2020年4月22日在鹽源縣干海鄉(xiāng)白潔河村進(jìn)行，供試土壤為中等肥力黃棕壤。試驗(yàn)設(shè)6個(gè)處理，分別為100%化肥、10%有機(jī)肥+90%化肥、20%有機(jī)肥+80%化肥、30%有機(jī)肥+70%化肥、40%有機(jī)肥+60%化肥、50%有機(jī)肥+50%化肥，有機(jī)肥替代量以氮來折算，所有處理氮、磷、鉀肥用量相同，即為6.8 kg/667m2N、4.5 kg/667m2P2O5和20 kg/667m2K2O。供試肥料為商品有機(jī)肥、煙草專用復(fù)合肥、過磷酸鈣和硝酸鉀。供試烤煙品種為“中川208”，每小區(qū)60株煙，移栽密度120cm×55cm，每處理3次重復(fù)，小區(qū)隨機(jī)區(qū)組排列，除施肥外其他管理操作同當(dāng)?shù)厣a(chǎn)習(xí)慣。

1.2 樣品采集與數(shù)據(jù)處理

煙苗移栽后65d，每小區(qū)隨機(jī)選擇5株煙，測(cè)定株高、莖圍、有效葉片數(shù)、最大葉長(zhǎng)和寬等農(nóng)藝性狀。每小區(qū)煙葉單獨(dú)編桿、烘烤，收集煙葉產(chǎn)量、計(jì)算產(chǎn)值和均價(jià)。選取3個(gè)重復(fù)小區(qū)中部煙葉混合制成1個(gè)樣品，進(jìn)行感官質(zhì)量評(píng)吸。

數(shù)據(jù)采用Excel 2016和Origin 2019進(jìn)行處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同施肥對(duì)煙株農(nóng)藝性狀的影響

由表1可知，不同比例有機(jī)肥替代化肥對(duì)打頂期煙株農(nóng)藝性狀影響較大。各處理的株高、莖圍和有效葉數(shù)無(wú)顯著差異，分別在94.63～97.33 cm、13.70～14.39 cm和21.00～21.53片之間變化。總體來說單施化肥的株高和莖圍稍小于有機(jī)肥配施化肥處理，而單施化肥的有效葉片數(shù)稍高于有機(jī)無(wú)機(jī)肥料配施處理。有機(jī)肥替代化肥顯著影響打頂期煙株的最大葉面積、節(jié)距和中部葉片SPAD值。隨有機(jī)肥替代化肥量的增加煙株最大葉面積呈逐漸降低趨勢(shì)變化，其中100%化肥處理的最大葉面積顯著高于50%有機(jī)肥+50%化肥處理，而所有有機(jī)肥替代化肥各處理間無(wú)顯著差異。不同處理間煙株節(jié)距的變化趨勢(shì)與最大葉面變化相似。除50%有機(jī)肥+50%化肥處理外，各有機(jī)肥替代化肥處理中部葉片的SPAD值顯著高于100%化肥處理，說明有機(jī)肥配施化肥促進(jìn)了煙株的氮素代謝，這為后期煙葉質(zhì)量物質(zhì)的積累奠定了基礎(chǔ)。

表1 不同施肥對(duì)打頂期(移栽后65d)煙株農(nóng)藝性狀的影響

2.2 不同施肥處理煙葉經(jīng)濟(jì)性狀變化

隨著有機(jī)肥替代化肥比例的不斷增加，無(wú)論煙葉的產(chǎn)量、產(chǎn)值及均價(jià)都呈現(xiàn)出先增加后降低的變化趨勢(shì)(圖1)。與100%化肥處理相比較，不同比例有機(jī)肥替代化肥煙葉產(chǎn)量增加了0.76%～9.84%，以40%有機(jī)肥+60%化肥處理煙葉產(chǎn)量最高。除50%有機(jī)肥+50%化肥處理煙葉產(chǎn)值低于對(duì)照100%化肥處理外，其他處理煙葉產(chǎn)值提高了4.30%～8.55%，也以40%有機(jī)肥+60%化肥處理煙葉產(chǎn)值最高。僅有10%有機(jī)肥+90%化肥和20%有機(jī)肥+80%化肥處理煙葉均價(jià)高于對(duì)照100%化肥處理、分別比對(duì)照提高了1.39%和0.96%。說明有機(jī)肥部分替代化肥煙葉產(chǎn)值的提高不是由于提高了均價(jià)，而是由于單產(chǎn)幅度的增加從而提高了產(chǎn)值。因此，實(shí)際生產(chǎn)中有機(jī)肥不宜過多替代化肥，這不利于煙葉質(zhì)量和均價(jià)的增加，比較適宜的有機(jī)肥替代化肥比例(以氮量折算)為10%～20%。

圖1 不同施肥處理對(duì)烤煙經(jīng)濟(jì)性狀的影響

2.3 不同施肥處理煙葉質(zhì)量性狀變化

由表2可知，有機(jī)肥部分替代化肥可以改善煙葉外觀質(zhì)量，且主要表現(xiàn)在煙葉的成熟度、油分、身份和葉長(zhǎng)等方面。各處理煙葉的顏色、葉片結(jié)構(gòu)及殘傷外觀質(zhì)量指標(biāo)方面均無(wú)明顯差異，所有處理煙葉的顏色為桔黃，葉片結(jié)構(gòu)均疏松，殘傷均為10%以下。50%有機(jī)肥+50%化肥處理的葉片成熟度為尚熟狀態(tài)，其他處理均為成熟狀態(tài)。100%化肥和50%有機(jī)肥+50%化肥處理葉片身份稍薄、稍有油分，而其他處理身份中等、有油分。僅有50%有機(jī)肥+50%化肥處理葉片長(zhǎng)度在35 cm以下，其他處理葉片長(zhǎng)度在40 cm以下。綜上所述，有機(jī)肥部分替代化肥有利于增加葉片長(zhǎng)度、提高葉片的油分和身份厚度，從而改善煙葉外觀質(zhì)量。

表2 不同施肥處理對(duì)煙葉外觀質(zhì)量的影響

由表3可知，有機(jī)肥部分提替化肥能改善烤后煙葉感官質(zhì)量。10%有機(jī)肥+90%化肥處理烤后煙葉感官質(zhì)量評(píng)價(jià)排序最高，主要表現(xiàn)為香氣量較足，雜氣較少，煙氣濃度和勁頭較好，且煙氣有骨架感。50%有機(jī)肥+50%化肥處理烤后煙葉感官質(zhì)量評(píng)價(jià)排序最低，主要表現(xiàn)為香氣混濁、雜氣較重、吃味甜度較低及干凈程度較差，口腔殘留重；20%有機(jī)肥+80%化肥、30%有機(jī)肥+70%化肥和40%有機(jī)肥+60%化肥處理與100%化肥處理烤后煙葉感官質(zhì)量整體差異不明顯。從烤后煙葉感官質(zhì)量各項(xiàng)指標(biāo)和排序來看，以10%有機(jī)肥+90%化肥處理最佳、其次是20%有機(jī)肥+80%化肥處理。

表3 不同施肥處理對(duì)烤后煙葉感官質(zhì)量評(píng)價(jià)的影響

3 結(jié)論

煙株前期的健壯生長(zhǎng)為后期煙葉品質(zhì)內(nèi)涵物質(zhì)的積累奠定了基礎(chǔ)，本研究發(fā)現(xiàn)化肥有機(jī)替代對(duì)株高、莖圍和有效葉數(shù)影響較小，隨有機(jī)肥替代化肥量的增加煙株最大葉面積和節(jié)距呈逐漸降低趨勢(shì)，除50%有機(jī)肥+50%化肥處理外，各有機(jī)肥替代化肥處理中部葉片的SPAD值顯著高于100%化肥處理，說明有機(jī)肥配施化肥促進(jìn)了煙株的氮素代謝，更適合烤煙生長(zhǎng)發(fā)育的需肥特征，這為后期煙葉品質(zhì)物質(zhì)的積累奠定了基礎(chǔ)。這可能與肥料特性差異有關(guān)，化肥施入土壤可快速增加速效養(yǎng)分含量但易淋溶損失，而有機(jī)肥料雖有利于土壤培肥，但其富含的有機(jī)養(yǎng)分需經(jīng)歷降解過程才能緩慢釋放[16]?；视袡C(jī)肥替代能夠兼顧有機(jī)肥和化肥的優(yōu)點(diǎn)，既能在前期利用化肥為烤煙生長(zhǎng)提供充足的有效養(yǎng)分，又能在后期利用有機(jī)肥中的緩釋養(yǎng)分滿足烤煙對(duì)養(yǎng)分的需求，同時(shí)提高了煙株的吸收能力和肥料中有效養(yǎng)分利用率[17-19]。與100%化肥相比較，不同比例有機(jī)肥替代化肥煙葉產(chǎn)量增加了0.76%～9.84%；除50%有機(jī)肥+50%化肥煙葉產(chǎn)值低于100%化肥處理外，其他處理煙葉產(chǎn)值提高了4.30%～8.55%；僅有10%有機(jī)肥+90%化肥和20%有機(jī)肥+80%化肥處理煙葉均價(jià)高于100%化肥處理；說明增施有機(jī)肥引起煙葉產(chǎn)值的提高不是由于均價(jià)的增加，而是由于產(chǎn)量的增加所導(dǎo)致。這可能與有機(jī)肥養(yǎng)分緩慢釋放，同步了煙株的對(duì)養(yǎng)分的需求有關(guān)[20-21]。有機(jī)肥部分替代化肥有利于增加葉片長(zhǎng)度、提高葉片的油份和身份厚度，改善煙葉質(zhì)量，獲得較好的感官質(zhì)量評(píng)吸。這與其他研究結(jié)果相似[20-22]。綜合煙葉生長(zhǎng)狀況、產(chǎn)量、產(chǎn)值、外觀質(zhì)量和感官評(píng)吸，涼山州鹽源縣比較適宜的有機(jī)肥替代化肥比例(以氮量折算)為10%～20%。