生物有機肥對烤煙產(chǎn)質量及土壤改良的影響

楊云高，王樹林，劉 國，曲平治，史萬華，楊靜怡，劉好寶*

（1.四川省煙草公司涼山州公司，四川 西昌 615000；2.川渝中煙工業(yè)有限責任公司，成都 610017；3.農(nóng)業(yè)部煙草生物學與加工重點實驗室，中國農(nóng)業(yè)科學院煙草研究所，青島 266101；4.四川省煙草公司眉山市公司，四川 眉山 620020）

在烤煙生產(chǎn)中，施肥是影響煙葉產(chǎn)量與質量的重要因素之一。近年來，由于長期大量施用化肥，而忽視有機肥的施用，導致土壤板結、酸化，生物活性降低，進而影響土壤與煙株之間的養(yǎng)分供需平衡，成為煙葉生產(chǎn)可持續(xù)發(fā)展的瓶頸。同時，大量施用化肥也導致煙株抗病性降低，增加農(nóng)藥施用量，最終破壞生態(tài)環(huán)境。隨著生活水平的不斷提高，人們對煙草以及煙草制品的安全性提出了更高的要求。因此，減少化學肥料的施用量，提高煙葉品質和安全性，成為會東煙區(qū)急需解決的問題之一。在這種背景下，生物有機肥應運而生。對此，國內也開展了均衡營養(yǎng)施肥[1]、一次性施肥[2]、生物有機肥[3-4]等方面的研究，其在生產(chǎn)中的應用也有報道，但是關于生物有機肥在會東煙區(qū)的應用研究鮮有報道。因此，探討生物有機肥在會東土壤環(huán)境條件下提高煙葉產(chǎn)量、改善煙葉品質、改良土壤等方面的效應，以便為生物有機肥在生產(chǎn)上大面積推廣應用提供理論依據(jù)。這對于提高煙葉安全性，保護生態(tài)環(huán)境，促進會東煙葉生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

1 材料與方法

1.1 供試材料

供試烤煙品種為云煙85，試驗田土壤類型為黃壤土，地塊平整，土壤質地疏松，交通便利，排灌方便，前茬作物為紫光苕子；土壤pH 6.1，土壤養(yǎng)分含量為有機質1.68 g/kg、堿解氮130.46 mg/kg、速效磷34.79 mg/kg、速效鉀96.63 mg/kg。

1.2 試驗設計

試驗于2010年4—10月在會東縣姜州鄉(xiāng)民權村試驗田進行。試驗設4個處理，即CK：施廄肥7500 kg/hm2＋油枯 300 kg/hm2＋煙草專用肥 60 kg/hm2；T1：20%生物有機肥＋80%煙草專用肥；T2：40%生物有機肥＋60%煙草專用肥；T3：60%生物有機肥＋40%煙草專用肥。生物有機肥由中國農(nóng)業(yè)科學院資源與區(qū)劃研究所提供，m(N)∶m(P2O5)∶m(K2O)=5∶4∶9。煙草專用復合肥由四川金葉肥料有限公司提供，m(N)∶m(P2O5)∶m(K2O)=8∶9∶27，施用量為600 kg/hm2；各處理施純氮 90 kg/hm2，m(N)∶m(P2O5)∶m(K2O)=1∶1∶3，為保證每個處理的施氮量相等，不足的N、P、K等養(yǎng)分用硝磷銨、過磷酸鈣、硫酸鉀等補充。

每個處理植煙8行，行長12 m，小區(qū)面積為100.8 m2，行距1.2 m，株距0.5 m。每個處理重復3次，共 12個小區(qū)，采用隨機區(qū)組排列。其他管理措施嚴格按《涼山州優(yōu)質烤煙生產(chǎn)技術規(guī)程》進行。

1.3 測定項目與方法

煙草農(nóng)藝性狀調查方法參照標準 YC/T142—1998進行；病害分級按照煙草病害分級調查方法YC/T39—1996，并計算發(fā)病率和病情指數(shù)。

煙葉進入收獲期后，按照“下部葉適熟采收、中部葉成熟采收、上部葉 4～6片葉充分成熟一次性采烤”的原則，采用密集式烤房、三段五步式烘烤工藝，并按照國標 42級制進行分級，分別計算各處理產(chǎn)量、上等煙、上中等煙比例和經(jīng)濟效益等。

每個處理分別取X2F、C3F、B2F煙葉2.0 kg，送農(nóng)業(yè)部煙草產(chǎn)業(yè)產(chǎn)品質量監(jiān)督檢驗測試中心進行煙葉化學成分分析。分別于移栽前、采烤結束后在每個小區(qū)用五點法，采集根際土壤0～20 cm土層的土樣，自然風干，過1 mm篩，用于測定土壤養(yǎng)分、pH[5]及土壤蔗糖酶、脲酶、磷酸酶、過氧化氫酶等酶活性[6]。

1.4 數(shù)據(jù)分析方法

數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析主要運用SAS9.0進行。

2 結 果

2.1 生育期

從表1可以看出，不同處理到達還苗期的時間基本相同；增施生物有機肥的處理到達團棵期、旺長期、現(xiàn)蕾期的時間分別比CK處理推遲1～4 d、2～3 d、1～2 d，但T1處理采收時間比CK處理提早1 d，T2、T3處理比CK處理晚熟2～4 d。由此可見，增施生物有機肥可延長生育期，推遲煙葉成熟時間。

2.2 農(nóng)藝性狀

從表2可以看出，株高、葉片數(shù)、葉面積各處理之間沒有明顯差異；干質量、鮮質量所有處理均大于CK處理，但方差分析結果差異不顯著；干鮮比T1、T2處理顯著高于T3以及CK處理；單葉質量T1、T2處理顯著大于CK處理。由此可見，T1、T2處理農(nóng)藝性狀綜合表現(xiàn)較好，干鮮比較大，干物質積累較多。

表1 不同處理對煙株生育期的影響Table1 Effects of different treatments on tobacco growth period

表2 不同處理對煙株圓頂期農(nóng)藝性狀的影響Table2 Effects of different treatments on tobacco agronomy characters in topping stage

2.3 主要病害調查

從表3可以看出，各處理花葉病、赤星病、野火病、黑脛病的發(fā)病率和病情指數(shù)均低于CK處理，其中 T2處理赤星病、黑脛病的發(fā)病率和病情指數(shù)均顯著低于其余處理，這說明生物有機肥與煙草專用肥合理配施，有利于降低病害的發(fā)生，從而減少肥料、農(nóng)藥等投入。

2.4 經(jīng)濟效益

從表4中可以看出，施用生物有機肥處理的產(chǎn)量比CK處理增產(chǎn)88.07～158.28 kg/hm2；上等煙比例、上中等煙比例T1、T2處理較高，顯著高于CK處理；各處理的均價沒有明顯差異，均在12.36元/kg以上；各處理的產(chǎn)值均顯著高于CK處理，其中T1處理最高，為35675.93元/hm2，比CK處理增收4640.49元/hm2，提高14.95%。

2.5 化學成分與外觀質量

從表 5可以看出，T1、T2處理的總糖、還原糖含量略高于CK處理，而T3處理略低于CK處理；各處理的總堿、總氮含量均低于CK處理，但未達到顯著差異水平；T1、T2處理的鉀含量均顯著高于CK處理，其中T1處理最高；各處理的糖堿比、氮堿比、鉀氯比也都在較適宜的范圍內，化學成分較協(xié)調；T1、T2處理的煙葉顏色以檸檬黃為主，成熟度較好，組織結構疏松，油分較多，但是色度隨著生物有機肥施用量的增加有逐漸變淺的趨勢。由此可見，生物有機肥施用量占20%～40%時，化學成分協(xié)調，外觀質量最好。

2.6 土壤酶活性

從表6可以看出，增施生物有機肥對土壤酶活性有重要影響。蔗糖酶活性隨生物有機肥施用量的增加呈現(xiàn)逐漸增強趨勢，但處理之間差異不顯著；增施生物有機肥顯著提高土壤脲酶、磷酸酶活性，其中 T2處理的活性最高；生物有機肥對過氧化氫酶活性沒有明顯影響。

表3 不同處理對煙株主要病害發(fā)生的影響Table3 Effects of different treatments on tobacco disease occurrence

表4 不同處理對烤煙經(jīng)濟效益的影響Table4 Effects of different treatments on economic benefits

表5 不同處理對化學成分和外觀質量的影響Table5 Effects of different treatments on chemical components content and appearance quality

表6 不同處理對土壤酶活性的影響Table6 Effects of different treatments on soil enzyme activity

2.7 土壤改良

從表7看出，CK處理降低了土壤pH，而增施生物有機肥則提高了土壤 pH，這說明生物有機肥對改良偏酸性土壤具有重要意義；生物有機肥不僅提高了土壤耕層的堿解氮、速效磷、速效鉀等含量，而且顯著提高土壤耕層中硼、鋅等微量元素含量，對土壤改良以及土地可持續(xù)利用發(fā)揮重要作用。

3 討 論

3.1 生物有機肥對烤煙生長發(fā)育的影響

生物有機肥是由有益微生物菌群與有機肥結合而形成的一種安全、高效、環(huán)保、綠色的新型肥料。施入土壤后，這種肥料快速活化土壤養(yǎng)分，增加有機質含量[7]，而且經(jīng)過微生物分解后形成腐植酸，有利于截獲土壤中的水分和礦質元素，改善根際營養(yǎng)。另一方面微生物肥中的功能微生物定殖在根際形成優(yōu)勢菌群，分泌各種代謝產(chǎn)物，刺激作物的生長發(fā)育[8]。因此，適量的生物有機肥可以彌補生長前期速效養(yǎng)分的不足，促進煙株的生長發(fā)育。施用生物有機肥超過40%后，容易導致煙株早期速效養(yǎng)分供給不足，生長受阻，而且后期不易落黃，成熟延遲，這與前人研究結果一致[9]。會東煙區(qū)，生物有機肥施用量占施肥量的20%～40%為宜，具體混配比例可根據(jù)不同土壤肥力而定。

表7 不同處理對土壤改良的影響Table7 Effects of different treatments on soil improvement

3.2 生物有機肥對烤煙主要病害發(fā)生的影響

生物有機肥雖然不含有農(nóng)藥成分，但一方面由于添有多種有益微生物種群，產(chǎn)生大量抗生素，對病原菌具有一定的拮抗、抑制作用。另一方面生物肥與煙草專用肥合理配施使煙株需肥規(guī)律與土壤供肥規(guī)律相吻合，養(yǎng)分供應更加合理，煙株新陳代謝增強，生長健壯，干物質積累較多，抗病性增強[10]，從而減少病害的發(fā)生，這與陳態(tài)[11]研究一致。此外，生物有機肥還能提高煙葉中多酚氧化酶、過氧化物酶等酶活性，從而增強植株抵抗病蟲害的能力[12]，有效降低病害的發(fā)生。

3.3 生物有機肥對烤煙產(chǎn)量與品質的影響

研究表明[13]，施用生物有機肥可以有效提高烤煙根系活力，促進根系下扎，根冠比更加協(xié)調，延長大田后期根系生長時間和根系活力保持時間。另一方面，生物有機肥是完全肥料，不僅能促進烤煙對大量元素的平衡吸收，而且還能滿足煙株對微量元素的營養(yǎng)需求，使營養(yǎng)成分更加協(xié)調，有利于煙葉產(chǎn)量的形成。同時，烤后煙葉化學成分協(xié)調，煙葉含鉀量顯著提高，這可能與生物有機肥中活性生物菌產(chǎn)生的固氮、降磷、結鉀作用有關[14-15]。

3.4 生物有機肥對土壤改良的影響

生物有機肥含有大量的有益菌類，具有無毒害、無污染、營養(yǎng)全、肥效長、活性高等優(yōu)點，不僅能夠改善土壤微生物的群體結構，活化土壤中被固定的養(yǎng)分，改善煙株根際營養(yǎng)，增強煙株吸收能力，而且影響土壤的保肥性、保水性、緩沖性和通氣狀況等，是一種生態(tài)、環(huán)保適宜烤煙生產(chǎn)的優(yōu)質肥料。本試驗前后土壤化驗結果表明，生物有機肥不僅提高土壤速效氮、速效磷、速效鉀等大量元素的含量，而且也增加土壤有效鋅、硼等微量有益元素，土壤改良效果較好，有利于土地資源的可持續(xù)利用，這與王軍等[16]研究結果一致。

4 結 論

本研究證明，合理配施生物有機肥能促進煙株生長發(fā)育，增加干物質積累，增強土壤酶活性，提高養(yǎng)分的有效性和煙葉含鉀量，使化學成分協(xié)調，內在品質明顯提高，產(chǎn)值增加10.38%～14.95%，在會東煙區(qū)推薦生物有機肥的施用量占總施肥量的20%～40%。生物有機肥提高煙株抗病性，降低發(fā)病率與病情指數(shù)，減少農(nóng)藥投入，對保護生態(tài)環(huán)境、提高煙葉安全性具有重要意義。

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