有機肥對土壤及烤煙產(chǎn)質(zhì)量的影響研究進展

李宇威，屠乃美，2*

(1湖南農(nóng)業(yè)大學農(nóng)學院，長沙410128;2中國煙草中南農(nóng)業(yè)試驗站，長沙410128)

有機肥料的施用在我國傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)中發(fā)揮著極為重要的作用。在烤煙生產(chǎn)中，由于長期施用化肥而忽略有機肥的施用，導致土壤板結(jié)，保水性差，磷鉀肥及微量元素等養(yǎng)分的利用效率下降，從而破壞了烤煙生長所需的營養(yǎng)平衡，煙葉的產(chǎn)量和品質(zhì)得不到保證。因此，適當減少化肥的投入，充分發(fā)揮有機肥在烤煙生產(chǎn)上的作用顯得尤為重要。

1 有機肥對土壤的影響

1.1 對土壤生物環(huán)境的影響

1.1.1 對土壤微生物的影響

土壤微生物是土壤的重要組成部分之一，在土壤中起著積極的作用，包括植物營養(yǎng)的轉(zhuǎn)化以及土壤肥力的形成等。長期施用有機肥可以提高土壤中微生物的活性，許多實驗都證實了這一點［1～5］。表1為近些年在土壤中施用餅肥后對其中微生物的影響研究結(jié)果。

從表中不難發(fā)現(xiàn)，餅肥的施入能在很大程度上促進微生物數(shù)量的增長，從而提高煙葉的產(chǎn)質(zhì)量。但餅肥也必須控制施用量，過多施用會導致土壤中硝化細菌大量繁殖，對優(yōu)質(zhì)烤煙的正常成熟產(chǎn)生影響。

表1 餅肥對土壤微生物的影響研究結(jié)果

因此，合理適當?shù)氖┯糜袡C肥不僅有利于土壤肥力的提高，更能對優(yōu)質(zhì)烤煙的生長提供有利條件。

1.1.2 對土壤酶活性的影響

眾多研究表明，耕作土壤中酶活性與土壤肥力因素之間存在顯著的相關性［6～8］。土壤酶活性是土壤肥力的重要指標。酶參與了土壤中幾乎所有的生物化學反應，植物的生長發(fā)育，土壤有機質(zhì)的轉(zhuǎn)化以及能量的代謝等過程都與土壤酶促作用有著直接的關系。

有機肥的施入不僅豐富了土壤的酶種類，而且可以充當酶促反應的基質(zhì)而提高土壤中各種酶的活性，對土壤養(yǎng)分的轉(zhuǎn)化、有效性的提高和能量的代謝起著積極的作用［9～15］。

1.2 對土壤物理性狀的影響

土壤物理性狀的好壞直接關系到土壤養(yǎng)分供給能力的大小。眾多研究［16～18］都表明，有機肥料的施用能顯著改善土壤的物理性狀。施用有機肥能夠增加土壤的孔隙度，從而改善土壤的通氣狀況。這是因為有機肥在腐解過程中會產(chǎn)生與土壤粘粒表面或氫氧聚合物表面的多價金屬離子相結(jié)合的羧基一類的配位體，最終形成團聚體。而有機肥的比重一般都比土壤小，所以施入土壤的有機肥能有效降低土壤容重，達到改善土壤通氣狀況的目的［19］。

有機肥的施入也能為農(nóng)作物的生長和微生物的活動創(chuàng)造良好的環(huán)境。徐陽春等［20］通過研究發(fā)現(xiàn)，有機物質(zhì)的膠結(jié)作用能減少＜2 μm粒級土壤顆粒的含量，而明顯增加2～10 μm粒級的含量，因此長期施用有機肥能促進土壤團粒結(jié)構(gòu)的形成，改善土壤的理化性質(zhì)。

1.3 對土壤速效養(yǎng)分含量的影響

土壤有機氮是土壤有機質(zhì)的重要組成部分。施入有機肥料不僅可以保持和提高土壤有機氮和氮貯量［21］，而且可以加速土壤有機磷向有效磷的轉(zhuǎn)化過程，提高土壤供磷能力。大量研究表明，施用有機肥料不僅可有效提高植株中的含鉀量，而且可有效提高土壤速效鉀含量和增加作物產(chǎn)量，這將對解決我國鉀資源不足，烤煙煙葉中含鉀量偏低等問題起到重要的作用。劉義新等［22］研究表明，結(jié)晶有機肥料能促進土壤中貯存態(tài)鉀向速效鉀轉(zhuǎn)化，增加土壤鉀的有效性。

總之，施用有機肥不僅可以保持和提高土壤有機氮及其氮貯量，也可以有效提高土壤鉀素和磷素的含量，使煙草等作物在生長過程中得到充足的氮磷鉀素供應，對作物的增產(chǎn)、增質(zhì)起著至關重要的作用。

2 有機肥對烤煙產(chǎn)質(zhì)量的影響

2.1 有機肥對烤煙產(chǎn)量產(chǎn)值的影響

有機肥在煙田的施用能夠促進煙株早期生根較快，煙株生長暴發(fā)力強，能夠縮短煙株的生育期10 d以上，可以有效緩解后期低溫帶給煙葉成熟采收的影響，后期正常成熟落黃，植株的農(nóng)藝性狀指數(shù)均不同程度增加，煙葉產(chǎn)量、產(chǎn)值、均價以及上中等煙比率均顯著增加，如表2。

符云鵬研究指出，隨底肥條施腐殖酸能促進煙株生長，提高煙葉產(chǎn)量［25］。韓錦峰也發(fā)現(xiàn)，施用生物有機肥可以促進煙株的生長發(fā)育，增強煙株生理代謝，能在一定程度上提高煙葉產(chǎn)量和上等煙比例［26］。上述試驗都得出了相同的結(jié)論:在烤煙生產(chǎn)中適量配施有機肥能顯著提高烤煙的產(chǎn)量和產(chǎn)值。

表2 有機肥對烤煙產(chǎn)量、產(chǎn)值及中上等煙比例的影響研究結(jié)果

2.2 有機肥對烤煙品質(zhì)的影響

2.2.1 對煙葉化學成分的影響

一方面，煙葉品質(zhì)的好壞不僅取決于主要化學成分含量的多少，還取決于各成分之間是否協(xié)調(diào)平衡。近些年來有機肥對烤煙化學成分影響的部分研究結(jié)果如表3。

表3 有機肥對烤煙化學成分的影響研究結(jié)果

從這些研究結(jié)果可以看出，有機肥不僅能促進烤煙對大量養(yǎng)分的平衡吸收，而且也能滿足烤煙對微量元素的需求，從而使煙葉的內(nèi)在化學成分更加協(xié)調(diào)。

另一方面，煙葉內(nèi)在化學成分的比值也是衡量優(yōu)質(zhì)煙葉的重要標準。一般認為優(yōu)質(zhì)煙葉中各化學成分的比值如表4。

表4 優(yōu)質(zhì)煙葉各化學成分之間的比值

但現(xiàn)階段國內(nèi)部分煙葉各化學成分之間的比值卻與優(yōu)質(zhì)煙葉的標準存在差距，難以達到優(yōu)質(zhì)煙葉的要求。彭艷等研究表明，配施適量的有機肥可以降低中部葉總氮與煙堿比值，提高中部煙葉的施木克值以及總糖與總氮比值，使煙葉的內(nèi)在化學成分在一定范圍內(nèi)更趨于協(xié)調(diào)，煙葉品質(zhì)在很大程度得到提高［32］。

不過，配施有機肥對不同部位煙葉成分的影響也并不完全一致。陳朝陽［33］的研究表明，有機肥配施比例增加后，B2F煙葉總糖、還原糖、鉀、施木克值、糖堿比、鉀氯比表現(xiàn)為上升趨勢，而煙堿、總氮、蛋白質(zhì)則表現(xiàn)為下降趨勢;C3F煙葉總糖、還原糖、施木克值、糖堿比、兩糖比、氮堿比、鉀氯比表現(xiàn)為上升趨勢，煙堿、總氮、鉀、蛋白質(zhì)則呈下降趨勢;X2F煙葉總氮、蛋白質(zhì)、糖堿比、氮堿比都表現(xiàn)為上升趨勢，煙堿、鉀、施木克值、鉀氯比都表現(xiàn)為下降趨勢。

從以上研究結(jié)果不難發(fā)現(xiàn)，有機肥的配施對不同部位煙葉化學成分的影響確實存在差異。因此，研究不同煙葉生長環(huán)境下有機肥配施對不同部位煙葉化學成分的影響意義深遠。

2.2.2 烤煙致香物質(zhì)

一般認為，有機肥在改善煙葉香氣方面效果非常明顯。韓錦峰等研究表明，純施餅肥與純施化肥相比，前者分離出的40多種含量最高的香氣中領先香氣成分的含量是后者的將近10倍。劉國順等研究認為，適量配施有機肥，能夠促進煙葉中重要致香物質(zhì)組分含量明顯增加，部分組分甚至高于國外優(yōu)質(zhì)煙葉［34］。

也有研究指出，餅肥和化肥按一定比例配合施用比純施餅肥更能促進烤煙葉面分泌物的形成。對于幾種主要香氣成分，如2－吠喃甲醛、苯乙醛、苯乙醇、3－甲基－2－乙酞苯酚、1，2－甲基十三碳酸甲酯、棕擱酸等，其效果均是餅肥和化肥混合施用＞純餅肥＞純化肥，其中以苯、苯乙醛、3－甲基－2－乙酞苯酚等成分變化尤為突出［35］。

因此，配施一定數(shù)量的有機肥，尤其是餅肥，對烤煙香氣物質(zhì)的增加，香吃味的改善均具有較好的效果。

3 幾種主要有機肥在煙草上的應用

3.1 綠肥

在冬季休閑期間種植綠肥，能夠調(diào)節(jié)前茬土壤的養(yǎng)分狀況，并在翻壓后可以為煙株生長提供必需的有效養(yǎng)分，對土壤的綜合肥力也有一定程度的提高。

同時，因為種植綠肥生產(chǎn)成本增加少、投入產(chǎn)出比高，所以如果能夠選擇合適的綠肥翻壓量，可以相應減少煙田的N肥用量。該措施可以在廣大煙區(qū)尤其是冬閑的北方煙區(qū)推廣。

不過因為種植豆科綠肥時，根系比較發(fā)達、營養(yǎng)豐富而易招引地下害蟲，所以應配合使用防治地下害蟲的農(nóng)藥，以防止缺苗現(xiàn)象發(fā)生。

3.2 餅肥

餅肥養(yǎng)分豐富，不但能提供N，P，K等大量養(yǎng)分，還能補償微量養(yǎng)分，對改善土壤肥力，調(diào)節(jié)微生物活動均有積極作用。施入餅肥及多施氮肥的試區(qū)，土壤放線菌數(shù)量也明顯增多，煙葉產(chǎn)質(zhì)量也有很大提高。另外，餅肥和化肥配施，也有利于烤煙糖分和芳香類物質(zhì)的積累，可以明顯提高煙葉中P，K營養(yǎng)、根系N素營養(yǎng)的分配比例，降低N，P，K在莖稈中的分配比例，提高煙葉品質(zhì)。

但在土壤中餅肥養(yǎng)分的釋放規(guī)律難以掌握，施肥水平過高時，烤煙葉片數(shù)以及光合強度、葉綠素含量均增加，經(jīng)濟系數(shù)反而下降［36］。

因此，烤煙的生長與餅肥養(yǎng)分的釋放究竟存在怎樣的規(guī)律，有待進一步研究。

3.3 微生物肥

微生物肥是以充分發(fā)酵腐熟的優(yōu)質(zhì)有機物料物為主要原料，并吸附從煙草根際分離篩選的抑制病害和促進生長的有益微生物，經(jīng)提純復壯，通過現(xiàn)代生物工程技術精制而成的專用微生物肥料。具有促生長、抑病害、提品質(zhì)等功效，是生產(chǎn)有機綠色煙草的最佳選擇。其主要成分包括乳酸菌、拮抗菌、促生菌、有機質(zhì)等。

微生物肥的功效特點:(1)誘導煙草產(chǎn)生系統(tǒng)抗性，可以有效防止黑脛病、青枯病等多種病原菌侵入;(2)產(chǎn)生多種抗生物質(zhì)，增加土壤和煙草根際有益微生物的數(shù)量，有效抑制煙草黑脛病、青枯病等各種病害的發(fā)生;(3)產(chǎn)生多種植物促生物質(zhì)，促進煙草根系發(fā)育，植株生長健壯;(4)均衡提供營養(yǎng)物質(zhì)，克服連作障礙;(5)增加土壤有機質(zhì)含量，改善土壤理化性質(zhì)，培肥地力，提高土壤保水保肥性能;(6)提高化學肥料利用率，降低化肥用量。

4 問題與討論

有機肥在煙草生長中所發(fā)揮的作用是毋庸置疑的。它能夠促進烤煙的生長發(fā)育，增強煙株抗病能力;可以改善土壤結(jié)構(gòu)，提高土壤肥力;可以協(xié)調(diào)煙葉的化學成分等等。但是有機肥在發(fā)揮積極作用的同時所存在的問題也值得關注?？緹熓菍Φ置舾械淖魑铮湫璺室?guī)律是“少時富，老來貧”，要求前期早發(fā)旺長，而又能及時的進入工藝成熟。有人認為，有機肥的緩效性與煙株的需氮規(guī)律存在差異。曹志洪等研究認為，有機氮肥的分解與釋放受到多種因素的共同制約，無法預測和控制其有效性的發(fā)揮，與烤煙的需氮規(guī)律不相符。還有人認為，有機肥在降解的過程中如果遇到惡劣的天氣，比如大雨等，或者是在嫌氣條件下就會腐爛，從而導致肥效下降，煙草品質(zhì)變劣［36］。

因此，有人主張在烤煙生產(chǎn)中不施用有機肥。

筆者認為在烤煙的生長過程中施入有機肥肯定是利大于弊，能夠促進烤煙產(chǎn)質(zhì)量的提高。不過在施用有機肥之前應當注意以下幾個問題:

(1)充分腐熟。有機肥如果不經(jīng)腐熟直接施入煙田，可能導致煙株前期吸收不充足，而到了落黃的時候供應過多，直接導致在某些煙區(qū)施用有機肥之后煙株出現(xiàn)貪青晚熟、落黃差。

(2)有機肥的施用必須適量。把握好施用有機肥的量才能保證后期肥效的充分釋放，才有利于煙葉的成熟。同時，處理好有機肥料的施用濃度也非常重要，不同的生育期必須酌情合理對水施用。

(3)因地制宜。在不同的煙區(qū)，需要找到最適合當?shù)責煵萆a(chǎn)需要的有機肥種類以及施用方法。這就需要結(jié)合當?shù)仞B(yǎng)分狀況、土壤質(zhì)地、氣候條件等因素來綜合把握，確保在烤煙生產(chǎn)過程中掌握主動。

5 展望

隨著社會的發(fā)展，時代的進步，人們生活水平的不斷提高和對食品安全的日益重視，一些新的理念也在被人們不斷的推崇，從“無公害”到“綠色”再到現(xiàn)在的“有機”，突出的是健康和環(huán)保。卷煙消費者對煙草的要求也越來越高，重金屬、農(nóng)藥殘留、煙葉品質(zhì)等問題也日益受到人們的關注，因此，對于完全施用有機肥，不施任何化學合成的農(nóng)藥、化肥、生產(chǎn)調(diào)節(jié)劑等物質(zhì)的“有機生態(tài)煙葉”的開發(fā)將是今后努力的方向。具體到現(xiàn)實生產(chǎn)實踐中可以從以下兩方面著手:

(1)重視由煙葉農(nóng)藥殘留、重金屬超標和泛施無機化肥導致的煙葉品質(zhì)下降、環(huán)境污染等問題，探索解決的方法與途徑。

(2)注重有機煙葉生產(chǎn)種植技術體系的完善，如保證養(yǎng)分的閉合循環(huán)性，保持時空的多樣性和連續(xù)性以及提高作物系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)和作物保護能力等。

［1］Witter E，Martnsson AM，Garica FV.Size of the soil microbial biomass in along term－experiment as affected by different N － fertilizer and organic manures［J］.Soil Biol and Biochem，1993，25:659 －669.

［2］Laddy JN，Amato M.Zhou LK，et al.Different effects of rotation，plant residues and nitrogen fertilizer on microbial biomass and organic matter in Australian Alfiso［J］.Soil Biol and Biochem，1994，26:821－831.

［3］劉添毅，李春英，熊德中，等.烤煙有機肥與化肥配合施用效應的探討［J］.中國煙草科學，2000，(4):23－26.

［4］杜秉海，李貽學，宋國菡，等.煙田土壤微生物區(qū)系分析［J］.中國煙草科學，1996，(2):30－32.

［5］郭紅祥，劉衛(wèi)群，姜占省.施用餅肥對烤煙根系土壤微生物的影響［J］.河南農(nóng)業(yè)大學學報，2002，36(4):344－347.

［6］Mclaren AD.Isolation of humus with enzymatic activity from soil［J］.Soil Sci，1975，(2):178 － 180.

［7］Burns RG.Concerning the location and persistence of soil urease［J］.Soil Sci Am Proe，1972，(36):308 －311.

［8］Skujins J.History of Abiontic Soil Enzyme Research in Soil Enzymes(R.G.Burns)［M］.London:Acad Press，1978.1－49.

［9］Paunescu AD.The influence of the mixed and organic fertilization on the soil biology，yield and quality of oriental tobacco［J］.CORESTA，1997，(2):86.

［10］關松蔭.土壤酶活性影響因子的研究與有機肥料對土壤中酶活性及氮磷轉(zhuǎn)化的影響［J］.土壤學報，1989，26(1):72 －77.

［11］任祖淦，陳玉水，唐福欽，等.有機無機肥料配施對土壤微生物和酶活性的影響［J］.植物營養(yǎng)與肥料學報，1996，2(3):279 －283.

［12］邱鳳瓊，周禮愷，陳恩鳳，等.東北黑土有機質(zhì)和酶活性與土壤肥力的關系［J］.土壤學報，1981，18(3):244－254.

［13］關珠連.有機肥料配施化肥對土壤有機質(zhì)組分及生物活性影響的研究［J］.土壤通報，1990，21(4):180－184.

［14］Sun X.Effects of organic manure on soil fertility and crop production［A］.Current Progress in Soil Research in P.R.China［C］.Nanjing:Jiangsu Science and Technology Press，1986.197 －206.

［15］周 焱，羅安程.有機肥處理對小麥根系生長活力和磷吸收的影響［J］.植物營養(yǎng)與肥料學報，1997，3(3):243－248.

［16］魏朝富，陳世正，謝得體.長期施用有機肥對紫色水稻土有機無機復合性狀的影響［J］.土壤學報，1995，32(2):159－166.

［17］汪寅虎.長期定位條件下秸稈還田的綜合效應研究［J］.土壤通報，1994，25(7):53 －56.

［18］竇 森，華士英.施用有機肥料對胡敏酸結(jié)構(gòu)特征的影響—胡敏酸的1H－核磁共振波譜［J］.土壤學報，1997，34(3):225 －234.

［19］劉雪琴.有機肥對烤煙產(chǎn)量和品質(zhì)的影響［D］.重慶:西南大學，2007.

［20］徐陽春，沈其榮.長期施用不同有機肥對土壤各粒級復合體中碳、氮、磷含量與分配的影響［J］.中國農(nóng)業(yè)科學，2000，33(5):65 －71.

［21］黃東邁.有機無機態(tài)肥料氮在水田和旱地的殘留效應［J］.中國科學(B 輯)，1982，(1):907－912.

［22］劉義新，韓移旺，唐 紳，等.結(jié)晶有機肥對土壤供鉀能力及鉀在煙株的分布特點［J］.植物營養(yǎng)與肥料學報，2004，10(1):107 －109.

［23］劉國順，彭華偉.生物有機肥對植煙土壤肥力及烤煙干物質(zhì)積累的影響［J］.河南農(nóng)業(yè)科學，2005，(1):46－49.

［24］高家合，楊 洋，李梅云，等.有機肥對烤煙根系發(fā)育及品質(zhì)的影響［J］.中國煙草科學，2009，30(6):38－41.

［25］符云鵬.腐殖酸和生物鉀對烤煙的效應研究［J］.河南農(nóng)業(yè)科學，1999，(8):14 －15.

［26］韓錦峰.生物有機肥對烤煙生長發(fā)育及其產(chǎn)量和品質(zhì)的影響［J］.河南農(nóng)業(yè)科學，1999，(6):11－14.

［27］唐莉娜，熊德中.有機無機肥配施對烤煙氮磷鉀營養(yǎng)分配及產(chǎn)量和質(zhì)量的影響［J］.福建農(nóng)業(yè)大學學報，1999，14(2):50 －55.

［28］唐莉娜.熊德中.有機無機肥配施對烤煙生長發(fā)育的影響［J］.煙草科技，2000，(10):32－35.

［29］熊德中，李春英.有機－無機肥配施對土壤養(yǎng)分和烤煙生育的影響［J］.福建農(nóng)業(yè)大學學報，1996，(3):345－349.

［30］錢立信，溫祥哲，陳發(fā)勤，等.烤煙有機肥與無機肥配合施用的效果［J］.中國煙草科學，1990，(3):17－20.

［31］汪耀富.干早脅迫對烤煙營養(yǎng)狀況和產(chǎn)量品質(zhì)的影響及其調(diào)節(jié)技術研究［D］.北京:中國農(nóng)業(yè)大學，2002.

［32］彭 艷，周冀衡，楊虹琦，等.煙草專用肥與不同有機肥配施對烤煙生長及主要化學成分的影響［J］.湖南農(nóng)業(yè)大學學報:自然科學版，2008，34(2):159－163.

［33］陳朝陽.施氮量、有機肥配施比例對烤煙產(chǎn)質(zhì)量影響的研究［J］.武夷科學，2006，22(12):141－150.

［34］劉國順.煙田施用有機肥對土壤理化性狀和煙葉香氣成分含量的影響［J］.中國煙草學報，2005，11(3):29－33.

［35］時向東.不同氮素形態(tài)對烤煙生長發(fā)育和品質(zhì)影響的機理研究［D］.南京:南京農(nóng)業(yè)大學，1998.

［36］洪其琨.煙草栽培［M］.上海:上?？茖W技術出版社，1983.123－134.

［37］曹志洪.優(yōu)質(zhì)烤煙生產(chǎn)的土壤與施肥［M］.南京:江蘇科學技術出版社，1999.101－194.