化肥配施炭醋材料對(duì)煙草生長(zhǎng)和產(chǎn)量與品質(zhì)的影響

李珊珊， 蔡志遠(yuǎn)， 鄒 陽， 陳 林， 海梅榮， 達(dá)布希拉圖

(1.云南農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，云南 昆明 650201；2.云南威鑫農(nóng)業(yè)科技股份有限公司， 云南 昆明 650201;3.云南省煙草公司楚雄州分公司，云南 楚雄 675000;4.云南省德宏州 環(huán)境保護(hù)局, 云南 德宏 678400;5.云南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)與生物技術(shù)學(xué)院，云南 昆明 650201)

化肥配施炭醋材料對(duì)煙草生長(zhǎng)和產(chǎn)量與品質(zhì)的影響

李珊珊1， 蔡志遠(yuǎn)2， 鄒 陽3， 陳 林4， 海梅榮5， 達(dá)布希拉圖1

(1.云南農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，云南 昆明 650201；2.云南威鑫農(nóng)業(yè)科技股份有限公司， 云南 昆明 650201;3.云南省煙草公司楚雄州分公司，云南 楚雄 675000;4.云南省德宏州 環(huán)境保護(hù)局, 云南 德宏 678400;5.云南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)與生物技術(shù)學(xué)院，云南 昆明 650201)

以煙草K 326為試驗(yàn)材料，通過一年兩點(diǎn)試驗(yàn)研究了化肥配施炭醋材料對(duì)煙草生長(zhǎng)的影響。結(jié)果表明，在常規(guī)化肥基礎(chǔ)上減量施肥，不利于煙草生長(zhǎng)，產(chǎn)量、品質(zhì)有下降趨勢(shì)。在相同化肥施用量基礎(chǔ)上配施炭醋材料，提升了煙葉的農(nóng)藝性狀、經(jīng)濟(jì)性狀和品質(zhì)。減量化肥配施炭醋材料較常規(guī)施肥煙葉的產(chǎn)量、產(chǎn)值、上等煙比率分別提高了7.28%～26.29%,15.11%～49.61%,5.90%～42.70%?；蕼p量20%配施炭醋材料較常規(guī)施肥已有增產(chǎn)提質(zhì)的效果。

煙草；生物炭；木醋液；減量化肥；農(nóng)藝性狀；產(chǎn)量；品質(zhì)

煙草生產(chǎn)中過量、單純施用化肥，可導(dǎo)致煙葉產(chǎn)質(zhì)量下降、土壤板結(jié)、環(huán)境污染、生態(tài)破壞[1]。生物炭作為土壤改良劑，是在高溫缺氧條件下裂解而成的高度芳香化難溶性固態(tài)物質(zhì)，有較高的孔隙度和較大的比表面積，使其有極大的陽離子交換量[2]和保水性[3]。生物炭施入土壤中，可提高養(yǎng)分的吸收和緩釋能力，從而提高養(yǎng)分利用率[4]。木醋液是生物炭生產(chǎn)的副產(chǎn)品，富含小分子活性因子，具有土壤消毒殺菌、防蟲防腐、促進(jìn)作物生長(zhǎng)等多種功效[5]。炭醋材料是兩者以一定比例的混合物,炭-醋結(jié)合可附于生物炭促生作用，并且增強(qiáng)兩者單獨(dú)施用的效果[2,5-9]。目前，人們對(duì)單獨(dú)配施生物炭或者木醋液對(duì)作物生長(zhǎng)影響的研究較多[6-9]，但是減量化肥配合施用炭醋材料對(duì)煙草生長(zhǎng)的影響未見報(bào)道。為響應(yīng)農(nóng)業(yè)部提出的2020年主要農(nóng)作物化肥使用量實(shí)現(xiàn)零增長(zhǎng)的目標(biāo)，本試驗(yàn)在常規(guī)化肥、化肥結(jié)合炭醋材料的基礎(chǔ)上減量施肥，探討其對(duì)煙株生長(zhǎng)和產(chǎn)質(zhì)量的影響。本試驗(yàn)中，化肥與炭醋材料結(jié)合為一次性施肥，相比常規(guī)肥多次追肥，可節(jié)省人力成本和時(shí)間，以期在保障煙株適產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的同時(shí)，節(jié)約資源，提高效益，保護(hù)環(huán)境，達(dá)到“高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、增效”的目的，為減量化肥配合使用炭醋技術(shù)在煙草的促生作用上提供理論支撐。

1 材料與方法

1.1試驗(yàn)地點(diǎn)

2014年4月分別在云南省楚雄州姚安縣棟川鎮(zhèn)、永仁縣維的鄉(xiāng)進(jìn)行田間小區(qū)試驗(yàn)。姚安試驗(yàn)點(diǎn)試前土壤基本性質(zhì)為pH值5.84，含有機(jī)質(zhì)31.90 g·kg-1、水解性氮139.65 mg·kg-1、有效磷10.40 mg·kg-1、速效鉀174.59 mg·kg-1。永仁試驗(yàn)點(diǎn)試前土壤基本性質(zhì)為pH值5.27，含有機(jī)質(zhì)28.08 g·kg-1、水解性氮182.54 mg·kg-1、有效磷74.18 mg·kg-1、速效鉀243.17 mg·kg-1。

1.2試驗(yàn)材料

烤煙品種為K 326，常規(guī)化肥(當(dāng)?shù)赝扑]煙草專用肥, 15-15-18)、生物炭(煙稈在500 ℃下熱解獲取，pH值為7.6，有機(jī)質(zhì)含量為56.9 g·kg-1)、木醋液(在熱解煙稈時(shí)產(chǎn)生的蒸氣冷凝后，靜置6個(gè)月去掉上下層焦油后得到的茶色液體，pH值為2.8)。

以上供試材料均由云南威鑫農(nóng)業(yè)科技股份有限公司提供。

1.3試驗(yàn)設(shè)計(jì)

煙草于4月下旬移栽，苗齡為65 d。每個(gè)小區(qū)栽煙60株，行距120 cm，株距55 cm。試驗(yàn)采用單因子完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)。2個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)同設(shè)6個(gè)處理，姚安試驗(yàn)點(diǎn)處理為YATC(常規(guī)施肥配合使用炭醋材料)、YATC10(常規(guī)施肥減量10%配合使用炭醋材料)、YATC20(常規(guī)施肥減量20%配合使用炭醋材料)、YACK(常規(guī)施肥)、YACK10(常規(guī)施肥減量10%)、YACK20(常規(guī)施肥減量20%),3次重復(fù)，共18個(gè)小區(qū)。小區(qū)面積為35 m2。永仁試驗(yàn)點(diǎn)處理設(shè)計(jì)同姚安試驗(yàn)點(diǎn)，記為YRTC，YRTC10，YRTC20，YRCK，YRCK10，YRCK20。

常規(guī)施肥量 N，P2O5，K2O分別為120，120，240 kg·hm-2,m(基)∶m(追)為6∶4，追肥兌水澆施，移栽后1個(gè)月內(nèi)分3次追完。配施炭醋材料處理為一次性施肥，理墑前中線條施70%常規(guī)化肥與生物炭750 kg·hm-2，理墑移栽后環(huán)施30%常規(guī)化肥。木醋液用量為75 kg·hm-2，兌水100倍分3次澆施，時(shí)間與對(duì)照追肥時(shí)間相同，用水量調(diào)節(jié)為各處理相同。其他大田管理按當(dāng)?shù)貎?yōu)質(zhì)煙葉生產(chǎn)技術(shù)方案進(jìn)行。

1.4測(cè)定指標(biāo)和測(cè)定方法

1.4.1 農(nóng)藝性狀檢測(cè) 在旺長(zhǎng)期、打頂前1 d和下部葉采烤前1 d，每個(gè)處理選有代表性的煙株5株，測(cè)定其株高、葉片數(shù)、單株葉面積，并計(jì)算田間葉面積指數(shù)[10]。

1.4.2 病情調(diào)查 移栽后,根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)方法[11]在煙草生長(zhǎng)期,觀察煙葉黑脛病、青枯病、花葉病的發(fā)病情況，并計(jì)算發(fā)病率。

發(fā)病率=(染病株數(shù)/移栽總株數(shù))×100%

1.4.3 烤后煙葉經(jīng)濟(jì)性狀分析 以小區(qū)為單位，煙葉烘烤后按國標(biāo)分級(jí)，計(jì)算各處理煙葉產(chǎn)量、產(chǎn)值、均價(jià)及上等煙比例、上中等煙比例。

1.4.4 煙葉化學(xué)品質(zhì)測(cè)定 每個(gè)小區(qū)選取5株煙，編竿、烘烤、碾碎后測(cè)定總糖、還原糖、煙堿、鉀含量，計(jì)算還原性糖與煙堿的比值。各指標(biāo)采用王瑞新等[12]的方法測(cè)定。

1.4.5 數(shù)據(jù)分析方法 除數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)差異顯著性(P<0.05水平的one-way ANOVA單因素檢驗(yàn)分析)和相關(guān)性(P<0.05水平的person分析)采用SPSS 19.0軟件，其他均采用EXCEL 2010軟件分析。

2 結(jié)果與分析

2.1化肥配施炭醋材料對(duì)煙草田間農(nóng)藝性狀的影響

由圖1可知，以姚安試驗(yàn)點(diǎn)為例，施常規(guī)肥處理隨施肥量的減少，農(nóng)藝性狀水平呈明顯下降趨勢(shì)，而配施炭醋材料處理保持得相對(duì)穩(wěn)定。配施炭醋材料各處理株高、單株葉面積、葉面積指數(shù)均高于對(duì)照。減量化肥配施炭醋材料處理的株高均高于常規(guī)肥全量處理，尤其YATC10的株高與YACK呈顯著差異。化肥配施炭醋材料能有效促進(jìn)煙草的農(nóng)藝性狀改善，YATC，YATC10的效果最好。永仁試驗(yàn)點(diǎn)結(jié)果趨勢(shì)相同。

處理 Treatment圖1 化肥配施炭醋材料對(duì)采烤前煙草主要田間農(nóng)藝性狀的影響(姚安)Fig.1 Effect of chemical fertiizer mixing with biochar and pyroligneous on agronomic traits of tobacco before picking (Yaoan)

注：圖中不同小寫字母表示各處理間差異顯著(P<0.05)。下同。

Note: Different lowercase letters indicate significant differences (P<0.05) among different treatments. The same as below.

2.2化肥配施炭醋材料對(duì)田間病害發(fā)病率的影響

由表1可知，除YRTC20外，兩個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)配施炭醋材料處理的黑脛病發(fā)病率明顯低于對(duì)照，且減量化肥配施炭醋材料處理黑脛病發(fā)病率低于常規(guī)施肥處理，差異性顯著。除YATC10,YRTC20青枯病發(fā)病率高于對(duì)照外，其他配施炭醋材料處理均低于對(duì)照，但無顯著差異。姚安試驗(yàn)點(diǎn)配施炭醋材料處理的花葉病發(fā)病率均低于對(duì)照，其中YATC10與其他處理差異顯著。永仁試驗(yàn)點(diǎn)YRCK的花葉病發(fā)病率最高，其他各處理無明顯差異。綜合來看，化肥配施炭醋材料能抑制煙草田間病害的發(fā)生率。

表1 化肥配施炭醋材料對(duì)煙草旺長(zhǎng)期田間病害發(fā)病率的影響Table 1 Effect of chemical fertiizer mixing with biochar and pyroligneous on plant diseases of tobacco in fast growing period

注：列中標(biāo)明不同字母的數(shù)字表示在0.05水平上差異顯著。下同。

Note:Value in each column followed by different letters are significantly different at 0.05. The same as below.

2.3化肥配施炭醋材料對(duì)主要經(jīng)濟(jì)性狀的影響

從表2可以可看出，未配施炭醋材料處理中，隨著常規(guī)化肥施用量的減少，經(jīng)濟(jì)性狀水平明顯下降，而配施炭醋材料處理的下降趨勢(shì)較小，而且永仁試驗(yàn)點(diǎn)的煙葉均價(jià)、上等煙比率和上中等煙比率有增加的趨勢(shì)，并且產(chǎn)值、產(chǎn)量、均價(jià)與對(duì)照差異顯著。表3為在2個(gè)不同試驗(yàn)點(diǎn)相等化肥施用量下配施炭醋材料與未施炭醋材料的經(jīng)濟(jì)性狀差值。從表3可知，除YATC20與YACK20均價(jià)差、上等煙比率差和YRTC與YRCK上中等煙比率差為負(fù)值外，其他經(jīng)濟(jì)性狀的差值均為正值。在2個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)化肥配施炭醋材料均表現(xiàn)出提高經(jīng)濟(jì)效益的趨勢(shì)。此外，減量化肥配施炭醋材料處理的經(jīng)濟(jì)性狀水平均高于常規(guī)施肥處理(表3)。其中差異最顯著的為YRTC10的產(chǎn)量、YRTC20的產(chǎn)值、YRTC20的均價(jià)分別比YRCK增加26.29%,49.61%,26.21%，YATC20的上等煙比率比YACK增加42.70%?？傮w而言，常規(guī)施肥減量不利于煙草的經(jīng)濟(jì)效益，配施炭醋材料對(duì)提高煙草的經(jīng)濟(jì)效益作用明顯，化肥減量20%配施炭醋材料較常規(guī)施肥已有增產(chǎn)提效的作用。

表2 化肥配施炭醋材料對(duì)烤煙主要經(jīng)濟(jì)性狀的影響Table 2 Effect of chemical fertiizer mixing with biochar and pyroligneous on economic properties of tobacco

表3 化肥配施炭醋材料與未施炭醋材料的經(jīng)濟(jì)性狀差值Table 3 Difference of economic properties between chemical fertilizer with biochar and pyroligneous and without treatment

2.4化肥配施炭醋材料對(duì)烤煙化學(xué)品質(zhì)的影響

優(yōu)質(zhì)煙葉標(biāo)準(zhǔn)為總糖含量在20%左右，還原糖含量在17%左右，還原糖與煙堿之比在10左右，鉀含量>2%。由圖2可知，將優(yōu)質(zhì)煙葉的標(biāo)準(zhǔn)值設(shè)為雷達(dá)圖的原點(diǎn)，將2個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)各處理的端點(diǎn)為各指標(biāo)與優(yōu)質(zhì)煙葉相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)值之差。2個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)均表現(xiàn)出配施炭醋材料處理的總糖、還原糖含量、還原糖與煙堿之比低于常規(guī)施肥處理，更接近原點(diǎn)，配施炭醋材料處理鉀含量高于常規(guī)施肥處理，更遠(yuǎn)離原點(diǎn)，并呈顯著性差異。說明配施炭醋材料處理更接近優(yōu)質(zhì)煙葉標(biāo)準(zhǔn)，更利于協(xié)調(diào)煙葉的內(nèi)在化學(xué)品質(zhì)?；蕼p量20%配施炭醋材料較常規(guī)施肥已有提高烤煙品質(zhì)的效果，化肥全量配合使用炭醋材料效果最佳。

3 結(jié)論與討論

在本試驗(yàn)中，化肥減量不利于煙草生長(zhǎng)，減量20%后配合使用炭醋材料，較常規(guī)施肥，提高了煙草的農(nóng)藝性狀水平，對(duì)煙草有增產(chǎn)提質(zhì)的效果。其中原因，與炭醋材料的特性密不可分。本試驗(yàn)配施的材料為生物炭和木醋液的混合物，炭醋混合施用的前例較少，在煙草上的應(yīng)用未見報(bào)道。然而，單獨(dú)配施生物炭或木醋液的研究報(bào)道較多。曾婕等[6]的研究表明，應(yīng)用木醋液可增加有機(jī)煙草產(chǎn)量和產(chǎn)值,根施150 kg·hm-2,木醋液使產(chǎn)量、產(chǎn)值分別增加32%，52%。同樣，胡春花等[7]研究表明，在常規(guī)施肥的基礎(chǔ)上施用木醋液12 mL·m-2，設(shè)施蔬菜增產(chǎn)13.4%～21.7%。關(guān)于生物炭單獨(dú)施用后，盆栽試驗(yàn)的結(jié)果證實(shí)，生物炭與氮肥減量配施烤煙的株高、葉片數(shù)、莖圍、根冠比均大于常規(guī)施肥[8]。張偉明等[9]通過兩年的大田試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在常規(guī)施肥量減少15%基礎(chǔ)上增施生物炭(150 kg·hm-1) ，可獲得最高的大豆產(chǎn)量。本研究在施肥基礎(chǔ)上配施炭醋材料，結(jié)果表明,化肥減量20%的煙草產(chǎn)質(zhì)量仍優(yōu)于常規(guī)施肥。說明生物炭和木醋液混合施用在煙草上有應(yīng)用前景。

目前，國內(nèi)外對(duì)生物炭的形態(tài)、物理特征、化學(xué)性質(zhì)以及對(duì)土壤物理性質(zhì)的改良作用等方面有了較多的研究報(bào)道[13-17]。生物炭氧化后表面含有豐富的-COOH, -COH和-OH等含氧官能團(tuán)，使生物炭表面產(chǎn)生負(fù)電荷，提高生物炭陽離子交換量[2]。有研究結(jié)果顯示，增施炭醋材料后，土壤養(yǎng)分含量高于未施處理[7]。其原因可能是生物炭豐富的孔隙結(jié)構(gòu)和巨大比表面積，提高了土壤陽離子交換量，減少水溶性營(yíng)養(yǎng)離子遷移、淋失，提高養(yǎng)分供應(yīng)能力。因此，化肥和炭醋材料配施，即使是在化肥減量施用的情況下，由于養(yǎng)分供應(yīng)能力的提高，煙草對(duì)養(yǎng)分的吸收量增加，使株高仍然高于常規(guī)肥全量處理，最大葉面積、田間葉面積指數(shù)大于對(duì)照，農(nóng)藝性狀的優(yōu)勢(shì)促使最終產(chǎn)量的提高。炭醋材料的孔隙結(jié)構(gòu)豐富，使其具有質(zhì)量輕、密度小的特點(diǎn)，施入土壤后，提高土壤總孔隙度，降低土壤容重[18]，減小水分的滲透速率，增加土壤持水量，提高土壤通氣性，利于煙株的生長(zhǎng)發(fā)育。此外，研究認(rèn)為，炭醋材料大小不一的孔隙結(jié)構(gòu)提供了土壤微生物生長(zhǎng)與繁殖的環(huán)境，孔隙中吸持的養(yǎng)分為微生物提供了養(yǎng)分來源[13]。炭醋材料施用也可能通過改變土壤微生物區(qū)系間接影響?zhàn)B分轉(zhuǎn)化和吸收。根據(jù)胡春花等[19]的研究報(bào)道，施用炭醋材料能顯著增加土壤細(xì)菌、放線菌、自生固氮菌、纖維分解菌和無機(jī)磷細(xì)菌數(shù)量，減少真菌數(shù)量。微生物活動(dòng)的增強(qiáng)為促進(jìn)煙草根系吸收養(yǎng)分提供了良好的土壤生態(tài)環(huán)境基礎(chǔ)[20]，同時(shí)真菌數(shù)量的減少可能抑制了煙草發(fā)病率，尤其在姚安試驗(yàn)點(diǎn)配施炭材料處理無黑脛病發(fā)生。炭醋材料含有的有機(jī)小分子活性成分，可能調(diào)節(jié)煙草的激素比例[21]，使總糖、還原糖、鉀含量等品質(zhì)指標(biāo)更趨近優(yōu)質(zhì)煙葉的標(biāo)準(zhǔn)。這與郭亞芬等[22]將炭醋技術(shù)運(yùn)用在大白菜、空心菜、尖椒、番茄上有增產(chǎn)提質(zhì)的結(jié)果趨勢(shì)相同。

由于養(yǎng)分的淋失[23]和土壤吸附固定[24]，在常規(guī)施肥基礎(chǔ)上直接減少肥料投入，養(yǎng)分供應(yīng)難以滿足煙草養(yǎng)分需求，導(dǎo)致產(chǎn)量和品質(zhì)下降。而炭醋材料可減少養(yǎng)分的損失，維持養(yǎng)分的供應(yīng)強(qiáng)度，同時(shí)改善土壤的生態(tài)環(huán)境，為煙草的增產(chǎn)提質(zhì)奠定了重要的基礎(chǔ)，具有較好的應(yīng)用前景。但是炭醋材料長(zhǎng)期施入土壤后是否一直保持正向作用，需要做長(zhǎng)期定位試驗(yàn)，而且對(duì)其作用機(jī)制需要做進(jìn)一步研究。

圖2 化肥配施炭醋材料對(duì)煙葉內(nèi)在化學(xué)品質(zhì)的影響(中部葉)Fig.2 Effect of chemical fertiizer mixing with biochar and pyroligneous on quality of tobacco (middle leaves)

常規(guī)肥減量對(duì)煙草的產(chǎn)量和品質(zhì)有不利影響，產(chǎn)質(zhì)量呈下降趨勢(shì)。總體上，在相同化肥施用量基礎(chǔ)上配合使用炭醋材料，煙葉的農(nóng)藝性狀、經(jīng)濟(jì)性狀都有提高。化肥減量配合使用炭醋材料較常規(guī)施肥已有增產(chǎn)增質(zhì)的效果，化肥減量10%配施炭醋材料煙葉的農(nóng)藝性狀、抗病性、內(nèi)在化學(xué)品質(zhì)效果較好，化肥減量20%配施炭醋材料煙葉的經(jīng)濟(jì)性狀效果較好。在煙草生產(chǎn)上，化肥配合使用炭醋技術(shù)，由于是一次性施肥，故不僅可以降低時(shí)間成本和人工成本，而且可以減少化肥投入，以達(dá)到保護(hù)生態(tài)環(huán)境、提高養(yǎng)分資源利用和增加經(jīng)濟(jì)效益的目的。

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(責(zé)任編輯：常思敏)

Effectofchemicalfertiizermixingwithbiocharandpyroligneousongrowth，yieldandqualityoftobacco

LI Shanshan1， CAI Zhiyuan2， ZOU Yang3， CHEN Lin4， HAI Meirong5， DABU Xilatu1

(1.College of Resources and Environmental Science,Yunnan Agricultural University, Kunming 650201,China; 2.Yunnan Weixin Agricultural Technology Company, Kunming 650201,China; 3.Chuxiong Subsidiary Company, Yunnan Tobacco Company, Chuxiong 675000,China; 4.Environmental Protection Agency, Dehong,678400,China;5.College of Agronomy and Biotechnology, Yunnan Agricultural University, Kunming 650201,China)

The effect of mixture of biochar and pyroligneous in combination with different concentrations of a chemical fertilizer on the growth was investigated using the Tobacco K326 during a year in two different plot experiments. The results revealed that reducing conventional fertilizer application was bad for growth, yield and quality of tobacco and showed downward trend. But mixture of biochar and pyroligneous coordinating with reduced chemical fertilizer which was one-off application could promote agronomic traits, economic properties and chemical component quality to different extent, with the highest increase of yield, value and ratio of high grade leaves of 26.29%, 49.61%, and 42.70% respectively. Compared with conventional fertilization, as the fertilizer application was reduced by 20% mixing with mixture of biochar and pyroligneous, the yield and quality both increased. Effect of general fertilization and reducing it by 10% mixing with mixture of biochar and pyroligneous were the best. Taken together, our results support the theory of “l(fā)ess fertilizer, but positive effects” for both yield and quality.

tobacco; biochar; pyroligneous; reducing chemical fertilizer; agronomic traits; yield and quality

S 572

：A

2016-12-16

云南省煙草公司科技計(jì)劃項(xiàng)目[(2013)186]

李珊珊(1993-)，女，四川達(dá)州人，碩士研究生，主要研究生物炭的肥料化利用。

達(dá)布希拉圖(1974-)，男，內(nèi)蒙古呼和浩特人，副教授，博士。

1000-2340(2017)03-0312-06