配施有機肥對新復(fù)墾土壤氮素及煙葉氮含量的影響

盧光明 芶劍渝 張遠(yuǎn)淑 謝志勇 劉昌 彭玉龍 黃鶯

摘要：為了改善遵義地區(qū)復(fù)墾土壤肥力低、通透性差等狀況，探究適宜烤煙種植的有機肥和氮肥比例和用量，通過大田試驗研究氮肥與有機肥配施對新復(fù)墾土壤氮素及煙葉氮含量的影響。研究結(jié)果表明，施氮量促進土壤全氮含量增加效果不顯著，堿解氮含量隨施氮量增加而增加。配施有機肥對復(fù)墾土壤肥力有改善作用，在0～10 kg/667m2施氮水平內(nèi)配施有機肥的處理中，土壤全氮、堿解氮含量無顯著影響。高施氮量20 kg/667m2水平上配施300 kg/667m2有機肥對復(fù)墾土壤肥力改善效果最顯著，顯著增加了成熟期全氮含量，較純施氮肥20 kg/667m2顯著提高了25.0%;也顯著增加旺長期和成熟期堿解氮含量，較純施氮肥分別顯著提高了23.6%和16.6%。在所有處理中，不施肥或不施氮肥不能滿足烤煙對氮素的需求，高施氮量配施有機肥雖然能顯著提高土壤全氮及堿解氮含量，但會降低肥料利用率，且不利于烤煙品質(zhì)提高，而5 kg/667m2施氮量配施200 kg/667m2有機肥有利于烤煙充分吸收氮素，符合烤煙吸氮規(guī)律，成熟期煙葉含氮量最適宜。綜合分析得出，在5 kg/667m2施氮量基礎(chǔ)上配施200 kg/667m2有機肥最利于提高新復(fù)墾土壤上烤煙生長，對氮素利用效果最佳。

關(guān)鍵詞：烤煙;有機肥;新復(fù)墾土壤;煙葉氮含量

Effects of Application of Organic Fertilizers on Soil Nitrogen and Nitrogen Content of Tobacco Leaves in New Reclaimed Soil

LU Guang?ming1，2，GOU Jian?yu2，ZHANG Yuan?shu2，XIE Zhi?yong1，2，LIU Chang1，2，PENG Yu?long2，HUANG Ying1，2*

（1. College of Agriculture， Guizhou University，Guiyang，Guizhou 550025，China;2.GuizhouProvincial Key Laboratory of Tobacco Quality，Guiyang，Guizhou 550025，China;3.Guizhou Tobacco Companies Zunyi County Branch， Zunyi，Guizhou 520300，China）

Abstract：In order to improve low soil fertility and poor permeability of reclaimed soil in Zunyi region， the proportion and amount of suitable organic manure and nitrogen fertilizer in flue-cured tobacco planting were investigated. The field experiment was undertaken to study the effects of combined application of nitrogen fertilizer and organic manure on soil nitrogen and nitrogen content of tobacco leaves in newly reclaimed soil. The results showed that the effect of nitrogen application on the increase of total nitrogen content in soil was not significant， the content of alkaline hydrolysis nitrogen increased with the increase of nitrogen application rate andthe nitrogen content in tobacco leaves are positively correlated with the application rate. Combined with organic manure， application of nitrogen fertilizer could improve the soil fertility of reclaimed soil. In the combined application of organic manure with 0～10 kg/667m2 level of nitrogen fertilizer， there was nosignificant effect on soil total nitrogen content; and there was a trend of alkaline hydrolysis nitrogen content increased with the increase of organic manure but the increase was not obvious.The combined application of 300 kg/667m2 organic manurewith 20 kg/667m2 level of high nitrogen fertilizer had the most significant effect on the improvement of soil fertility in the reclaimed soil. It significantly increased the total nitrogen content in the maturity stage， which was 25.0% higher than that of the pure nitrogen fertilizer application at 20 kg/667m2 level. It also significantly increased the content of alkaline hydrolysis nitrogen in the growing period by 23.6% and the mature period by16.6%， respectively， compared with pure nitrogen fertilizer application.In all experiments， the nitrogen demand of tobacco plants cannot be fulfilled if no fertilizer or nitrogen were applied. Although high nitrogen application combined with organic manurecould significantly increase the soil total nitrogen and alkaline hydrolysis nitrogen， this will reduce the utilization rate of fertilizer and not conducive to improve the quality of flue-cured tobacco. The combined application of 5 kg/667m2 level of nitrogen fertilizer with 200 kg/667m2 of organic manure is beneficial to the full absorption of nitrogen by tobacco plants， which is consistent with the uptake of flue-cured tobacco. At this combined application， nitrogen content of tobacco leaves is at the most appropriate level at maturity.The comprehensive analysis concludes that the application of 200 kg/667m2 of organic manurewith 5 kg/667m2 level of the nitrogen fertilizer is the most beneficialcombination to improve the growth of flue-cured tobacco in the newly reclaimed soil and has the best effect on nitrogen utilization.

Key words：flue-cured tobacco; organic fertilizer;new reclaimed soil;nitrogen content of tobacco leaf

土地復(fù)墾是對因采掘、建材工業(yè)發(fā)展和其它工礦廢棄物堆積等而被占用或破壞的土地，通過人為的整治（包括工程、生物、肥料）改造使失去的生產(chǎn)能力得到重新再利用。主要目標(biāo)是恢復(fù)穩(wěn)定的景觀地貌，這種地貌在環(huán)境和美學(xué)上能與未受破壞的土地互相協(xié)調(diào)，同時能更有效的促進其所在的生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定和生產(chǎn)能力的提高[1-3]。新復(fù)墾土壤由于物理結(jié)構(gòu)破壞嚴(yán)重，耕層土壤較薄，土壤質(zhì)地多屬于粘壤土或粘土，土壤較為緊實，容重較大，通透性差，不利于養(yǎng)分調(diào)節(jié)和植物根系伸展，很難為植物生長提供良好環(huán)境;土壤中有機質(zhì)等養(yǎng)分狀況較差，難以為作物生長提供足夠的養(yǎng)分。因此，改善該類土壤尤為迫切。

氮素是烤煙生產(chǎn)中的重要營養(yǎng)元素之一，對烤煙生長發(fā)育和烤后煙葉產(chǎn)質(zhì)量的影響極為顯著[4-5]。施氮量的高低對烤煙產(chǎn)量、化學(xué)成分和評吸質(zhì)量有顯著影響[6]。氮肥供應(yīng)不足直接影響烤煙的田間長勢，降低煙葉的產(chǎn)質(zhì)量;過量的施用氮肥，煙葉煙堿和全氮含量嚴(yán)重超標(biāo)，導(dǎo)致內(nèi)在品質(zhì)下降，工業(yè)可用性差。因此合理施用氮肥是生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)烤煙的關(guān)鍵，適宜的氮肥用量，不僅能調(diào)控?zé)熤隊I養(yǎng)狀況，增加煙葉產(chǎn)量，還能改善煙葉品質(zhì)，提高煙葉的利用價值[7-9]。由于單施用化肥容易造成環(huán)境污染，肥料利用率低，而有機肥不僅營養(yǎng)均衡，養(yǎng)分全面，還能活化土壤中潛在養(yǎng)分，極大地提高土壤生物多樣性和土壤生物學(xué)活性，改善土壤理化性質(zhì)、土壤的形成、環(huán)境及營養(yǎng)循環(huán)，提高土壤肥力，所以配施有機肥是改良土壤的重要手段[10-11]。本研究探究不同施氮量上配施不同比例有機肥對復(fù)墾土壤肥力的影響，提出復(fù)墾土壤培肥更有效的方案，以期找到一個合適的施氮量和配施有機肥量，為低肥力土壤提高土壤質(zhì)量，改善土壤肥力，為當(dāng)?shù)氐目緹熒a(chǎn)提供理論指導(dǎo)。

1材料與方法

1.1試驗設(shè)計

試驗于2016年在遵義市湄潭縣抄樂鄉(xiāng)興樂煙草科技園中進行，復(fù)墾時間2013年。試驗地屬亞熱帶季風(fēng)氣候，年平均氣溫 14.9℃，年平均降雨量 1141 mm，年均日照時數(shù) 1163 h，平均海拔 972 m。供試土壤為黃泥土，基本理化性質(zhì)見表1。試驗采用裂區(qū)設(shè)計，在磷肥、鉀肥施用量不變的基礎(chǔ)上，設(shè)置不同的氮肥用量和有機肥配比量。5個主處理，分別為不施肥（氮、磷、鉀施入量為0 kg/667m2T1），施純氮0 kg/667m2（T2），施純氮5 kg/667m2（T3），施純氮10 kg/667m2（T4），施純氮20 kg/667m2（T5）。4個副區(qū)分別為不施有機肥（O1），施有機肥100 kg/667m2（O2），施有機肥200 kg/667m2（O3），施有機肥300 kg/667m2（O4）?？偣?0個處理，重復(fù)3次，共60個小區(qū)，每個小區(qū)面積65 m2，株行距60 cm×1.1 m，種植密度為1100株/畝。施肥方式為穴施，基追比為7∶3，有機肥養(yǎng)分含量分別為有機質(zhì)40.2%，全氮1.95%，全磷0.34%，全鉀0.73%;無機肥為煙草專用肥（N∶P2O5∶K2O=9∶13∶22），不同處理中氮、磷、鉀差異部分用尿素（N≥46.4%）、普鈣（福輝牌，P2O5≥12%）、硫酸鉀（羅布泊牌，K2O≥51%）補足，以保證每個處理中磷和鉀含量一致，即磷（P2O5）為5 kg/667m2、鉀（K2O）為18.5 kg/66m2。供試品種為當(dāng)?shù)氐闹髟云贩NK326，于2016年4月27日移栽，大田管理采用當(dāng)?shù)貎?yōu)質(zhì)煙葉生產(chǎn)技術(shù)進行。

1.2測定項目與方法

分別在施肥前、團棵期、旺長期、成熟期取土樣，取樣采用“S”形取樣法于0～20 cm根層采集5個土壤樣品，混合均勻作為該小區(qū)的土樣。同時期取烤煙中部葉，在105℃下殺青，60℃烘干制樣。煙葉鮮樣用冰盒保存，迅速帶回實驗室分析測試。

土壤養(yǎng)分采用以下方法測定[12]：土壤有機質(zhì)-重鉻酸鉀容量法;土壤全氮-凱氏蒸餾法;堿解氮-堿解擴散法;pH值-酸度計法;速效磷-0.05 mol/L NaHCO3提取，鉬藍(lán)比色法測定（ LY/T 1233—1999）;速效鉀-1 mol/L乙酸銨浸提，火焰光度法測定（ LY/T 1236—1999） 。煙葉中氮、磷、鉀用硫酸-雙氧水消煮聯(lián)合測定法[12]。

1.3統(tǒng)計分析

數(shù)據(jù)分析采用 Excel 2007、DPS 7.05進行統(tǒng)計分析。

2結(jié)果分析

2.1配施有機肥對土壤氮素的影響

2.1.1配施有機肥對土壤全氮的影響

施氮肥烤煙團棵期土壤全氮含量無顯著差異;烤煙旺長期T5土壤全氮含量顯著高于T2、T3處理;烤煙成熟期土壤全氮含量隨施氮量的增加呈增加的趨勢，但施氮水平處理間無顯著性差異（圖1）。團棵期、成熟期施氮量對土壤全氮含量無顯著影響;旺長期施氮量對土壤全氮含量影響最大;在T4～T5施氮水平范圍內(nèi)增加施氮量，植煙土壤全氮含量增加不顯著，這說明成倍增加施肥量對土壤全氮無顯著影響。

有機肥配施處理中除了T5配施有機肥對烤煙成熟期土壤全氮含量有顯著影響外，對其它時期無顯著影響（表2），其原因可能是，在新復(fù)墾土壤中，土壤養(yǎng)分背景值低，在高施氮量基礎(chǔ)上配施有機肥比例越高對土壤全氮影響越大。在T5水平上，全氮含量隨著配施有機肥的增加而增加，即T5O4>T5O3>T5O2>T5O1，配施有機肥處理均與純施氮肥處理T5O1差異顯著，其中T5O4較T5O1和T1O1（對照）分別增加了0.2 g/kg和0.17 g/kg，增幅分別是25.0%和21.3%。由此說明T5施氮水平上配施有機肥對復(fù)墾土壤全氮含量有顯著提高，有助于改善土壤肥力。

2.1.2配施有機肥對土壤堿解氮的影響

由圖2可知，土壤堿解氮含量隨施氮量的增加而增加，相對于施氮水平增加比例較低，在T3水平上增加施氮量對土壤堿解氮提高無顯著促進作用。原因可能是同一大田試驗條件下，土壤有機質(zhì)含量不變，增加施氮量，降低土壤C/N，土壤凈礦化速率增加，因此，土壤堿解氮含量隨施氮量的增加而增加。在T3施氮量上繼續(xù)增大施氮量，對土壤氮素有效性無促進作用，可能是因為土壤有機質(zhì)含量成為氮素礦化的限制因子。

配施有機肥可提高新復(fù)墾土壤堿解氮含量（表3），堿解氮含量并沒有隨施氮量成倍的增加而呈倍數(shù)增加，其中單施有機肥（T1）處理及T2、T5處理配施有機肥的土壤堿解氮含量增加顯著，其中在旺長期和成熟期T5O4較T5O1（純施氮肥）分別顯著提高了16.09 mg/kg和10.54 mg/kg，增幅分別是23.6%和16.6%;而T3、T4處理有增加的趨勢但不顯著。原因可能是在不施氮量情況下增加有機肥一方面由于其自身含有氮素，另一方面可增加有機質(zhì)含量，改善了土壤C/N，增強了土壤微生物活性，促進土壤有機質(zhì)的礦化作用，所以導(dǎo)致土壤堿解氮含量隨著有機肥的增加而增加;T5處理配施有機肥堿解氮量增加明顯，可能是因為在高施氮量條件下增施有機肥使有機質(zhì)含量成為氮素礦化的限制因子解除，從而對土壤氮素有效性表現(xiàn)出促進作用。由此說明在本試驗條件下，高施氮量配施有機肥（T5O4）對土壤堿解氮含量提高的效果最佳，堿解氮含量的提高對生產(chǎn)力的提高和土壤肥力的改善起到一定的作用。

2.2配施有機肥對煙葉氮含量的影響

從圖3可以分析得出，團棵期5個主區(qū)煙葉氮含量無差異，施用氮肥對增加煙葉中氮含量無促進作用;旺長期施氮處理T3、T4、T5煙葉中氮含量明顯高于T1、T2處理，施氮肥對提升煙葉中全氮含量有促進作用，其中T5處理含氮量最高，與T4處理差異不顯著，而與T1、T2、T3處理差異顯著，煙葉含氮量隨施氮量的增加而增加，說明施氮肥的增加對提升煙葉氮含量有促進作用;成熟期T1、T2處理煙葉氮含量顯著低于T3、T4、T5，不利于優(yōu)質(zhì)煙葉品質(zhì)建成，T4、T5處理顯著高于T3，不利于煙葉落黃影響煙葉品質(zhì)，T3處理煙葉氮含量為1.79%，在優(yōu)質(zhì)煙葉含氮量范圍內(nèi)。

表4分析得知，團棵期配施有機肥對煙葉含氮量有顯著影響，在T4施氮量范圍內(nèi)煙葉含氮量隨著配施有機肥的量增加而增加。有機肥配施對旺長期烤煙含氮量無明顯影響。成熟期T3配施有機肥O4含氮量較高，容易導(dǎo)致貪青晚熟，不利于品質(zhì)的形成，而配施O1容易導(dǎo)致烤煙早衰提前結(jié)束生育期，T3配施有機肥O3的量烤煙含氮量適中，有益于品質(zhì)的形成。另一方面，在烤煙旺長期，在T4、T5施氮水平上配施有機肥有降低煙葉氮含量的趨勢，能緩解施氮量過高導(dǎo)致的肥害現(xiàn)象。

3結(jié)論與討論

研究結(jié)果表明，在新復(fù)墾土壤上施氮量對團棵期、成熟期土壤全氮含量無顯著影響，對旺長期土壤全氮含量影響最大，其含量隨著施氮量增加而增加，在T4～T5施氮水平范圍內(nèi)增加施氮量，植煙土壤全氮含量增加不顯著，這說明成倍增加施肥量對土壤全氮無顯著影響?？赡苁且驗橥寥朗且粋€巨大的氮庫，施氮量相對于土壤含氮量比例低，這與俞華林[13]認(rèn)為當(dāng)施氮量超過140 kg/hm2時，土壤全氮含量隨施氮量增加無明顯變化結(jié)果一致。而配施有機肥處理中，低、中施氮量（T3、T4）配施有機肥對烤煙各個時期的土壤全氮含量無顯著影響，而高施氮量T5配施有機肥顯著增加成熟期土壤全氮含量，其中T5O4較純施氮肥T5O1處理顯著提高了25.0%，這與劉洋[14]的研究結(jié)果相似。由此說明T5施氮水平上配施有機肥對復(fù)墾土壤全氮含量有顯著提高，有助于改善土壤肥力。究其原因，一方面可能與氮肥的淋失作用[15]，氮肥養(yǎng)分的釋放速率，不同土層質(zhì)地、有機質(zhì)含量等理化性狀不同有關(guān)[16-17]。有機肥配施能促進烤煙各生育時期植煙土壤氮素有效性，這可能是有機肥的后期分解形成團聚體有助于提高土壤肥力水平，亦可提升土壤固碳、氮能力，減少土壤碳、氮輸出[18]。

土壤堿解氮含量隨施氮量的增加呈增加趨勢，相對于施氮水平增加比例較低，在T3水平上增加施氮量對土壤堿解氮提高無顯著促進作用。配施有機肥可提高新復(fù)墾土壤堿解氮含量，堿解氮含量并沒有隨施氮量成倍的增加而呈倍數(shù)增加，其中單施有機肥（T1）處理及T2、T5處理配施有機肥的土壤堿解氮含量增加顯著，其中在旺長期和成熟期T5O4較T5O1（純施氮肥）分別顯著提高了23.6%和16.6%;而T3、T4處理有增加的趨勢但不顯著。高施氮量T5基礎(chǔ)上配施有機肥O4堿解氮含氮量最高，對增加新復(fù)墾土壤氮素的有效性最明顯，改善土壤肥力最顯著，是因為氮肥與無機肥配施可顯著增加30 cm以內(nèi)的土層土壤礦質(zhì)氮和土壤可溶性有機氮的含量，特別提高了礦質(zhì)氮的含量[19]。

烤煙團棵期施氮量對煙葉氮素?zé)o促進作用，而烤煙旺長期、成熟期施氮量對煙葉氮素有促進吸收作用，其含量隨施氮量增加而增加，與施氮量成正相關(guān)關(guān)系，這與陳星峰的研究一致[20]，烤煙團棵期，烤煙氮含量與土壤堿解氮變化相似，處理間無顯著差異，這可能是在烤煙團棵期以前對養(yǎng)分的需求低，土壤氮素能滿足烤煙的需求;烤煙旺長期及后期，烤煙對氮素的需求增加，吸收氮素以肥料氮素為主，土壤氮素不能滿足烤煙的需求，因此，烤煙氮含量隨施氮量的增加而增加，且施氮處理與不施氮處理差異顯著[21]。在T3施氮量基礎(chǔ)上增施氮肥對烤煙煙葉氮含量有升高的趨勢，但沒有隨施氮量成倍數(shù)增加而成比例增加，這不僅增加了施肥成本，而且容易導(dǎo)致環(huán)境污染，究其原因可能是在一定施磷、鉀肥水平內(nèi)氮肥的增加有助于烤煙的吸收，施氮量過高必須大量的配施磷、鉀肥成為限制因子，影響氮代謝，合理配施磷、鉀肥才能促進烤煙氮素的吸收[22-23]。因此，在新復(fù)墾土壤上T3處理的氮素釋放規(guī)律與優(yōu)質(zhì)烤煙的需肥規(guī)律高度吻合。

團棵期配施有機肥對煙葉含氮量有顯著影響，這可能與增施有機肥促進土壤有機質(zhì)的分解有關(guān)，在T4施氮量范圍內(nèi)煙葉含氮量隨著配施有機肥量的增加而增加。有機肥配施對旺長期烤煙含氮量無明顯影響，對成熟期有增加作用但不明顯，可能與有機肥本身釋放養(yǎng)分緩慢特點有關(guān)。低氮量配施有機肥有助于提高煙葉氮含量，高施氮量配施有機肥煙葉中的氮含量差異性不大，這可能是因為土壤本身肥力過低導(dǎo)致的原因[24];在T3施氮水平范圍內(nèi)，配施有機肥量能明顯促進煙葉氮含量的增加，在T4、T5施氮水平基礎(chǔ)上配施有機肥無此現(xiàn)象，其中T3施氮基礎(chǔ)上配施O3有機肥最能滿足烤煙對氮素的需求，煙葉氮含量適宜，有利于烤煙及時落黃及品質(zhì)的提升，這與李洪勛等[25-27前研究的有利于提高烤煙成熟期煙葉品質(zhì)且煙葉氮素適宜的最佳施氮量（6～7 kg/667m2）頗有偏高，這與當(dāng)?shù)氐偷确柿l件下維持較高的氮素才有利于烤煙生長有關(guān)。

研究結(jié)果表明，在新復(fù)墾土壤上施氮量促進土壤全氮含量增加效果不明顯，堿解氮含量隨施氮量增加而增加。配施有機肥對復(fù)墾土壤肥力有改善作用，在10 kg/667m2（T4）施氮水平內(nèi)配施有機肥的處理中，土壤全氮、堿解氮含量無顯著影響。而高施氮量配施有機肥即氮量為20 kg/667m2配施300 kg/667m2有機肥（T5O4）對復(fù)墾土壤肥力改善效果最顯著，顯著增加了成熟期全氮含量，較純施氮肥20 kg/667m2（T5O1）顯著提高了25.0%;也顯著增加旺長期和成熟期堿解氮含量，較純施氮肥20 kg/667m2（T5O1）分別顯著提高了23.6%和16.6%。在配施有機肥處理中，不施肥或不施氮肥不能滿足烤煙對氮素的需求，高施氮量10 kg/667m2（T4）、20 kg/667m2（T5）配施有機肥會降低肥料利用率，且不利于烤煙品質(zhì)提高。而T3配施有機肥O3在烤煙成熟期煙葉含氮量最適宜，即5 kg/667m2施氮量配施200 kg/667m2 有機肥（T3O3）有利于烤煙充分吸收氮素，符合烤煙吸氮規(guī)律。綜合分析得出，在5 kg/667m2施氮量基礎(chǔ)上配施200 kg/667m2有機肥最利于提高新復(fù)墾土壤上烤煙生長，對氮素利用效果最佳。

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