煙稻輪作區(qū)有機(jī)肥運(yùn)籌對煙草生長發(fā)育和土壤養(yǎng)分的影響

盧紅玲 李云霞 羅經(jīng)仁 魯耀雄 官迪 龍世平 彭福元

摘 要：為了探討東南丘陵區(qū)煙稻輪作制度下有機(jī)肥運(yùn)籌對煙草生長發(fā)育、經(jīng)濟(jì)性狀及土壤養(yǎng)分的影響，為減少該區(qū)化肥施用量提供依據(jù)，在郴州市桂陽縣和安仁縣同時設(shè)置大田試驗(yàn)，采用裂區(qū)設(shè)計(jì)研究了煙稻輪作區(qū)有機(jī)肥運(yùn)籌對煙草生長發(fā)育和土壤養(yǎng)分的影響。結(jié)果表明：T2處理（稻季施用有機(jī)肥1500 kg/hm2替代150 kg/hm2復(fù)合肥和75 kg/hm2尿素，植煙季常規(guī)施肥），周年減少氮肥，可提高煙葉凈光合速率和葉片SPAD值，增加株高、莖圍、葉長和葉寬，提高中上部煙葉比例和烤煙產(chǎn)值;在土壤有機(jī)質(zhì)含量低的桂陽，周年減施氮肥23.6%，烤煙產(chǎn)值增加6.15%，而在土壤有機(jī)質(zhì)含量高的安仁，周年減施氮肥27.7%，產(chǎn)量增加2.23%，產(chǎn)值增加3.43%，且煙葉品質(zhì)好;T2處理與水稻季、植煙季均采取常規(guī)施肥的對照相比，土壤的堿解氮和速效鉀含量降低，煙葉收獲后，土壤pH值和有機(jī)質(zhì)含量均有所增加。

關(guān)鍵詞：煙稻輪作;化肥減施;有機(jī)肥運(yùn)籌;煙草生長;經(jīng)濟(jì)性狀

中圖分類號：S146文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1006-060X（2020）08-0021-05

Abstract：To explore the effects of organic fertilizer management on tobacco growth and economic traits， and soil nutrients under the tobacco-rice rotation system in the hilly region of Southeast China， and to provide a basis for the reduction of large-scale chemical fertilizer application in this area， field trials were conducted using split-plot ?design in Guiyang County and Anren County， Chenzhou， Hunan. The results showed that compared with CK （conventional fertilization both in rice and tobacco seasons）， T2 （ rice season： 1 500 kg/hm2 ?organic fertilizer substitute for 150 kg/hm2 compound fertilizer + 75 kg/hm2 urea， tobacco season： conventional fertilization） reduced the yearly use of nitrogen fertilizer， promoted net photosynthetic rate and SPAD value， increased plant height， stem girth， leaf length and leaf width， increased the proportion of middle and upper-position tobacco leaves and the output value. In Guiyang where soil organic matter content was low， T2 reduced the annual application of nitrogen fertilizer by 23.6%， and increased the output value of flue-cured tobacco by 6.15%; while in Anren with a high content of soil organic matter， T2 reduced the annual application of nitrogen fertilizer by 27.7%， increased the yield by 2.23%， increased the output value by 3.43%， and the quality of tobacco leaves was good; but the contents of soil alkaline hydrolyzable nitrogen and available potassium in T2 decreased， and its soil pH value and organic matter content increased somewhat after the tobacco leaves were harvested.

Key words： rice-tobacco rotation; chemical fertilizer reduction; organic fertilizer management; tobacco growth; economic traits

湖南種植煙草有超過400 a的歷史。2000年以來，湖南的煙葉種植面積均在8.5萬hm2以上，占全國煙草種植面積的比例從2000年的6.19%上升到2018年的8.19%。郴州煙區(qū)是我國濃香型煙葉的主產(chǎn)區(qū)，采用煙稻輪作制度，常年種煙2.7 萬 hm2。氮是影響煙葉產(chǎn)量和品質(zhì)的最重要元素[1]，據(jù)調(diào)查，郴州煙稻輪作區(qū)周年氮用量為240～270 kg/hm2 [2-3]，其中煙草季的氮常規(guī)用量是120～165 kg/hm2，遠(yuǎn)高于其他煙區(qū)。雷虹[4]根據(jù)肥料效應(yīng)模型得出郴州市桂陽縣煙稻輪作地的周年經(jīng)濟(jì)施肥量為N 300.25 kg/hm2、P2O5 242.65 kg/hm2、K2O 527.34 kg/hm2，其中煙草季的最佳經(jīng)濟(jì)施肥量為N 195.35 kg/hm2、P2O5192.0 kg/hm2、K2O 425.5 kg/hm2。郴州煙稻輪作區(qū)施肥以化肥為主，有機(jī)肥比例較低，占施肥總養(yǎng)分量不足10%。長年重施化肥而輕視有機(jī)肥，導(dǎo)致郴州植煙土壤生態(tài)環(huán)境惡化，肥料利用率低，不利于煙草產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。有機(jī)肥與化肥配施是實(shí)現(xiàn)作物增產(chǎn)的重要途徑[5]，是解決長期大量使用化肥導(dǎo)致農(nóng)業(yè)面源污染、土壤酸化板結(jié)及肥料利用率低等問題，實(shí)現(xiàn)綠色發(fā)展，促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程減量化、再利用、資源化以及建設(shè)美麗鄉(xiāng)村的重要舉措。有研究報道，秸稈還田可提高植煙土壤有機(jī)碳含量和腐殖化程度，具有較好的固碳減排效果[6];菜籽餅肥氮替代30%化肥氮是改善土壤肥力，提高烤煙生長和氮素利用的適宜施肥方式[7];有機(jī)肥替代化肥應(yīng)用于煙草種植，能促進(jìn)煙草生長，增加干物質(zhì)積累，改善煙葉品質(zhì)[8-12]。輪作和施用有機(jī)肥可改善土壤的生態(tài)環(huán)境，有益于作物高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)，維持土壤肥力[13-14]。但目前湖南煙區(qū)有機(jī)肥施用主要是在現(xiàn)有基礎(chǔ)上增施[15-16]，并未減少化肥用量，且湖南煙稻輪作區(qū)因茬口銜接緊，植煙時施用非餅肥有機(jī)肥，容易導(dǎo)致煙葉貪青晚熟、后期落黃困難[10，12]。因此，如何合理運(yùn)籌有機(jī)肥，減少周年化肥用量，保證煙葉產(chǎn)量和產(chǎn)值，提高煙農(nóng)主動施用有機(jī)肥的積極性，是湖南煙稻輪作區(qū)生產(chǎn)上面臨的難題。為此，筆者開展了晚稻季施用有機(jī)肥替代化肥、植煙季常規(guī)施肥的大田試驗(yàn)，研究有機(jī)肥前移對煙草生長、煙葉氮利用率及烤煙經(jīng)濟(jì)性狀的影響，以期為煙稻輪作區(qū)有機(jī)肥科學(xué)施用和化肥合理減施提供參考。

2.3 不同處理烤煙的品質(zhì)

從表3可知，2個試驗(yàn)點(diǎn)煙葉氮含量表現(xiàn)出一定差異，在桂陽點(diǎn)，各處理的氮含量都是上部葉>中部葉>下部葉;而在安仁點(diǎn)，各處理的氮含量則是中部葉最低，下部葉與上部葉接近。不同處理各部位煙葉煙堿含量順序均為上部葉>中部葉>下部葉。對比常規(guī)施肥（CK）和有機(jī)肥前移處理（T2），2個試驗(yàn)點(diǎn)的煙葉氮含量均表現(xiàn)為CK>T2;桂陽點(diǎn)的煙堿含量是CK>T2，而安仁點(diǎn)的煙堿含量則為T2>CK。對比2個試驗(yàn)點(diǎn)發(fā)現(xiàn)，安仁點(diǎn)的煙葉氮含量和煙堿含量均高于桂陽點(diǎn)的相應(yīng)處理（上部葉氮含量除外），尤其是施用有機(jī)肥處理的煙堿含量差別大，在T2處理中，桂陽點(diǎn)上、中、下部葉的煙堿含量分別僅為安仁點(diǎn)的40.6%、40.0%和50.0%。在安仁點(diǎn)，上、中、下部葉的氮堿比呈增加趨勢，上部葉和中部葉的氮堿比均<1，而下部葉的氮堿比>1;其中T2處理的氮堿比均低于CK。在桂陽點(diǎn)，CK的煙葉氮堿比變化趨勢與安仁點(diǎn)一致，但施用有機(jī)肥處理的上、中、下部葉的氮堿比均大于1。

除桂陽點(diǎn)的T1處理中部葉外，其他煙葉兩糖比（還原糖/總糖）均超過0.9，煙葉成熟度適宜。桂陽點(diǎn)的煙葉總糖和還原糖含量大多超過30%，而煙堿含量低，故糖堿比遠(yuǎn)高于一般適宜值（10），具體原因有待進(jìn)一步研究;而安仁點(diǎn)的煙葉還原糖、總糖和煙堿含量均在適宜范圍內(nèi)，故糖堿比適宜（表3）。

2.4 不同處理煙葉的經(jīng)濟(jì)性狀與煙葉氮吸收利用

從表4可知，煙葉吸氮量表現(xiàn)為CK>T2>T3>T1，CK顯著高于其他處理，T2和T3之間沒有顯著差異，但顯著高于T1。安仁點(diǎn)的煙葉吸氮量均高于桂陽點(diǎn)的相應(yīng)處理（T2除外）。根據(jù)公式：煙葉氮吸收利用率=（施氮處理煙葉吸氮量-不施氮處理煙葉吸氮量）/施氮量，計(jì)算可知，CK的煙葉氮吸收利用率明顯高于有機(jī)肥前移的T2和T3處理，且T3高于T2處理。

在桂陽點(diǎn)，T2與CK處理煙葉產(chǎn)量接近，并顯著高于T3處理，T1處理顯著低于其他處理;在安仁點(diǎn)，T2處理煙葉產(chǎn)量最高，T2與CK沒有顯著差異，但顯著高于T3和T1處理。桂陽和安仁2點(diǎn)烤煙的產(chǎn)值都以T2處理最高，桂陽點(diǎn)T2處理產(chǎn)值比CK高6.15%，差異不顯著，但顯著高于T3;安仁點(diǎn)T2處理的產(chǎn)值比CK高3.43%，但T2、T3和CK之間差異不顯著。

2.5 不同處理煙草生育期的土壤理化性狀

從表5可知，桂陽點(diǎn)土壤的速效養(yǎng)分含量從旺長期、打頂期到采烤期呈先增加后降低的趨勢;而安仁點(diǎn)土壤的速效養(yǎng)分含量以旺長期最高，有效磷和速效鉀含量在打頂期最低，采烤期又稍增加，堿解氮含量在打頂期和采烤期變化不大。桂陽和安仁兩點(diǎn)不同處理間速效養(yǎng)分含量均以常規(guī)施肥處理最高或接近最高，表明化肥對土壤速效養(yǎng)分庫的保持很重要。

烤煙采收后，相對于常規(guī)化肥處理，施用有機(jī)肥處理的土壤pH值均有增加，其中，桂陽點(diǎn)T1、T2和T3處理的土壤pH值均顯著高于CK（表5）。在桂陽點(diǎn)，施用有機(jī)肥處理T2和T3的全氮稍低于常規(guī)施肥處理CK，有機(jī)質(zhì)含量則稍高于CK;而在安仁點(diǎn)，施用有機(jī)肥處理T2和T3的全氮和有機(jī)質(zhì)含量均高于CK。

3 結(jié)論與討論

3.1 結(jié) 論

在湖南煙稻輪作區(qū)，稻季施用有機(jī)肥1 500 kg/hm2替代150 kg/hm2復(fù)合肥和75 kg/hm2尿素、植煙季常規(guī)施肥的T2處理，周年減少氮肥，可提高煙葉凈光合速率和葉片SPAD值，增加株高、莖圍、葉長和葉寬，提高中上部煙葉比例和烤煙產(chǎn)值。在土壤有機(jī)質(zhì)含量低的桂陽，周年減施氮肥23.6%，烤煙產(chǎn)值增加6.15%;在土壤有機(jī)質(zhì)含量高的安仁，周年減施氮肥27.7%，產(chǎn)量增加2.23%，產(chǎn)值增加3.43%，且煙葉品質(zhì)好。與常規(guī)施肥（CK）相比，土壤的堿解氮和速效鉀含量降低，煙葉收獲后，土壤pH值和有機(jī)質(zhì)含量均增加。但結(jié)果有待更長時間的試驗(yàn)驗(yàn)證。

3.2 討 論

該研究在晚稻季用有機(jī)肥替代部分化肥，經(jīng)過水稻和烤煙兩季作物后，仍對土壤的pH值有影響，施用有機(jī)肥處理的土壤pH值高于常規(guī)施用化肥的處理，桂陽點(diǎn)差異達(dá)顯著水平，表明補(bǔ)充有機(jī)肥有助于提高土壤pH值。相較于土壤初始pH值（桂陽點(diǎn)7.69，安仁點(diǎn)5.46），煙稻輪作1 a后，桂陽點(diǎn)各處理的土壤pH值均增加，安仁點(diǎn)各處理的土壤pH值均降低。需要說明的是，兩批土樣的取樣方式不同，初始樣pH值為整田混勻后的土樣結(jié)果，而煙稻輪作后pH值是取距煙株15 cm左右穴旁土樣的結(jié)果。桂陽點(diǎn)的土壤pH值增加是因?yàn)楫?dāng)?shù)赜谢鹜粱已ㄊ﹤鹘y(tǒng)[17]，安仁點(diǎn)的土壤pH值降低則可能由于種煙時穴施大量化肥。這也印證了施用化肥會導(dǎo)致土壤pH值降低、而有機(jī)肥的補(bǔ)充可緩解土壤酸化的觀點(diǎn)[18-19]。

桂陽點(diǎn)的煙稻輪作地土壤有機(jī)質(zhì)含量低，T2處理的煙株株高、莖圍、最大葉長和最大葉寬等農(nóng)藝性狀綜合表現(xiàn)更優(yōu)，煙葉上部葉的SPAD值和凈光合速率最大，雖然產(chǎn)量略低于CK，但因其上中部葉比例比CK高8.5個百分點(diǎn)，均價更高，因此產(chǎn)值最高，較CK高6.15%。安仁點(diǎn)的土壤有機(jī)質(zhì)含量高，T2處理烤煙旺長期株高、莖圍、最大葉長和最大葉寬等均高于CK，打頂后株高、莖圍和凈光合速率也高于CK，因此產(chǎn)量和產(chǎn)值分別比CK高2.23%和3.43%。值得一提的是，桂陽點(diǎn)在稻季施用有機(jī)肥、植煙季繼續(xù)減施化肥的T3處理，煙葉產(chǎn)量降低9.52%，產(chǎn)值降低3.81%;而安仁點(diǎn)相應(yīng)處理的產(chǎn)量降低4.00%，產(chǎn)值增加0.86%。桂陽和安仁2點(diǎn)植煙季減施氮肥均導(dǎo)致顯著減產(chǎn)，這表明當(dāng)?shù)刂矡熂净瘜W(xué)氮肥用量控制在150 kg/hm2左右較為適宜[2-3，20]，減施化肥需要考慮周年施肥總量，通過有機(jī)肥運(yùn)籌實(shí)現(xiàn)。

有機(jī)肥施用對煙葉氮含量和煙堿含量的影響，不同研究有不同的結(jié)果，肖艷松等[15]的研究認(rèn)為，隨有機(jī)肥增加，煙葉氮、煙堿和糖含量先增加后降低，與化肥處理比較，增施有機(jī)肥的處理煙堿含量均降低，而糖含量增加;靳志麗等[20]的研究則認(rèn)為，隨餅肥用量增加，煙堿含量呈“W”變化趨勢，對糖含量影響較小。該試驗(yàn)結(jié)果表明，煙稻輪作區(qū)減施化肥氮將降低煙葉氮含量，但對煙葉糖含量影響小。桂陽點(diǎn)的T2處理煙葉煙堿含量顯著降低，煙葉氮含量降低不顯著，導(dǎo)致煙葉氮堿比和糖堿比升高;安仁點(diǎn)的T2處理煙葉氮含量降低，但煙堿含量增加，具體原因有待進(jìn)一步研究。

與CK相比，T2處理的煙葉吸氮量和氮利用率均降低，而T3處理的氮利用率比T2處理高，有機(jī)肥替代主要降低煙葉吸氮量從而導(dǎo)致氮養(yǎng)分利用率降低。桂陽點(diǎn)的土壤有機(jī)質(zhì)含量低，但土壤通透性較好[17]，養(yǎng)分利用率高;而安仁點(diǎn)的土壤有機(jī)質(zhì)含量高，土壤粘重，所以養(yǎng)分利用率低。

參考文獻(xiàn)：

[1] 李春儉，張福鎖，李文卿，等. 我國烤煙生產(chǎn)中的氮素管理及其與煙葉品質(zhì)的關(guān)系[J]. 植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報，2007，13（2）：331-337.

[2] 羅建欽，齊永杰，鄧小華，等. 不同施氮水平對湘南稻作烤煙生長發(fā)育和經(jīng)濟(jì)性狀的影響[J]. 作物研究，2016，30（2）：132-135.

[3] 周玲紅，羅經(jīng)仁，李宏光，等. 不同施氮量對湘煙5號生長發(fā)育及產(chǎn)質(zhì)量的影響[J]. 湖南農(nóng)業(yè)科學(xué)，2018（2）：47-49.

[4] 雷 虹. 煙稻輪作條件下晚稻和烤煙施用N、P、K肥的增產(chǎn)效應(yīng)[D]. 長沙：湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)，2013.

[5] 周建斌. 作物營養(yǎng)從有機(jī)肥到化肥的變化與反思[J]. 植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報，2017，23（6）：1686-1693.

[6] 陳麗鵑，周冀衡，柳 立，等. 不同秸稈對植煙土壤有機(jī)碳礦化和腐殖質(zhì)組成的影響[J]. 中國煙草科學(xué)，2019，40（5）：8-14.

[7] 季 璇，馮長春，鄭學(xué)博，等. 餅肥等氮替代化肥對植煙土壤養(yǎng)分、酶活性和氮素利用的影響[J]. 中國煙草科學(xué)，2019，40（5）：23-29.

[8] 唐莉娜，陳順輝. 不同種類有機(jī)肥與化肥配施對烤煙生長和品質(zhì)的影響[J]. 中國農(nóng)學(xué)通報，2008，24（11）：258-262.

[9] 馬 坤，溫圣賢，楊 輝. 有機(jī)肥對烤煙生長及品質(zhì)的影響研究進(jìn)展[J]. 作物研究，2009，23（5）：360-365.

[10] 李 強(qiáng)，周冀衡. 有機(jī)肥對烤煙生長及煙葉品質(zhì)影響的研究動態(tài)[J]. 作物研究，2009，23（S1）：192-196.

[11] 張 亮，黃建國. 有機(jī)肥對烤煙生長及產(chǎn)量品質(zhì)影響的研究進(jìn)展[J]. 貴州農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011，39（6）：51-54.

[12] 馮厚平，陽顯斌，陳代榮，等. 有機(jī)肥對烤煙生長及煙葉品質(zhì)和效益的影響[J]. 山西農(nóng)業(yè)科學(xué)，2017，45（7）：1208-1210.

[13] Lassaletta L，Billen G，Grizzetti B，et al. 50 year trends in nitrogen use efficiency of world cropping systems：the relationship between yield and nitrogen input to cropland[J]. Environmental Research Letters，2014（9）：1-9.

[14] 陳 浩，魏立本，王亞麒，等. 烤煙不同種植施肥模式對土壤養(yǎng)分、酶活性及細(xì)菌多樣性的影響[J]. 南方農(nóng)業(yè)學(xué)報，2019，50（5）：982-989.

[15] 肖艷松，范 雄，鐘 權(quán)，等. 土地整理煙區(qū)不同有機(jī)肥施用量對烤煙生長及其品質(zhì)的影響[J]. 江西農(nóng)業(yè)學(xué)報，2019（1）：37-41.

[16] 肖艷松，鐘 權(quán)，王文藝，等. 菇渣發(fā)酵有機(jī)肥對烤煙產(chǎn)質(zhì)量的影響[J]. 中國煙草科學(xué)，2016，37（3）：34-39.

[17] 匡傳富，李宏光，許清孝，等. 施用火土灰改良烤煙根際環(huán)境技術(shù)研究[J]. 農(nóng)業(yè)開發(fā)與裝備，2013（9）：52-53.

[18] 李大明，柳開樓，葉會財，等. 長期不同施肥處理紅壤旱地剖面養(yǎng)分分布差異[J]. 植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報，2018，24（3）：633-640.

[19] 雷 庭，左業(yè)華，陸新莉，等. 不同有機(jī)肥配施對煙地土壤酸堿性和養(yǎng)分影響[J]. 南方農(nóng)業(yè)，2019，13（23）：176-180.

[20] 靳志麗，蔣尊龍，賈少成，等. 餅肥用量對湘南高有機(jī)質(zhì)煙田烤煙生長及產(chǎn)質(zhì)量的影響[J]. 作物研究，2018（6）：516-520.

（責(zé)任編輯：肖光輝）