氮肥減施下光葉紫花苕不同翻壓量對(duì)煙草產(chǎn)量和品質(zhì)的影響

趙文軍， 薛開政， 楊繼周， 胡保文， 付利波， 尹 梅， 陳檢鋒， 王 偉，王志遠(yuǎn)， 王應(yīng)學(xué)， 楊艷鮮， 陳 華

[1.紅塔煙草(集團(tuán))有限責(zé)任公司，云南玉溪 653100； 2.云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)環(huán)境資源研究所，云南昆明 650205]

煙草是我國主要的經(jīng)濟(jì)作物之一，我國煙草的種植面積和產(chǎn)量均居世界首位。煙草屬于茄科忌連作的作物，長期施用化肥的煙草連作生產(chǎn)，導(dǎo)致肥料效益和煙葉品質(zhì)顯著下降、土壤板結(jié)、病蟲害加重。綠肥是我國傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的精華，在提升耕地質(zhì)量、減施化肥等行動(dòng)中作用巨大。研究表明，種植翻壓綠肥能夠增加煙田土壤肥力，改善土壤物理化學(xué)性質(zhì)，提高煙葉品質(zhì)，減少煙田病蟲害的發(fā)生。為了保護(hù)高原湖泊生態(tài)環(huán)境，云南省大力推進(jìn)休耕輪作、化肥減施等行動(dòng)。綠肥納入煙草種植制度可避免煙草的連作生產(chǎn)，同時(shí)能夠利用冬季休閑期土壤養(yǎng)分降低養(yǎng)分流失風(fēng)險(xiǎn)，翻壓還田后還能替代部分化肥。

光葉紫花苕是云南地區(qū)傳統(tǒng)的豆科綠肥作物，具有較高的氮含量，翻壓還田后釋放氮素較多。煙草是一種對(duì)氮素極敏感的經(jīng)濟(jì)作物，適當(dāng)配比的有機(jī)、無機(jī)氮素營養(yǎng)是獲取優(yōu)質(zhì)煙葉的必要條件。光葉紫花苕翻壓還田后能夠同時(shí)釋放無機(jī)氮和有機(jī)氮，在氮肥減施條件下，開展光葉紫花苕適宜翻壓量的研究尤其重要。本研究在減施 15%～30%氮肥條件下，研究不同光葉紫花苕翻壓綠肥量對(duì)煙草產(chǎn)量和品質(zhì)的影響，旨在為煙草生產(chǎn)中節(jié)肥增效提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2017年10月種植光葉紫花苕開始，至2018年9月烤煙收獲后結(jié)束。試驗(yàn)地位于云南省昆明市嵩明縣小街鎮(zhèn)云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院基地內(nèi)(25°21′11.21″N、103°6′47.24″E，海拔1 910 m)。試驗(yàn)地氣候條件為亞熱帶高原季風(fēng)氣候，年平均降水量987.1 mm，年平均氣溫14.2 ℃。土壤為紅色石灰土，質(zhì)地為黏壤。于試驗(yàn)開始前取0～20 cm耕層土壤測(cè)定土壤理化性質(zhì)(pH值為7.1，有機(jī)質(zhì)含量為22.1 g/kg，全氮、全磷、全鉀含量分別為0.9、1.6、9.8 g/kg，堿解氮、有效磷、速效鉀含量分別為76.1、30.7、144.5 mg/kg)。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)共設(shè)10個(gè)處理：冬閑+不施氮肥(CK)、冬閑+100%氮肥(100%CF)、85%氮肥+7.5 t/hm綠肥(85%CF+GM1)、85%氮肥+15.0 t/hm綠肥(85%CF+GM2)、85%氮肥+22.5 t/hm綠肥(85%CF+GM3)、85%氮肥+30.0 t/hm綠肥(85%CF+GM4)、70%氮肥+7.5 t/hm綠肥(70%CF+GM1)、70%氮肥+15.0 t/hm綠肥(70%CF+GM2)、70%氮肥+22.5 t/hm綠肥(70%CF+GM3)、70%氮肥+30.0 t/hm綠肥(70%CF+GM4)。煙草移植前20 d翻壓綠肥，綠肥原位翻壓量多余的移出，不夠的異地移入。常規(guī)施肥處理氮肥用量為120 kg/hm，減氮處理按比例減少氮肥用量。所有處理磷鉀施肥量相同，分別為PO90 kg/hm，KO 405 kg/hm。試驗(yàn)地小區(qū)面積約 21 m，每個(gè)處理設(shè)3次重復(fù)，隨機(jī)區(qū)組排列，根據(jù)當(dāng)?shù)乜緹煼N植習(xí)慣進(jìn)行日常管理。供試作物光葉紫花苕及烤煙(K326)均由云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院提供。

1.3 樣品采集與測(cè)定

于烤煙打頂后，在每個(gè)小區(qū)選取3株監(jiān)測(cè)株高、莖圍、有效葉數(shù)、最大葉長和葉寬?？緹煶墒旌?，分小區(qū)采用掛牌編竿烘烤，烘烤結(jié)束后實(shí)測(cè)各小區(qū)產(chǎn)量，并同時(shí)對(duì)各小區(qū)烤后煙葉選取3 kg進(jìn)行煙葉化學(xué)成分檢測(cè)，檢測(cè)指標(biāo)包括總糖、還原糖、煙堿、氯、總氮、氧化鉀、淀粉的含量。

1.4 數(shù)據(jù)分析

根據(jù)測(cè)定的各項(xiàng)煙葉化學(xué)品質(zhì)，進(jìn)一步分析兩糖差、糖堿比、氮堿比，計(jì)算公式為兩糖差=總糖含量-還原糖含量；糖堿比=總糖含量/煙堿含量；氮堿比=總氮含量/煙堿含量。

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用SAS 8.1軟件進(jìn)行整理和統(tǒng)計(jì)分析，采用最小顯著差異()法，在=0.05水平下檢驗(yàn)差異顯著性。

2 結(jié)果與分析

2.1 氮肥減施下不同光葉紫花苕翻壓量對(duì)煙草農(nóng)藝性狀的影響

由圖1可知，與對(duì)照不施肥相比，施肥和翻壓綠肥處理的煙草株高、有效葉數(shù)顯著增加(<0.05)。除85%CF+GM1處理的株高顯著低于100%CF處理外，各氮肥減施與綠肥處理的株高與100%氮肥處理無顯著差異。所有處理莖圍差異均不顯著。除CK外，其他處理的有效葉數(shù)均與100%氮肥處理差異不顯著。與100%氮肥處理相比，除70%CF+GM1處理和70%CF+GM2處理最大葉面積顯著降低外，其他氮肥減施并翻壓綠肥處理均無顯著差異。綜上可知，減施氮肥30%且綠肥翻壓量為 22.5～30.0 t/hm和減施氮肥15%且綠肥翻壓量為7.5～30.0 t/hm時(shí)，烤煙農(nóng)藝性狀整體上要接近或好于100%氮肥處理。

2.2 氮肥減施下不同光葉紫花苕翻壓量對(duì)煙葉產(chǎn)量和產(chǎn)值的影響

由表1可知，與對(duì)照不施肥處理相比，施用100%氮肥對(duì)上等煙比例無顯著影響，但顯著降低了中上等煙比例。與100%CF處理相比，翻壓綠肥顯著提高了上等煙和中上等煙比例，以70%CF+GM3處理最高，上等煙和中上等煙所占的比例分別為62.90%和90.47%。與對(duì)照不施肥處理相比，施肥和翻壓綠肥處理的煙葉產(chǎn)量均顯著增加。相比于100%CF處理，翻壓綠肥條件下，85%CF+GM4、85%CF+GM3、70%CF+GM4處理顯著增加了煙葉產(chǎn)量，分別增加436.32、210.42、195.40 kg/hm，分別增產(chǎn)18.06%、8.71%、8.09%；說明減施氮肥30%能夠保證煙葉產(chǎn)量不降低。與100%CF處理相比，85%CF+GM2、85%CF+GM3、85%CF+GM4、70%CF+GM4處理的煙葉均價(jià)均無顯著差異，85%CF+GM1、70%CF+GM1、70%CF+GM2和70%CF+GM3處理的煙葉均價(jià)均顯著降低。與對(duì)照不施肥相比，施肥和翻壓綠肥均顯著增加了煙葉產(chǎn)值。與常規(guī)施肥(100%CF)處理相比，85%CF+GM4、70%CF+GM4處理的煙草產(chǎn)值分別增加 1 106.04、825.03 元/hm，但差異不顯著。綜上可知，不施肥顯著降低了烤煙產(chǎn)量和產(chǎn)值；與100%CF處理相比，減施氮肥15%～30%且綠肥翻壓量為 7.5～30.0 t/hm時(shí)產(chǎn)量無顯著減少，甚至部分處理的產(chǎn)量顯著增加；與100%CF處理相比，減施氮肥30%且綠肥翻壓量為30.0 t/hm和減施氮肥15%且綠肥翻壓量為22.5～30.0 t/hm時(shí)，烤煙產(chǎn)值無顯著降低。

表1 不同處理煙草的經(jīng)濟(jì)性狀

2.3 氮肥減施下不同光葉紫花苕翻壓量對(duì)煙葉品質(zhì)的影響

由表2可知，各氮肥減施與綠肥添加處理的總糖含量、氯含量和還原性糖含量均與100% CF處理及CK差異不顯著；與100%CF處理相比，70%CF+GM1處理增加了兩糖差；各氮肥減施與綠肥添加處理煙堿含量均顯著高于CK，85%CF+GM4處理煙堿含量顯著高于100%CF處理；各處理的總氮含量與鉀含量均顯著高于CK，70%CF+GM2、70%CF+GM3、70%CF+GM4及85%CF+GM4處理的鉀含量顯著高于100%CF處理；70%CF+GM3處理的鉀氯比則顯著高于CK及100%CF處理。

2.4 不同化學(xué)成分間相關(guān)性分析

相關(guān)性熱圖分析結(jié)果表明，煙葉化學(xué)成分之間存在相關(guān)性(圖2)。煙葉中總糖含量與煙葉中還原糖、淀粉含量以及糖堿比顯著正相關(guān)，與煙葉中總氮含量、煙堿含量顯著負(fù)相關(guān)；還原糖含量與煙葉中淀粉含量顯著正相關(guān)，與總氮含量顯著負(fù)相關(guān)；淀粉含量與糖堿比、氮堿比顯著正相關(guān)，與煙堿含量顯著負(fù)相關(guān)；鉀含量與氮堿比顯著正相關(guān)，與煙堿含量和氯含量顯著負(fù)相關(guān)；煙堿含量與總氮含量顯著正相關(guān)，與糖堿比、氮堿比、兩糖差顯著負(fù)相關(guān)。

3 討論

煙草是我國重要的經(jīng)濟(jì)作物之一，科學(xué)合理的施肥管理利于煙草品質(zhì)和產(chǎn)量的提高，實(shí)現(xiàn)煙草的可持續(xù)生產(chǎn)。綠肥翻壓可以持續(xù)釋放大量的養(yǎng)分，改善植煙土壤質(zhì)量狀況，促進(jìn)煙株生長，改善煙株的農(nóng)藝性狀。本研究發(fā)現(xiàn)，在氮肥減施15%且所有綠肥翻壓處理和氮肥減施30%且綠肥翻壓量為22.5、30.0 t/hm的情況下，能夠保證最大葉面積與常規(guī)施氮處理差異不顯著，但在減施氮肥30%，綠肥翻壓量為7.5、15.0 t/hm的情況下卻顯著低于常規(guī)氮肥處理，表明翻壓適量的綠肥能夠彌補(bǔ)減施氮肥造成的氮素供應(yīng)不足，這與儲(chǔ)劉專等的研究結(jié)果一致。減施氮肥配合翻壓適量綠肥促進(jìn)煙株葉面積提高的主要原因可能是因?yàn)榫G肥生長過程中與根瘤菌共生固氮，吸收暫存土壤中的盈余氮素，翻壓還田后補(bǔ)充土壤氮庫，減少化肥投入的同時(shí)仍然能夠保證土壤氮素對(duì)煙株地上部分的充分供給。綠肥的翻壓能夠改善常年施用化肥導(dǎo)致的土地板結(jié)、養(yǎng)分淋溶損失等問題，提高土壤的保水性和通氣度，為煙株的生長創(chuàng)造良好的環(huán)境，促進(jìn)煙株的生長。

烤煙上部葉作為優(yōu)質(zhì)煙葉原料的重要來源，中上部煙葉占到了烤煙整株產(chǎn)量的55%，施肥是影響煙葉可用性的關(guān)鍵因素。有研究表明，氮肥施用量和氮肥施用種類對(duì)烤煙上部煙葉可用性的影響很大。本研究結(jié)果表明，施用100%氮肥對(duì)上等煙比例無顯著影響，但顯著降低了中上等煙比例。但翻壓綠肥顯著提高了上等煙和中上等煙占總煙量的比例，以減施氮肥30%翻壓綠肥 30.0 t/hm時(shí)最高，這與扈強(qiáng)等得出的翻壓綠肥可以提高上等煙比例的結(jié)果一致?？赡苁菧p施氮肥在煙草生長前期避免了過量氮肥的危害，從而避免了煙株貪青晚熟不落黃導(dǎo)致的中上等煙比例下降。中上等煙葉產(chǎn)量與煙葉收購價(jià)格和產(chǎn)值密切相關(guān)，綠肥翻壓量為30.0 t/hm，配合氮肥減施15%～30%，在滿足煙葉產(chǎn)量顯著增加的同時(shí)還顯著提高了該處理下煙葉的均價(jià)，煙葉的產(chǎn)值與常規(guī)施肥相比顯著增加825.0～1 106.0 元/hm，這與查宏波等關(guān)于種植綠肥提高煙草均價(jià)和產(chǎn)值的研究結(jié)果一致。過量施用化肥和多年種植煙草是驅(qū)動(dòng)煙田連作障礙形成的主要因素，導(dǎo)致上等葉比例降低和種煙效益減少。氮肥減施配合綠肥翻壓還田能夠有效改善土壤的理化性質(zhì)、調(diào)節(jié)土壤中養(yǎng)分平衡、減少煙田病蟲害的發(fā)生，提升煙草生長的農(nóng)田生態(tài)環(huán)境，從而降低連作障礙對(duì)煙葉品質(zhì)和產(chǎn)量的影響。

鉀氯比是影響煙葉燃燒性的關(guān)鍵指標(biāo)，湯宏等研究發(fā)現(xiàn)，有機(jī)氮和化肥氮配施可以降低煙葉中的氯含量，提高煙葉的鉀氯比和燃燒性。本研究結(jié)果表明，翻壓綠肥條件下減施氮肥30%處理的煙草氯含量與100%CF處理差異不顯著，鉀氯比均高于8.6，滿足優(yōu)質(zhì)煙葉對(duì)鉀氯比大于4的要求。這與柳淵博等得出的有機(jī)肥化肥配施后可以降低煙葉氯含量，提高煙葉鉀氯比的研究結(jié)果一致。氮肥減施15%～30%配合綠肥翻壓還田增加煙草燃燒性和總氮含量的同時(shí)，卻降低了煙葉總糖和還原糖含量，這與王巖等的研究結(jié)果一致，結(jié)合相關(guān)性分析結(jié)果發(fā)現(xiàn)，煙葉總氮含量與總糖含量、還原糖含量呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系，這與佀國涵等的研究結(jié)果一致?？赡苁且?yàn)樵跓煵萆L的中后期，土壤中的氮素釋放緩慢影響了煙草葉片中正常的碳代謝，減少了中后期總糖和還原糖的積累，而葉片總氮含量卻在減施氮肥的情況下與常規(guī)氮肥處理下的煙葉含氮量保持一致。

連作生產(chǎn)和氮肥施用是影響煙草質(zhì)量的關(guān)鍵因素，由于長期連作生產(chǎn)和過量施用化肥，導(dǎo)致了煙田土壤質(zhì)量下降，養(yǎng)分供應(yīng)失調(diào)，煙草品質(zhì)顯著下降。種植利用綠肥不但能夠消除煙草生產(chǎn)中的連作問題，還能夠提升土壤質(zhì)量，減少病蟲害發(fā)生。綠肥也是一種清潔的有機(jī)肥源，綠肥分解過程中能夠釋放大量的小分子有機(jī)氮，減施化肥配合綠肥能夠同時(shí)提供無機(jī)氮源和有機(jī)氮源供給，有利于煙草氮素吸收和積累。同時(shí)綠肥還能提供大量的磷鉀養(yǎng)分，與化肥配施后土壤養(yǎng)分供應(yīng)更加全面協(xié)調(diào)，促進(jìn)煙草養(yǎng)分吸收。本研究試驗(yàn)?zāi)晗掭^短，減施氮肥配合翻壓綠肥對(duì)煙草品質(zhì)提升的研究還不夠全面。

4 結(jié)論

與100%CF處理相比，減肥氮肥15%～30%且翻壓綠肥顯著提高了上等煙和中上等煙比例，以70%CF+GM3處理最高；減施氮肥15%～30%仍能增加煙草產(chǎn)量，翻壓量為30.0 t/hm的處理增加了煙草的產(chǎn)值。減施氮肥15%～30% 且綠肥翻壓量為 15.0～30.0 t/hm增加了煙葉中總氮與鉀的含量。綜合考慮，減施氮肥15%～30%且綠肥翻壓量為30.0 t/hm可提高上等煙和中上等煙比例，增加煙草產(chǎn)量和產(chǎn)值，改善煙葉品質(zhì)，實(shí)現(xiàn)煙草生產(chǎn)的節(jié)本增效。