張 璽, 李大西, 雷 佳, 修啟貴, 李淮源, 林中麟, 鄧世媛, 陳建軍*
(1.廣東中煙工業(yè)有限責(zé)任公司, 廣東 廣州 510310; 2.華南農(nóng)業(yè)大學(xué) 農(nóng)學(xué)院, 廣東 廣州 510642; 3.福建龍巖市煙草公司 武平分公司, 福建 武平 364300)
隨著各品牌高檔卷煙比例和規(guī)模的不斷擴大,高檔卷煙對優(yōu)勢部位(中部葉及相鄰葉片)優(yōu)質(zhì)煙葉的需求量大幅增加,低檔煙葉被邊緣化,高端煙葉供需矛盾日益突出。因此,加強高端優(yōu)質(zhì)煙葉的開發(fā)研究對保障煙草高端產(chǎn)品的原料供給,以及對實施煙區(qū)鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略、推動社會經(jīng)濟發(fā)展具有重要意義。我國煙草經(jīng)濟是社會經(jīng)濟發(fā)展的主要驅(qū)動力之一[1]。2020年全國煙草行業(yè)工商稅利總額和上繳財政總額均創(chuàng)下歷史新高,分別為12 803億元和12 037億元,同比增長6.2%和2.3%。追根溯源,巨大的經(jīng)濟效益離不開基礎(chǔ)的煙葉生產(chǎn)環(huán)節(jié),而優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的煙葉又得益于不斷增施的工業(yè)化肥。鄧兆權(quán)等[2-3]研究指出,長時間施用化肥種植煙葉易導(dǎo)致土壤板結(jié)、肥力下降及生物活性降低,從而造成煙葉營養(yǎng)供應(yīng)不足,產(chǎn)質(zhì)量低下等情況,為當前中國煙草可持續(xù)生產(chǎn)的主要瓶頸。近年來,隨著有機肥的商品化發(fā)展,其在國家生態(tài)示范園、綠色食品和有機農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)基地中大規(guī)模的普及與應(yīng)用。有機肥在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的應(yīng)用彌補了工業(yè)化肥的缺陷[4-9]。龐師嬋等[10-11]研究表明,芝麻餅、花生餅等有機肥料一方面能夠提高土壤有機質(zhì)含量,提升土壤肥力,改良土壤結(jié)構(gòu);另一方面通過影響土壤微生物的種類、數(shù)量及群落分布等改善土壤微環(huán)境。李自林等[12-13]認為,有機肥料富含多種有機和無機營養(yǎng)元素,可滿足烤煙的營養(yǎng)需求,明顯改善煙葉化學(xué)成分協(xié)調(diào)性,從而有效提高烤煙產(chǎn)質(zhì)量。目前,我國針對各類有機肥的施用效果仍沒有系統(tǒng)的評估體系,導(dǎo)致市面上部分有機肥產(chǎn)品存在過度宣傳的情況,甚至一些有機肥變成了“全能”產(chǎn)品。因此,通過對有機肥在煙葉生產(chǎn)上的理論研究和應(yīng)用情況進行綜述,了解有機肥施用對植煙土壤理化性質(zhì)、生物學(xué)特性、養(yǎng)分供給能力的影響和煙株生長發(fā)育、烤后煙葉化學(xué)成分、產(chǎn)質(zhì)量的改善作用,以期為有機肥的推廣應(yīng)用和煙草農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供參考。
1.1.1 土壤酸堿度(pH)和電導(dǎo)率(EC) 煙株的生長需要適宜的土壤pH,土地長期施用有機肥有利于土壤pH的調(diào)節(jié)[14-15]。唐繼偉等[16]研究表明,與同等養(yǎng)分量化肥比,不同種類有機肥對黃淮海地區(qū)鹽化土壤的pH和EC具有顯著影響,施用有機肥可提高土壤氮素累積速率,減少生態(tài)系統(tǒng)氮循環(huán),減緩農(nóng)田土壤酸化過程,從而降低土壤含鹽量,改善土壤酸堿緩沖性。土壤pH影響土壤元素的有效性和作物的吸收能力[17],在適宜的土壤pH下施用有機肥可促進煙株根系對土壤養(yǎng)分的有效吸收,有利于煙葉的優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)。王新月等[18]研究發(fā)現(xiàn),石灰、石灰+綠肥、石灰+綠肥+酸性生物有機肥和石灰+綠肥+堿性生物有機肥處理的土壤pH分別提高0.79、0.90、0.85和1.12;煙葉SPAD值分別增加0.42、2.64、2.06和2.76;煙株干物質(zhì)積累分別提高18.05%、25.40%、44.81%和61.42%。表明,有機肥的施用可調(diào)節(jié)土壤pH,改善煙株農(nóng)藝性狀,促進烤煙干物質(zhì)積累。
EC是衡量土壤中水溶性鹽的指數(shù),土壤水溶性鹽指土壤表層中能被植物迅速吸收利用的礦質(zhì)養(yǎng)分,是判斷土壤中鹽類離子是否影響作物生長發(fā)育的重要因素。EC過高或過低均會限制作物的生長發(fā)育。孫宇瑞[19]認為,土壤鹽分對EC的影響大于含水率。肖輝等[20]發(fā)現(xiàn),土壤施用雞糞和豬糞有機肥能顯著降低土壤鹽分累積量,且不同季節(jié)對土壤鹽分影響不同,表現(xiàn)為夏季雞糞、豬糞處理組的土壤含鹽量高于冬季。因此,有機肥的施用一定程度上能通過改變土壤鹽分影響EC。CHINTALA等[21]研究表明,在酸性土壤中加入生物炭會導(dǎo)致土壤EC增加,原因是生物炭中的弱結(jié)合養(yǎng)分(陽離子和陰離子)釋放到土壤溶液中,可供植株吸收利用。
1.1.2 土壤容重 土壤容重指田間自然壘結(jié)狀態(tài)下,單位容積土體(包括土粒及粒間的孔隙)的質(zhì)量與相同容積水重的比值,是對土壤顆粒結(jié)構(gòu)與組合特征、土壤孔隙數(shù)量與分布特點的綜合反映[22]。土壤容重顯著影響土層的保水特性和土層松緊度,進而影響作物根系的分布與生長,最終影響作物的產(chǎn)質(zhì)量。劉麗媛等[23]研究顯示,通過化肥減施和生物有機肥配施可顯著降低我國耕地土壤容重,降幅可達4.53%;且土壤容重的降幅隨配方生物有機肥施用量、施用年限和施用頻次的增加而增大。關(guān)天霞等[24]研究表明,在灌漠土和潮土田塊中施用雞糞有機肥能有效降低土壤容重。在相同質(zhì)地土壤中,土壤水分入滲能力與土壤容重呈顯著負相關(guān)[25-26]。李軍營等[27]研究發(fā)現(xiàn),與其他土壤容重梯度(T11.1 g/cm3、T21.2 g/cm3、T31.3 g/cm3、T41.4 g/cm3、T51.5 g/cm3、T61.6 g/cm3)比,當土壤容重為1.2~1.3 g/cm3時,煙株根系活力最高且根系的數(shù)量、形態(tài)較好,土壤呼吸速率最高,表明在該范圍的土壤容重下空氣量充足,利于土壤動植物、微生物的代謝活動,明顯改善煙株的各項生理指標,進而提高煙葉產(chǎn)質(zhì)量。在植煙土壤中配施適量芝麻餅、花生餅和雞糞等有機肥作基肥,能顯著降低土壤容重,提高土壤蓄水能力,為移栽后的煙苗提供充足水分,促進煙株正常生長發(fā)育,提高存活率。
1.1.3 土壤有機質(zhì)(SOM) 土壤有機質(zhì)(Soil Organic Matter)指存在于土壤中,組成和結(jié)構(gòu)不均一,主要成分為C和N的有機化合物[28]。SOM是最大的陸地碳庫,其庫存大小取決于植物凋落物分解形成的SOM與其礦化成無機碳間的平衡[29]。在農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中,SOM是作物速效養(yǎng)分的主要來源,作物吸收的大部分氮(N)、磷(P)、硫(S)及微量元素均源自SOM的礦化[30]。SOM含量易受自然環(huán)境條件和農(nóng)業(yè)措施的影響,其含量降低會引起土壤透氣性、透水性、耕性及養(yǎng)分供應(yīng)能力顯著下降,從而嚴重影響作物的正常生長發(fā)育,降低產(chǎn)質(zhì)量。鄧小華等[31]研究表明,與CK(無改良劑)比,LG(石灰+綠肥)和LGB(石灰+綠肥+生物有機肥)處理土壤容重分別降低5.73%和6.56%,孔隙度增加5.72%和6.72%,SOM提高27.02%和35.22%。說明施用石灰并配施綠肥和生物有機肥能降低土壤容重,增加土壤孔隙度,提高SOM含量。廖超林等[32]研究發(fā)現(xiàn),與單質(zhì)化肥比,油菜秸稈+單質(zhì)化肥的配施處理植煙土壤速效K、速效P和堿解N顯著提高5.76%、54.35%和53.46%;紫云英+單質(zhì)化肥、油菜秸稈+單質(zhì)化肥和菜枯餅肥+單質(zhì)化肥處理植煙土壤SOM分別提高51.92%、36.54%和22.12%。表明,SOM的施用補充了土壤N、P、K等大量營養(yǎng)元素,同時增加SOM含量。SOM在土壤細菌作用下迅速分解形成腐殖質(zhì),此類腐殖質(zhì)又與土壤中的鈣離子、黏土相結(jié)合,形成有機-無機復(fù)合物,促進土壤中水穩(wěn)性團粒結(jié)構(gòu)的產(chǎn)生,進而協(xié)調(diào)土壤的水、肥、氣及熱,改善煙株生長的微環(huán)境[33]。
1.2.1 微生物 土壤系統(tǒng)是一個位于大氣圈、巖石圈、水圈和生物圈交匯處的復(fù)雜系統(tǒng)[34],是地球生態(tài)系統(tǒng)中物質(zhì)循環(huán)與能量流動的主要場所之一,同時是土壤微生物進行代謝活動的環(huán)境載體[35]。土壤微生物作為土壤的重要組成部分,是評價土壤質(zhì)量的重要指標之一,其種群數(shù)量和群落結(jié)構(gòu)與土壤肥力、土壤健康狀況及農(nóng)田生態(tài)功能有密切聯(lián)系[36]。土壤微生物在土壤的形成、發(fā)育及土壤物質(zhì)轉(zhuǎn)化、能量傳遞等過程中扮演著不可或缺的角色[37-38]。YAN等[39]研究發(fā)現(xiàn),不施肥(CK)、施用化肥(NPK)、生物炭+化肥(BC)和高碳肥+化肥(HC)處理分別有27個、37個、44個和52個土壤微生物獨特屬,表明碳基肥料改善了土壤微生物的群落結(jié)構(gòu);與NPK比,BC和HC處理顯著提高土壤微生物群落的Chao1指數(shù)(15.97%,p=0.22和16.10%,p=0.16)和Shannon指數(shù)(7.18%,p=0.045和6.50%,p=0.057),表明增碳改善了土壤微生物群落的豐富度和多樣性。姜莉莉等[40]通過高通量測序技術(shù)分析發(fā)現(xiàn),連續(xù)施用生物有機肥種植番茄,其土壤微生物的Coverage和Simpson指數(shù)均高于CK(常規(guī)施肥),表明有機肥可在一定程度上提高土壤微生物的覆蓋度和優(yōu)勢度。有機肥能改善根際土壤微生物群落的數(shù)量和結(jié)構(gòu),施用不同類型有機肥可起接種微生物的作用,不同微生物種群的加入調(diào)節(jié)了土壤微生物區(qū)系組成,提高土壤多樣性和土壤酶活性,從而改善土壤生物學(xué)特性。楊敏等[41]認為,烤煙根際土壤中酚酸類自毒物質(zhì)的含量與土壤細菌群落的分布呈顯著相關(guān);而生物有機肥能在一定程度上降低烤煙根際土壤酚酸類物質(zhì)的含量,減輕植株的化感自毒影響。王玨等[42]研究表明,施用有機肥或有機、無機肥配施均可提高植煙土壤中芽單胞菌科(Gemmatimonadaceae)[43]、根瘤菌科(Rhizobiaceae)[44]和微球菌科(Micrococcaceae)[45]等植物促生菌(PGPR)的豐度;長期連續(xù)使用無機肥會造成土壤酸化,減少土壤細菌數(shù)量,削弱細菌群落的硝化功能;通過有機肥的合理配施可明顯提高烤煙根際土壤細菌和真菌的數(shù)量,有效調(diào)控土壤微生物群落結(jié)構(gòu),提高微生物多樣性,從而改善煙株根系土壤生物學(xué)特性[46-47]。
1.2.2 酶活性 土壤酶指土壤中的聚積酶,分為游離酶、胞內(nèi)酶和胞外酶,植物根系分泌物、土壤微生物的代謝活動和動植物殘體腐化分解等過程均是土壤酶的主要來源[48]。土壤酶是土壤有機體的重要組成部分,是多種營養(yǎng)物質(zhì)轉(zhuǎn)化和釋放的推動力[49]。有關(guān)土壤酶的研究主要集中在脲酶(Urease)、磷酸酶(Phosphatase)、硝酸還原酶(Nitrate Reductase)、蔗糖酶(Invertase)、過氧化氫酶(CAT)和多酚氧化酶(PPO)等。張焱華等[50]研究顯示,土壤脲酶與有機質(zhì)、全氮、全磷等性狀均有顯著相關(guān)性;磷酸酶與磷的轉(zhuǎn)化過程有關(guān);硝酸還原酶在植物反消化過程中能催化土壤中的硝酸鹽,將其還原為亞硝酸還原酶;蔗糖酶的酶促產(chǎn)物(葡萄糖)是土壤動植物和微生物的重要養(yǎng)分來源,其活性可反映土壤呼吸強度;過氧化氫酶參與土壤多種化合物的氧化過程,減輕生物體因過氧化氫積累過多而造成的毒害作用;多酚氧化酶參與土壤有機組分中芳香族化合物的轉(zhuǎn)化過程,能夠反映土壤腐殖質(zhì)化程度。王政等[51]研究發(fā)現(xiàn),有機肥和菌肥混施土壤的磷酸酶、蔗糖酶和脲酶活性較高。高志香等[52]研究表明,在高寒礦區(qū)渣山土壤改良中,施用有機肥2 kg/m2的土壤蛋白酶、脫氫酶、堿性磷酸酶、脲酶和纖維素酶活性較CK分別提高47.21%、134.75%、28.72%、27.54%和23.99%。弓建澤等[53]研究表明,施用有機肥可提高土壤酶活性,在鎘濃度為0的處理水平下,與對照比,蚯蚓糞(QY)處理組土壤磷酸酶活性提高20.64%;牛糞(NF)處理組土壤過氧化氫酶和脲酶活性分別提高9.63%和30.18%;雞糞(JF)處理組土壤脲酶和磷酸酶活性分別提高24.89%和32.57%。王軍等[54]研究發(fā)現(xiàn),在同等無機氮水平下,碳氮比為25∶36的花生餅肥和豬糞廄肥配施處理的烤煙根際土壤脲酶活性在團棵期達峰值,之后隨生育期的變化呈降低趨勢,最終趨于平穩(wěn)。表明,施用有機肥烤煙團棵期的根際土壤氮素轉(zhuǎn)化較為活躍,后期土壤脲酶活性逐漸降低,有利于煙株前期的旺盛生長和后期氮代謝及時向碳代謝的轉(zhuǎn)化。
土壤養(yǎng)分供給能力是評定土壤肥力水平的主要指標,是制定測土配方施肥和平衡施肥等科學(xué)施肥技術(shù)的基礎(chǔ)[55]。作物生長需要不斷從土壤中吸收大量N、P和K,不及時補充易導(dǎo)致土壤養(yǎng)分虧缺,土壤肥力下降。土壤N、P和K分為全效養(yǎng)分和速效養(yǎng)分,各種形態(tài)的N、P和K素含量總和稱為全效養(yǎng)分,可反映土壤對作物生長所需N、P和K的持續(xù)供給能力;速效養(yǎng)分指土壤的堿解N、速效K和速效P等可被作物直接吸收利用的養(yǎng)分[56]?;ㄉ?、芝麻餅和雞糞等有機肥的配施能顯著提高植煙土壤的養(yǎng)分供給能力,有效激發(fā)土壤中速效P和速效K的釋放,使土壤速效P的供給與煙株的養(yǎng)分吸收周期相吻合,確保土壤后期的供K能力,促進煙葉充分成熟。聶慶凱等[57]研究表明,與單施化肥比,配施有機肥的植煙土壤在煙苗移栽60 d后,不同有機肥處理組(高碳基肥、炒芝麻、生物有機肥、腐熟芝麻餅肥)根際土壤的SOM、堿解N、速效P和速效K含量分別提高29.45%~63.60%、3.41%~13.92%、1.37%~20.38%和9.41%~17.05%。LIU等[58]研究發(fā)現(xiàn),有機肥處理的土壤全N、全P、堿解N、速效P、速效K、土壤陽離子交換量(CEC)、過氧化氫酶和磷酸酶均顯著提高。表明,施用有機肥可綜合改善土壤環(huán)境的全效養(yǎng)分、速效養(yǎng)分和酶活性。
1.3.2 磷(P) P是綠色植物生長發(fā)育所必需的主要營養(yǎng)元素之一,土壤中缺P將影響作物產(chǎn)量。為滿足植物對P的需求,全球每年約有1 500萬t磷肥施入農(nóng)田,而僅有5%~30%的磷肥被作物吸收[63]。據(jù)報道,施用的磷酸鹽常通過徑流流失到水環(huán)境中,降雨造成的自然徑流流失約占稻田P流失的79%[64]。生物有機肥可用作土壤P的貯備庫,其有相當大比例的P可供植物吸收。嚴玉鵬等[65]研究發(fā)現(xiàn),有機肥在腐爛分解過程中會產(chǎn)生大量腐殖質(zhì)和低分子有機質(zhì),其能吸附在一部分鋁、鐵氧化物的表面吸附位點,從而減少土壤P的表面吸附,增強P的活化,提高磷肥利用效率。此外,生物有機肥施入酸性土壤后,土壤的游離陽離子(Ca2+、Mg2+、Fe3+和Al3+等)與磷酸鹽結(jié)合,釋放出P可供植物再次吸收利用[66]。ZHANG等[67]對9種不同原料類型加工而成的生物炭肥研究發(fā)現(xiàn),生物炭肥通過直接施入或與化肥混施均具有提高P有效性的潛力,但生物炭肥對P有效性的影響程度因生物炭來源不同而存在較大差異;供試土壤施用白茅根(BGB)經(jīng)450℃限氧條件下加工而成的生物炭,土壤的有效P含量最高。張建偉等[68]認為,施用綠肥可增加土壤中易被植物直接吸收利用的活性磷庫、中等可利用態(tài)的中穩(wěn)性磷庫和難以吸收利用的殘留態(tài)磷含量,降低生物有效性低的穩(wěn)定態(tài)磷庫含量,并隨綠肥施用年限增加,土壤活性磷庫和中穩(wěn)性磷庫比例增加,穩(wěn)定態(tài)磷庫比例減少;同時促進土壤穩(wěn)定態(tài)磷組分向活性和中穩(wěn)性磷組分轉(zhuǎn)化,從而有效促進土壤難溶性P的活化周轉(zhuǎn),提高土壤P有效性。
1.3.3 鉀(K) 施用有機肥不僅影響煙株根系前期的養(yǎng)分供應(yīng)和根系生長,在煙株生長后期,有機肥可限制其根系活力的下降速率,使根系仍保持一定的吸收能力,有利于K的吸收利用,促進煙葉內(nèi)含物形成,從而促進煙株上部葉開片。劉泓[69]研究表明,有機肥與化肥配施有利于烤煙生長后期K的吸收,降低災(zāi)害性天氣對烤煙吸收K和干物質(zhì)積累的影響;與單施化肥比,盆栽試驗施用綠肥+化肥處理烤煙的K吸收量(移栽期至采收結(jié)束)提高37.56%,大田試驗烤煙的K吸收量提高8.99%,其差異較大的可能原因是大田煙株受伏旱天氣影響較大。ILYAS等[70]研究農(nóng)家肥、甘蔗渣和木屑作為原料替代化肥鉀源(KCI)對玉米生產(chǎn)的影響表明,與CK比,農(nóng)家肥和甘蔗渣有機肥處理可有效提高土壤速效K含量,從而促進玉米的生長和增產(chǎn)。
2.1.1 抗病性 植物的營養(yǎng)水平與其防衛(wèi)機制密切相關(guān),不同病原物侵染引起的植株防御反應(yīng)影響其對礦質(zhì)營養(yǎng)的吸收利用。在烤煙生產(chǎn)中,病害發(fā)生是烤煙減產(chǎn)、無產(chǎn)的主要原因之一。劉子涵[71]研究表明,與單施化肥比,配施有機肥能改善煙株的主要農(nóng)藝性狀指標,提高煙株的田間抗病能力,有效降低其田間發(fā)病率。張建國等[72-73]發(fā)現(xiàn),與單施化肥比,施用有機肥可增強煙株對煙草花葉病、病毒病和赤星病等常見病害的抗病性,從而有效降低烤煙田間發(fā)病率和病情指數(shù)。唐莉娜等[74]通過田間試驗發(fā)現(xiàn),不同類型有機肥與化肥混施能有效降低煙草花葉病的發(fā)病率,菜籽餅+化肥、牛糞+化肥和花生餅+化肥處理的烤煙發(fā)病率較單施化肥分別降低2.6%、2.4%和1.1%。
2.1.2 根系發(fā)育 根系進行正常生理活動是烤煙進行光合作用的基本保障。高家合等[75]研究表明,與對照比(不施有機肥),同一時期施用有機肥處理煙株的一級、二級側(cè)根的長度、數(shù)量、體積及干重均有所提高,且干重和體積隨烤煙生育期的延伸呈增大趨勢。表明,有機肥可改善煙株的根系發(fā)育,促進根系早生快發(fā),增加一級、二級側(cè)根的數(shù)量與長度。
2.1.3 光能利用 光能利用是植物進行光合作用的主要動力,是實現(xiàn)作物增產(chǎn)增效的重要前提。烤煙光能利用率的高低直接影響其生長發(fā)育。楊德廉等[76]研究5種不同類型有機肥對烤煙葉片光合特性的影響發(fā)現(xiàn),施用發(fā)酵豆餅750 kg/hm2+復(fù)合肥165 kg/hm2的煙草葉片凈光合速率(Pn)、水分利用效率(WUE)、瞬時光能利用率(SUE)和瞬時羧化速率(CUE)分別較CK(復(fù)合肥450 kg/hm2)增加10.51%、7.03%、10.69%和11.07%。表明,施用有機肥能較好地改善煙株生育期各項光合指標,提高煙株光合作用能力,進而促進煙株干物質(zhì)的積累與轉(zhuǎn)化。王通明等[77]研究表明,與CK(尿素700 kg/hm2)比,有機肥(煙草專用有機肥750 kg/hm2)處理的煙株葉片凈光合速率、氣孔導(dǎo)度和蒸騰速率分別提高135.3%、84.5%和51.3%;葉片葉綠素?zé)晒鈪?shù)Fv/Fm(暗適應(yīng)條件下PSⅡ的最大光化學(xué)效率,可表征葉片的潛在光合速率)、Y[Ⅱ](反映葉片的實際原初光能捕獲效率,可表示煙葉的實際光合速率)和qL(光化學(xué)淬滅系數(shù),反映葉片PSⅡ反應(yīng)中心的開放程度)分別提高18.7%、22.2%和39.5%;在烤煙葉齡60 d時,有機肥處理組葉綠素a、葉綠素b含量分別較CK提高141.19%和122.14%。NPQ(非光化學(xué)淬滅系數(shù),反映天線色素系統(tǒng)對激發(fā)能的熱耗散)為過剩光能指示計,NPQ過高表示隨煙株葉片衰老,其光合能力下降,光能過剩。在葉齡75 d時,有機肥處理組的NPQ較CK下降18.67%。表明,施用有機肥可顯著提高烤煙K326葉片的葉綠素含量和光合速率,提高煙葉的光能利用率,延緩煙株衰老,并隨烤煙生育期的延伸有機肥使用效果日趨明顯。
2.2.1 化學(xué)成分 烤后煙葉感官質(zhì)量和常規(guī)化學(xué)成分占比是評判煙葉能否應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)的重要指標。依據(jù)廣東中煙工業(yè)公司企業(yè)標準,當烤后煙葉總糖為26%~32%、還原糖23%~29%、總氮1.8%~2.2%、煙堿2.2%~2.7%、雙糖差小于3%、石油醚提取物大于7.0%、鉀離子大于2.0%、糖堿比10~13時,可認定該類煙葉為優(yōu)質(zhì)原料煙,可應(yīng)用于品牌高端卷煙的生產(chǎn)。夏榮帥等[78]研究表明,與CK(復(fù)合肥750 kg/hm2)比,配施生物炭處理組煙葉的物理特性、外觀質(zhì)量、感官評吸質(zhì)量、常規(guī)化學(xué)成分和經(jīng)濟效益分別提高8.56%、3.96%、7.23%、38.59%和8.89%。表明,配施生物炭能不同程度地提升烤后煙葉的物理特性、外觀質(zhì)量和常規(guī)化學(xué)成分等各項品質(zhì)指標。張煥菊等[79]研究發(fā)現(xiàn),與CK(煙草專用復(fù)合肥750 kg/hm2)比,525 kg/hm2煙草專用復(fù)合肥+125 kg/hm2微生物有機肥,化肥減量30%處理烤煙中部葉(C3F)和上部葉(B2F)的還原糖、總糖、氯離子含量和兩糖比、氮堿比無明顯差異;煙堿、總氮、鉀離子含量和鉀氯比呈下降趨勢,糖堿比明顯提高;從各處理下部葉(X2F)主要化學(xué)成分看,增施有機肥對烤煙下部葉化學(xué)成分改善作用明顯,還原糖和總糖最大增幅分別為30.58%和29.82%,煙堿、鉀和氯離子含量無明顯差異,總氮含量和鉀氯比略下降,糖堿比明顯上升。表明,施用有機肥能有效改善烤煙下部葉化學(xué)成分協(xié)調(diào)性,提高其工業(yè)可用性。
2.2.2 產(chǎn)質(zhì)量 隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展,人們對煙草品質(zhì)的要求越來越高,烤煙作為卷煙工業(yè)的主要原料,研究生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)煙葉是煙草行業(yè)的重要課題。潘金華等[80]研究滇中煙區(qū)新型促硝氮有機肥對烤煙生長的影響發(fā)現(xiàn),與對照(純化肥N用量113 kg/hm2)比,1H處理(化肥N用量79 kg/hm2,當?shù)爻R?guī)有機肥N用量34 kg/hm2)烤煙產(chǎn)量減產(chǎn)9.2%,均價增值6.9%,上等煙比例提高6.1%;2H處理(化肥N用量79 kg/hm2,枯枝落葉添加30%菜籽餅進行發(fā)酵而成的促硝氮有機肥N用量34 kg/hm2)產(chǎn)量增產(chǎn)10.5%,均價增值8.5%,上等煙比例提高4.7%,中等煙比例提高1.3%;3H處理(化肥N用量79 kg/hm2,醋糟添加30%菜籽餅進行發(fā)酵而成的促硝氮有機肥N用量34 kg/hm2)產(chǎn)量增產(chǎn)10.5%,均價增值2.8%,中等煙比例提高5.1%。劉麗輝等[81]研究表明,與CK(單施化肥)比,復(fù)合肥使用量為常規(guī)施肥的3/4,加菌肥10 g處理產(chǎn)量、產(chǎn)值和上等煙比例分別提高3.66%、10.57%和15.72%;復(fù)合肥使用量為常規(guī)施肥的2/3,加菌肥20 g處理產(chǎn)量、產(chǎn)值和中等煙比例分別提高29.67%、18.87%和13.41%;復(fù)合肥使用量為常規(guī)施肥的1/3,加菌肥40 g處理產(chǎn)量、產(chǎn)值和中等煙比例分別提高7.72%、14.03%和10.19%。表明,施用有機肥有助于提高烤煙的產(chǎn)量、產(chǎn)值、均價及上、中等煙比例。
施用有機肥對改善植煙土壤環(huán)境和提升烤煙產(chǎn)質(zhì)量具有重要作用,一方面可調(diào)節(jié)植煙土壤pH、增加有機質(zhì)含量、降低土壤容重,增加煙株根際土壤微生物群落的豐富度和多樣性、提高土壤各類酶活性、提高土壤氮素轉(zhuǎn)化效率、促進煙株對磷和鉀的吸收,從而提升土壤肥力,改良土壤結(jié)構(gòu);另一方面能夠促進烤煙根系生長發(fā)育,提高煙葉光能利用率和降低煙株田間發(fā)病率,有利于烤煙干物質(zhì)的積累與轉(zhuǎn)化,從而有效提高烤后煙葉產(chǎn)量,改善化學(xué)成分協(xié)調(diào)性,提升烤煙品質(zhì)。結(jié)合我國鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略大背景,以減工提質(zhì)、降本增效、促農(nóng)增收為目標導(dǎo)向,加快傳統(tǒng)煙葉生產(chǎn)向煙草農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化生產(chǎn)的轉(zhuǎn)換,可開展以下幾方面研究工作:研究不同烤煙品種養(yǎng)分吸收、分配與物質(zhì)合成的機理特征;研究有機肥施用對烤煙次生代謝的作用機制;針對國內(nèi)不同煙區(qū)的氣候條件、土壤類型、肥力水平和烤煙品種等,探索不同類型的有機肥施用及其相應(yīng)配套生產(chǎn)技術(shù)措施。