?炭基生物餅肥對土壤理化性狀及煙草產(chǎn)質量的影響

摘 要：為了種植出符合黃鶴樓品牌原料要求的高油分高香氣中棵煙，研究以現(xiàn)有火土灰、餅肥為基礎原料（以下簡稱火土餅肥），加入不同比例的礦源黃腐酸鉀、碳基材料、氨基酸、糖類以及有增油增香作用的物質進行復配發(fā)酵，再加入功能微生物菌種，研制出一款新型炭基增油增香生物火土餅肥（下簡稱炭基生物餅肥），考察其對煙草產(chǎn)質量及土壤理化性狀的影響。結果表明：炭基生物餅肥可以改善土壤結構和肥力，促進煙葉生長，提高烤煙品質和產(chǎn)量，其中T3處理（火土餅肥∶礦源黃腐酸鉀∶碳基材料∶氨基酸∶糖類∶增油增香物質=10∶8∶3∶3∶3∶3）能改良土壤結構，且煙株的農(nóng)藝性狀和化學成分含量表現(xiàn)最優(yōu)，平均產(chǎn)量也最高；T2處理（配比為10∶6∶2∶2∶2∶2）在農(nóng)藝性狀方面表現(xiàn)居中，但其上等煙比例和均價最高，經(jīng)濟性狀表現(xiàn)最優(yōu)；3個不同肥料配比處理均能有效提高平均產(chǎn)量和產(chǎn)值。

關鍵詞：煙葉；炭基生物餅肥；原料配比；增油增香

中圖分類號：S144.1 文獻標識碼：A 文章編號： 1006-060X（2023）03-0050-05

Abstract：In this study， a new biochar-substrate， oil-enhancing and fragrance-enhancing cake fertilizer suitable for growing high-oil， strong-aroma and moderate-type tobaccos （Zhongkeyan） that meet the raw material requirements of \"Huanghelou\" brand was developed by composting with fired soil and cake fertilizer as substrate added different proportions of mineral source potassium fulvate， carbon-based materials， amino acids， saccharides， and oil-enhancing and fragrant-enhancing substances and by adding functional microbial strains. Furthermore， its effects on tobacco yield and quality and soil physicochemical properties were explored. The results showed that this fertilizer could improve soil structure and fertility， promote tobacco growth， and increase the quality and production of the flue-cured tobacco. Particularly， T3 （fired soil and cake fertilizer ： mineral source potassium fulvate ： carbon-based materials： amino acids ： saccharides ： oil-enhancing and fragrant-enhancing substances =10∶8∶3∶3∶3∶3 ） performed the best in improving tobacco agronomic traits and chemical components， and soil structure， resulting in a highest increase of average tobacco yield. T2 （10∶6∶2∶2∶2∶2 ） presented middling agronomic traits but the best economic traits， of which the proportion and average price of superior tobacco were the highest. The three proportions of fertilizer treatments can all effectively increase the average yield and output value.

Key words：tobacco leaf; biochar-substrate cake fertilizer; material ratio; fragrance and oil increase

煙草（Nicotiana tabacum Linnaeus） 為茄科一年生或有限多年生草本植物，在我國種植面積廣泛，年均種植面積超過100萬hm2，煙葉年產(chǎn)量達200萬t以上，已經(jīng)成為部分地區(qū)的主要經(jīng)濟作物[1-3]。煙草屬于葉用型作物，其產(chǎn)量及品質很大程度上受施肥的影響?？茖W的肥料管理是保障優(yōu)質煙葉的關鍵。因此，研究煙葉生長發(fā)育不同階段的需肥規(guī)律，按需施肥對于優(yōu)質煙葉的生產(chǎn)十分必要。

大量研究和生產(chǎn)實踐表明，生物餅肥在改善煙葉品質、增加煙葉香氣、協(xié)調煙葉化學成分等方面發(fā)揮了很好的作用[4-6]。餅肥施入土壤后，不僅可以補充土壤養(yǎng)分，而且可以促進煙株對氮素的吸收利用。王毅等[7]研究發(fā)現(xiàn)，菜籽餅肥與尿素配合施用能使烤煙下部葉增厚，上部葉展開，從而有利于克服單施化肥導致煙草下部葉大而薄、上部葉小而厚的缺陷；Han等[8]研究表明，餅肥有利于增加鉀離子、總糖和還原糖含量，協(xié)調土壤碳氮比，提高煙葉香氣。而另一方面也有研究表明，生物餅肥的肥效滯后，不利于煙葉適時成熟，易導致煙堿含量偏高[9-10]。因此，如何充分發(fā)揮生物餅肥對煙草的致香提質作用值得深入探討，以滿足國內(nèi)高檔卷煙對高香氣煙葉需求。

該研究根據(jù)黃鶴樓品牌高端卷煙原料要求，以培育中棵煙株型以及增加煙葉油分和香氣為目標，結合耒陽當?shù)氐幕鹜粱遗c餅肥堆漚習慣，以現(xiàn)有火土灰、餅肥為基礎原料，加入不同比例的礦源黃腐酸鉀、碳基材料、氨基酸、糖類以及有增油增香作用的物質進行復配發(fā)酵，再加入功能微生物菌種，研制出一款新型炭基增油增香生物火土餅肥（下簡稱炭基生物餅肥），并進行大田肥效試驗，以期構建高油分高香氣中棵煙生產(chǎn)的餅肥使用技術模式并示范推廣。

1 材料與方法

1.1 試驗地點及供試材料

試驗點位于湖南省耒陽市馬水鎮(zhèn)燕中村，地處東經(jīng)112°59′，北緯26°38′。試驗田地勢平坦、肥力中等、有代表性、灌排方便、交通便利，土壤肥力中等，pH值6.3，全氮2.49 g/kg，堿解氮209.3 mg/kg，全磷0.70 g/kg，有效磷27.5 mg/kg，全鉀17.2 g/kg，速效鉀142.1 mg/kg，有機質38.9 g/kg。供試烤煙品種為云煙87。

1.2 試驗方法

以試驗田當?shù)貍鹘y(tǒng)的火土灰＋餅肥為對照（CK），探究添加不同比例的礦源黃腐酸鉀、碳基材料、氨基酸、糖類以及增油增香物質等復配發(fā)酵的炭基生物餅肥的肥效。具體設計見表1，每個處理3次重復，共計12個小區(qū)，隨機區(qū)組排列。每小區(qū)約120株煙，試驗田面積約1 667 m2。

按照衡陽生產(chǎn)技術指導方案，控制總施氮量為純N 9 kg/667m2，餅肥與煙草專用肥混勻作基肥在移栽前一次施入，各處理保持N、P、K用量一致，其他大田管理按照GB/T 23221—2018及當?shù)乜緹熒a(chǎn)技術規(guī)程執(zhí)行。

各處理均采用漂浮育苗，當煙苗長到5葉一心時進行小苗膜下移栽，要求苗壯、苗齊，各處理移栽均在同天完成，小區(qū)四周做好排灌措施，確保田間無雜草。

1.3 測定指標及方法

1.3.1 土壤采樣及分析 煙苗移栽60 d后采用環(huán)刀法測定各小區(qū)土壤容重、孔隙度（包括總孔隙度、毛管孔隙度和非毛管孔隙度），同時每小區(qū)按照“S”形五點采樣法采集0～20 cm土壤，充分混勻后帶回實驗室用于土壤養(yǎng)分測定，包括土壤有機質、全氮、全磷、全鉀、堿解氮、有效磷和速效鉀含量，具體方法參考《土壤農(nóng)業(yè)化學分析方法》[11]。

1.3.2 生育期記載 烤煙均于3月17日移栽，記錄各處理還苗期、伸根期、旺長期和成熟期的起始時間。

1.3.3 農(nóng)藝性狀和干物質積累測定 于團棵期、打頂期、始采期（具體時間根據(jù)大田實際情況記錄，下同）測定各處理株高、葉數(shù)、莖圍、最大葉長、最大葉寬等農(nóng)藝性狀，并分部位（根、莖、最大2片葉）測定干物質積累量。

1.3.4 根系采樣及分析 根系取樣時間與土壤取樣時間一致，將根系完整挖出洗凈。測定指標包括表面積、體積、平均直徑、分叉數(shù)和根系活力。

1.3.5 產(chǎn)量及烤煙主要化學成分測定 待烤煙成熟后，各處理小區(qū)煙葉單獨采收編桿，單獨計產(chǎn)。每個處理選10株生長整齊一致且有代表性的煙株作為待測株，烘烤后參考王彥亭等[11]的方法，選擇中部葉C3F等級進行測定總氮、全鉀、總糖、還原糖、煙堿、氯離子等指標的含量。煙葉全部采收烘烤完畢后，根據(jù)烤煙國標（GB2635—92）進行分級，參照2021年煙葉收購價格計算產(chǎn)值，統(tǒng)計煙葉產(chǎn)量和上中等煙比例。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Excel和DPS軟件進行統(tǒng)計分析，采用Duncan新復極差法進行顯著差異性分析。

2 結果與分析

2.1 炭基生物餅肥對土壤理化性狀的影響

2.2.1 土壤容重及孔隙度 由表2可知，施用炭基生物餅肥可顯著降低土壤容重，增大總孔隙度，其中T3處理土壤的平均容重最小，為1.13 g/cm3，平均總孔隙度最大，為57.36%，T1和T2處理次之。炭基生物餅肥處理的土壤毛管孔隙度均高于CK。T1、T2和T3處理的土壤非毛管孔隙度較CK分別增加了3.25%、5.58%和16.75%。

注：表中同列不同小寫字母表示處理間差異顯著（P＜0.05），下同。

2.2.2 土壤養(yǎng)分 由表3可知，各處理土壤的全氮、堿解氮、有效磷、有機質含量均小于土壤養(yǎng)分本底值；施用炭基生物餅肥處理的全磷含量為1.04～1.18 g/kg，均高于本底值，全鉀含量為24.34～25.34 g/kg，均高于本底值，其中T3處理的全鉀含量最高。煙草是喜鉀作物，不同炭基生物餅肥處理速效鉀均較本底值增大，T1、T2、T3處理的速效鉀分別較CK增加42.71%、10.90%和47.31%。

2.2 炭基生物餅肥對烤煙生育期的影響

從生育期記載情況可知，各處理煙株生育期比較同步，還苗期均為3月17日至24日，伸根期均為3月25日至4月30日，旺長期均為5月1日至6月7日，成熟期均為6月8日至7月15日。這表明炭基生物餅肥并不影響烤煙的大田生育進程。

2.3 炭基生物餅肥對烤煙農(nóng)藝性狀的影響

2.3.1 株 高 從表4可以看出，施用炭基生物餅肥促進了煙株的生長發(fā)育。在團棵期，施用炭基生物餅肥的處理平均株高比對照增加2.47～3.27 cm，其中T2處理的增幅最大；在打頂期，T1和T2處理的株高與CK無顯著差別，T3處理的株高比對照增加了7.00 cm；在始采期，T1、T2、T3處理的株高較CK分別增加了5.10、3.07和7.93 cm。

2.3.2 有效葉片數(shù) 從表4可以看出，與CK相比，T1和T2處理僅在團棵期增加了有效葉片數(shù)，打頂期和始采期的有效葉片數(shù)較CK有所減少，而T3處理團棵期、打頂期和始采期的有效葉片數(shù)分別比CK增加了6.38%、1.54%和2.39%。

2.3.3 莖 圍 從表4可以看出，施用炭基生物餅肥有利于煙株前期莖圍的增粗。在團棵期，施用炭基生物餅肥的處理莖圍比對照增加了0.27～0.45 cm，其中T3處理的增幅最大；在打頂期，T1、T2、T3莖圍分別較CK增加了0.37、0.17和0.44 cm；在始采期，與CK相比，T1和T2處理的莖圍略有減小，T3處理的莖圍也僅比CK增加了0.04 cm。

2.3.4 最大葉長 從表4可以看出，與CK相比，T1和T2處理僅在團棵期增加了最大葉長，打頂期和始采期最大葉長較CK短，T3處理團棵期、打頂期和始采期的最大葉長分別較CK增加了2.13、0.72和0.24 cm。

2.3.5 最大葉寬 從表4可以看出，在團棵期，施用炭基生物餅肥處理的最大葉寬比對照寬0.79～1.40 cm，其中T2處理的增幅最大；在打頂期和始采期，T1～T3處理的最大葉寬較CK略有降低，但在統(tǒng)計學上無顯著差異。

2.4 炭基生物餅肥對烤煙干物質積累的影響

從表4可以看出，在團棵期，施用炭基生物餅肥的處理煙株根干重和莖干重分別比CK提高了1.30～6.44 g和1.02～1.94 g，而煙葉干重僅T2和T3處理較CK有所提高；在打頂期，施用炭基生物餅肥的處理的各部位干重均比CK重，其中T2處理的根干重和葉干重分別比CK重15.63和4.45 g，T1處理的莖干重比比CK重6.16 g；在始采期，T3處理的莖干重和葉干重均達到最大值，分別比CK增加3.90 g和8.11 g。

2.5 炭基生物餅肥對烤煙根系性狀的影響

從表5可以看出，施用炭基生物餅肥可顯著提高煙株根系表面積和體積，與CK相比分別提高了639.27～1 167.88 cm2和21.59～540.36 cm3，T1和T3處理的根系平均直徑分別較CK提高22.81%和71.93%；施用炭基生物餅肥的處理煙株根系活力均有所提高，但T2和T3處理的根系活力較CK無顯著差異。

2.6 炭基生物餅肥對烤后煙葉主要化學成分的影響

從表6可以看出，施用炭基生物餅肥可有效提高煙葉的總氮、總糖和還原糖含量。與CK相比，T1、T2和T3處理的總氮含量分別提高了8.33%、26.04%和40.63%，其中T1與CK的差異不顯著，其他處理顯著高于CK；T1、T2和T3處理煙葉的全鉀含量較CK略有增加，但無顯著差異；T3處理煙葉的總糖含量顯著高于CK，增幅達11.15%，而T1和T2處理的總糖含量與CK差異不顯著；T2和T3處理的還原糖含量比CK高18.45%和20.21%，差異顯著，而T1處理與CK之間無顯著差異； T1和T3處理的煙堿含量顯著高于CK，增幅分別為26.11%和40.76%；各處理煙葉的氯離子含量無顯著差異。綜上所述，T3處理對于煙葉化學成分含量的提高效果明顯，T2處理的煙葉化學成分含量比例更協(xié)調、品質好。

2.7 炭基生物餅肥對烤煙經(jīng)濟性狀的影響

烤后煙葉統(tǒng)一按國家標準分級，以當?shù)厥召弮r進行經(jīng)濟性狀核算，結果如表7所示。各處理烤后干煙的平均產(chǎn)量從高到低排列依次為T3＞T2＞T1＞CK，T1、T2和T3處理烤煙平均產(chǎn)量分別較CK提高了31.14、31.84和33.94 kg/667m2，差異均達顯著水平。各處理烤后干煙平均產(chǎn)值從高到底排列依次為T2＞T1＞T3＞CK，T2處理的平均產(chǎn)值最高，達4 828.46元/667m2，較CK增加了32.62%，其次是T3處理，較CK增加了16.13%。各處理的均價以T2處理最高，比CK的高7.55%，而T1和T3處理的均價分別比CK低1.24%和6.98%。與CK相比，T2處理的上等煙比例提高了1.05個百分點，T1和T3處理的上等煙比例較CK低，但中等煙比例較CK增加了5.43和4.51個百分點。

3 結論與討論

該研究以耒陽當?shù)靥厣鹜粱液惋灧试蠟榛A，將其與礦源黃腐酸鉀、碳基材料、氨基酸、糖類以及有增油增香前體物質等混合配施，加入功能微生物菌種，調節(jié)煙葉的油分和香氣，研制出符合黃鶴樓品牌原料要求的炭基增油增香生物火土餅肥。結果表明，炭基生物餅肥可以改善土壤結構和肥力，促進煙葉生長，提高烤煙品質和產(chǎn)量，其中T3處理對土壤結構改良、煙株的農(nóng)藝性狀和化學成分含量表現(xiàn)最優(yōu)，對土壤孔隙度、煙株株高、葉片數(shù)、莖圍、最大葉長、莖葉干物質積累量和煙株根系生長均有促進作用，且其提高平均產(chǎn)量的效果也最佳；T2處理在農(nóng)藝性狀方面表現(xiàn)居中，但其上等煙比例和均價最高，經(jīng)濟性狀表現(xiàn)最優(yōu)；3個不同肥料配比處理均能有效提高平均產(chǎn)量和產(chǎn)值。該研究結果對于構建高油分高香氣中棵煙生產(chǎn)的餅肥使用技術和示范推廣具有參考意義。

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（責任編輯：肖彥資）