降氮增施有機肥對烤煙生長發(fā)育和產(chǎn)量的影響

摘要：為了提高烤煙質(zhì)量和經(jīng)濟效益，以龍江986為供試品種進行隨機區(qū)組試驗，設置5個處理，對不同處理烤煙農(nóng)藝性狀、干物質(zhì)積累、葉綠素含量及經(jīng)濟性狀進行測定，以此分析不同施肥配比條件下煙株生長發(fā)育及經(jīng)濟性狀的變化情況。結果表明，施用肥料的處理其各項農(nóng)藝性狀指標均優(yōu)于未施肥的對照處理，其中F3（硝酸鉀+精制有機肥）和F5（硝酸鉀+煙稈有機肥）處理效果最好。增施有機肥及僅施硝酸鉀均能夠促進煙株的生長，但僅施硝酸鉀的效果沒有配合施用有機肥的效果好。有機肥與硝酸鉀配合施用有利于增加煙株根、莖、葉的干物質(zhì)積累，與F2（只施硝酸鉀）處理相比，團棵期效果最好的為F4（硝酸鉀+蚯蚓有機肥）處理，根增加0.40 g，莖增加0.86 g，增加葉重2.25 g；始采期效果最好的為F3處理，莖增加6.64 g，葉增加3.67 g。有機肥與硝酸鉀配合施用能夠提高煙株葉綠素含量，與F2處理相比，F(xiàn)3處理SPAD值增加1.0，F(xiàn)4處理增加1.6，F(xiàn)5處理增加0.9。此外，有機肥與硝酸鉀配合施用能夠提升煙株的產(chǎn)量及品質(zhì)，與F2處理相比，F(xiàn)4處理的單葉質(zhì)量最大，為5.71 g；產(chǎn)量最高，為1 465.95 kg·hm-2，對提高煙株的單葉質(zhì)量及增產(chǎn)作用效果較好；F5處理的上等煙率最高，為7.05%，可明顯改善煙株的品質(zhì)。綜合來看，降氮增施有機肥對烤煙生長發(fā)育和產(chǎn)量存在正向促進的作用。F3處理有利于改善煙株農(nóng)藝性狀，F(xiàn)4處理在干物質(zhì)積累、提高葉綠素含量、單葉質(zhì)量和產(chǎn)量方面存在一定優(yōu)勢，F(xiàn)5處理有利于提高上等煙率。在生產(chǎn)過程中可以結合具體需求篩選合適的處理或者搭配使用。

關鍵詞：降氮；增施有機肥；烤煙；生長發(fā)育；產(chǎn)量

煙草是重要的經(jīng)濟作物[1]，栽培歷史悠久，在世界范圍內(nèi)廣泛種植。土壤養(yǎng)分是否適宜是烤煙產(chǎn)質(zhì)量形成的關鍵因素[2-3]。施加無機肥料和有機肥料都能增加土壤養(yǎng)分。而在所有的肥料當中，氮肥對煙草的生長發(fā)育和品質(zhì)影響較大。氮能促進細胞分裂，因此植株的形態(tài)建成、生長的快慢、葉片的大小以及最終的產(chǎn)量高低均取決于氮素的供應。氮素供應適當，煙草形成較大的葉片，葉色正常。氮素供應過多，則生長過分旺盛，會使葉片過大，粗筋暴梗，葉色深綠，易形成黑暴煙，導致成熟期推遲，烤后煙葉外觀色澤暗淡，上部煙葉化學成分不協(xié)調(diào)，品質(zhì)變差，可用性不好。氮素供應不足時，植株矮小，葉片小，葉綠素含量低，葉色淡綠或呈淡白色，蛋白質(zhì)合成受阻，影響產(chǎn)量和質(zhì)量的形成；因此，氮肥合理施用是關鍵。近年來，為了追求產(chǎn)量，長期過度施用氮肥，不僅造成土壤酸化、板結、土壤病害等一系列問題[4]，還會導致煙葉貪青晚熟，品質(zhì)下降[5]，影響經(jīng)濟效益。對于煙農(nóng)而言，沒有得到好的收益，反而增加了生產(chǎn)的成本。因此，在烤煙生產(chǎn)中減氮增效勢在必行。

有機肥是一種新型環(huán)保肥料，具有改良土壤，凈化環(huán)境，提高農(nóng)作物品質(zhì)的優(yōu)點[6]。2021年6月1日起，《有機肥料》標準實施，國家大力推廣有機肥替代化肥。有機肥與氮肥配合施用不但可以改善土壤環(huán)境和營養(yǎng)條件，還可以提高烤煙產(chǎn)質(zhì)量[7-8]。有機無機氮素適宜的配合比例是獲取優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)煙葉的必要條件[8]。關于有機無機氮素搭配對烤煙氮肥利用、生長發(fā)育和化學成分的影響，許多學者做了大量的相關研究。研究結果表明，有機肥與化肥搭配施用可以增加煙葉中還原糖、鉀和總糖的含量，增加氮堿比和糖堿比，減少煙葉中總氮、煙堿含量，使煙葉中的化學成分更趨于協(xié)調(diào)[9]。有機肥與化肥配施可以顯著提高煙葉中游離氨基酸的含量，促使煙葉化學成分更協(xié)調(diào)，進而提高煙葉品質(zhì)[10-11]。有機肥和化肥搭配比例為3∶1時，煙葉有機酸含量適中且有較好的香氣特征，并可以減少煙葉焦油含量[12]。因此，增施有機肥減少氮肥施用量，是發(fā)展綠色、優(yōu)質(zhì)煙葉的重要舉措。而在本煙草種植區(qū)有關氮肥和有機肥搭配施用對烤煙生長發(fā)育和品質(zhì)的影響研究鮮見報道。為了探索本煙草種植區(qū)有機肥在煙葉生產(chǎn)中的適宜用量，氮肥和有機肥配合的最佳比例，為大面積推廣施用以及減肥降耗、提質(zhì)增效提供科學依據(jù)，特開展了降氮增施有機肥對烤煙生長發(fā)育和產(chǎn)量的影響研究，這對提高烤煙質(zhì)量和經(jīng)濟效益，提高氮素利用率及減輕環(huán)境污染具有十分重要的意義。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗于2022年在黑龍江省賓西試驗場（45°47′55″N， 127°7′24″E，海拔165 m）進行，供試土壤類型為黑土，土壤堿解氮150.8 mg·kg-1、速效磷180.7 mg·kg-1、速效鉀160.7 mg·kg-1、有機質(zhì)3.8%，pH5.8。

1.2 材料

供試烤煙品種：龍江986，為當?shù)厣a(chǎn)中常用品種。此品種是以NC98為母本，9304為父本雜交后經(jīng)系譜法選育而成的常規(guī)定型品種，大田生育期126.1 d，苗期和大田期生長勢強，整齊一致，中等喜肥，葉片分層落黃明顯，耐成熟，易烘烤，是抗TMV，品質(zhì)和經(jīng)濟效益兼顧較好的優(yōu)良烤煙品種，適宜在東北煙區(qū)種植[13]。

供試肥料：精制有機肥，購于黑龍江農(nóng)墾金谷生物科技有限公司，有機質(zhì)≥45%，總養(yǎng)分（N+P2O5+K2O）≥5%；蚯蚓有機肥，購于湖州康壽生物科技有限公司，有機質(zhì)≥45%，總養(yǎng)分≥5%；煙稈有機肥，購于貴州時科金年生物科技有限公司，有機質(zhì)≥45%，總養(yǎng)分（N+P2O5+K2O）≥5%。化學肥料為硝酸鉀，購于山西金蘭化工股份有限公司，N：13.5%，K2O：44.5%，N∶K2O =1.0∶3.3。

1.3 方法

1.3.1 試驗設計

烤煙移栽時間為5月9日，小區(qū)行長8 m，行數(shù)6行，株行距為50 cm×115 cm，每小區(qū)種植煙株96株，小區(qū)面積55.2 m 其他田間管理措施按當?shù)貥藴驶a(chǎn)技術規(guī)范進行。

試驗共設5個處理，隨機區(qū)組設計，3次重復。試驗處理分別為：F1空白，不施肥；F2只施硝酸鉀，單株施12.8 g，折合純氮30 kg·hm-2；F3 硝酸鉀9.6 g（減氮25%）+精制有機肥375 kg·hm-2（每株21.6 g）；F4 硝酸鉀9.6 g（減氮25%）+蚯蚓有機肥375 kg·hm-2（每株21.6 g）；F5 硝酸鉀9.6 g（減氮25%）+煙稈有機肥750 kg·hm-2（每株43.1 g）。

1.3.2 測定項目及方法

農(nóng)藝性狀：每小區(qū)選取長勢均勻一致有代表性的煙株6株，測定團棵期的株高、著生葉數(shù)和葉長、葉寬；始采期莖粗、總葉數(shù)和株高。

干物質(zhì)積累量：烤煙團棵期和始采期，每個處理取樣3株，沖洗干凈后根、莖、葉分類擺放，所有樣品105 ℃殺青30 min，65 ℃烘干至質(zhì)量恒定，測定質(zhì)量。

煙葉SPAD值：于2022年7月中旬在每小區(qū)選田間長勢均勻一致有代表性的煙株6株，用柯尼卡美能達（Konica Minolta）公司生產(chǎn)的便攜式SPAD-502 Plus測量，測量位置為葉片前端三分之一處，避開支脈。

烤后煙葉經(jīng)濟性狀：依照烤煙國標GB 2635-1992按小區(qū)分級測產(chǎn)記值，包括單葉重、上等煙比例、中上等煙比例、產(chǎn)量、均價、產(chǎn)值。產(chǎn)值計算為每個等級煙葉重量和價格相乘后，再多個等級相加的結果。不同等級煙葉價格如下：C3F、C3L、C4L、X2F、X2L、X3L、B3F、B4F、B2L、B3L、B4L、CX1K、CX2K、B1K、B2K和B3K分別為28.4，25.2，17.6，16.2，12.0，4.8，16.8，7.4，15.0，7.4，3.8，4.2，2.8，4.4， 3.0和1.9元·kg-1。

1.3.3 數(shù)據(jù)分析 采用 Excel 2013 和 SPSS 23.0 軟件進行數(shù)據(jù)處理與分析。

2 結果與分析

2.1 降氮增施有機肥對煙株農(nóng)藝性狀的影響

2.1.1 團棵期

由表1可知，各施肥處理的農(nóng)藝性狀均高于對照組F1，其中F5處理的葉長較長，F(xiàn)3、F5處理的株高較高，F(xiàn)3處理的葉寬較寬。經(jīng)比較認為F3、F5處理長勢相對較好，F(xiàn)2、F4處理長勢稍差，前期作用效果不明顯。

2.1.2 始采期

由表2可知，F(xiàn)2、F4、F5處理的總葉數(shù)約為15片，F(xiàn)1、F3處理的總葉數(shù)約為14片，相差約為1片葉；各施肥處理的株高和莖粗均顯著高于對照組F1，其中F3和F4處理的株高較高，同F(xiàn)1處理相差約25 cm，F(xiàn)3、F4、F5處理株高均高于F2處理，但差異不顯著。 F5處理的莖粗最粗，F(xiàn)1處理的莖粗最細，二者相差約0.5 cm， F3、F4、F5三組處理的莖粗均優(yōu)于F2處理，但差異不顯著。

2.2 降氮增施有機肥對煙株干物質(zhì)積累的影響

2.2.1 團棵期

由表3可知，團棵期各施肥處理的干物質(zhì)積累均高于對照處理，其中F4處理的長勢較好，根、莖、葉的干物質(zhì)積累都是最高的，根系較為發(fā)達，與對照組差異顯著；其次為F3處理，葉和莖稈干物質(zhì)積累量較高?？傮w來看，F(xiàn)3、F4處理在該時期能更好地促進煙株生長。

2.2.2 始采期

由表3可知，F(xiàn)1處理的根、莖、葉干物質(zhì)積累仍為最低，其次為F5處理，F(xiàn)2及F3處理的長勢同團棵期相比，明顯優(yōu)于F4處理，說明F4處理的后期長勢不足。根干物質(zhì)積累F2處理與F1處理差異顯著；莖干物質(zhì)積累F2、F3、F4處理均與F1處理差異顯著；葉干物質(zhì)積累F2、F3處理與F1處理差異顯著?？傮w來看，煙株的莖、葉干物質(zhì)積累明顯超過根，F(xiàn)2、F3處理在該時期作用效果明顯。

2.3 降氮增施有機肥對煙株葉綠素含量的影響

由圖1可知，葉綠素含量從F1處理到F5處理總體呈升高的趨勢，且各施肥處理同對照組F1處理差異顯著。除F1處理較差外，其余4組處理葉綠素含量相差不大，其中F4處理的葉綠素含量最高，F(xiàn)3、F4、F5三組處理的葉綠素含量均較高，說明降氮增施有機肥可提高煙株的葉綠素含量，有利于煙株光合作用積累干物質(zhì)。

2.4 降氮增施有機肥對烤煙經(jīng)濟性狀的影響

由表4可知，F(xiàn)2處理的上中等煙率最高，為78.37%；均價最高，達14.42元·kg-1；產(chǎn)值最高，達21 485.85元·hm-2。F4處理單葉質(zhì)量最大，為5.71 g；產(chǎn)量最高，達1 465.95 kg·hm-2，上中等煙率較高，但其沒有上等煙。F5處理的上等煙率最高，達7.05%。各處理間差異均不顯著。說明同對照F1處理相比，F(xiàn)2處理可以促進煙株獲得較高的經(jīng)濟價值；F4處理對提升煙株的單葉重及增產(chǎn)作用效果較好；F5處理可明顯改善煙株的品質(zhì)。

3 討論

本試驗研究結果表明施用肥料的處理其各項農(nóng)藝性狀指標均優(yōu)于未施肥的對照處理，這與前人的研究結論一致。有機肥與硝酸鉀配施的處理優(yōu)于僅施硝酸鉀的處理。說明減少氮肥增施有機肥，對煙株的生長發(fā)育起到了明顯的促進作用，達到了提質(zhì)增效的目的。這是因為僅施硝酸鉀氮肥養(yǎng)分釋放快，中后期養(yǎng)分供應不足，進而影響煙株生長發(fā)育。而施用適量的有機肥有利于煙苗早發(fā)、快長。隨著生長期的推移，有機肥分解速度加快，同時所含有的有益微生物不斷分解土壤中的營養(yǎng)成分供植株利用，供肥能力增強，充分滿足了煙株后期的營養(yǎng)需求。這與周文亮等[14]和王軍等[15]研究結果較一致。

彭桃軍等[8]研究認為，配施少量有機肥能增加煙株根系干重，促進根系生長[8]。本試驗研究結果同樣表明有機肥與硝酸鉀配合施用有利于增加煙株根、莖、葉的干物質(zhì)積累量。團棵期減氮25%+蚯蚓有機肥375 kg·hm-2（F4）處理對增加煙株根、莖、葉的干物質(zhì)積累量效果較好；始采期整體上為減氮25%+精制有機肥375 kg·hm-2（F3）處理對增加煙株根、莖、葉的干物質(zhì)積累量效果較好。不同有機肥種類對煙株生長在不同時期影響不一致[16-17]，可能是因為不同時期煙株的營養(yǎng)成分需求不一致，蚯蚓有機肥釋放的養(yǎng)分更適合團棵期植株生長，精致有機肥釋放的養(yǎng)分更適合始采期植株的生長，這可以通過后期對烤煙養(yǎng)分的吸收利用做的研究探討進一步進行驗證。

煙草屬于葉用植物，葉片中大部分干物質(zhì)都來自光合產(chǎn)物，因此其產(chǎn)量的高低與葉片光合活性密切相關。且葉片中葉綠素含量是反映作物營養(yǎng)和生長狀況的重要指標[18]，對煙草外觀質(zhì)量和內(nèi)在品質(zhì)均有影響[19]。本研究中有機肥與硝酸鉀配合施用有利于提高煙株葉綠素含量，這與馮春才等[18]的研究結果較一致。葉綠素含量高有利于提高煙株對較弱光的抵御能力[20-23]。同未施肥處理相比，雖然僅施硝酸鉀也提高了煙株葉綠素的含量，但葉綠素含量提高不顯著，以減氮25%+蚯蚓有機肥375 kg·hm-2（F4）處理葉綠色含量相對較高。有機肥與硝酸鉀配施同空白處理相比有利于提升煙株的產(chǎn)量及品質(zhì)，但在提升煙株經(jīng)濟效益方面不及僅施硝酸鉀的處理。

實際煙葉生產(chǎn)中，煙葉公司會對煙農(nóng)的生產(chǎn)資料投入有一定補貼政策，煙葉公司更加注重和提倡施肥上的補碳控氮、資源節(jié)約和環(huán)境友好。因此，本研究并沒有考慮不同處理間的肥料成本投入差異，只是初步探討降氮增施有機肥對烤煙生產(chǎn)的積極影響。后續(xù)會繼續(xù)開展減施氮肥基礎上增施不同種類、不同用量、配比的有機肥對烤煙生長發(fā)育及產(chǎn)量的影響并針對不同肥料補貼、成本投入等進行更精準的效益分析。

4 結論

本研究結果表明，各處理農(nóng)藝性狀指標均優(yōu)于未施肥的對照處理，其中F3和F5處理效果最好。有機肥與硝酸鉀配合施用有利于增加煙株根、莖、葉的干物質(zhì)積累量，與F2處理相比，團棵期效果最好的為F4處理，根莖葉分別為4.85，8.91和30.19 g；始采期效果最好的為F3處理，葉、莖積累較多，分別為105.16和93.63 g；有機肥與硝酸鉀配合施用能夠提高煙株葉綠素含量，效果最好的是F4處理，SPAD值為31.4；有機肥與硝酸鉀配合施用能夠提升煙株的產(chǎn)量及品質(zhì)，與F2處理相比，F(xiàn)4處理的單葉質(zhì)量最大，為5.71 g；產(chǎn)量最高，為1 465.95 kg·hm-2，對提高煙株的單葉質(zhì)量及增產(chǎn)作用效果較好；F5處理的上等煙率最高，為7.05%，可明顯改善煙株的品質(zhì)。綜合來看，降氮增施有機肥對烤煙生長發(fā)育和產(chǎn)量存在正向促進作用。F3處理有利于改善煙株農(nóng)藝性狀，F(xiàn)4處理在干物質(zhì)積累、提高葉綠素含量、單葉質(zhì)量及產(chǎn)量方面存在一定優(yōu)勢，F(xiàn)5處理有利于提高上等煙率。降氮增施有機肥對烤煙生產(chǎn)具有重要意義。

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Effects of Reducing Nitrogen and Increasing Organic Fertilizer on Growth， Yield of Flue-Cured Tobacco

QI Hongling HAO Aiping ZHANG Yanli SAI Zilin ZHANG Zhi ZHANG Kai ，LIU Shifeng4，JIAO Yusheng5

Abstract：In order to improve the quality and economic benefits of flue-cured tobacco， yield of flue-cured tobacco， a randomized block experiment was conducted with Longjiang 986 as the experimental variety.Five treatments were set up to determine the agronomic traits， dry matter accumulation， chlorophyll content， and economic traits of flue-cured tobacco. This was done to analyze the changes in tobacco growth， development， and economic traits under different fertilization ratios.The results showed that the treatment with fertilizer application had better agronomic traits than the control treatment without fertilization， and the treatments of F3（potassius nitrate+refined organic fertilizer） and F5（potassium nitrate+tobacco straw organic fertilizer） were the best. Both increasing the application of organic fertilizer and applying only potassium nitrate could promote the growth of tobacco plants， but the effect of applying only potassium nitrate was not as good as that of combining organic fertilizer.The combination application of organic fertilizer and potassium nitrate was beneficial for increasing the dry weight of tobacco roots， stems， and leaves. Compared with the F2（potassium nitrate） treatment， the F4（potassium nitrate+earthworm organic fertilizer） treatment had the best effect in the rosette stage， increasing root weight by 0.40 g， stem weight by 0.86 g， and leaf weight by 2.25 g. The F3 treatment had the best effect in the maturing stage， increasing stem weight by 6.44 g， and leaf weight by 3.67 g;The combination of organic fertilizer and potassium nitrate could increase the chlorophyll content of tobacco plants. Compared with F2 treatment， the SPAD value of F3 treatment increased by 1.0， F4 treatment increased by 1.6， and F5 treatment increased by 0.9.In addition， the combination of organic fertilizer and potassium nitrate could improve the yield and quality of tobacco plants.Compared with F2 treatment，F(xiàn)4 treatment had the highest leaf weight（5.71 g）and the highest yield （1 465.95 kg·ha-1）， which had a better effect on increasing the leaf weight and yield of tobacco plants; F5 treatment had the highest rate of fine tobacco （7.05%）， which could significantly improve the quality of tobacco plants.On the whole，reducing nitrogen and increasing the application of organic fertilizer had a positive effect on the growth and yield of flue-cured tobacco. F3 treatment was beneficial to improve the agronomic characters of tobacco plant， F4 treatment had certain advantages in dry matter accumulation， chlorophyll content， leaf weight and yield， and F5 treatment was beneficial to improve the rate of high-grade tobacco. In the actual production process， we could screen the appropriate treatment or use together according to the specific needs.

Keywords：nitrogen reduction；increased application of organic fertilizer；flue-cured tobacco；growth；yield

收稿日期：2023-06-07

基金項目：黑龍江省教育廳項目（1451ZD005）；牡丹江師范學院科研項目（YB2021005）；黑龍江省煙草行業(yè)科技項目（20182300002700081，2019230000240083，2022230000200229）。

第一作者：齊虹凌（1980-），女，碩士，副教授，從事土壤改良相關研究。E-mail：swxqhl2021@126.com。

通信作者：焦玉生（1977-），男，學士，高級農(nóng)藝師，從事植煙土壤保育相關研究。E-mail：79736109@qq.com。