幾種新型肥料對烤煙增產(chǎn)提質(zhì)效果的比較研究

王子一　李信　肖楚文　黃思菁　楊磊　向東　楊友才

摘要：為促進(jìn)新型微生物菌肥和有機(jī)肥在烤煙生產(chǎn)中合理、高效使用，進(jìn)而在提升烤煙產(chǎn)質(zhì)量，提高經(jīng)濟(jì)效益的同時保護(hù)土地，經(jīng)過對市場上已有的微生物菌肥及有機(jī)肥料篩選后，以烤煙G80為研究對象，選用4種新型肥料，于2022年在湖南省瀏陽地區(qū)開展試驗，采用單因素試驗設(shè)計，設(shè)置5個小區(qū)，每個小區(qū)施用不同的肥料處理：T1（增施營廣寶微生物菌肥）、T2（增施真對真微生物菌肥）、T3（增施集結(jié)號2號微生物菌肥）、T4（增施仙程熟水溶肥料）、CK（不添加額外的肥料），分析在烤煙大田生產(chǎn)中添加不同的新型肥料對烤煙G80植株、植煙土壤酶活性及烤后煙葉產(chǎn)質(zhì)量的影響。試驗結(jié)果表明，增施新型肥料可以不同程度地促進(jìn)煙株前期早生快發(fā)，煙株根系活力變化表現(xiàn)為移栽后先增加后減少，在移栽后45 d達(dá)到最大值，所有增施過肥料的處理內(nèi)的煙株根系活力均顯著高于對照組。增施肥料也能在移栽后15、45、75 d顯著提高植煙土壤的脲酶、過氧化氫酶和蔗糖酶活性，可以顯著提高烤后煙葉中上等煙比例及產(chǎn)量，其中T3處理的產(chǎn)量及上等煙比例提升最為明顯。本研究表明，在移栽后3 d灌根施用以枯草芽孢桿菌和地衣芽孢桿菌為主要成分的集結(jié)號2號微生物菌肥對烤煙產(chǎn)質(zhì)量的提升效果最佳，同時期單獨(dú)增施另外3種新型肥料，也可以在不同程度上促進(jìn)烤煙的前期生長和提升烤后煙葉產(chǎn)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：烤煙；微生物菌肥；有機(jī)肥；根系活力；土壤酶活性

中圖分類號：S572.06 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號：1002-1302（2024）09-0100-06

在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，為了實現(xiàn)以生態(tài)、安全、高效、高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)為目標(biāo)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式，單純長期施用化學(xué)肥料的施肥模式已經(jīng)在向主施化學(xué)肥料，輔施生物有機(jī)肥、有機(jī)肥、微生物菌肥等生物肥料的施肥模式轉(zhuǎn)化［1］，微生物菌肥通常含有多種營養(yǎng)成分，可以為土壤提供大量的特定微生物［2-3］，對煙葉的產(chǎn)質(zhì)量有較好的提升作用。夏振遠(yuǎn)等通過增施微生物菌肥使上等煙比例較對照提高了14.7%～22.7%，產(chǎn)值相應(yīng)提高了20.53%～33.38%［4］。劉展展等增施微生物菌肥后，烤煙的經(jīng)濟(jì)性狀和內(nèi)在化學(xué)品質(zhì)均優(yōu)于對照［5］。伍優(yōu)等對烤煙品種K326噴施枯草芽孢桿菌菌劑，明顯提高了烤后煙葉的產(chǎn)質(zhì)量［6］?？緹熓堑湫偷牟荒瓦B作作物，連作會明顯導(dǎo)致煙草產(chǎn)量下降、品質(zhì)降低、病蟲害加劇等［7］。但湖南部分煙區(qū)因客觀條件限制，不得不采用烤煙連作的耕作方式，施用合適的微生物菌肥和有機(jī)肥可以有效降低連作障礙、提高土壤有機(jī)質(zhì)、增加土壤肥力、提升作物抗逆性和提高作物吸收養(yǎng)分的能力［8］。施用微生物菌肥除了能促進(jìn)土壤養(yǎng)分轉(zhuǎn)化，還具有改善土壤環(huán)境、降低農(nóng)藥殘留危害等作用。研究表明，枯草芽孢桿菌、巨芽孢桿菌、短芽孢桿菌、慢生根瘤菌、假單胞菌等可以在重金屬毒性的生物修復(fù)中發(fā)揮關(guān)鍵作用［9］。芽孢桿菌和假單胞菌等具有降低農(nóng)藥殘留毒性的能力［10］。史久長等施用高效芽孢桿菌后，促進(jìn)了煙株田間生長發(fā)育和上部葉開片［11］。王政等發(fā)現(xiàn)，增施高活性復(fù)合類微生物菌肥處理的煙株高度和有效葉片數(shù)在煙株封頂后均優(yōu)于對照組［12］。陳月星等發(fā)現(xiàn)，對烤煙品種云煙99施用巨大芽孢桿菌可有效促進(jìn)烤煙生長［13］。

煙草產(chǎn)業(yè)是湖南經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要支柱性產(chǎn)業(yè)之一，在湖南瀏陽煙區(qū)主要種植的烤煙品種中，烤煙G80煙葉風(fēng)格特征明顯，生物學(xué)性狀好，抗病性和內(nèi)在化學(xué)成分協(xié)調(diào)等指標(biāo)突出。由于近年來烤煙G80品種退化、施肥不平衡、栽培管理措施執(zhí)行不到位等問題，導(dǎo)致收獲期煙葉早衰與掉葉，經(jīng)濟(jì)效益降低。本研究以烤煙品種G80為研究對象，通過配施不同種類的微生物菌肥或有機(jī)肥，篩選出適宜瀏陽煙區(qū)烤煙G80生產(chǎn)使用的新型肥料，旨在解決烤煙G80生產(chǎn)中遭遇的問題，提高經(jīng)濟(jì)效益，為瀏陽煙區(qū)優(yōu)質(zhì)煙葉生產(chǎn)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗地點和材料

試驗于2022年在湖南省瀏陽市永安鎮(zhèn)永和村進(jìn)行，供試煙田為水稻田，肥力均勻、地勢平坦、排灌便捷。供試土壤pH值為6.41，有機(jī)質(zhì)含量為31.72 g/kg，全氮含量為1.68 g/kg，堿解氮含量為117.61 mg/kg，全磷含量為0.95 g/kg，速效磷含量為15.98 mg/kg，全鉀含量為14.38 g/kg，速效鉀含量為307.83 mg/kg。供試品種為烤煙品種G80。微生物菌劑品種為營廣寶微生物菌肥、真對真哈茨木霉型微生物菌肥、集結(jié)號2號-速效型微生物菌肥和仙程熟含腐殖酸水溶肥料。

1.2 試驗設(shè)計

采用單因素隨機(jī)區(qū)組設(shè)計，試驗設(shè)置營廣寶微生物菌肥（T1）、真對真微生物菌肥（T2）、集結(jié)號2號微生物菌肥（T3）、仙程熟水溶肥料（T4）4種新型肥料添加處理，以常規(guī)施肥模式為對照（CK），共5個處理（表1），重復(fù)3次，田間隨機(jī)排列，煙株間距0.5 m，行距1.2 m，小區(qū)面積79.2 m2。于2022年3月22日移栽煙苗。每種微生物菌劑于煙苗移栽后3 d添加，用量參照每種肥料的推薦用量，500倍兌純凈水稀釋添加，添加方式為灌根。其他栽培管理措施同當(dāng)?shù)貎?yōu)質(zhì)煙葉生產(chǎn)技術(shù)指導(dǎo)標(biāo)準(zhǔn)保持一致。

1.3 測定指標(biāo)與方法

1.3.1 農(nóng)藝性狀和干物質(zhì)積累量

分別于煙苗移栽后15、45 d時，選取各小區(qū)內(nèi)長勢均勻的煙株，參考YC/T 142—1998《煙草農(nóng)藝性狀調(diào)查方法》，對株高、莖圍、最大葉長、最大葉寬等農(nóng)藝性狀進(jìn)行測定，每個小區(qū)重復(fù)10次。同時，分別于煙苗移栽后15、30、45、60 d選取各小區(qū)內(nèi)具有代表性的煙株3株，將煙株完整取出，清洗干凈泥土等雜質(zhì)，將根、莖分離，在105 ℃殺青30 min后于75 ℃烘干至恒重，測定地上部分與根系的干物質(zhì)量。

1.3.2 根系活力

于煙苗移栽后15、30、45、60 d時，每個小區(qū)選取具有代表性的煙株3株，將根系泥土清洗干凈后采用TTC比色法［11］進(jìn)行測定。

1.3.3 土壤酶活性

于煙苗移栽后15、45、75 d時，用取土器于各小區(qū)內(nèi)采用5點取樣法，去除土壤表面雜質(zhì)，采集0～20 cm土壤作為樣品；土壤脲酶活性（S-UE）含量采用苯酚鈉-次氯酸鈉比色法測定，土壤蔗糖酶活性（S-SC）采用3，5-二硝基水楊酸比色法測定，土壤過氧化氫酶活性（S-CAT）采用微量法測定。

1.3.4 烤后煙葉常規(guī)化學(xué)成分

烤后煙葉按照GB 2635—1992《烤煙》進(jìn)行分級，取各處理C3F等級煙葉樣品各1.0 kg分析化學(xué)成分，參照YC/T 159—2019《煙草及煙草制品 水溶性糖的測定 連續(xù)流動法》、YC/T 173—2003《煙草及煙草制品 鉀的測定 火焰光度法》、YC/T 161—2002《煙草及煙草制品 總氮的測定 連續(xù)流動法》、YC/T 160—2002《煙草及煙草制品 總植物堿的測定 連續(xù)流動法》的方法測定總糖、還原糖、總氮、煙堿和鉀含量。

1.3.5 烤后煙葉經(jīng)濟(jì)性狀

各處理分別采收、編號，在烤房烘烤后，統(tǒng)計各處理煙葉產(chǎn)量和中、上等煙比例。

1.4 數(shù)據(jù)分析

使用Excel 2019軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，用SPSS 22.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計和分析，用Origin 2021軟件進(jìn)行繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同肥料處理對烤煙G80農(nóng)藝性狀的影響

由表2可知，在2個時期，與CK相比，有增施過新型肥料處理的株高均顯著增加，在移栽后 15 d，T2處理株高達(dá)到最大值，比CK增加了21.65%，T1、T3、T4處理相比CK分別增加了16.00%、19.44%、17.24%；在移栽后45 d，T1處理株高達(dá)到最大值，為31.97 cm，相比CK增加了16.51%。T1、T2、T3、T4處理的莖圍在移栽后15 d和45 d分別相比于對照提高了18.88%、16.08%、13.99%、4.20%和10.11%、7.28%、9.43%、8.76%，莖圍、最大葉長和葉寬在2個時期均未表現(xiàn)有顯著差異。

2.2 不同肥料處理對烤煙G80地上部分干物質(zhì)積累的影響

由表3可知，在移栽后15、30 d，T1、T2、T3和T4處理的干物質(zhì)積累量均顯著優(yōu)于CK，T3處理在移栽后15d達(dá)到同時期內(nèi)的干物質(zhì)積累量最大值，為18.19 kg/hm2，T1處理在移栽后30 d達(dá)到同時期內(nèi)的干物質(zhì)積累量最大值，為148.98 kg/hm2；在移栽后45 d時，T1、T2和T3處理的干物質(zhì)積累量顯著高于CK，提升幅度分別達(dá)到23.18%、26.76%和27.33%。綜合4個時期來看，T3處理在移栽后15、30、45、60 d時的干物質(zhì)積累量均顯著高于對照組CK，分別提高了45.29%、28.79%、27.33%、17.65%，T1、T2和T4處理與同時期CK相比亦有不同程度的提高。

2.3 不同肥料處理對烤煙G80根系活力的影響

由圖1可知，在移栽后15、30 d時，所有增施過新型肥料的處理中的煙株根系活力均顯著高于CK，其中T1處理在2個時期均達(dá)到最大值，相較于CK分別提升了361.34%和142.56%；到移栽后45 d時，T1、T2、T3和T4處理的煙株根系活力均達(dá)到4個時期中的最大值，均顯著高于對照，與對照相比分別提高了137.73%、142.54%、175.96%、86.50%；在移栽后60 d時，各處理之間的煙株根系活力之間均不存在顯著差異。

2.4 不同肥料處理對土壤酶活性的影響

2.4.1 不同肥料處理對土壤脲酶（UE）活性的影響

由圖2可知， 在移栽后15 d， T1處理的脲酶活性顯著高于CK；到移栽后45 d，T1、T2、T3、T4處理的脲酶活性均顯著高于CK，提升幅度分別達(dá)到73.01%、98.49%、112.4%和30.61%；在移栽后75 d時，T1、T3和T4處理的脲酶活性顯著高于CK。T1處理在3個時期時的脲酶活性均顯著高于對照。

2.4.2 不同肥料處理對土壤蔗糖酶（S-SC）活性的影響

由圖3可知，與CK相比，在移栽后15、75 d 時，所有增施新型肥料的處理內(nèi)S-SC酶活性均有顯著提高。移栽后45 d時，T1、T2和T3處理的S-SC酶活性顯著高于CK。綜合來看，在3個時期中，T2、T3處理的S-SC活性均保持在較高水平，于移栽后45 d達(dá)到最大值，分別為244.98、244.78 mg/（g·d）。

2.4.3 不同肥料處理對土壤過氧化氫酶（S-CAT）活性的影響

由圖4可知，在移栽后15 d，T1、T3、T4處理的S-CAT酶活性顯著高于CK；移栽后45 d，T1、T2、T3、T4處理的S-CAT酶活性均顯著高于CK，提升幅度分別達(dá)到了60.14%、62.86%、49.84%、57.21%。移栽后75 d，相較于CK，T1、T2、T3和T4處理的S-CAT酶活性均有顯著升高，提升幅度分別達(dá)到了74.31%、76.97%、87.54%、72.69%。

2.5 不同肥料處理對烤后煙葉化學(xué)成分及產(chǎn)質(zhì)量的影響

優(yōu)質(zhì)煙葉化學(xué)成分標(biāo)準(zhǔn)如下：總糖含量范圍為23%～29%，還原糖含量范圍為18%～22%，煙堿含量范圍為2.5%～3.0%，總氮含量范圍為1.5%～3.0%，鉀含量＞2%。由表4可知，T1、T2、T3處理的總糖、還原糖含量均高于CK；各處理之間總糖、還原糖、總氮和煙堿含量并無顯著性差異；T3和T4鉀含量處理顯著高于對照組CK，所有處理均達(dá)到優(yōu)質(zhì)煙葉標(biāo)準(zhǔn)的要求。

T2、T3處理的上等煙比例顯著高于CK，分別達(dá)到了65.19%、66.75%，T1、T2、T3、T4處理相應(yīng)的中等煙比例均顯著低于CK；從產(chǎn)量上看，所有增施過微生物菌劑的處理產(chǎn)量均顯著高于CK，其中以T3產(chǎn)量最大，為1 980.0 kg/hm2。

2.6 根系活力與烤后煙葉化學(xué)成分及產(chǎn)質(zhì)量的相關(guān)性分析

由表5可知，不同時期的根系活力與烤后煙葉化學(xué)成分及產(chǎn)質(zhì)量之間的關(guān)系不盡相同，在移栽后15、30、60 d，根系活力與烤后煙葉化學(xué)成分及產(chǎn)質(zhì)量之間均無顯著相關(guān)性；移栽后45 d時，根系活力與烤后煙葉總糖含量和產(chǎn)量呈顯著正相關(guān)，與上等煙比例呈極顯著正相關(guān)，與中等煙比例呈顯著負(fù)相關(guān)。

2.7 土壤酶活性與烤后煙葉化學(xué)成分及產(chǎn)質(zhì)量相關(guān)性分析

由表6可知，移栽后15 d，土壤脲酶活性和土壤過氧化氫酶活性與烤后煙葉化學(xué)成分及產(chǎn)質(zhì)量之間無顯著相關(guān)性；土壤蔗糖酶活性與總糖含量和上等煙比例顯著正相關(guān)，與中等煙比例呈極顯著負(fù)相關(guān)。到移栽后45 d，土壤脲酶活性與總糖含量、還原糖含量、上等煙比例和產(chǎn)量呈顯著正相關(guān)；土壤蔗糖酶活性與產(chǎn)量顯著正相關(guān)，與總糖含量極顯著正相關(guān)；土壤過氧化氫酶活性與上等煙比例顯著正相關(guān)，與中等煙比例極顯著負(fù)相關(guān)。移栽后75 d，土壤脲酶活性與烤后煙葉化學(xué)成分及產(chǎn)質(zhì)量之間無顯著

相關(guān)性；土壤蔗糖酶活性與鉀含量、總糖含量、還原糖含量和產(chǎn)量顯著正相關(guān)，與上等煙比例極顯著正相關(guān)；土壤過氧化氫酶活性與鉀含量顯著正相關(guān)，和上等煙比例極顯著正相關(guān)，同時與中等煙比例極顯著負(fù)相關(guān)。

2.8 烤后煙葉化學(xué)成分及產(chǎn)量相關(guān)性分析

由表7可知，烤后煙葉鉀含量與上等煙比例呈顯著正相關(guān)，而與中等煙比例呈顯著負(fù)相關(guān)；還原糖含量和總糖含量呈顯著正相關(guān)，與煙堿含量呈顯著負(fù)相關(guān)；中等煙比例與上等煙比例之間呈顯著負(fù)相關(guān)，總氮和煙堿含量與其他烤后煙葉化學(xué)成分及產(chǎn)質(zhì)量之間相關(guān)性不顯著。

3 討論與結(jié)論

熒光假單胞菌是一種常見的菌根促生細(xì)菌，具有拮抗多種植物病原真菌的能力［14］，盧照龍等通過在水稻生產(chǎn)中施用熒光假單胞菌復(fù)合微生物菌劑，發(fā)現(xiàn)可以顯著促進(jìn)水稻前期根系生長，進(jìn)而提高產(chǎn)量［15］。哈茨木霉為木霉屬真菌，可作為生物農(nóng)藥，防治作物根部病害，已有研究表明，施用哈茨木霉為主的微生物菌劑可在煙草生產(chǎn)中有效防治青枯病和黑脛?。?6-17］，同時有研究表明，哈茨木霉在增殖過程中能分泌多種有益物質(zhì)，進(jìn)而增加土壤養(yǎng)分含量，促進(jìn)作物優(yōu)質(zhì)生長［18］?？莶菅挎邨U菌在烤煙生產(chǎn)上的應(yīng)用已有部分結(jié)論，有研究結(jié)果表明，在煙苗育苗階段噴施以枯草芽孢桿菌為主的微生物菌劑，可以有效提高煙苗素質(zhì)，促進(jìn)煙株生長發(fā)育［19］。

本研究結(jié)果表明，通過在煙苗移栽后灌根施用熒光假單胞菌復(fù)合微生物菌肥、哈茨木霉復(fù)合微生物菌肥、枯草芽孢桿菌微生物菌肥以及以腐殖酸為主的水溶有機(jī)肥料均可以在煙草大田生育期前期顯著促進(jìn)煙株株高以及根系發(fā)育，有效提高煙田土壤碳氮代謝相關(guān)酶活性，進(jìn)而促進(jìn)烤后煙葉關(guān)鍵化學(xué)成分含量顯著提升，使煙葉化學(xué)成分更加協(xié)調(diào)，同時對烤煙產(chǎn)量的提高也有明顯的促進(jìn)作用，這與前人的研究結(jié)果［11，20-22］一致。增施營廣寶微生物菌肥（T1）表現(xiàn)出在烤煙大田生育期前期對根系活力活性的提升效果最為明顯，但在中后期的整體提升效果及對產(chǎn)質(zhì)量的提升程度上弱于集結(jié)號2號微生物菌肥（T3）。

本研究結(jié)果同時表明，不同時期的土壤酶活性對烤后煙葉化學(xué)成分和產(chǎn)質(zhì)量的影響程度不一樣，其中總體以移栽后45 d的影響程度最大，同時各處理根系活力均達(dá)到4個時期中的最大值，說明在G80生產(chǎn)中施用微生物菌肥或有機(jī)肥時，可以適當(dāng)延遲施用，以求提高微生物菌肥和有機(jī)肥料在田間生產(chǎn)中的利用率。在關(guān)于烤后煙葉化學(xué)成分之間的相關(guān)性分析中可以看出，煙葉鉀含量的提升可以顯著提高G80烤后煙葉上等煙比例，故而在進(jìn)一步的研究中，可以考慮選用具有促進(jìn)煙株鉀素吸收能力的菌種所制成的復(fù)合微生物菌肥。在本研究中，各處理內(nèi)微生物菌肥的施用量采用的是所選微生物菌劑的田間推薦施用量，具體的最佳施用量還有待后續(xù)研究確定。

本研究表明，在瀏陽煙區(qū)烤煙G80大田生產(chǎn)中，配施新型微生物菌肥或有機(jī)肥料均可以顯著促進(jìn)煙株前期早生快發(fā)，可以顯著提高植煙土壤的酶活性，進(jìn)而提高烤后煙葉中上等煙比例及產(chǎn)量，同時改善烤后煙葉化學(xué)成分協(xié)調(diào)性，提升煙葉品質(zhì)。在移栽后3 d灌根施用以枯草芽孢桿菌和地衣芽孢桿菌為主要成分的集結(jié)號2號微生物菌劑效果最佳。

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收稿日期：2023-07-18

基金項目：湖南中煙工業(yè)有限責(zé)任公司項目（編號：202243000934095）。

作者簡介：王子一（1998—），男，四川成都人，碩士研究生，從事農(nóng)業(yè)生態(tài)和作物栽培研究。E-mail：1530386049@qq.com。

通信作者：楊友才，博士，教授，從事農(nóng)業(yè)生態(tài)和作物栽培研究。E-mail：820132479@qq.com。