商品有机肥配施化肥对烤烟养分吸收变化规律及烟碱合成的影响

冯厚平，陈代荣，梁永江，彭 友，阳显斌，张 婕，张云贵

（1.贵州省烟草公司遵义市公司，贵州遵义563000；2.中国农业科学院农业资源与农业区划研究所，北京100081）

商品有机肥配施化肥对烤烟养分吸收变化规律及烟碱合成的影响

冯厚平1，陈代荣1，梁永江1，彭 友1，阳显斌1，张 婕1，张云贵2

（1.贵州省烟草公司遵义市公司，贵州遵义563000；2.中国农业科学院农业资源与农业区划研究所，北京100081）

在田间条件下研究了不同商品有机肥配施无机肥对黄壤土壤氮素变化、烤烟氮素吸收和烟碱累积及干物质累积变化的影响。结果表明，牛粪有机肥、蚓粪有机肥、氨基酸有机肥与无机氮配施土壤的全氮于49～69 d变化规律分别占总变化量的82.71%，69.03%和79.47%（P＜0.05），较单施无机氮提高显著，后期全氮含量平稳，与烤烟吸氮规律吻合，具有改良烤烟施肥方式的潜力。但蚓粪有机肥与无机氮配施较单施无机氮烤烟于圆顶期（69 d）地上部和中部烟叶烟碱累积量分别提高125.67%，99.71%（P＜0.05），烟碱累积规律受到影响，降低了烟叶品质；氨基酸有机肥与无机氮配施后烤烟氮素、烟碱变化规律失调，干物质累积量过高，造成后期贪青晚熟，烟株徒长，不利于烤烟正常生长发育。配施牛粪有机肥与单施无机化肥相比，烤烟氮素与烟碱累积变化规律正常，无显著差异，其效果优于蚓粪有机肥和氨基酸有机肥。

烤烟；商品有机肥；养分；烟碱

黄壤作为植烟的主要土壤类型之一，且近年来烤烟连作加剧，土壤质量下降，影响了烤烟的产量和品质[1-2]。大量的研究证明，施用有机肥在提高作物产量和培肥地力的同时，还能提高农产品品质[3-5]，且商品有机肥作为新兴的有机肥料未获人们重视[6]，其在微生物作用下分解迅速，提供植物养分，土壤结构的稳定性、持久性、缓释长效等特性得到增强[7]，因此，烟田施用商品有机肥可有效改善土壤结构[8]。前人对各种商品有机肥进行研究，效果不一，商品有机肥与化肥配施显著提高水稻产量，改善稻米品质及土壤理化性质[9]；蚓粪有机肥能够在保证黄瓜产量的基础上，明显增强黄瓜的综合品质[10]；氨基酸有机肥与化肥配施后提高了土壤中速效养分含量，土壤供肥能力增强，有利于烤烟生长[11]；而牛粪与无机肥配施后植烟土壤酶活性降低，微生物活性下降，土壤供肥能力受到影响[12]。在黄壤条件下，配施不同商品有机肥对烤烟的影响研究较少。

本试验研究商品有机肥与化肥配施对烤烟氮素、烟碱和干物质累积动态变化的影响，旨在为增强土壤供氮能力，调控黄壤烤烟氮素与烟碱养分平衡提供科学依据。

1 材料和方法

1.1 试验材料

供试烤烟品种为遵烟6号。

1.2 试验方法

试验于2012年4—10月在贵州省遵义市烟草公司乐山科技园进行，试验田土壤养分含量列于表1。

表1 试验田土壤基础理化性质

1.2.1 试验设计

1.2.1.1 土壤氮素含量 氮素含量测定采用尼龙袋埋藏法，共设3个处理，随机区组排列，每个处理3次重复，每小区面积为66.7 m2，尼龙袋长×宽为15 cm×8 cm，其中N1（CK）处理尼龙袋仅放入试验田土，N2～N4处理分别为牛粪有机肥、蚓粪有机肥和氨基酸有机肥，每个尼龙袋放15 g商品有机肥与植烟土的混合土壤，其质量比为1∶10，各处理放入30个尼龙袋，移栽前1 d将尼龙袋埋入2棵烟株之间，距土表10 cm。

1.2.1.2 小区试验 小区试验设3个处理，随机区组排列，每个处理3次重复。T1（CK）.当地推荐化肥施氮量（化肥N 90 kg/hm2）。T2.化肥配牛粪有机肥（450.00 kg/hm2，其中，化肥含N 90 kg/hm2，牛粪有机肥含N 13.43 kg/hm2）；T3.化肥配施蚓粪有机肥（450.00 kg/hm2，其中，化肥含N 90 kg/hm2，蚯蚓粪有机肥含N 5.11 kg/hm2）；T4.化肥配施氨基酸有机肥（450.00 kg/hm2，其中，化肥含N 90 kg/hm2，氨基酸有机肥含N 5.34 kg/hm2）。试验所用肥料种类分别是烤烟专用复合肥（养分含量N-P2O5-K2O为9-9-24）、硝酸钾（N 13.86%，K2O 38.61%）、过磷酸钙（P2O512%）、硫酸钾（K2O 50%），小区面积为66.7 m2，T1～T4无机肥P2O5，K2O施用量相同，分别为90，270 kg/hm2。商品有机肥养分如表2所示。

表2 有机物料养分含量

1.2.2 方法

1.2.2.1 取样方法 选用致密的尼龙袋将土壤、有机物料混合均匀，在科技园内选择肥力均匀的供试土壤，在烤烟移栽前按多点取样原则，取样深度为0～20 cm，取1 kg混合土样，前茬作物为烤烟。氮肥和钾肥的基追比为6∶4，基肥中烤烟专用复合肥、过磷酸钙、硫酸钾和有机物料全部作基肥，将肥料与穴内（20 cm×20 cm×10 cm）土壤混合，深度30 cm。烤烟移栽后35 d追肥，将KNO3用少量水溶解浇在距烟根5 cm处。

1.2.2.2 田间管理 采用漂浮育苗法育苗，试验于2012年5月4日进行移栽，种植密度15 151株/hm2，行距为110 cm，株距60 cm。烤烟移栽前1 d将尼龙袋埋入土中，与土表相距10 cm。起垄施肥后，随之覆盖地膜，进行移栽。烤烟移栽后41 d揭膜，75 d现蕾打顶，留叶22片。田间管理按优质烟生产技术措施实施。

1.3 样品采集和测定方法

1.3.1 植株样品采集与测定 各处理按烤烟移栽后34（团棵期），49（旺长期），69（圆顶期），90（成熟期），109 d（完熟期）取整株样，清理干净，按根、茎、下部叶、中部叶、上部叶分开，于105℃鼓风干燥箱中杀青30 min，70℃烘干称质量。植株全氮用过氧化氢-硫酸法消煮，凯氏定氮仪测定。

1.3.2 土壤样品采集与测定 按烤烟移栽后9，19，34，49，69，109，151 d取出尼龙袋，每次各处理取3袋风干，采用凯氏定氮法测定土壤全氮[13]，紫外分光光度法测定烟碱含量。

1.4 分析方法

采用 Sigmaplot 12.0，Excel 2010和 SPSS 17.0进行数据统计分析。

2 结果与分析

2.1 植烟土壤商品有机肥全氮含量动态变化

由图1可知，N1（CK）处理土壤全氮起始含量低、下降幅度小，69～109 d变化强度最大，之后全氮含量没有变化；N2～N4处理全氮变化趋势相似，烤烟移栽后0～34 d，土壤全氮缓慢下降，于49 d出现小幅度上升（可能是追肥导致），49～69 d迅速降低，之后全氮变化幅度小，含量保持平稳。说明经过加工、充分腐熟的有机肥全氮变化规律一致，变化高峰期相同，出现在49～69 d，与烤烟旺长期至圆顶期时间一致，有利于烤烟氮素吸收，与单施无机氮相比，全氮变化过程提前大约20 d结束，N2，N3和N4处理土壤全氮于49～69 d的变化规律分别占总变化量的 82.71%，69.03%和 79.47%（P＜0.05），较CK提高显著，后期全氮含量平稳，与烤烟吸氮规律吻合，具有改良烤烟施肥方式的潜力。

2.2 商品有机肥与化肥配施对烤烟氮素与烟碱累积量的动态影响

2.2.1 地上部氮素与烟碱累积量动态 由图2-A可知，T1（CK）～T4处理氮素累积规律相似，前期氮素累积缓慢，69 d时氮素累积强度达到峰值，之后T2～T4处理氮素累积量保持相对稳定，呈小幅度降低趋势，T1（CK）处理于90 d时氮素累积量提高，之后降低；T2～T4处理于69 d的氮素累积量分别为 79.71，86.46，103.59 kg/hm2，较 CK分别提高25.53%，36.09%，63.13%，其中，T4处理与CK差异显著；T2～T4处理于109 d的氮素累积量较CK分别增加12.86%，14.29%，58.12%，其中，T4处理与CK呈显著差异，说明氮素累积强度出现在移栽后69 d，T2和CK处理的地上部氮素累积变化趋势相似，T4处理于69～109 d氮素累积量过高。

49 d之前各处理烟碱无累积变化（图2-B），69 d时，T1（CK）～T4处理开始累积烟碱，90 d时烟碱累积强度最高，后期T2处理烟碱累积量降低，T1和T3处理小幅度提高，T4处理保持平稳，且无显著差异；69 d时，T2～T4处理烟碱累积量分别为16.84，26.03，24.90 kg/hm2，分别较CK提高45.93%， 125.67%，135.27%，T3和T4处理与CK间差异显著，烟碱累积量过高。试验表明，烟碱累积强度出现在移栽后90 d，T2和CK处理地上部烟碱累积量变化相似，而T3和T4处理于69 d地上部烟碱累积量过高，不利于烤烟正常生长。

2.2.2 上部叶氮素与烟碱累积量动态 烤烟上部烟叶氮素累积量如图3-A所示，各处理上部烟叶氮素累积量于69 d累计强度最高，CK处理于90 d氮素累积量持续增高，之后出现下降，T2和T3处理于90～109 d累积量持续降低，T4处理累积量于90 d之后保持平稳；方差分析结果显示，T4处理于69，109 d较CK氮素累积量分别提高93.49%，121.69%，且差异显著，说明T4处理氮素累积量于69，109 d累积量较高，上部烟叶落黄缓慢。

烤烟各处理上部烟叶烟碱累积规律相似（图3-B），各处理于69 d烟碱累积缓慢，90 d时累积强度最高，之后CK和T3处理烟碱累积量出现小幅度提升，T2和T4处理烟碱累积量出现降低；方差分析结果显示，T2处理于生育期内烟碱累积量与CK差异不显著，T3和T4处理于69 d烟碱累积量为CK处理的4.15倍、3.62倍（P＜0.05），后期无显著差异，说明T2和CK处理上部烟叶烟碱累积量无明显差异，但T3和T4处理上部烟叶烟碱累积量于69 d累积过高。

2.2.3 中部叶氮素与烟碱累积量动态 T1（CK）～T4处理中部烟叶氮素累积量变化规律一致（图4-A），即69 d氮素累积量出现峰值，69～90 d氮素累积量迅速下降，之后氮素累积量保持稳定；T2～T4处理氮素累积量与CK无显著差异，说明配施不同种类的商品有机肥对中部烟叶氮素累积量无影响。

各处理中部烟叶烟碱累积量变化趋势不同（图4-B），T1（CK）和T2处理于49 d烟碱累积量较低，69～90 d累积强度较高，至90 d时烟碱累积量达到最高值，之后出现小幅度降低，T3处理烟碱于生育期内持续累积，至109 d烟碱累积量最高，T4处理于49～90 d持续累积烟碱，之后保持平稳；方差分析显示，T2与CK处理烟碱累积量差异不显著，T3和T4处理于69 d烟碱累积量较CK分别提高99.71%，90.67%（P＜0.05），90～109 d烟碱累积量无显著差异，说明T2和CK处理中部烟叶烟碱累积量差异变化不大，而T3和T4处理中部烟叶于69 d烟碱累积量过高。

2.2.4 下部叶氮素与烟碱累积量动态 下部烟叶氮素累积量如图5-A所示，各处理氮素累积规律相似，CK处理于69 d氮素累积呈小幅度提高趋势，之后保持稳定，T2～T4处理于49～69 d氮素累积量迅速上升，90 d累积量出现降低，后期保持平稳，T2处理于49 d氮素累积量较CK降低75.47%（P＜0.05），T3和T4处理氮素累积量与CK间无明显差异，说明T2处理于49 d之前氮素累积较低，之后T2～T4处理对下部烟叶氮素累积量无影响。

下部烟叶烟碱累积量变化规律相似（图5-B），CK，T3和T4处理于49～69 d烟碱累积强度较高，之后累积量保持平稳，且T3和T4处理烟碱累积量与CK无显著差异，T2处理烟碱累积量于49～90 d持续累积，于90 d烟碱累积量较CK提高60.62%，但无显著差异，累积量较高是由试验误差导致，至109 d累积量降低；配施不同有机肥对烤烟下部叶烟碱累积量无明显变化。

2.2.5 茎部氮素与烟碱累积量动态 茎部氮素累积量如图6-A所示，各处理氮素累积量变化规律相似，T2～T4处理氮素累积量于49 d累积缓慢，至69 d氮素累积强度最高，于90 d氮素累积量达到峰值，之后累积量降低，CK处理于49～90 d氮素累计强度最高，至90 d累积量最高，之后累积量小幅度降低；方差结果显示，T4处理于69 d氮素累积量较CK提高102.88%，呈显著性差异，T2和T3处理于生育期内氮素累积量与CK相比无明显变化。

各处理茎部烟碱累积量变化规律一致（图6-B），即T1（CK）～T4处理于49 d茎部烟碱累积量低，49～69 d烟碱累积量小幅度提高，90 d时累积量保持平稳，至109 d各处理烟碱累积量达到峰值，分别为6.20，8.67，8.77，11.16 kg/hm2，其中，T3和T4处理于69 d烟碱累积量分别为3.98，4.15 kg/hm2，与CK间差异显著，T2处理烟碱累积量于生育期内与CK间无显著差异。

2.3 商品有机肥与化肥配施对地上部干物质累积动态影响

不同处理烤烟干物质累积变化规律不同（图7），CK处理于34～49 d干物质累积强度放缓，49～90 d干物质累积强度最高，90 d时干物质累积量出现峰值，之后小幅度回落，T2～T4处理于49～69 d干物质累积量达到高峰，至90 d干物质持续累积达到峰值，之后累积量小幅度降低；方差分析显示，T2～T4处理于34 d干物质累积量较CK分别提高31.06%，37.49%和65.53%，且差异显著（P＜0.05），于69 d干物质累积量较CK分别提高61.49%，55.62%和65.48%，差异达极显著（P＜0.01），T2与CK处理在90～109 d干物质累积量无显著差异，T3处理较CK于90～109 d干物质累积量增加22.35%～23.65%，呈显著差异（P＜0.05），T4处理较CK于90～109 d干物质累积量提高35.02%～29.40%，差异达极显著（P＜0.01），说明T2处理干物质累积量后期无显著变化，而T3和T4处理于生育期内干物质累积量偏高，尤其是T4处理干物质累积量增加极显著。

3 讨论

3.1 牛粪有机肥与无机氮配施对植烟土壤全氮、烤烟氮素及烟碱的影响

前人研究发现，施入牛粪后对烤烟影响效果不同，汪林等[12]研究发现，牛粪与无机肥配施后植烟土壤脲酶和酸性磷酸酶活性降低，导致根际微生物的活性下降，进而影响土壤供肥能力；陈朝阳等[14]研究不同有机肥于植烟土壤养分释放规律发现，施入牛粪后土壤速效磷、速效钾于30～40 d养分释放强度较高，其矿化速率低于猪粪、鸡粪、饼肥稻草的释放速率；王利利等[15]研究表明，在等氮条件下，牛粪与化肥配施后土壤氮素有较高的活性，氮素利用率高，可作为有机农业施肥方法。本研究表明，牛粪有机肥与无机氮配施处理（T2）于49～69 d土壤全氮含量占总氮含量的82.71%，与单施无机氮相比，全氮含量变化过程提前大约20 d结束，且后期全氮含量变化较少，牛粪有机肥与无机氮配施氮素累积量及烟碱累积量与单施无机氮相比无明显差异，仅于34，69 d提高干物质累积量，后期无显著影响，说明经过充分加工和腐熟的牛粪有机肥对烤烟无不良影响，其氮素养分释放快，烤烟氮素营养均衡，烟叶正常落黄，且烟株吸氮高峰期与土壤全氮变化高峰期一致，保证了烤烟氮素的供应及烟叶正常成熟、落黄，与武雪萍等[16]的研究结果相似。

3.2 蚓粪有机肥与化肥配施对植烟土壤全氮、烤烟氮素及烟碱的影响

蚯蚓粪作为一种优质的有机肥从不同方面影响多种作物，据报道[10，17]，温室栽培条件下蚓粪有机肥与无机肥配施对黄瓜产量影响不显著，较单施化肥黄瓜中糖酸比、可溶性固型物、Vc、可溶性蛋白、可溶性糖含量和POD与CAT活性有所增加，提高了黄瓜品质；ATIYEH等[18]在温室栽培番茄添加体积比为10%，20%和40%蚯蚓粪后，番茄的商品率增加明显；尚庆茂等[19]研究发现，蚓粪配施适量的肥料可提高复合基质的EC值，有效增加茄子的出苗率、幼苗叶片叶绿素含量及净光合速率，显著促进幼苗植株的生长发育。试验结果表明，蚓粪有机肥与无机氮配施处理（T3）与单施无机氮相比，全氮含量变化过程提前大约20 d结束，且后期全氮含量变化较少，且配施蚓粪有机肥与单施无机氮相比，各部位氮素累积变化无明显差异，但于69 d其地上部和中部烟叶的烟碱累积量分别较单施无机氮提高125.67%和99.71%（P＜0.05），其上部烟叶烟碱累积量是单施无机氮处理的4.15倍，烟碱于圆顶期累积过高，影响烟叶品质。蚓粪有机肥与无机氮配施全氮分解迅速，且与烤烟吸氮高峰一致，说明这种方式具备改良烤烟施肥方式的基础，但烤烟烟碱累积过高可能是由有机氮与无机氮的施用比例不协调导致，因此，蚓粪有机肥影响烤烟的生理机制及明确其与化肥的适宜比例还有待进一步研究。

3.3 氨基酸有机肥与化肥配施对植烟土壤全氮、烤烟氮素及烟碱的影响

目前，研究发现在一垄双行栽培模式下，氨基酸有机肥与腐熟油枯、农家肥混合对烤烟具有缩短生育期、在生育前期增强根系活力、提高抗病能力和改善烟叶外观质量及内在质量的功效[20-21]。李俊华等[22-23]研究发现，氨基酸有机肥对棉花根际和非根际土壤酶活性都有增加作用，提高了土壤碱解N、速效P、速效K含量。刘国顺等[11]研究表明，氨基酸有机肥与化肥配施后提高了土壤中有机质、速效磷、速效钾含量，增加了土壤供应N，P，K的能力，有利于烤烟生长，但未明确氨基酸有机肥与化肥比例。本试验发现，移栽后49～69 d，氨基酸有机肥与无机氮配施处理（T4）土壤全氮含量占总含量的79.47%（P＜0.05），与单施无机氮相比，全氮含量变化过程提前大约20 d结束，但氨基酸有机肥与无机氮配施于地上部109 d，上部烟叶69，109 d的累积量分别较单施无机氮提高58.12%，93.49%，121.69%（P＜0.05），影响了烤烟落黄，导致烘烤困难加大，且配施氨基酸有机肥于69 d的地上部、上部烟叶和中部烟叶较单施无机氮烟碱累积量分别增加135.27%，262.11%和90.67%（P＜0.05），烟碱累积量过高，影响烟叶品质，后期干物质累积过高，造成烤烟徒长，因此，氨基酸有机肥与无机氮配施导致烤烟氮素和烟碱营养失调，干物质累积过高，对烟株生长发育产生不利影响。氨基酸有机肥与无机氮配施处理的土壤全氮矿化迅速，且与烤烟旺长期至圆顶期时间一致，这种方法可做为烤烟施肥方式，但圆顶期（烤烟移栽后69 d）导致氮素、烟碱和干物质累积过高，可能是其有机氮转化率高，致使后期氮素与烟碱吸收失衡，干物质累积过高。氨基酸有机肥影响烤烟的内在因素及如何调整其与化肥的比例，还有待进一步研究。

4 结论

本研究发现，不同商品有机肥与无机氮配施的土壤全氮变化过程一致，与烤烟吸氮规律吻合，可成为改良烤烟施肥的方式，但对烤烟不同部位氮素累积影响差异明显，牛粪有机肥与无机氮配施符合单施无机氮的氮素、烟碱累积变化规律；蚓粪有机肥与无机氮配施导致烤烟圆顶期（69 d）地上部和上部烟叶烟碱累积过高，影响烟叶品质；烤烟配施氨基酸有机肥与无机氮后氮素、烟碱的累积规律受到严重影响，干物质累积量增加显著，推迟烟叶落黄，降低了烟叶品质，导致烟株徒长。

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Effects of Commercial Organic Manure and Chemical Fertilizer on Nutrient Absorption and Nicotine Synthesis in Flue Cured Tobacco

FENGHouping1，CHENDairong1，LIANGYongjiang1，PENGYou1，YANGXianbin1，ZHANGJie1，ZHANGYungui2

（1.Guizhou Tobacco Companies ZunyiCompany，Zunyi563000，China；2.Institute ofAgriculturalResources and RegionalPlanning，Chinese Academy ofAgriculturalSciences，Beijing 100081，China）

This paperstudied the effects ofdifferentcommercialorganic fertilizer and inorganic fertilizer on soil,flue cured tobacco nitrogen in yellow soil,flue cured tobacco nitrogen uptake and nicotine accumulation and dry matter accumulation change in the field condition.The resultshowed thatthe totalsoilnitrogen ofsoilmanure,organic manure,earthworm manure,organic manure,amino acids, organic manure with inorganic nitrogen changed in 49-69 d,accounting for 82.71%,69.03%and 79.47%（P＜0.05）of total change, compared with single inorganic nitrogen,itincreased ignificantly,the totalnitrogen contentwas stable in the late stage,which was consistentwith the nitrogen absorption law offlue cured tobacco,and had the potentialofimproving the fertilization methods offlue cured tobacco.Butthe application oforganic manure and inorganic nitrogen in earthworm manure was better than thatofinorganic nitrogen in flue cured tobacco（69 d）,nicotine accumulation in the upper and middle leaves increased by 125.67%and 99.71%（P＜0.05）,the accumulation ofnicotine was affected,and the quality oftobacco leaves was reduced,variation ofnicotine,nitrogen imbalance ofamino acid organic fertilizer and inorganic nitrogen fertilizer,dry matter accumulation was too high,resulting in the late maturing,excessive growth of tobacco plant,was not conducive to the normalgrowth and development of flue cured tobacco.Compared with the single application of manure,the accumulation ofnitrogen and nicotine in flue cured tobacco was normal,and there was no significant difference.The effect was betterthan thatofearthworm manure,organic manure and amino acid,organic fertilizer.

flue cured tobacco;commercialorganic fertilizer;nutrient；nicotine

S572

：A

：1002-2481（2017）09-1492-07

10.3969/j.issn.1002-2481.2017.09.24

2017-07-10

中国烟草总公司贵州省公司科技项目（201208）

冯厚平（1963-），男，贵州桐梓人，农艺师，主要从事烤烟生产管理工作。彭 友为通信作者。