贵州两种典型生态烟区有机肥配施技术研究

谢志勇 陈雪 刘昌喻奇伟 夏忠文 熊晶班国军 吴浪 黄莺

摘 要：為了充分发挥烟叶生产上施用有机肥的优势，减小有机肥氮素效应后置对烟叶产量和质量的负效应，选择贵州烟区的两种典型生态代表区，设置5种有机肥配施比例，通过分析不同处理对土壤有机质、碱解氮、速效钾含量及烟叶经济性状和化学成分的影响，探讨不同生态区域有机肥与无机肥配施的最佳比例。结果显示：两个试验区域间配施有机肥的效应有差异，土壤有机质的变化与该区域相应时段的温度是否适于土壤微生物活动相一致，温度过高或过低均不利于土壤有机质的转化；配施25%有机肥的供氮模式与优质烟叶生产的需氮规律相吻合，有利于前期产量形成和后期成熟落黄；威宁配施50%有机肥、黔西配施75%有机肥对提高土壤速效钾含量有利；威宁配施25%～50%的有机肥、黔西配施50%～75%的有机肥最有利于提高烟叶经济性状；威宁配施25%有机肥、黔西配施75%有机肥最有利于提高中部烟叶化学成分的协调性。结果表明有机肥配施效应因施用区域的生态条件而异，高海拔代表烟区威宁配施25%～50%有机肥、中海拔代表烟区黔西配施50%～75%有机肥最能实现施用有机肥的趋利避害。

关键词：有机肥；配施比例；土壤养分；经济性状；化学成分

中图分类号：S572

文献标识码：A

文章编号：1008-0457（2018）03-0062-07 国际DOI编码：10.15958/j.cnki.sdnyswxb.2018.03.011

Study on the Application of Organic Fertilizer in Two Typical Ecological Tobacco Regions in Guizhou Province

XIE Zhiyong1，CHEN Xue2，LIU Chang1，YU Qiwei2，XIA Zhongwen2，XIONG Jing2，BAN Guojun2，WU Lang1，HUANG Ying1*

（1. College of Agriculture， Guizhou University， Guiyang， Guizhou 550025，China；2. Guizhou Tobacco Companies Bijie County branch， Bijie， Guizhou 551700， China）

Abstract：The aim of this study was to explore the advantages of the application of organic fertilizer in tobacco production and reduce the negative effect of nitrogen on the yield and quality of tobacco leaves. The study was undertaken in two different typical ecological areas that grow tobacco： Weining and Qianxi of Guizhou. Five ratios of combining the organic fertilizer were set up. The influence of different treatments on soil organic matter， alkali hydrolysable nitrogen， available potassium content， economic characters and chemistry of tobacco leaves was analysed. The optimal proportion of organic and inorganic fertilizers in different ecological regions was also investigated. The results showed that the effect of organic manure was different between the two experimental areas. The change of soil organic matter was closely related to the temperature suitable for the soil micro-organism activity of the corresponding period in the region. Too high or too low temperature was not conducive to the conversion of soil organic matter. The mode of nitrogen application with 25% organic fertilizer was consistent with the nitrogen requirement of high quality tobacco， which was conducive to the formation of early-stage yield and late-stage maturity. Application of 50% organic fertilizer in Weining and 75% in Qianxi was beneficial for improving the soil available potassium content. The most conducive application to improve the economic characters of the leaves was 25%～50% organic fertilizer in Weining and 50%～75% in Qianxi. Increasing the chemical composition of the middle leave in tobacco was achieved by the application of 25% organic fertilizer in Weining and 75% in Qianxi. It is obvious that the effect of organic fertilizer was different under different ecological conditions. For the high altitude represented by Weining， application of 25%～50% organic fertilizer， and， for the middle altitude represented by Qianxi， 50%～75% organic fertilizer， respectively， can achieve the beneficial effect of organic fertilizer.

Key words：Organic fertilizer； Proportion of combined application； Soil nutrients； Economic characters； Chemical composition

化肥已成为农业生产中主要肥料来源。受经济利益驱使，作物生产中长期过量施用化肥，造成土壤退化、生物活性减小、营养元素比例失调[1]，影响了作物产量和品质，农民经济收入反而下降。土壤有机质是土壤质量、肥力的基础和重要指标[2]，有机肥需经过有土壤微生物参与的矿质化和腐殖化过程，才能发挥改善土壤理化性质、增进土壤肥力、改善土壤微生物环境、提高肥料利用率和作物产质量的作用[2-5]，而土壤微生物活性因生态环境条件而异。烟叶生产中施用有机肥，不但要考虑有机肥自身氮素释放对优质烟形成的影响，更要注重有机肥与土壤环境等生态条件互作产生的结果与优质烟需肥规律的吻合，由于有机肥中的有机态氮比无机肥中的无机态氮释放慢，有机肥施用不当容易造成氮素后置，导致烟株生长前期营养不足，产量低，后期氮素供应过剩，上部叶片的烟碱含量提高，糖碱比降低，烟叶内在化学成分不协调[3-6]。为了充分发挥施用有机肥的优势，最大限度减小有机肥氮素效应后置对烟叶产量和质量的负效应，本研究选择贵州烟区的两种典型生态代表区域，设置不同的有机肥配施比例，通过分析不同处理对土壤有机质、碱解氮、速效钾等主要养分含量及烟叶经济性状和化学成分的影响，探讨了两个生态烟区有机肥与无机肥配施的最佳有机肥配施比例，研究结果可为贵州两种典型生态烟区施用有机肥提供技术指导，同时可为其它生态烟区有机肥配施技术的研究提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验点设置

试验点生态区的选择以海拔差异大、地理位置相近为主要依据，根据贵州主要烟区的海拔变化，选择贵州烟叶主产区毕节市内海拔高度差别大的威宁县和黔西县设置试验点，分别代表贵州高海拔烟区和中低海拔烟区，两种生态烟区综合了试验点的海拔、温度、日照、降雨量及土壤质地和肥力变化等生态环境条件的差异。高海拔试验点设置在威宁县黑石镇，海拔高度为2214 m，年平均气温10℃，年日照时数为1812 h，年降雨量926 mm；中低海拔试验点设置在黔西县林泉乡，海拔高度为1250 m，年平均气温14℃，年日照时数为1349 h，年降雨量1088 mm。在2類试验点区域内选择土壤类型、肥力相近的地块作为试验地，供试地块土壤基本理化性质见表1。

1.2 试验设计

以当地优质烟叶生产技术方案中的氮、磷、钾施用量及施肥技术（表2中T1处理）为基准，设置有机肥替代氮素总用量的比例为25%、50%、75%、100%共4种处理，按取代比例计算各处理各类肥料总量及不同阶段施肥量（详见表2）。田间采用单因素随机区组试验设计，重复3次，小区面积67 m2。各处理所用有机肥全部以基肥方式施用，有机肥为贵州金沙生产的酒糟有机肥，其N、P2O5、

KO2含量分别为2.16%、0.61%、0.48%。各处理中所用的无机氮以及有机肥提供的磷和钾不足部分，用尿素（N≥46.4%）、普钙（福辉牌，P2O5≥12%）、硫酸钾（罗布泊牌，K2O≥51%）按需要量补足。威宁县黑石镇试验点于5月1日移栽，黔西县林泉乡试验点于4月23日移栽，密度及其他生产技术和管理措施按当地优质烟叶生产技术方案执行。

1.3 测定项目及方法

1.3.1 土壤养分动态测定

取样及样品制备：于施肥移栽前和团棵期、旺长期、现蕾期、中部叶成熟期、采收末期，分小区按5点取样法取样，采集垄上两棵烟株间的土壤制成混合土样。

土温测定：中午12点测土壤耕层15cm深处的温度。

土壤养分测定方法：采用鲍士旦（2002）[7]土壤农化分析方法测定，土壤有机质测定采用重铬酸钾容量法，土壤全氮测定采用凯氏蒸馏法，碱解氮测定采用碱解扩散法，pH值测定采用酸度计法，速效磷测定采用钼蓝比色法，速效钾测定采用火焰光度法。

1.3.2 烟叶经济性状测定

烟叶成熟后分小区挂牌采收烘烤，按炕次贮藏，并对烟叶进行分级、定级和取样，最后测定各处理不同等级初烤烟叶的重量，计算产量、均价、产值和上等烟率等[8]。

1.3.3 烟叶化学成分测定

各处理取C3F进行烟叶化学成分测定，主要测定烟碱、总氮、总糖、还原糖、磷、钾的含量，测定方法参照王瑞新等[9]的方法进行。

1.4 统计分析方法

有机质变化速率=（后一时期有机质含量—前一时期有机质含量）/间隔时间，单位mg/kg·d。

其它数据采用DPS 7.05进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 配施有机肥对不同生态烟区植烟土壤主要养分的影响

2.1.1 对土壤有机质含量及变化速率的影响

由不同处理的土壤有机质含量动态测定结果（图1）看出：配施有机肥处理的土壤有机质含量呈先增加后下降的变化趋势，其原因主要是施肥初期有机肥转化为有机质、后期有机质矿化被烟株吸收利用所致。施肥至团棵期，配施有机肥处理的土壤有机质含量增加，与未施用有机肥的T1处理相比，配施有机肥的4个处理在2个试验点平均增加了3.18 g/kg；处理间土壤有机质含量的增加值随有机肥配施比例的增加而增大，配施有机肥比例由低到高的T2、T3、T4、T5处理较T1处理分别增加了1.91 g/kg、2.65 g/kg、3.37 g/kg、4.8 g/kg；试验点间配施有机肥处理的土壤有机质含量的增加值有差异，威宁和黔西试验点分别增加了1.98 g/kg、4.38 g/kg，黔西试验点的土壤有机质含量的增加值明显高于威宁。进入旺长期后，配施有机肥处理的土壤有机质含量开始下降，烟叶采烤结束期与团棵期的土壤有机质含量相比，2个试验点平均下降了3.99 g/kg；处理间的土壤有机质含量的下降量有随配施有机肥比例的增加而增大的趋势，配施比例由低到高的T2、T3、T4、T5处理分别下降了3.48 g/kg、2.97 g/kg、4.25 g/kg、5.26 g/kg；试验点间配施有机肥处理的土壤有机质含量降低值有差异，威宁和黔西试验点分别降低了5.87 g/kg、2.10 g/kg，威宁试验点的土壤有机质含量的降低值明显高于黔西。结果表明不同处理间土壤有机质含量在施肥初期的增加量及施肥中后期的降低量随有机肥配施比例的增加而增大，可能是激发效应所致[10]；黔西的生态条件有利于施用初期有机肥转化，而威宁的生态条件更有利于施用中后期有机质的矿化利用。

土壤有机质是土壤肥力的基础，施用有机肥是增加农业土壤有机质最直接和最快速的方法，有机肥只有经过土壤微生物参加的转化和矿质化过程才能形成稳定成分被植物吸收利用，土壤中多数微生物生长繁育和活动的适宜温度范围是16～30℃，最适20～25℃。从两个试验点植烟土壤15 cm深处的温度动态测定结果（图2）看出：施肥至团棵期，土壤有机质的增加主要是由施用有机肥直接施入有机质和有机肥继续转化为有机质引起的，威宁试验点因海拔高，团棵期前的土温低于20℃，不太适于微生物的生长繁育和活动，不利于有机肥转化为有机质，配施有机肥处理的土壤有机质含量平均仅增加了1.98 g/kg，日均增加率为39.01 mg/kg·d；而黔西试验点因海拔低，烤烟移栽时土温已超过20℃以上，且低于25℃，非常适宜微生物的生长繁育和活动，利于有机肥转化为有机质，配施有机肥处理的土壤有机质含量平均增加了4.38 g/kg，日均增加率达179.20 mg/kg·d。进入旺长初期，烟株旺盛生长，土壤有机质的降低主要是由于有机质矿质化被植物吸收利用所致，威宁试验点的土温均处于微生物生长繁育的最适宜温度范围，配施有机肥处理的有机质含量平均降低了5.87 g/kg，日均下降率为54.35 mg/kg·d；而黔西试验点的土温长期超过30℃，超过微生物生长繁育和活动的最适宜温度范围，配施有机肥处理的有机质含量平均降低了2.10 g/kg，日均下降率为22.91 mg/kg·d。结果表明两个试验点有机质变化速率与土壤微生物生长繁育和活动的适宜温度变化高度一致，有机肥配施技术研究应重视生态区适宜土壤微生物活动温度的起止时间与烟株需肥规律的吻合度。

2.1.2 对土壤碱解氮含量的影响

碱解氮是可供作物近期吸收利用速效氮源[11]，由不同处理各时期土壤碱解氮含量测定结果（图3）看出：施肥至烤烟旺长期，由于氮肥的施入和有机质的矿化，植烟土壤碱解氮含量呈增加趋势，不同试验点间差异显著，威宁和黔西试验点的碱解氮含量分别为189.30 mg/kg和154.84 mg/kg，较施肥前分别增加了48.57 mg/kg和27.49 mg/kg，结果说明威宁烟区土壤中可利用氮素较黔西烟区多，更能满足烤烟生长早期对氮素营养的需求；不同处理间的土壤碱解氮含量的增加值有随着有机肥施用配施比例的增加而降低的趋势，除有机肥配施比例为0的T1处理与配施比例为100%的T5处理間的差异显著外，其余处理间差异不显著，其原因是有机肥中的有机态氮比无机肥中的无机态氮释放慢，导致有机肥施用比例高的处理的土壤碱解氮含量的增加值低于有机肥配施比例的处理。烤烟开始进入旺长期后，烟株大量吸收土壤无机氮，加上土壤吸附和淋失，土壤碱解氮含量总体呈下降趋势，不同试验点间土壤碱解氮含量的差异越来越小，至烟叶采收结束，威宁和黔西试验点的碱解氮含量的差异已不显著，分别为154.69 mg/kg和143.15 mg/kg，较旺长期分别降低了34.61 mg/kg和11.69mg/kg，说明威宁烟区烤烟对无机氮吸收利用量多于黔西，威宁烟区的施肥效应大；不同处理间土壤碱解氮含量的变化因有机肥配施比例不同而异，T1、T3、T4处理土壤碱解氮含量开始下降，而T2、T5处理土壤碱解氮含量继续增加，直至现蕾期后急速降低。T2处理土壤碱解氮含量在现蕾期前继续增加的原因可能是配施含氮量占总氮量25%的有机肥，其C/N有利于微生物活动，加快了土壤有机质的矿化，继续保持了较高的土壤碱解氮含量，有利于促进烤烟营养生长；现蕾期后，未矿化的有机质含量减少，大量无机氮又被烤烟生长利用，土壤碱解氮的含量迅速降低，有利于烟叶成熟落黄。配施100%有机肥的T5处理在现蕾期前继续增加的原因可能是有机肥中有机态氮较化肥中无机态氮释放慢，旺长期前还有大量的有机质未矿化，土壤中的碱解氮含量低，至现蕾期还有大量的有机质持续矿化，使得土壤碱解氮含量继续提高。结果说明配施25%有机肥处理的供氮模式与优质烟叶生产的需肥规律相吻合，有利于前期产量形成和后期成熟落黄。

2.1.3 对土壤速效钾含量的影响

烟草是喜钾作物，钾是烟草生长的重要肥源，对烟叶产量和质量的形成有极为重要的作用。由不同处理各时期土壤速效钾含量测定结果（图4）看出：与全施化肥的T1处理相比，配施有机肥处理的土壤速效钾含量增加，团棵期、旺长期、现蕾期、成熟期、采收末期分别增加了29.51%、4.38%、10.19%、12.65%、16.14%，其原因可能是配施有机肥处理活化了土壤中的交换态钾[12]，以及有机肥分解有机酸活化了有机胶体上的K+，促进钾肥的释放，提高了土壤速效钾含量，烤烟生长发育后期的土壤速效钾含量仍然维持在较高水平，结果说明有机肥与化肥配合施用既能快速提高土壤中速效钾的含量，又能长久保存土壤钾素，有利于烟叶产量和质量的提高。由配施不同比例有机肥处理各时期的土壤速效钾含量平均增加量看，威宁试验点T3处理的增加值最大，增幅12.16%；黔西试验点T4处理的增加值最大，增幅24.89%，结果说明，威宁配施50%有机肥、黔西配施75%有机肥是提高土壤速效钾含量的最佳有机肥配施比例。

2.2 配施有机肥对不同生态烟区烟叶经济性状的影响

由不同处理烟叶经济性状的测定结果（表3）看出：不同处理间烟叶亩产量有差异，在两个试验点的表现不一致，威宁试验点的烟叶亩产量随有机肥配施比例的增加呈先增加后降低的变化趋势，T3处理的亩产量最高，与T4、T2处理间差异不显著，T3、T4和T2处理亩产量极显著高于T1和T5处理；黔西试验点的烟叶亩产量随有机肥配施比例的增加而降低，T1处理的亩产量最高，与T2处理间差异不显著，显著高于T3处理，极显著高于T4、T5处理，结果说明有机肥配施比例对产量的影响因生态条件而异，配施适当比例有机肥能促进威宁烟区烟叶亩产量的提高，而对黔西烟叶产量的提高有负向效应。烟叶均价随有机肥配施比例的增加而增加，但除黔西试验点的T4处理与T1处理相差显著外，黔西的其余处理间以及威宁所有处理间的差异均不显著。烟叶亩产值有随有机肥配施比例的增加呈先增加后降低的趋势，威宁试验点的T3、T4和T2处理极显著高于T1和T5处理，其余处理间差异不显著；黔西试验点所有处理间的差异均不显著。烟叶上等烟率有随有机肥配施比例的增加而增加的趋势，威宁试验点T5处理的上等烟率最高，显著高于T3处理，极显著高于T2、T1处理；黔西试验点T4处理的上等烟率最高，极显著高于T1处理，其余处理间差异不显著。烟叶亩产值是经济性状中最主要的综合指标，结果表明配施有机肥通过提高上等烟率进而提高烟叶均价，最终提高烟叶亩产值，有机肥配施比例对经济性状的影响因生态条件而异，威宁配施25%～50%的有机肥、黔西配施50%～75%的有机肥最有利于烟叶经济性状的提高。

2.3 配施有机肥对不同生态烟区烟叶化学成分的影响

烟叶化学成分及其协调性是评价烟叶内在质量的标准，中部烟叶烟碱含量一般以2.5%左右为宜，钾含量越高对烟叶质量越有利。由不同处理烟叶化学成分测定结果（表4）看出：配施不同比例有机肥对烟叶总氮含量、总糖含量、还原糖含量无明显影响，对烟碱含量、钾含量及还原糖/碱、氮/碱有明显影响。烟碱含量随有机肥配施比例的增加呈先增加后下降的趋势，威宁试验点T2处理的烟碱含量最高，更接近中部烟叶适宜的烟碱含量范围，显著高于T1处理，与T3、T4、T5处理间差异不显著；黔西试验点T3处理的烟碱含量最高，显著高于T2、T1处理，与T4、T5处理间差异不显著，其原因可能是配施适量的有机肥后，形成了适宜微生物活动的土壤C/N，加快了土壤有机质的矿化，增大土壤氮素的释放，促进了烟碱含量的增加。不同处理间还原糖/碱、氮/碱的差异主要是由于烟碱含量的差异引起的，由于配施有机肥增加了烟碱含量，导致还原糖/碱和氮/碱降低。配施有机肥处理的烟叶钾含量高于全施化肥的T1处理，配施不同比例有机肥处理间差异不显著，说明配施有机肥处理促进了烟叶钾含量的提高。结果说明威宁试验点配施25%有机肥、黔西配施75%有机肥最有利于提高中部烟叶烟碱含量和烟叶钾含量，烟叶化学成分的协调性更好。

3 结论与讨论

土壤有机质是土壤肥力重要指标[2]，施用有机肥是增加农业土壤有机质最直接和最快速的方法，有机肥施入土壤，需经过有土壤微生物参与的矿质化和腐殖化过程，才能发挥作用，因此土壤微生物活性与有机肥施用效果的关系密切。本研究结果显示，施肥至团棵期，威宁试验点因海拔高，土温低于20℃，不适于微生物的生长繁育和活动，配施有机肥处理的土壤有机质含量日均增加率仅为39.01 mg/kg·d，而黔西试验点因海拔低，土温已超过20℃，且低于25℃，适宜微生物的生长繁育和活动，配施有机肥处理的土壤有机质含量日均增加

率达179.20 mg/kg·d；进入旺长初期后，威宁试验点的土温均处于微生物生长繁育的最适宜温度范围，配施有机肥处理的有机质含量日均下降率为54.35 mg/kg·d，而黔西试验点的土温长期超过30℃，超过微生物生长繁育和活动的最适宜温度范围，配施有机肥处理的有机质含量的日均下降率为22.91 mg/kg·d。结果表明两个试验区域间配施有机肥的效应有差异，土壤有机质含量变化的快慢与该试验点相应时段的温度是否适于土壤微生物活动相一致，温度过高或过低均不利于土壤有机质的转化。

施用有机肥除直接提供氮、磷、钾等营养元素外，有活化土壤固定的磷、钾元素的效应，而有机肥中的有机态氮比无机肥中的无机态氮释放慢，施用有机肥的氮素后置往往造成烟株生长前期营养不足、生物量低，后期营养过剩、上部烟叶烟碱含量过高、化学成分不协调[1-2，5-6]，因此，施用有机肥的关键是确定一个合适的量和适宜施用时期，最大限度的减小肥效后置的负作用。本研究结果显示，配施有机肥的处理有前期土壤碱解氮含量偏低、后期偏高的现象，不同处理间有明显差异，配施25%有机肥的土壤供氮规律与烟株需氮规律最为吻合，该处理在旺长期前的土壤碱解氮含量虽比全施化肥处理低，但相差不显著；旺长期后，配施25%有机肥处理的土壤碱解氮含量保持稳定，至现蕾期后急速下降，为烟株打顶前的烟叶生长提供了充足的氮素，也有利于打顶后烟叶的成熟落黃，而全施化肥处理的土壤碱解氮含量在进入旺长期后迅速下降，造成旺长后期氮素供应不足、上部叶生长发育不良；配施适当比例有机肥通过提高上等烟率进而提高烟叶均价，最终提高烟叶亩产值，威宁配施25%～50%的有机肥、黔西配施50%～75%的有机肥的经济性状最好；配施不同比例有机肥对烟叶总氮、总糖、还原糖含量无明显影响，对烟碱和钾含量有影响，威宁配施25%有机肥、黔西配施75%有机肥最有利于提高中部烟叶烟碱含量和烟叶钾含量，烟叶化学成分的协调性更好。因此，有机肥施用的肥效后置效应因施用区域的生态条件和有机肥配施比例不同而异，威宁配施25%～50%有机肥、黔西配施50%～75%有机肥，最有利于发挥有机肥的优势，也能最大限度减小其对烟叶产质量的负效应，达到趋利避害的效果。

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