配施绿肥条件下不同N肥减量梯度对烤烟产质量的影响

杨锦娟，李国宏，杨志新，杨怀云，陈 华，陈检锋*

（1.云南农业大学资源与环境学院，云南昆明650201；2.昆明市烟草公司嵩明分公司，云南嵩明651700；3.云南省农业科学院农业环境资源研究所，云南昆明650205）

中国烤烟的消费、产质量居世界第一，是名副其实的烤烟大国，同时烤烟的种植和加工是云南省的支柱产业之一，全省种植面积超过40 万hm2。近年来，烟地土壤质量的衰退影响了云南烟业可持续性发展，以化肥为主的烤烟连作产质量，忽视了有机肥的施用和合理轮作，造成烟田土壤养分发生非均衡性变化[1]。研究表明，土壤作为作物产质量的重要载体，一个良好的土壤环境，是实现烤烟的优质高产的必要条件[2～3]。在烤烟的产质量过程中，施肥对烟叶的品质起决定性的作用。据统计，施肥方式及肥料种类对烟叶的产量和产值的贡献率高达39.19%和47.28%，而且对烟叶的品质贡献率可达24.80%[4]。绿肥是一种生物肥源，同时也是中国传统的重要有机肥料之一，具有质量高、肥效好、投资少、成本低的优点。绿肥含有大量有机质，翻入土壤后，能改善土壤的物理化学性状，增强土壤的透气性和保水保肥能力，同时使土壤调节水、肥、气、热的性能变好，有利于作物的生长。所以，发展绿肥能够促进农业的可持续发展。

种植翻压绿肥可以提高烟叶的品质[5]，还能在很大程度上提升土壤肥力，明显改善土壤的物理化学性状[6]；王岩[7]等人在研究绿肥中养分释放规律及对烟叶品质的影响证明种植绿肥能改善作物品质；施用绿肥能提高作物产量[8]，显著增加土壤有机质含量，由于绿肥有机质含量较为丰富，经过翻压入土处理后可以显著增加土壤有机质含量，据研究，将15 t的绿肥翻压还田，就能使土壤中有机质含量增加2.25 t[9～10]。在烤烟的产质量形成过程中，总存在后期脱肥而难追肥的问题，但从绿肥的供肥特征来看，正好可以解决这一问题[11]；采用绿肥与烤烟轮作方式，选择生长季节与烤烟不相矛盾的绿肥，在不施肥的情况下，烟田冬季空闲茬口种植冬季绿肥，绿肥种植期起到保水、保肥、改土、改善环境的作用，豆科绿肥还能固氮增肥，翻压还土后能为后季作物提供速效养分从而提高烤烟质量[12～13]，同时由于绿肥一般都含有较高的氮素营养，翻压还田后烤烟的施肥量必然会发生改变；因此配施绿肥条件下，化肥用量的多少，需要人们因地制宜，不断进行试验研究，找出绿肥与化肥的合理配施量。陈蕾[14]等人经试验，发现与黑麦草相比，绿肥箭舌豌豆的氮素养分含量更高，所以箭舌豌豆翻压还田时要相应减少氮肥的施用量，该研究发现以减氮9 kg/hm2较为适宜；袁家富[15]等人经研究表明，翻压的绿肥品种不同，对烤烟化学成分的影响也不相同，差异很大。翻压紫花苕子同时减氮22.5 kg/hm2烤烟产质量最佳；郭云周[9]等人在云南省曲靖市的红壤旱地上开展实验研究发现，绿肥翻压还田能提高当地烟叶品质，在翻压等量绿肥条件下，减施15%的化肥可以实现烤烟高产高效；也有研究表明，减氮10%也可实现烤烟的优质高产；刘胜良[10]等人通过烟田绿肥全量还田后对氮肥用量进行调整，发现减氮40%对烤烟的产质量较为适宜；石楠[16]等人通过试验发现，以箭舌豌豆作为绿肥翻压还田，减氮20%～30%对烤烟产质量适宜。

为解决烤烟产质量过程中有机肥肥源质量不稳定、施用成本高，烤烟栽培必须施用有机肥的矛盾，本试验在绿肥原位翻压还田作为烤烟基肥的基础上，研究绿肥替代不同化肥氮梯度对烤烟产质量的影响，拟在找出云南主要烟区烟后复种绿肥最佳氮替代量，为云南烟叶有机肥替代化肥减施增效模式提供指导。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验地点：云南省嵩明县小街镇云南省农科院基地（北纬 25°05′、东经 102°40′）。

试验时间：2017 年 4 月至 2018 年 10 月。

供试化肥：选取尿素（N≥46.67%）、过磷酸钙（P2O5≥16%）、硫酸钾（K2O≥51%）。

供试品种：烤烟品种为K326。

绿肥品种：光叶紫花苕。

1.2 试验设计

试验设置6 个处理，处理T1，种植翻压绿肥+不施氮肥；处理T2，种植翻压绿肥+55%N 肥；处理T3，种植翻压绿肥+70%N 肥；处理T4，种植翻压绿肥+85%N 肥；处理 T5，种植翻压绿肥+100%N 肥；处理 T6（CK），农民习惯（单施100%氮肥），3 次重复，试验小区面积28 m2，采用随机区组排列。烤烟种植株行距为55 cm×120 cm，种植1.5 万株/hm2。试验烟田土壤理化性状见表1。

表1 烟田基础土壤理化性状

烤烟移栽前20 d，刈割绿肥（光叶紫花苕），将其粉碎后，用旋耕机全量就地翻压入土壤；基肥60%于烤烟移栽当天4 月3 日施入，翻压肥40%于烤烟团棵期5 月21 日穴施。各处理磷、钾用量相等，施肥量见表2。

表2 各处理施肥量

1.3 田间管理

在烤烟的大田种植期间，要注重病虫害的防治，烟叶成熟后，要及时进行采摘、烘烤及烟叶的分级。

1.4 样品采集及调查记载

土样：取样时间为 2017 年 11 月 2 日，采用 5 点取样法，选取0～20 cm 烟田耕层土壤。

烟样：分别取烤烟植株上、中、下部位采样，最后烟株整株取样。务必按小区留取各重复样品；以及做好烟株生物性状有效叶片数、株高、茎粗、最大叶长、最大叶宽的相关数据记录。

1.5 测定项目与方法

土样：测定供试土壤的理化性状，测定方法参照鲍士旦《土壤农化分析》[17]。

烟株农艺性状测定：打顶后每个小区取有代表性烟株9 株，分别测量其最大叶长、最大叶宽、株高、茎围、有效叶片数等农艺性状。

烤烟经济性状：选取烤烟植株各部位，烘烤后计算烟叶产量、产值、农学养分利用率、上等烟比例及中上等烟比例。

1.6 数据处理

数据采用Microsoft Excel 2003 进行统计，SPSS 17.0 软件进行单因素方差分析。

2 结果与分析

2.1 配施绿肥条件下不同N肥减量梯度对烟株农艺性状影响

由表3 可知，在烤烟打顶期，不同处理烤烟茎粗、最大叶长、最大叶宽存在差异，但差异不显著。处理T3农艺性状均高于处理T6（CK）；处理T5 最大叶长、最大叶宽均高于其他处理。有效叶片数各处理间差异显著，表现为处理T3=处理T4＞处理T2=处理T5＞处理T6（CK）＞处理 T1。处理 T2、处理 T3、处理 T4、处理 T5 的株高显著高于处理 T6（CK）、处理 T1。

表3 不同N 肥减量梯度对烟株农艺性状的影响

2.2 配施绿肥条件下不同N肥减量梯度对烤烟产量的影响

由图1 看，处理 T2、处理 T3、处理 T4、处理 T5、处理 T6（CK）的产量显著高于处理 T1，这可能是由于处理T1 施加氮肥量较少，不能够满足烤烟的产质量养分需求所致。随着施加氮肥量的增加，处理 T2、处理 T3、处理 T4、处理 T5 与处理 T6（CK）差异显著，保持了较高的产量。然而处理T3 的产量与处理 T6（CK）相比还增加了1.56%。

随着施氮量的增加，烤烟的产量先升后降，处理T1产量最低，处理T3 产量最高；表明在烤烟的种植过程中，仅靠翻压绿肥产生的养分量不足以提供烤烟整个生长过程中养分的需要量；减氮30%，烤烟产量最高。

2.3 配施绿肥条件下不同N肥减量梯度对烤烟产值的影响

由图2 可得，烤烟总产值之间存在一定差异，处理 T1 产值最低，为 36299.4 元/hm2；处理 T2、处 理T3、处理 T4、处理 T5、处理 T6（CK）产值显著高于处理T1。

与处理 T6（CK）相比较，处理 T3、处理 T5 的烤烟总产值增加了7.28%、18.96%，处理T1、处理T2、处理T4 的总产值减少了34.05%、9.18%、7.51%；处理T5产值最高，为65475.04 元/hm2，其次处理 T3 产值为59045.66 元/hm2。

2.4 配施绿肥条件下不同N肥减量梯度对烤烟产投比的影响

由图3 可知，处理T1 虽然减少了氮肥的投入量，但是也使得烟叶的产出较小，远低于其他处理。而随氮肥量的减少，处理T2、处理T3、处理T4、处理T5 均与处理T6（CK）未呈现显著性差异，说明适当减少氮肥的投入量也可以保证烤烟较高的产投比，节约产质量成本，减少过量施用氮肥造成的破坏。

2.5 配施绿肥条件下不同N肥减量梯度对烤烟上等烟及中上等烟比例的影响

如表4 所示，上等烟比例表现为处理T5＞处理T3＞处理 T2＞处理 T4＞处理 T6（CK）＞处理T1，但是各处理均未呈现显著性差异，表明适当减施氮肥可以促进上等烤烟的产出；处理T5 与处理T1、处理T2、处理T4 相比显著提升了中等烟的比例，与处理T3 相比未呈现显著性差异，但是与处理T6（CK）相比较，处理T3、处理T5 的中上等烟比例分别提高了6.22%、23.41%。

表4 不同处理烤烟上等烟及中上等烟比例

2.6 配施绿肥条件下不同N肥减量梯度对烤烟氮农学利用率的影响

由图4 可知，不同处理的氮养分农学利用率之间存在显著性差异，处理T3 的农学养分利用率最高，为9.59%，相对于处理T6（CK）提升了7.06%；由于处理T2 减施氮肥比例较大，使得氮肥农学养分利用率最低，仅为7.04%，远低于中国平均氮肥利用率水平。表明随减施氮肥量的减少，烤烟的农学利用率呈现了先升后降的趋势，而在减氮30%时，烤烟农学利用率达到了最高水平。

3 讨论

本试验通过田间试验研究了绿肥替代不同化肥氮梯度对烤烟产质量的影响。结果表明，（1）在氮肥不减量的情况下，配施绿肥的效果更好，说明绿肥与化肥配施能达到提高烟叶品质的目的，这与曹鹏云[18]、鲁彩艳[19]等人的研究结果一致。因为绿肥、化肥的施用虽然都能向土壤提供氮素养分，但两者相比，绿肥的供氮效率要比化肥高，绿肥还田能很好的保持和提高土壤肥力。（2）通过处理种植翻压绿肥+不施氮肥处理可知，试验中绿肥全量就地翻压所产生的氮养分量不够烤烟生长过程中所需的氮养分量，需要通过施用化学肥料补充养分。（3）与对照处理相比，种植翻压绿肥+70%N 处理的烤烟产量、产值，产投比、中上等烟比例、养分利用率都有所提高，说明本试验中烤烟产质量较适宜减氮量为30%。而郭云周等在研究翻压等量绿肥和化肥减量对红壤旱地烤烟产量产值的影响试验中提出，化肥用量减量15%为最佳量[11]；刘胜良等人在云南省石林县研究翻压光叶苕绿肥后，氮肥用量减氮40%为最佳[12]。试验结果的差异可能是由于所种植烤烟品种、绿肥翻压量、翻压时间及试验种植地点不同所引起的。

4 结论

（1） 绿肥翻压能明显提高烤烟的烤烟经济性状；通过比较，种植翻压绿肥+100%N 肥处理与不种植翻压绿肥+100%氮肥处理（CK）相比较，烤烟的产值、产投比、中上等烟比例分别提高了18.96%、18.96%、23.41%，烟株生物性状中有效叶片数、株高也都有提高，但产量、农学养分利用率分别降低了4.75%，21.33%。

（2） 绿肥与化肥的合理配施能很好的提升烤烟的品质；处理T3 的烤烟产量、产值相比各处理产投比、中上等烟比例、农学利用率都有所提高，分 别 提 高 了 1.56% 、7.28% 、7.28% 、6.22% 、7.06%，处理T3 的烟株生物性状有所提高，且农学养分利用率也最高。

综上所述，试验通过减施氮肥对烤烟产量、产值等指标的研究，表明烤烟产质量较适宜的减氮量为30%。