三种有机肥对烤烟生长发育及烟叶产质量的影响

任婷婷，李天卫，张永峰，党军政，耿 伟，刘宝宜，刘 剑，徐宗昌，计 玉，杜兴华

(1．中国农业科学院 烟草研究所，山东 青岛 266101;2．陕西省烟草专卖局(公司)烟叶处，陕西 西安 710061;3．陕西省烟草公司 商洛市公司，陕西 商洛 726003;4．陕西省烟草公司 安康市公司，陕西 安康 725000;5．上海烟草集团有限责任公司，上海 200082)

烟草是我国重要的经济作物，随着现代烟草农业向绿色农业、生态农业、循环农业建设发展，人们对烟草及其制品提出了更高的安全性要求。烟叶品质的好坏与生产效益密切相关，烟叶品质的提高、无公害生产成为烟草产业发展的必然趋势[1]。烟草品种、环境因素、种植制度、栽培措施、施肥模式、加工工艺等均对烤烟烟叶质量有重要影响，而施肥类型和施肥技术则是影响烤烟品质最重要的因素之一[2]。当前烟草生产中，烟农施肥普遍存在过度依赖单一化肥的现象，长期过量的化肥投入导致植烟土壤生态恶化严重，如土壤板结、酸化、微生物多样性降低、土壤持续供肥能力下降，进而导致烟叶营养比例失调，烟叶香气不足、烟碱含量过高和烟叶内在化学成分不协调，烟叶产品质量受到很大影响[3]。大量研究表明，有机肥的施用可以活化土壤养分、增强土壤肥力，能有效促进烟株生长发育，提高烟叶内外品质和经济性状，已成为烤烟生产中提高烤烟产量和品质的有效措施。增施有机肥一方面能够改善植烟土壤的理化性质、培肥地力、提高作物抗病能力，同时也能缓解作物的连作障碍程度[4]。另一方面能够提高土壤养分的供应能力，促进烟株中上部叶的开片，改善烤烟的群体光合特征，提高光合效率，最终利于烟叶干物质的积累和糖分的生成，从而改善烤烟品质[5]。

有机肥和无机肥料配合施用不仅可以协调烤烟在整个生长季节所需营养元素的平衡吸收[6]，还可以提高肥料利用率，减少化肥使用量的同时，降低土壤污染风险，提高施肥的整体效益[7]，更有利于烟株的生长发育和烟叶各项品质的提高，增加烟农的经济效益[8]。

笔者以海大海藻有机肥、明月海藻有机肥和农特生物有机肥为研究对象，在常规烟草专用复合肥的施肥基础上，研究不同有机肥施用水平对陕西安康烟区烟草田间植物学性状、农艺性状、病虫害发生情况、产量、烟叶品质和烟农收益的影响，从而为当地植烟土壤有机-无机肥的最优平衡配施方案提供理论依据和生产指导。

1 材料与方法

1.1 试验地点概况

试验于2019年4-10月进行，试验地点位于陕西省安康市旬阳县金寨镇寨河村(N：32°41′33″，E：109°29′43″)进行。旬阳县金寨镇4-10月均温21.43℃，月均降水量431.79 mm。试验地土壤为黄褐土，试验地块坡度平缓，四周开阔，农业排灌条件良好，肥力中等。土壤pH6.7，有机质18.38 g·kg-1，碱解氮91 mg·kg-1，速效磷33.3 mg·kg-1，速效钾376.1 mg·kg-1。

1.2 实验材料

肥料产品主要是海大海藻有机肥、明月海藻有机肥、农特生物有机肥；烟草品种为云烟97。

1.3 实验设计

烟草种植前的土地平整、底肥施用等情况按照当地正常生产要求开展。实验设计增施三种有机肥作为基肥，共设置9个处理和1个对照。对照即为正常生产田块，不额外施加有机肥(CK-对照：烟草专用复合肥975 kg·hm-2)，其余9个实验处理如下：处理1，烟草专用肥975kg·hm-2+海大海藻有机肥375 kg·hm-2；处理2，烟草专用肥975kg·hm-2+海大海藻有机肥600 kg·hm-2；处理3，烟草专用肥975kg·hm-2+海大海藻有机肥900 kg·hm-2；处理4，烟草专用肥975kg·hm-2+明月海藻有机肥375 kg·hm-2；处理5，烟草专用肥975kg·hm-2+明月海藻有机肥600 kg·hm-2；处理6，烟草专用肥975kg·hm-2+明月海藻有机肥900 kg·hm-2；处理7，烟草专用肥975kg·hm-2+农特生物有机肥375 kg·hm-2；处理8，烟草专用肥975kg·hm-2+农特生物有机肥600 kg·hm-2；处理9，烟草专用肥975kg·hm-2+农特生物有机肥900 kg·hm-2。每个实验处理面积为100 m2，每个处理设置3个重复，随机区组设计分布。

1.4 测定项目

(1)植物学性状。在旺长期(栽后50 d)进行，主要记录株型、叶型、叶色、茎叶角度、主脉粗细、田间整齐度、成熟特性以及移栽后长势等植物学描述性状。

(2)农艺性状。在平顶期每个试验区选择长势较为一致的 10 株有代表性烟株，调查株高、有效叶片数、茎围、节距和最大腰叶的长与宽。测定方法参考《烟草农艺性状调查测量办法》(YCT142-2010)。

(3)田间自然发病情况。在团棵、旺长、平顶期采用5点调查法调查各试验区的烟株主要病害的自然发病率。调查病害主要包括根茎类病害，如黑胫病、青枯病、根黑腐病、根结线虫病等；叶斑类病害，如白粉病、赤星病、野火病、角斑病、蛙眼病、炭疽病、气候斑点病等；病毒类病害，主要包括烟草普通花叶病毒病(TMV)、黄瓜花叶病毒(CMV)以及马铃薯Y病毒(PVY)等。调查方法和标准参照烟草国家标准GB/T 23222-2008 《烟草病虫害分级及调查方法》执行。

(4)经济性状。各处理小区单收，分开挂竿烘烤调制，烤后烟叶参照GB2635-1992的分级标准进行烟叶分级。统计烟叶总产量、上等烟叶比例、上中等烟叶比例，按照当年指导收购价统计均价、总产值等经济学性状。

(5)烤后烟叶理化性质。烤后烟物理性状调查项目主要包括单叶重、平均长和宽、梗重以及含梗率，检测方法为在复水平衡之后的烟草样品中随机抽取5片烟叶，分别称量单叶重、叶长、叶宽数据，然后去掉烟叶留下烟梗，称量烟梗的重量，取平均数做为测量指标的数值；化学指标测定项目主要包括总烟碱含量(Nic)、总糖(Ts)和还原糖(Rs)含量、总氮(Tkn)，K，Cl，pH以及淀粉含量，并根据结果计算氮碱比、糖碱比以及钾氯比，评估烤后烟叶质量；化学指标测定按照标准DB53/T 498-2013的标准进行。样品前处理方法为：烟叶去梗后置于60℃烘箱中过夜烘干，用研磨机磨成粉末后过60目筛子后备用，使用近红外光谱仪进行测定。

1.5 统计分析

实验数据采用Excel 2010软件进行数据整理，用SPSS 13.0软件在0.05水平进行显著性差异分析。

2 结果

2.1 不同施肥处理烤烟植物学性状

由表1可知，移栽期增施不同种类有机肥料对烟草田间长势的影响主要体现在叶色上，各个处理之间对烟草的株型、叶型、茎叶角度、主脉粗细、田间整齐度、成熟特性以及移栽后生长势的影响均未见明显差异。在叶色方面，处理6增施明月海藻有机肥高肥处理烟草叶色要比对照明显更绿。

表1 烟草植物学性状调查

2.2 不同施肥处理烤烟农艺性状

由表2看出：移栽期增施有机肥对烟株生长有促进作用，所有处理农艺性状测量值均大于对照处理，除处理1海大海藻低肥处理节距比中、高肥处理的大外，其他各个不同有机肥施肥梯度处理，随着有机肥施肥量加大，各项测量指标值均有增加趋势。其中茎围，各有机肥处理比对照增长最大的分别是处理3，处理6和处理9均比对照增加4.30%。各有机肥对最大叶长、最大叶宽、以及有效叶片数等农艺性状指标促进显著性最大的处理分别是处理3，处理9和处理3，基本都是遵循有机肥施用浓度越高对烟草生长发育的增强作用越强的规律。同时在上部叶成熟过程中观察，施用农特生物有机肥中、高肥处理，上部烟叶落黄稍慢，耐熟性好，开片稍好，其他处理仅仅从田间观察表现上看，长势差异不明显；其中施用农特生物有机肥的实验效果较好。

表2 烟草农艺性状分析

2.3 不同施肥处理烤烟田间自然发病情况

由表3可以看出：所有处理在团棵、旺长、圆顶时期，都有不同程度病害发生或者混合发生，但都在可控范围内，但从病虫害发生规律上比较基本差异不大，测量结果与田间整体肉眼观察基本一致。

表3 烟草各生育时期病害调查

2.4 不同施肥处理烤后烟叶经济性状

由表4看出：除处理1外，其他各增施有机肥的处理在产量、产值以及上等烟比例等经济学性状的表现均要比对照好，且以处理9(增施农特有机肥900 kg·hm-2)最好，其次为处理8(增施农特有机肥600 kg·hm-2)。总产值方面，处理9和处理8分别比对照提高了6.55% 和5.39%；上中等烟比例方面分别比对照提高了4.05%和3.09%。虽然处理1的总产量低于对照，但上等烟比例和均价都高于对照，总产值也比对照提高了1.95%。以有机肥种类来看，无论是产量、产值还是上中等烟比例方面，均为农特生物有机肥处理>明月海藻有机肥处理>海大海藻有机肥处理。且不同种类有机肥处理中随着有机肥增施量的不断加大，各经济学性状表现均逐渐增强。总产值方面，处理9、处理6和处理3分别比对照提高了6.55%、 4.20%和4.14%，上中等烟比例方面分别比对照提高了4.05%，2.10%和1.38%。

表4 烤后烟叶经济性状调查

2.5 不同施肥处理烤后烟叶理化性质

烤后烟叶分级后，对烤后烟上部烟叶B2F和中部烟叶C3F进行物理指标和内在化学成分测试，结果见表5。增施有机肥处理能够有效降低B2F和C3F烟叶含梗率和总烟碱含量。单叶重方面，虽仅有B2F烟叶中施用农特生物有机肥处理7和处理9的单叶重高于对照，表现出增加单叶重的现象外，其他各处理单叶重均低于对照，但仍能看出不同有机肥种类对单叶重影响的差异，以农特生物有机肥处理>明月海藻有机肥处理>海大海藻有机肥处理。且在烟叶含梗率方面，B2F烟叶中以农特生物有机肥明显处理低于对照外，其他处理均高于对照。C2F烟叶中除海大海藻有机肥中、低肥处理1和处理2高于对照外，其他处理均低于对照。B2F和C3F烟叶都以施用农特生物有机肥处理的含梗率低于对照。各处理间B2F和C3F烟叶的叶长、叶宽等指标无特定变化规律，差异不明显。

施用有机肥处理的烟叶其内在化学成分相对更加协调(表5)。增施有机肥能够有效提高B2F和C3F烟叶的钾含量和钾氯比，一定程度降低烟叶的总烟碱含量并提高氮碱比，这些内在化学成分指标基本都遵循随着有机肥料用量的增加而趋于更加协调。钾含量方面，各处理B2F烟叶钾含量以施用明月海藻有机肥中、高肥处理增加幅度最大，其次为施用海大海藻有机肥处理；各处理平均比对照高35%，最高处理7比对照增长高达99%。各处理C3F烟叶钾含量以施用明月海藻有机肥高肥处理增加幅度最大，其次为施用农特生物有机肥中、低肥处理；各处理平均比对照高13%，最高处理6比对照增长42%。钾氯比方面，B2F烟叶钾氯比最高的处理分别是处理3，处理5和处理7，C3F烟叶钾氯比最高的处理分别是处理3，处理6和处理7，比值在3.6～6.7之间，符合优质烟叶钾氯比指标范围并且要明显优于对照和其它处理。总烟碱方面，B2F烟叶烟碱含量最低处理7比对照降低48%，C3F烟叶总烟碱含量最低处理9比对照降低24%。各处理B2F和C3F烟叶氮碱比均比对照提高。整体而言，各处理烟叶总糖、总氮、总烟碱含量均在优质烟叶要求范围内。

表5 B2F 和C3F烟叶烤后理化性质指标

3 讨论

烤烟施肥是提高烟叶产量和品质的重要管理措施。有机肥因其具有活化土壤养分、强化土壤保水保肥性能等优点，被广泛应用到烤烟种植上。有机肥和无机肥配合施用利于烤烟生长发育，对于提高烟叶的产量和品质具有重要作用。

众多研究表明，施用有机肥能够改良土壤结构，提高土壤有机质含量[9]，改善矿物质含量情况[10]，提高土壤中钾与磷的有效性，减少钾离子的淋失，增加土壤保水保肥性能[11]。增施有机肥还可调节土壤菌群结构，改善土壤微环境，不仅增加土壤中微生物种类和数量，还为微生物的生存提供养分和场所，提高土壤微生物活性和功能多样性。功能微生物能够有效定殖在烟株根际土中,形成优势种群从而抑制根际病原微生物的生长繁殖，对有害病原微生物起到拮抗作用，减少有害微生物对烟株的侵染和危害，进而有效提高烟株的抗病能力。另有研究指出还能够提高烤烟初期防御酶的活性[12～15]。众多研究也证实，配施有机肥能降低田间烟株的病害发生率并控制病情，如对烟草青枯病、黑胫病等病害有一定的防控作用[16～18]。

施用有机肥能协调烟株营养的均衡供应，如增加碱解氮、速效钾、全磷等养分供应水平；提高烟株对化肥氮素的利用效率[19]，保证烟株对大量元素的平衡吸收，还能满足烟株对中、微量元素的营养需求，使营养成分更加协调，从而促进烟株根系发育，提高烟株根系活力，利于对钾的吸收，增加烟叶内含物[20]。能够促进烟株早生快发，缩短烟株生育后期，改善生育后期钾肥供应问题，促进烟株成熟落黄，提高烟叶田间成熟度[21]。有利于缩小烟叶部位之间质量差异, 改善烤后上部烟叶等级结构，提高烟叶可用性[22]。

另有研究表明，有机肥还含有能促进作物生长和增强抗逆性的维生素、激素、酶、生长素、泛酸等植物生长活性物质。能够刺激烟株地上部的生长，增强烟株长势，不仅促进植株增高，茎围加大，有效叶片数增多、叶面积增大、并促进上部烟叶的开片[23]，利于大田烟株的通风透气，提高烟叶光合效率[24]，促进上部叶片干物质积累量的增加[25],进而促进烟叶产量的形成。还能有效降低上部烟叶氮和烟碱含量,促进糖类、芳香物质的积累，提高烟叶中钾含量，使初烤后烟叶各化学成分之间比例更加协调，提高初烤烟叶感官质量。提高烤烟的经济指标，增加烟农经济效益[26～28]。

在笔者研究中，施用3种有机肥的各处理烟株在株高、叶长、叶宽、茎围等农艺性状方面都较对照有了明显提升，与众多研究表明的施用有机肥能促进烤烟生长发育结果一致，干物质量的增加进而提高了烟叶产量，施用农特生物有机肥中、高肥处理的产量分别比对照增加了117 kg·hm-2和99.45 kg·hm-2,产值更是分别增加了2 991.60元·hm-2和2 462.10元·hm-2,经济效益显著提高，更是增加了烟农的经济收益。

钾含量是决定烟叶品质的一个关键因素，它能够显著改善烟叶的燃烧性，增进烟叶香气和感官评吸质量，被称为烟草的“品质元素”。在笔者研究中，施用不同种类有机肥B2F和C3F烟叶中钾含量均呈现不同程度的上升，且以明月海藻有机肥和农特生物有机肥处理效果较好。与众多研究所表明的施用有机肥能够显著提升烤后烟叶中钾离子的含量，改善烟叶品质的结果一致。原因也许一方面是因为施用有机肥能够分解有机酸，利于溶解土壤中的难溶性钾，使土壤速效钾含量得以提高，在烤烟生育后期仍可为烟株提供充足的钾离子，另一方面施用有机肥可以提高土壤的保肥能力，降低钾离子的淋失，进而促进烟叶中的钾含量的积累。

通过试验结果可知，有机肥配合施用烟草专用复合肥在改善烟叶产质量上有一定的效果，并且以施用农特生物有机肥的烟株长势、外观质量、产值、上等烟比例均最好，能够显著提高烟叶品质，产量、产值,增加烟农经济效益。