草木犀翻压时期和化肥用量对烤烟生长和产量的影响

魏媛 常春丽 李金秋 王盼盼 贺国强 敖红 王晶英

摘 要：为明确植烟区草木犀用作绿肥的最适翻压时期和烤烟适宜化肥用量，通过田间试验研究了草木犀在3个时期（营养生长期、初花期、盛花期）翻压以及配合化肥的3个用量（不施肥、70%常量施肥和常量施肥）对烤烟生长和产量的影响。结果表明，同一化肥用量下，随着翻压时期的推迟，烤烟的净光合速率、蒸腾速率和叶片羧化效率均显著提高，胞间二氧化碳浓度显著降低;烤烟的经济性状提高，以盛花期翻压最优，盛花期翻压处理的上中等烟比例、产量和产值分别较营养生长期翻压的显著提高18.09%、20.00%和36.29%。同一时期翻压，随着配施化肥用量的增加，光合特性及烤后烟叶的经济性状先增加后降低，均在70%常量施肥量达最大值。可见，草木犀翻压时期的推迟配合化肥用量的适当减施可提高烤烟的光合作用强度，促进干物质的积累，增值提产效果明显，以盛花期翻压配70%常量化肥为宜。

关键词：烤烟;绿肥;草木犀;翻压;化肥用量

Abstract： In order to clarify the most suitable period of Melilotus officinalis （L.） Pall ploughing as a green manure in tobacco-growing areas and the appropriate amount of chemical fertilizers for flue-cured tobacco， field experiments were conducted to study the effects of Melilotus officinalis （L.） Pall at three stages （vegetative growth period， initial flowering period， and full flowering period） and combined with chemical fertilizers. The effects of three dosages （no fertilization， 70% constant fertilization and constant fertilization） on the growth and yield of flue-cured tobacco were analyzed. The results showed that： under the same fertilizer dosage， with the delay of the ploughing period， the net photosynthetic rate， transpiration rate and leaf carboxylation efficiency of flue-cured tobacco were significantly increased and the intercellular carbon dioxide concentration was significantly decreased. The full flowering stage was the best， with the proportion of upper medium tobacco， yield and output value at the full flowering stage significantly increased by 18.09%， 20.00% and 36.29% respectively compared with the vegetative growth period. During the same period of ploughing， with the increase of fertilizer dosage， the photosynthetic characteristics and economic traits of flue-cured tobacco increased first and then decreased， all reached the maximum value of constant fertilizer application at 70%. It can be seen that on the basis of ploughing Melilotus officinalis （L.） Pall， the photosynthetic intensity of flue-cured tobacco could be improved by delaying the ploughing period and reducing the amount of chemical fertilizer， promoting the accumulation of dry matter， with obvious value-adding effects. It was suggested that 70% constant （30% reduction） of chemical fertilizer application rate should be adopted at the full flowering stage.

Keywords： flue-cured tobacco; green manure; Melilotus officinalis （L.） Pall; ploughing; fertilizer consumption

近年來，化学肥料的过量使用导致土壤板结化，透水透气性差，有机质含量下降[1-2]，烟苗对肥料的有效利用率降低，田间生长状态不佳，烤后烟叶的品质和产量下降[3-5]。绿肥是一种含养分完全的生物有机肥源[6]，已有大量研究表明在连作烟田冬季闲置时间种植并翻压绿肥不但能减轻连作障碍，而且能提升土壤有机质含量，起到疏松土壤、活化和富集土壤中速效养分[7-9]、改善烟叶外观和评吸质量、增加土壤微生物和酶活性[10-11]的作用。绿肥只有在适宜的时期翻压，才能最大化发挥肥效。过早翻压，由于其生长时间短，植株幼嫩，干物质积累量小，压青还田后腐解释放速率快，因此养分保留时间短。而过晚翻压，由于其已木质化，养分释放缓慢[12]，翻压后在土壤中的腐解周期加长。因此，过早或过晚翻压均不利于绿肥的腐解。黄凯等[13]研究表明在烤烟移栽前30 d翻压箭舌豌豆，烤烟的经济性状指标高于或接近常规施肥。付云章等[14]研究表明，于盛花期翻压光叶紫花苕子，土壤中的碱解氮、速效钾含量高于盛花期前、后翻压。翻压绿肥可代替部分化肥，刘胜良等[15]研究表明，翻压光叶紫花苕子还田后减氮40%，烤烟产量和产值高于常规施肥。石楠等[16]研究表明，翻压箭舌豌豆后减氮9～18 kg/hm2，可提高烤烟的产量，促使烟叶的化学成分更加协调。卢钰升等[17]研究表明，施用有机肥后减氮15%，可提升烤烟的产量和土壤肥力。前人的研究主要集中在绿肥翻压时期或配施化肥用量单因素对烤烟生长及经济性状的影响方面。然而，关于绿肥翻压时期配合化肥用量对烤烟大田生长、光合特性和经济性状的影响却鲜见报道。因此，在黑龙江省牡丹江市开展了以草木犀作为绿肥，在3个时期（营养生长期、初花期、盛花期）翻压，第2年种植烤烟后配合化肥的3个用量（不施肥、70%常量、常量施肥），测定了烤烟团棵期和平顶期的农艺性状、光合特性和经济性状指标。旨在为我国东北烟区提出不同翻压时期与化肥用量的合理匹配方案，指导烟区转变传统施肥方式，生产优质烤烟。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验于2016年3月至2017年12月在黑龙江省牡丹江市宁安范家乡（牡丹江烟草科学研究所实验站）进行。试验田地处我国寒带东部，属于高纬度大陆季风气候，四季分明，气候严寒，雨热同季。全年日照时间约2400 h，年平均气温6 ℃，无霜期138 d，年降水量约582 mm。供试土壤的基本理化性质：有机质含量23.07 g/kg，pH 7.22，碱解氮含量95.60 mg/kg，速效磷和速效钾含量分别为26.00和270.13 mg/kg，全氮、全磷含量分别为1.38 g/kg、67.83 mg/kg。土壤质地为河淤土。烤烟品种为龙江911，绿肥为草木犀（1年生）。

1.2 试验设计

试验为裂区设计，主区为草木犀的翻压时期，设置3个翻压时间。草木犀于2016年6月24日播种，播种量37.00 kg/hm2，分别于营养生长期（8月2日，T1，翻压干质量19.35 t/hm2）、初花期（8月20日，T2，翻压干质量22.93 t/hm2）、盛花期（9月10日，T3，翻压干质量32.18 t/hm2）翻压。副区为化肥用量，设3个用量：H1（不施肥），H2为70%常量（纯氮31.50 kg/hm2、P2O5 42.00 kg/hm2，K2O 105.00 kg/hm2），H3为施肥常量（纯氮45.00 kg/hm2、P2O5 60.00 kg/hm2，K2O 150.00 kg/hm2）。烤烟于2017年5月12日移栽，行距110 cm，株距50 cm。田间管理按照当地大田管理规范操作。3次重复，共27个小区，小区面积66 m2。

1.3 测定指标与方法

1.3.1 烤烟农艺性状 依照烟草农艺性状调查检测方法（YC/T 142—2010）分别于团棵期（2017-06-24）和平顶期（2017-07-18）测定烟株的株高及有效叶片数，每个处理测3株。

1.3.2 光合特性 用便携式光合仪CI-340（美国CID），分别在团棵期、平顶期的晴天上午9：00至11：00测定，测定最大叶的光合参数，检测位置为叶片主叶脉两侧的居中部位，读数持续1 min（待仪器稳定），检测得到烟叶自然光照下的净光合速率（Pn）、蒸腾速率（Tr）、胞间二氧化碳浓度（Ci）、气孔导度（Gs），每个处理测3株。计算单叶水分利用率（WUE）和叶片羧化效率（CE），其中WUE=Pn/Tr，CE=Pn/Ci。

1.3.3 烟叶主要经济性状 根据烤烟国标GB 2635 —1992对烤后烟叶分级测产记值，包括单叶重、上中等烟比例和产量，按照2017年烟叶等级价格计算均价和产值。

1.4 数据统计方法

通过Excel 2016和SPSS 17.0对试验数据进行统计分析。

2 结 果

2.1 对烤烟农艺性状的影响

由表1可知，同一翻压时期下，随配施肥量的增加，叶片数和株高整体表现为先增加后降低即H2>H3>H1，偶有H2=H3>H1或H3>H2>H1，但是H2和H3均无显著差异，可见，在试验中所采用的3个翻压时期下，配施70%常量施肥量的株高和叶片数与施肥常量效果相当，且效果均好于不施肥。

同一施肥量下，随翻压时期的推迟，叶片数和株高整体表现为升高即T3>T2>T1，叶片数偶有T3>T2=T1或T2>T1=T3，但是T1、T2和T3的叶片数差异不显著，表明翻压时期对叶片数影响较小，翻压時期的推迟主要促进烤烟株高增高。因此，翻压时期的推迟结合恰当的施肥量有利于促进烤烟地上部分的生长。

方差分析结果表明（表2），翻压时期和施肥量均显著影响烤烟团棵期的株高，同时施肥量又显著影响烤烟平顶期的叶片数，翻压时期×施肥量无显著交互作用。

2.2 对烤烟光合特性的影响

各处理团棵期烤烟光合特性如表3、表4所示，各处理打顶期烤烟光合特性见表5、表6。

由表3和表5可知，同一翻压时期下，随配施化肥用量增加，净光合速率和气孔导度均呈先增加后降低的趋势，表现为H2>H3>H1，均在H2达最大值。在同一施肥量下，随翻压时期的推迟，净光合速率、蒸腾速率和叶片羧化效率升高，表现T3>T2>T1，均在T3达最大值;胞间二氧化碳浓度则显著降低。组合处理中T3H2的光合特性表现最佳，T3H3次之。

方差分析结果表明（表4、6），翻压时期和施肥量对烤烟团棵期的净光合速率、气孔导度、胞间二氧化碳浓度和叶片羧化效率以及平顶期的净光合速率、蒸腾速率、胞间二氧化碳浓度和叶片羧化效率均有显著影响，同时翻压时期又显著影响烤烟的蒸腾速率和单叶水分利用率（平顶期无显著影响），翻压时期×施肥量无显著交互作用。

2.3 对烤烟经济性状的影响

在3个翻压时期下（表7），随配施肥量的增加，烤烟的单叶质量、上中等烟比例、产量、均价和产值先增加后降低，均在H2达最大值，其次是常量施肥，表现为H2>H3>H1。

同一施肥量下，随翻压时期推迟，烤烟单叶质量、上中等烟比例、产量、均价和产值升高，均以盛花期翻压（T3）处理最高，表现为T3>T2>T1。其中盛花期翻压的上中等烟比例、产量和产值分别较营养生长期翻压显著提高18.09%、20.00%和36.29%。

方差分析结果表明（表8），翻压时期和施肥量显著影响了烤烟的上中等烟比例、产量和产值，且施肥量显著影响了烤烟的单叶重和均价;翻压时期×施肥量无显著交互作用。

3 讨 论

吕玉虎等[18]研究表明，在盛花期翻压紫云英，可提高水稻的产量。付云章等[19]研究表明，在盛花期翻压兰花子，玉米的株高、穗长和产量均高于盛花期前、后翻压。本研究结果表明，随着翻压时期的推迟，烟苗的净光合速率、蒸腾速率显著提高，胞间二氧化碳浓度降低;进一步提高了烤烟的叶片羧化效率，增强烟叶的光合作用强度，进而改善了烤烟的经济性状，且均以盛花期翻压最高。草木犀是一种优质有机肥料，但在营养生长期和初花期翻压，翻压时间早，草木犀植株幼嫩，翻压量小且腐解速率快，因而在第2年烤烟生长季肥效较盛花期翻压的差，提供的养分相应也少，烟苗的生长、光合及经济性状都以盛花期翻压表现最为优异。

烤煙生长与土壤C/N密切相关，当土壤C/N大于25时，土壤中的微生物会与烟株竞争土壤中的无机氮，造成烟株缺氮[20]。邓小华[21]等研究表明，在湘西烟田按照当地烟田绿肥常规翻压量翻压绿肥后，当年可提供氮素在52～81 kg/hm2。草木犀有很强的固氮能力，因此为使其C/N比值接近微生物分解有机物的最适比值24，翻耕草木犀的同时，应适当减施化肥以维持烤烟生长的最适C/N。

同一施肥量下，盛花期翻压烤烟的经济性状最佳，但随着配施肥量的增加，烤烟的净光合速率、上中等烟比例、产量、均价和产值等先增加后降低，均以配施70%常规施肥量最高，表明翻压时期与配施肥量合理组合更有利于提高经济效益。

本研究中化肥用量只设了3个梯度，且梯度间用量相差较大，建议缩小梯度差距做进一步研究，以确定草木犀同一翻压时期的不同翻压量及草木犀翻压时期与化肥用量的最优配比。

4 结 论

同一施肥量下，随翻压时期的推迟，显著提高了烤烟的净光合速率、蒸腾速率和叶片羧化效率;同时显著提高了烤后烟叶的上中等烟比例、产量和产值。同一时期翻压，随施肥量的增加烤烟的光合特性和经济性状先增加后降低，70%常量处理下单叶质量、上中等烟比例、均价和产值显著优于不施肥，与施肥常量没有差异。以盛花期翻压配70%常量化肥用量，烤烟上中等烟比例、产量、均价和产值最高。因此黑龙江地区草木犀用作绿肥以盛花期翻压配70%常量的化肥用量为宜。

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