不同有机无机氮肥配施比例对烤烟产质量及种植效益的影响

吕大树，王 庆，吴 霞，张力元，雷 霆，丁忠林，韩 猛，徐 玮，吴有祥，张亚恒，赵红枫，何孝磊，张刚领*

（1.贵州中烟工业有限责任公司，贵州 贵阳 550002；2.贵州省烟草公司 黔南州公司，贵州 都匀 558000）

化肥可迅速提高土壤主要的养分浓度，有机肥可改善作物生长的土壤环境，有机无机肥料配施在土壤保育和保证作物产量、品质方面均发挥着重要作用［1-3］。理想的有机无机配施使速效养分的数量和强度既满足了作物生长的需求，又不会引起因速效养分的流失而导致的环境风险问题。烤烟生产应综合考虑有机肥种类和土壤肥力等情况［4］合理配施，否则会导致烟叶贪青晚熟等不良后果，不利于烟叶产质量的积累［5-6］。近年来，由于长期偏施化肥而不重视有机肥的施用，加上连作等种植方式导致了土壤质量下降，影响了贵州烤烟的产量和品质［7-8］。长期定位试验表明，贵州烟田无机氮淋溶受降雨影响大，通过有机无机氮肥配施可降低无机氮淋溶［9］，减轻农田养分流失，提高肥料利用率［10］，改良烟田土壤养分状况，减轻烤烟连作障碍，提高烤烟的产量和品质，改善烤烟的等级结构［11］。

任小利等［12］认为有机氮替代无机氮10%~20%较为适宜；寇智瑞等［13］认为该比例为30%时，有利于烟叶产质量的提高；汤宏等［14］建议推广的有机氮占总氮比例为36%~45%；邱岭军［11］、沈方科［15］等试验结果显示，有机无机氮各为50%处理的烤烟品质提升效果最好，可见有机氮替代无机氮的比例需因地制宜。黔南烟叶蜜甜香型风格突出，是贵州、湖北等卷烟工业公司的重要原料基地。但关于黔南烤烟有机无机氮肥配施的研究目前尚未见报道。本研究在控制氮肥总量条件下，开展有机无机肥配施比例对烤烟产质量及种植效益的研究，通过对比不同有机无机氮配施比例对烤烟农艺性状、烤后烟叶质量及经济性状的差异，探索适宜黔南烤烟的施肥方法，为黔南烟叶提质增收和烤烟产业的可持续发展提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验地点及材料

试验于2020年在贵州省平塘县牙州镇场坝村鸡歪组（107.186970°E，25.896704°N）进行，供试品种为云烟87，土壤类型为黄砂土，肥力中等，土壤基本理化性状为pH值 6.2，有机质含量35.0 g/kg，碱解氮含量102.0 mg/kg，速效磷含量12.6 mg/kg，速效钾含量178.0 mg/kg，阳离子交换量9.4 cmol/kg。供试肥料包括烤烟专用基肥（N∶P∶K=10∶10∶25）、钙镁磷酸（N∶P∶K=0∶15∶0）、水溶肥配方I（N∶P∶K=22∶14∶ 10）、水 溶 肥 配 方 II（N∶P∶K=14∶19∶20）、硫酸钾（N∶P∶K=0∶0∶50），供试有机肥为充分腐熟的菜籽饼（N∶P∶K=3.27∶2.03∶1.30）。

1.2 试验设计

在控制氮磷钾（纯N为112.92 kg/hm2）施用量的条件下，共设计7个处理，其中，以无机氮肥施用比例100%为对照（CK），T1~T6处理的有机无机氮肥配施比例分别为1∶9、2∶8、3∶7、4∶6、5∶5、6∶4，具体施肥量见表1。试验田于4月17日移栽，行株距为110 cm×60 cm，每个小区0.4 hm2，各处理3次重复，随机区组排列。专用基肥、有机肥和磷肥全部作为基肥条施，栽后5 d用水溶肥配方I水肥提苗，栽后20 d用水溶肥配方II进行水肥追施，钾肥作基肥和追肥施用（各占50%），追施时间为第二次水肥提苗时，大田管理按照当地优质烟叶生产管理规范进行，根据烟株长势合理打顶留叶。

表1 田间小区试验各处理施肥量 kg/hm2

1.3 测定项目与方法

1.3.1 生育期及农艺性状 试验田生育期及农艺性状调查方法参照YC/T 142—2010进行。生育期以小区50%植株达到团棵、现蕾、打顶及各部位烟叶成熟采收为标准，分别记录不同处理达到各节点时间，计算从移栽至该生育时期所需天数。农艺性状调查为每个处理小区随机测量10株，取各指标平均值。

1.3.2 烟叶样品采集及外观质量评价 根据GB 2635—1992对各处理初烤烟叶分类、定级，每个处理小区取C3F、B2F样品2 kg，外观质量评价方法参考王彦亭等［16］的研究方法进行。

1.3.3 化学成分 采用连续流动法进行烟叶常规化学成分检测，YC/T 159—2019测量水溶性糖、YC/T 216—2013测量淀粉、YC/T 468—2013测量烟碱、YC/T 161—2002测量总氮、YC/T 162—2011测量氯、YC/T 217—2007测定钾。

1.3.4 烟叶感官质量 样品卷制后由贵州中烟技术中心评吸专家在YC/T 138—1998的基础上，进行单料烟感官评吸。具体评价指标包括香气质（10分）、香气量（10分）、杂气（10分）、刺激性（10分）、吃味（12分），按照100分制计算加权总分，各指标权重具体为：香气质0.70、香气量0.05、吃味0.15、刺激性0.05、杂气0.05。

1.3.5 生产投入及烤烟产量产值 生产成本包括人工和物资使用上的投入，烟叶成熟采收后，各小区分类绑竿烘烤，烤后按照GB 2635—1992分级单独称重计产，按当年烟叶收购价格计算产值。

1.4 数据处理

采用Excel 2013和SPSS 19.0统计软件对试验数据整理和统计分析，方法分析多采用Duncan’s新复极差法。

2 结果与分析

2.1 烟株生长发育进程

由表2可知，与CK相比，T1~T6处理的团棵期、现蕾期及打顶期时间滞后，下部、中部及上部烟叶成熟时间偏晚。其中，现蕾期T3~T6处理较CK显著滞后3.3~6.3 d，打顶期T1~T6处理较CK显著滞后4.0~7.0 d，处理间差异不显著；中部烟成熟时间T4~T6处理较CK显著滞后4.3~4.6 d，较T1处理显著滞后4.0~4.3 d；上部烟成熟时间T4~T6处理较CK显著滞后4.0~4.7 d，较T2处理显著滞后3.0~3.7 d；生育期T4~T6处理较CK显著增加5.3~6.3 d，较T1、T2处理分别显著增加4.3~5.3 d、4.0~5.0 d。说明随着有机氮肥施用比例的增加，烟株生长发育表现略微滞后，生育期时间增加。

表2 不同有机无机氮肥配施比例对烟株生长发育进程的影响 d

2.2 烟株农艺性状

由表3可知，T5和T6处理的株高较CK分别显著降低8.80%、8.01%，较T1~T4处理分别显著降低9.19%~10.21%、8.41%~9.43%；T5处理茎围较CK显著降低5.41%，较T1~T4处理显著降低3.71%~6.04%；T5和T6处理留叶数较CK分别显著降低12.32%、11.37%，较T1~T3处理分别显著降低9.31%~11.06%、8.33%~10.10%；T5和T6处理上部叶长较CK分别显著降低9.32%、9.46%，较T1处理分别显著降低8.25%、8.39%，较T4处理显著分别降低11.25%、11.40%；T5处理上部叶宽较CK显著降低13.93%，较T1~T4处理显著降低14.78%~18.40%。说明随着有机氮占比的增加，处理中的株高、有效叶数及叶宽等农艺性状值呈先增后降的趋势。

表3 不同有机无机氮肥配施比例对烟株农艺性状的影响

2.3 烟叶外观质量

由表4可知，中部烟颜色分值T6处理较CK显著提高1.44%，较T1处理显著提高1.71%；油分分值T2~T6处理较CK显著提高2.58%~3.43%；色度分值T1、T4和T5处理较CK分别显著提高1.89%、2.02%、2.02%；总分T4~T6处理较CK分别显著提高0.92%、0.92%、1.18%，处理间差异不显著；各处理较CK叶片结构、身份分值有所提高，但差异不显著。上部烟CK与T1颜色分值相同，T4~T6处理较CK、T1分别显著提高1.68%、1.54%、1.82%；叶片结构分值T6处理较CK显著提高3.59%，较T1处理显著提高2.60%；身份分值T2、T4和T6较CK分别显著提高2.44%、2.71%、2.98%；油分分值T4、T5处理较CK分别显著提高1.42%、1.56%，较T1处理分别显著提高0.85%、0.99%；总分T4~T6处理较CK分别显著提高1.61%、1.61%、2.01%，较T1处理分别显著提高1.07%、1.07%、1.47%；各处理较CK成熟度分值有所提高，但差异不显著。说明不同有机无机氮肥配施比例对烟叶颜色、油分分值影响较大，总得分随着有机氮比例的增加而提高。

表4 不同有机无机氮肥配施比例对烟叶外观质量的影响 分

2.4 烟叶化学成分

由表5可知，中部烟叶各处理烟叶化学成分差异较小，氮碱比差异相对明显，T4~T6处理较CK分别显著提高9.84%、9.84%、11.48%，较T1处理分别显著提高11.67%、11.67%、13.33%；各处理总糖和烟碱含量较CK降低，但差异不显著。上部烟叶各处理的淀粉、糖、烟碱存在一定差异，淀粉含量T2、T5处理较CK分别显著降低29.64%、34.27%；总糖含量各处理与CK无显著差异，但T1、T3及T4处理较T5分别显著提高9.83%、10.56%、11.05%；还原糖含量各处理与CK无显著差异，但T4较T2、T5处理分别显著提高12.19%、18.04%；烟碱含量T2、T3、T5和T6处理较CK分别显著降低14.97%、17.01%、17.23%、19.27%；氮碱比T5和T6处理较CK分别显著提高33.33%、25.00%；糖碱比T3、T4和T6处理较CK分别显著提高26.10%、20.68%、23.22%。可见，有机无机氮肥配施比例对上部烟叶化学成分影响较明显，随着有机氮施用比例的增加，上部烟氮碱比、糖碱比分值提高。

表5 不同有机无机氮肥配施比例对烟叶化学成分的影响

2.5 烟叶感官评吸质量

由表6可知，中部烟叶香气质分值以T5处理最高，CK和T1处理最低，T2~T6处理较CK、T1处理分别显著提高4.27%~6.86%、3.47%~6.03%，T5处理较T1、T2处理分别显著提高6.03%、2.48%；香气量分值T6处理较CK、T1处理分别显著提高6.10%、5.01%；吃味分值T2、T4、T5和T6处理分别较CK显著提高1.33%、2.56%、2.33%、4.00%，T2、T4、T5和T6处理分别较T1显著提高1.67%、2.90%、2.68%、4.35%，T4~T6处理较T3处理分别显著提高1.66%~3.31%；杂气分值T3~T6处理较CK、T1处理分别显著提高2.00%~4.80%、2.27%~5.08%；刺激性分值T6处理较CK、T1~T3处理分别显著提高4.00%、3.72%、2.90%、2.77%；总分分值T2~T6处理较CK、T1处理分别显著提高了3.41%~5.66%、2.86%~5.10%，T5、T6处理较T2处理分别显著提高了2.00%、2.18%。上部烟叶香气质分值T3、T4和T6处理较CK分别显著提高2.93%、2.40%、2.53%；香气量、吃味及刺激性分值T1~T6处理较CK显著提高，增幅分别为3.07%~5.33%、2.65%~4.46%、2.33%~3.70%；总分分值T3~T6处理较CK显著提高2.26%~3.30%，处理间差异不显著；杂气各处理较CK分值高，但差异不显著。说明不同有机无机氮肥配施对烟叶香气质、香气量等指标影响较大，感官评吸总分分值均随着有机氮比例的增加而提高，但T3~T6处理感官总分差异不显著。

表6 不同有机无机氮肥配施比例对烟叶感官评吸质量的影响 分

2.6 经济性状

由表7可知，产量各处理与CK无显著差异，T1~T3处理较CK增加，且T2、T3处理分别增加4.75%、6.02%，而T4~T6处理较CK降低，且T5、T6处理分别降低6.38%、6.89%，但T2处理较T5、T6处理分别显著增加11.89%、12.50%，T3处理较T5、T6处理分别显著增加13.24%、13.87%；产值各处理与CK无显著差异，T1~T3处理较CK分别增加3.25%、5.20%、6.42%，T4~T6处理较CK分别降低2.83%、6.81%、7.52%；种烟收益中T1~T3处理较CK分别增加5.30%、7.27%、7.08%，T4~T6处理较CK分别显著降低23.67%、39.02%、44.83%。说明不同有机无机氮肥配施比例对烤烟经济性状影响较大，产量、产值和种烟收益随着有机氮比例的增加呈“先升后降”的趋势，产量、产值以T2、T3处理相对较高，种烟收益以T2、T3处理较高。

表7 不同有机无机氮肥配施比例对经济性状的影响

3 讨论

有机肥速效养分释放缓慢、肥效持续时间较长，而化肥速效养分浓度高，能在短时间内满足作物生长需求，两者配施会降低速效养分的释放［17］，改变烟株对养分的吸收利用效率［14］，从而影响烤烟的生长发育。本试验中，随着有机氮含量的提高，烟株关键生育期滞后、生育期时间增加。这主要是有机无机配施减缓了养分释放，改善了土壤环境［11］，延缓了根系［5］和其他器官的衰老［18］；且有机肥料的养分释放与烤烟氮素的吸收规律相悖，有机氮肥占比较高时，处理后期的养分氮素释放较多，进而导致生育期延长［19］。由于有机氮肥释放缓慢，当有机氮比例提高至50%时，烟株前期对速效养分需求得不到满足，导致烟株发育不充分，打顶后株高较矮、茎围较小，留叶数和有效叶数较少，上部叶长、宽值偏小。这可能是无机氮施用量较少，土壤中速效氮肥浓度偏低，且贵州山地有机氮肥淋溶强度较大导致的结果［9］。

施用有机肥可提高烟叶外观质量［20］。本试验中，配施有机肥处理较对照而言对烟叶颜色、油分及色度的提升较大，在上部烟叶中的表现尤为明显，这与汪莹等［21］的研究一致。随着有机氮肥占比的提高，外观质量提升较明显［22］，本试验烟叶整体质量以有机氮占比40%~60%较好。这可能是因为土壤速效钾含量与叶片的颜色、成熟度、身份、油分以及外观质量总分之间存在极显著的正相关关系［23］，有机肥施用量大，其对钾离子的吸附作用使得土壤中速效钾含量较高，从而提高了外观质量。同时，烟叶外观质量尤其是油分和颜色与质体色素关系密切［24］，外观质量的提升也可能与有机肥能促进叶绿素降解有关［25］。

有机无机氮肥配施可提高烟叶干物质的积累量，促进后期物质转化，使化学成分更加协调［25］。本试验中，随着有机氮施用比例的提高，烟碱含量呈逐渐降低、氮碱比呈逐渐提高的趋势；该影响在上部烟叶中的表现较为明显，有机氮占比30%的处理较CK在烟碱含量、糖碱比的变化幅度达显著水平，有机氮占比60%的处理与CK在烟碱含量、氮碱比及糖碱比等指标上存在显著差异，这与汤宏［14］、刘青丽［26］等的研究类似。可能是有机肥在吸附部分钾离子后缓慢释放，土壤中速效钾浓度提高，减少了烟株生长后期对氮肥的吸收［27-28］，平衡了烟株养分，降低了烟碱含量。同时，本试验中虽然烟碱含量有所降低，但对应2.5%（中部烟叶）、3.5%（上部烟叶）的适宜值仍然偏高［29-30］，这可能与延迟采收有关［31］，需要结合其他措施调减。此外，有研究发现，施用有机肥处理上部烟叶的总糖和还原糖含量显著提高［32］，而在本试验中，各处理与对照间总糖、还原糖变化趋势不明显，具体原因需进一步试验探究。

适宜的有机无机肥料配施比例可为烟株的整个生育期生长提供足够的养分，平衡了烟株的碳氮代谢，促进了烟叶中新植二烯等致香物的合成与积累［33-34］，提高了感官评吸烟叶香气质和香气量的分值［12］。本试验中，有机无机氮肥配施对中部烟叶评吸质量的影响尤为明显，香气量、香气质等指标的分值较对照均有显著提高，总分表现为有机氮肥占比30%~60%处理较对照显著提高，其中有机氮占比60%处理分值最高；对上部烟叶评吸质量的提升主要体现在对香气质的改善和刺激性的影响，其中，有机氮占比30%、40%及60%处理的分值较对照显著提高，总分表现为有机氮占比30%~60%处理较高，以有机氮占比30%处理的分值最高。说明有机无机氮肥配施可在一定程度上提高烟叶评吸质量，但不是有机氮肥占比越高越好，当有机氮肥占比提高至100%时，评吸质量反而会降低［14］。

适当的有机无机氮肥配施比例能够保持和提高农作物的产量，但有机肥的比例超过一定阈值反而会降低作物产量［35-36］。本试验中，随着有机氮肥占比的提高，烤烟产量、产值及收益呈先升后降的趋势，当有机氮占比为20%时，产量、产值最高；当有机氮占比为30%时，种烟收益最大；随着有机氮比例逐渐提高至60%，相应值则逐渐降低。这与寇智瑞等［13］的研究结果一致，在玉米、小麦、水稻及芒果作物上也有类似的研究报道［18，37-39］。主要是有机肥存在养分含量偏低、肥效迟缓以及当季利用率低等问题，随着有机氮肥占比的提高，肥料供给不能及时满足作物对养分的需肥规律，从而造成产量降低［40］。有研究结果显示，有机氮肥占比为36%~50%时［11，14-15］，更有利于烤烟产质量的提升。这可能是土壤基础肥力、施肥水平、有机肥种类及气候条件不同导致的差异［4，11］。

长期试验表明，有机无机氮肥配施与等氮量的单施有机肥处理的产量在15年后基本保持一致，因为经过较长时间的施肥和培肥过程，土壤肥力和供肥稳定性基本达到最佳状态，作物产量的限制因素是该区域的气候［41］。本试验中，处理和对照之间的产量存在差异，说明了2个问题：一是当前平塘县种植烟叶的土壤肥力还未达到最佳状态，需持续培育；二是在当前条件下，为兼顾烟叶产质量和培育土壤肥力，有必要进行适宜的有机无机氮肥配施。

4 结论

本研究显示，有机无机氮肥配施较单施无机氮处理，烤烟生育期时间增加，对烟株农艺性状、化学成分、烟叶外观及评吸质量影响较明显。综合各处理烟叶品质和经济性状表现，有机氮肥占比30%的处理可改善烟叶品质，提高产量、产值，有机氮肥占比20%的处理种植收益最大。因此，在黔南州平塘县当前的植烟土壤和栽培技术条件下，有机氮肥代替无机氮肥比例为20%~30%时较为适宜。