增施生物有机肥对云烟87生长发育与产质量的影响

肖 飞， 王东飞， 王 伟， 张 波， 郑 娇， 段 丽， 王春萍*

(1.云南瑞升烟草技术(集团)有限公司， 云南 昆明 650106； 2.贵州中烟工业有限责任公司技术中心， 贵州 贵阳 550009； 3.云南省烟草烟叶公司， 云南 昆明 650218)

0 引言

【研究意义】随着社会经济发展，人们对烟草品质的要求越来越高。烤烟作为卷烟工业的主要原料，研究其不降产的同时提升品质是烟草行业的重要课题。施肥措施是调控烟叶产量和品质的核心技术[1]，与其他作物相比，烟草对施肥条件要求更为严苛，如施肥量过大，则导致烤烟贪青晚熟，产出黑爆烟；施肥量不足，则影响烤烟生长，产质量降低[2]。不同地区的土壤类型及生态环境存在差异，在特定的品种和生态环境条件下，不同用量的生物有机肥与无机肥配施效应与烟叶产质量有密切联系。因此，研究生物有机肥与无机肥配施对烤烟产质量的影响具有现实意义。【前人研究进展】有研究表明，采用有机肥与无机肥配施能有效提高烟叶的产质量[3]，规避由于长期单一施用化肥造成的土壤板结、肥力下降、土壤微生物群落结构遭破坏等问题。施有机肥可改良土壤、培肥地力，从而增加作物产量和改善品质[4-5]，在有机肥的基础上添加一定量的功能微生物形成生物有机肥[6]，可充分发挥微生物、有机物和无机物的互补作用，不仅能有效解决化学肥料养分单一、营养元素不平衡的问题，还有利于土壤中难溶营养元素的溶解释放，促进土壤养分被植物吸收利用，从而达烤烟优质高产的目的[7-8]。诚胡等[9-11]研究表明，通过生物有机肥与复合肥配施，可有效改良土壤，长期施用可降低盐碱土pH，提高酸性植烟土壤pH，增强土壤酶活性，达到培肥地力的效果。刘丽辉等[12]研究表明，生物有机肥与复合肥配施可显著提高烟草的株高、茎围、叶长和叶面积，提高烟草质体色素含量和代谢酶活性，进而不同程度地提高上等烟叶比例、产量和产值。彭华伟等[13-15]研究表明，施用生物有机肥可提升烤后烟叶品质，通过提高或降低烟叶中某些化学元素含量，使化学成分趋于协调，从而改善烟叶香气质量和余味，降低刺激性，显著提高烟叶的感官质量。【研究切入点】目前，针对生物有机肥在烤烟生产上的研究报道主要集中在氮磷钾相同剂量下，生物有机肥与化肥的配施比例对烤烟生长发育与产质量的影响，针对在常规施肥基础上增施不同用量的生物有机肥对烤烟的影响鲜有报道。【拟解决关键问题】探究常规施肥基础上增施不同用量生物有机肥对烤烟生长发育与产质量的影响，以期为昆明禄劝烟区绿色生态烟叶生产应用提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

1.2 试验材料

1.2.1 烤烟 供试烤烟品种为云烟87，由昆明市烟草公司提供。

1.2.2 肥料 生物有机肥由玉米秸秆加微生物秸秆腐解剂堆制而成(有机质≥40%，有效活菌数≥0.2亿/g)，加入的菌种为枯草芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌。

1.3 试验方法

1.3.1 试验设计 试验共设4个处理(表1)，以常规施肥方法为对照(CK)，不设重复，各小区栽烟500株。施肥处理均在移栽前一次性施用，田间管理按当地烟叶生产规范化要求进行。

表1 生物有机肥与无机肥配施试验设计方案

1.3.2 调查项目及方法

1) 农艺性状调查。每处理分别选取10株具有代表性的烟株，挂牌标记。参照《烟草农艺性状调查测量方法》(YC/T 142—2010)[16]调查打顶后7 d的农艺性状，测量各处理株高、茎围、有效叶数和上部叶、中部叶及下部叶最大叶的长和宽[17]。

2) 采烤后土壤养分测定。根据《农田土壤环境质量监测技术规范》(NY/T 395—2012)[18]，于采收完成后进行土壤取样。采用五点取样法取0～20 cm混合土样，每个样品由5个分样捏碎并混合均匀，留土2 kg，测定土壤常规8项(全氮、全磷、全钾、速效氮、速效钾、速效磷、pH、土壤有机质)。

3) 经济性状调查。各处理严格挂牌烘烤，确保从采收、编烟和分级全过程跟踪，保证样品对应精准。烤后烟叶按照《烤烟》(GB 2635—1992)[19]分级标准国家烟叶收购价格进行初烤烟叶分级、计产，并统计烟叶产量、产值、均价、上等烟比例和中上等烟比例。

3.2 化学防治 梨树芽萌动时，全树喷1次具有铲除作用的10～20倍液尿素，杀死在芽鳞内越冬的菌丝，对减少初侵染源有明显效果。

4) 烟叶品质测定。分别采集各处理烤后烟叶B2F、C3F和X2F 2 kg，测定其物理性状、外观质量和常规化学成分，所有检测指标均送云南同创检测技术股份有限公司测定；烟叶感官质量由云南瑞升烟草技术(集团)有限公司5位评吸专家参照《卷烟感官技术要求》(GB 5606.4—2005)[20]进行评审，并采用九分制标准打分，香气质、香气量、刺激性、余味、杂气、浓度、燃烧性和灰色的满分均为9分，劲头以文字描述，不计得分。

1.4 数据统计与分析

采用Excel 2021和SPSS 26.0对试验数据进行统计分析与绘图。采用指数和法计算烟叶综合得分，综合得分越高，烟叶各指标质量越好[21]。

2 结果与分析

2.1 不同处理烤烟的主要农艺性状

由表2可知，4个处理成熟期烤烟的农艺性状存在差异。株高为122.87～129.85 cm，以T3最大，显著高于其他处理；茎围为9.90～10.69 cm，以T3最大，显著高于CK；有效叶数为20.80～21.90片，各处理间差异均不显著；上部叶长和宽分别为57.13～59.89 cm和18.10～20.09 cm，中部叶长和宽分别为77.74～85.87 cm和30.24～34.77 cm，下部叶长和宽分别为69.11～72.75 cm和29.86～34.54 cm，其中，除上部叶长外，T3均显著高于CK。综合看，T3处理的烟株长势最好。

表2 不同处理成熟期烤烟的农艺性状

2.2 不同处理烟叶采烤后土壤的养分含量

从表3看出，增施生物有机肥均能不同程度地提高土壤养分含量。土壤pH为6.20～7.00，依次为T2>T1>T3>CK；有机质为26.50～30.30 g/kg，依次为T3>T2>T1>CK；全氮为1.52～1.81 g/kg，依次为T3>T2>T1>CK；全磷为2.32～2.60 g/kg，依次为T1>T2>T3>CK；全钾为18.54～21.78 g/kg，依次为T2>T3>T1>CK；碱解氮为112.21～125.00 mg/kg，依次为T3>T1>T2>CK；速效磷为56.02～76.86 mg/kg，依次为T1>T2>CK>T3；速效钾为607.56～711.00 mg/kg，依次为T1>T2>T3>CK。综合看，有机质、全氮的含量随生物有机肥用量增大而增加。

表3 不同处理烟叶采烤后土壤的养分含量

2.3 不同处理烤烟的经济性状

由表4可知，4个处理上等烟比例为58.23%～68.23%，表现为T3>T1>T2>CK；中等烟比例为12.50%～23.90%，表现为T3=T2>T1>CK；产量为2 352.32～2 464.04 kg/hm2，表现为T3>T1>T2>CK，T3产量分别较T1、T2和CK提高1.31%、3.08%和4.75%；产值和均价以T3最高，分别为67 598.34元/hm2和27.43元/hm2，其产值较T2、T1和CK分别提高4.89%、6.04%和9.77%，各处理均价依次为T3>T2>T1>CK。

表4 不同处理烤烟的经济性状

2.4 不同处理烟叶的品质特征

2.4.1 化学成分 一般认为，优质烤烟总糖含量为18%～22%，还原糖含量为16%～20%，总氮含量为1.5%～3.5%，钾含量2%以上，氯含量1%以下，总植物碱为1.5%～3.5%，糖碱比在8～10，氮碱比在1附近，钾氯比应大于4[2]。从表5看出，不同处理烟叶的常规化学成分。

1) B2F。各处理的总植物碱、氯含量和总氮分别为2.44%～2.67%、0.50%～0.57%和1.50%～1.86%，均在优质烟叶标准范围内；总糖和还原糖含量偏高，分别为37.50%～43.10%和23.90%～27.00%；钾含量偏低，为1.05%～1.28%。从化学成分协调性看，各处理糖碱比均在适宜区间范围内；T1的氮碱比和T3的钾氯比更接近优质烟叶标准。

2) C3F。各处理的总植物碱、氯含量含量分别为1.73%～2.20%、0.21%～0.48%，均在优质烟叶标准范围内；总糖和还原糖含量偏高，分别为40.10%～44.30%和28.20%～28.80%；钾含量偏低，为1.22%～1.34%；总氮含量仅T1在优质烟叶标准范围，为1.71%，其他处理偏低，均在1.5%以下。从化学成分协调性看，各处理糖碱比均偏高，氮碱比以T3最接近1，CK和T3钾氯比在优质烟叶标准范围内。

3) X2F。各处理仅氯含量在优质烟叶标准范围，为0.33%～0.74%；总糖和还原糖含量偏高，分别为36.10%～46.30%和24.20%～28.00%；钾含量和总氮含量偏低，分别为1.53%～1.76%和1.21%～1.41%；总植物碱仅T1在优质烟叶标准范围内，为1.56%。从化学成分协调性看，各处理糖碱比均偏高，为15.96～22.76；氮碱比为0.90～1.02，均在优质烟叶标准范围内，CK和T3钾氯比在优质烟叶标准范围内。

表5 不同处理烟叶的常规化学成分

2.4.2 物理特性 从表6看出，各处理烤后烟叶的物理特性存在差异。

1) B2F。各处理烟叶的物理特性指数和为25.28～26.60，表现为T1>T3>T2>CK。其中，T3的抗张力(2.94 N)、平衡含水率(14.17%)和抗张强度(0.20 kN/m)均最大，叶面密度(92.81 g/m2)、厚度(0.086 mm)和填充物(3.08 cm3/g)最小；T1的含梗率最大，为25.30%。

2) C3F。各处理烟叶物理特性指数和为25.53～26.07，表现为T3>T2>T1>CK。其中，T3的抗张力(2.51 N)、抗张强度(0.17 kN/m)、填充值(3.14 cm3/g)、含梗率(26.15%)最大； T2的叶面密度(91.90 g/m2)最大；T1的平衡含水率(14.27%)最大；CK的厚度(0.099 mm)最大。

3) X2F。各处理烟叶物理特性指数和为20.50～22.75，表现为T1>T3>T2>CK。其中，T3的叶片密度(58.63 g/m2)最大；T2的抗张力(2.38 N)和抗张强度(0.16 kN/m)最大；T1的含梗率(31.99%)、平衡含水率(13.78%)、厚度(0.056 mm)和填充值(3.76 cm/g)最大。

表6 不同处理烟叶的物理特性

2.4.3 烤烟外观质量 从表7看出，不同处理各等级烟叶的外观质量存在差异，但差异不大。

1) B2F。各处理烟叶的颜色和成熟度表现较好，得分为8.0～9.0分，残伤为2.0%～4.0%；综合得分为7.30～8.03分，表现为T3>T2>T1>CK，变幅为5.89%～10.00%。其中，T3烟叶呈桔黄色，成熟度好，叶片结构疏松，身份适中，油分较足，其颜色、色度和伤残均优于CK。

2) C2F。各处理烟叶的颜色和身份表现一致，均为9.0分；残伤为2.0%～3.0%；综合得分为8.19～8.44，表现为T3=T2>T1>CK，3个增施生物有机肥处理的综合得分均高于CK，变幅为2.44%～3.05%，以T3和T2综合得分最高。

3) X2F。各处理烟叶的成熟度、身份和色度表现一致，分别均为9.0分、6.5分和4.5分；残伤为1.0%～4.0%；综合得分为7.27～7.94分，表现为T3=T2>T1>CK，3个增施生物有机肥处理的综合得分均高于CK，变幅为7.57%～9.22%，以T3和T2综合得分最高。

表7 不同处理烟叶的外观质量

2.4.4 烤烟感官质量 由表8可知，各处理不同部位烟叶的感官质量存在差异。香气质除B2F的T2、T3和C3F的T3外均为7.0分；香气量以B2F的T3最高(8.0分)，X2F的CK和T1最低(6.5分)；刺激性和余味得分分别为6.5～7.5分和6.0～7.5分；杂气除B2F的CK和X2F的T1外均为7.0分；浓度得分除B2F的T3和X2F的T1、T2为8.0分和6.5分外，其余处理均为7.0～7.5分；燃烧性均为8.0分；灰色均为7.5～8.0分；B2F的劲头以中偏大为主，C3F以中为主，X2F的劲头较小。B2F、C3F和X2F各处理综合得分分别为6.64～7.45分、6.81～7.42分和6.78～7.04分。综合看，各部位的综合评分均以T3最大，具有较好的香气量和香气质，浓度高，燃烧性好，劲头足。

表8 不同处理烤后烟叶的感官质量

3 讨论

3.1 不同施肥效应对烟草生长的影响

从农艺性状调查结果看，CK的长势最弱，而配施生物有机肥的烤烟表现出良好的长势，与张焕菊等[22-23]的研究结果一致。生物有机肥的有机质含量高，可调节土壤养分含量，且经过微生物分解后形成腐殖酸，有利于截获土壤中的水分和矿质元素，改善根基营养作用[8]；其次，生物有机肥中含有一定量的功能微生物菌类，其养分需要通过有益微生物的分解才能释放，养分释放速度慢，能够满足烟株后期生长对养分的需要，分泌的各种代谢产物能够增加根系活性，促进养分吸收和烟叶开片[24-25]。

3.2 不同施肥效应对土壤化学成分的影响

周应康等[26]研究表明，生物有机肥施入土壤后，其腐殖质基团具有良好的离子交换能力，可吸附土壤溶液中游离的钾、钠等金属离子，从而改善土壤酸碱缓冲能力，调节土壤pH，使其趋向有利于作物生长的pH范围。一般来说，施用生物有机肥前期土壤pH较施用化肥低，但当施肥量较高且经过一段时间的吸收利用，土壤pH升高且高于施加单一化肥[9-11]。研究表明，配施生物有机肥，土壤pH升高，且不同处理随生物有机肥的增多，有机质和全氮含量增加，与刘国顺等[2，27]的研究结果相似。施用生物有机肥可有效提高土壤有机质含量，而有机质含量与土壤供肥能力呈正相关关系，有机质含量越高，土壤对作物养分的供应越充足[28]。董万军等[29]研究发现，生物有机肥和常规化肥等量施用能增加土壤有机质含量和提高植烟土壤各类元素的综合利用率。氮素是植物营养生长过程中需求量最大的元素，农业生产中需添加大量氮肥以满足植物生长发育的需求。有机肥与无机肥的配施，可有效增加土壤氮素总量，增强相关氮素转化酶活性，同时改良土壤结构，缓解连作障碍，并提高烤烟的产质量[30]。

3.3 不同施肥量对烤烟经济性状和品质的影响

生物有机肥和无机肥配施能有效促进成熟期烤烟的生长发育，显著增加烤烟株高、茎围，促进烤烟叶片开片，通过增大烟株叶面积及干物质积累以增加产量和产值，且提高上等烟和中等烟比例，有助于优化烟叶等级结构，提高均价和单位面积收益[12,14]。研究表明，与CK相比，加入生物有机肥后，上等烟和中等烟比例增高，产量和产值增收明显，与杨云高等[8]的研究结果一致。

有研究发现，生物有机肥可促进土壤养分平衡吸收，且含有微量元素，可满足烤烟对微量元素的需求，使其化学成分更加协调，进而改善烟叶品质，提高烟叶的香气质和香气量，减少杂气的产生[15,31]。研究结果显示，随生物有机肥施用量增加，烟叶外观质量好，感官综合得分较高；B2F的总糖、还原糖和钾含量增高，氯含量减少。可能是由于有机质含量增加，其分解后产生的氮素以氨基酸或NH4+形式进入植物细胞，无需再消耗大量能量和糖分等光合作用产物，直接参与细胞物质的合成[32]，故植物生长快，积累糖分等物质多，最终使叶片内含物变得充实，叶肉细胞密度增加，厚度降低，增加烟叶光泽、弹性、油分，其外观质量得到明显改善。通过增施生物有机肥，提高烟叶的钾含量，燃烧性增强，还原糖和总糖含量高有助于消除蛋白质燃烧产生的不良气味，提高烟叶香气质，减少杂气，与彭华伟等[13,33]的研究结果一致。

4 结论

合理配施生物有机肥能通过提高土壤pH，增加有机质与全氮含量，促进株烟生长发育，从而影响烤烟的经济性状。综合烤烟农艺性状、烟叶化学成分、物理特性和外观品质等方面看，施用有机肥3 000 kg/hm2+农家肥7 500 kg/hm2+烟草专用复合肥600 kg/hm2+K2SO4150 kg/hm2，烤烟生长较优，烟叶化学成分更协调，感官质量更佳，是烟草经济有效的施肥方式。