化肥有机替代对烤烟产量及质量的影响

梁 辉，樊红柱，陈玉蓝，张 潇，王 勇*

(1.四川省烟草公司凉山州公司，四川 西昌 637000；2.四川省农业科学院农业资源与环境研究所，成都 610066)

烤烟是我国重要的经济作物之一，烟叶生产在促进地区经济发展方面占有重要位置，在偏远山区脱贫攻坚或乡村振兴方面也发挥着积极作用。为提高烟叶产量，化肥在烟叶生产中的使用量不断在增加，过量施肥以及重施化肥等问题日益突出。据统计表明，1998～2014年的17年间中国主要农作物化肥用量增长了约13个百分点，而化肥农学效率仅增加了约4个百分点[1]。同时由于生产中不合理施用化肥，造成土壤结构变差、养分供应不均衡、土壤生物多样性下降，并制约烟株生长发育和降低烟叶产质量，严重影响烟叶生产的经济效益和烟区土壤生态可持续发展[2-4]。化肥的过量施用已成为制约烤烟生产上肥料高效吸收利用和优质烟叶生产的关键因子[5]。因此，在保障烟叶产质量的基础上，减少化肥用量和提高肥料利用效率，是优质烟叶可持续生产亟需解决的主要问题之一。

有机肥因富含氮磷钾等多种营养元素，可为烟株生长发育充足提供所需的主要养分。有机肥还田一方面能增加土壤有机质、改善土壤理化性质、增强土壤微生物活性，另一方面因其肥效持续性长且稳定，可为烟株生长发育提供良好的营养环境[6]。同时我国有机物料资源丰富而利用率偏低，作物秸秆和畜禽粪肥等农业有机废弃物资源利用率甚至低于40%[7]。因此，施用有机肥是实现减少化肥使用量和保障优质烟叶生产的有效途径。前人研究表明，施用有机肥能促进烟株生长发育、增加烟叶产量、协调烟叶品质[8-9]。化肥减量配施有机肥有利于通过改善土壤结构、培肥土壤、增强土壤微生物活性而改良植烟土壤，促进烟株对土壤大量元素氮磷钾和中微量营养元素的有效吸收利用，进而提高烟叶产质量[10-12]。有研究表明，合理的有机肥替代化肥比例是保证优质高产烟叶的关键[13]。李耕等[14]基于南阳烟区的有机肥试验表明，30%有机氮替代化肥氮可显著提高烟叶均价和产值，有效提升上部烟叶品质，并改善土壤C/N比。欧阳铖人等[15]研究表明，有机肥替代化肥能够提高烤烟产量、优化烟叶等级结构以及增加烤烟产值，其中以25%～50%有机氮替代化肥氮比例能获得较好的增产提质效果。因此，探究合理科学的有机肥配施化肥比例，对于改善土壤环境、促进烤烟生长发育、提高烟叶产质量意义重大。

四川省凉山州作为四川烟草工业现有最大的优质烤烟供应基地，也是我国优质烤烟种植主要区域之一，目前尚未见有关化肥有机替代对凉山州典型烟区盐源县烟叶产质量影响的报道。因此，本文探讨了不同比例有机肥替代化肥对烤烟农艺性状、经济性状和质量性状的影响，为该区合理施肥提供依据。

1 材料和方法

1.1 试验设计

试验于2020年4月22日在盐源县干海乡白洁河村进行，供试土壤为中等肥力黄棕壤。试验设6个处理，分别为100%化肥、10%有机肥+90%化肥、20%有机肥+80%化肥、30%有机肥+70%化肥、40%有机肥+60%化肥、50%有机肥+50%化肥，有机肥替代量以氮来折算，所有处理氮、磷、钾肥用量相同，即为6.8 kg/667m2N、4.5 kg/667m2P2O5和20 kg/667m2K2O。供试肥料为商品有机肥、烟草专用复合肥、过磷酸钙和硝酸钾。供试烤烟品种为“中川208”，每小区60株烟，移栽密度120cm×55cm，每处理3次重复，小区随机区组排列，除施肥外其他管理操作同当地生产习惯。

1.2 样品采集与数据处理

烟苗移栽后65d，每小区随机选择5株烟，测定株高、茎围、有效叶片数、最大叶长和宽等农艺性状。每小区烟叶单独编杆、烘烤，收集烟叶产量、计算产值和均价。选取3个重复小区中部烟叶混合制成1个样品，进行感官质量评吸。

数据采用Excel 2016和Origin 2019进行处理。

2 结果与分析

2.1 不同施肥对烟株农艺性状的影响

由表1可知，不同比例有机肥替代化肥对打顶期烟株农艺性状影响较大。各处理的株高、茎围和有效叶数无显著差异，分别在94.63～97.33 cm、13.70～14.39 cm和21.00～21.53片之间变化。总体来说单施化肥的株高和茎围稍小于有机肥配施化肥处理，而单施化肥的有效叶片数稍高于有机无机肥料配施处理。有机肥替代化肥显著影响打顶期烟株的最大叶面积、节距和中部叶片SPAD值。随有机肥替代化肥量的增加烟株最大叶面积呈逐渐降低趋势变化，其中100%化肥处理的最大叶面积显著高于50%有机肥+50%化肥处理，而所有有机肥替代化肥各处理间无显著差异。不同处理间烟株节距的变化趋势与最大叶面变化相似。除50%有机肥+50%化肥处理外，各有机肥替代化肥处理中部叶片的SPAD值显著高于100%化肥处理，说明有机肥配施化肥促进了烟株的氮素代谢，这为后期烟叶质量物质的积累奠定了基础。

表1 不同施肥对打顶期(移栽后65d)烟株农艺性状的影响

2.2 不同施肥处理烟叶经济性状变化

随着有机肥替代化肥比例的不断增加，无论烟叶的产量、产值及均价都呈现出先增加后降低的变化趋势(图1)。与100%化肥处理相比较，不同比例有机肥替代化肥烟叶产量增加了0.76%～9.84%，以40%有机肥+60%化肥处理烟叶产量最高。除50%有机肥+50%化肥处理烟叶产值低于对照100%化肥处理外，其他处理烟叶产值提高了4.30%～8.55%，也以40%有机肥+60%化肥处理烟叶产值最高。仅有10%有机肥+90%化肥和20%有机肥+80%化肥处理烟叶均价高于对照100%化肥处理、分别比对照提高了1.39%和0.96%。说明有机肥部分替代化肥烟叶产值的提高不是由于提高了均价，而是由于单产幅度的增加从而提高了产值。因此，实际生产中有机肥不宜过多替代化肥，这不利于烟叶质量和均价的增加，比较适宜的有机肥替代化肥比例(以氮量折算)为10%～20%。

图1 不同施肥处理对烤烟经济性状的影响

2.3 不同施肥处理烟叶质量性状变化

由表2可知，有机肥部分替代化肥可以改善烟叶外观质量，且主要表现在烟叶的成熟度、油分、身份和叶长等方面。各处理烟叶的颜色、叶片结构及残伤外观质量指标方面均无明显差异，所有处理烟叶的颜色为桔黄，叶片结构均疏松，残伤均为10%以下。50%有机肥+50%化肥处理的叶片成熟度为尚熟状态，其他处理均为成熟状态。100%化肥和50%有机肥+50%化肥处理叶片身份稍薄、稍有油分，而其他处理身份中等、有油分。仅有50%有机肥+50%化肥处理叶片长度在35 cm以下，其他处理叶片长度在40 cm以下。综上所述，有机肥部分替代化肥有利于增加叶片长度、提高叶片的油分和身份厚度，从而改善烟叶外观质量。

表2 不同施肥处理对烟叶外观质量的影响

由表3可知，有机肥部分提替化肥能改善烤后烟叶感官质量。10%有机肥+90%化肥处理烤后烟叶感官质量评价排序最高，主要表现为香气量较足，杂气较少，烟气浓度和劲头较好，且烟气有骨架感。50%有机肥+50%化肥处理烤后烟叶感官质量评价排序最低，主要表现为香气混浊、杂气较重、吃味甜度较低及干净程度较差，口腔残留重；20%有机肥+80%化肥、30%有机肥+70%化肥和40%有机肥+60%化肥处理与100%化肥处理烤后烟叶感官质量整体差异不明显。从烤后烟叶感官质量各项指标和排序来看，以10%有机肥+90%化肥处理最佳、其次是20%有机肥+80%化肥处理。

表3 不同施肥处理对烤后烟叶感官质量评价的影响

3 结论

烟株前期的健壮生长为后期烟叶品质内涵物质的积累奠定了基础，本研究发现化肥有机替代对株高、茎围和有效叶数影响较小，随有机肥替代化肥量的增加烟株最大叶面积和节距呈逐渐降低趋势，除50%有机肥+50%化肥处理外，各有机肥替代化肥处理中部叶片的SPAD值显著高于100%化肥处理，说明有机肥配施化肥促进了烟株的氮素代谢，更适合烤烟生长发育的需肥特征，这为后期烟叶品质物质的积累奠定了基础。这可能与肥料特性差异有关，化肥施入土壤可快速增加速效养分含量但易淋溶损失，而有机肥料虽有利于土壤培肥，但其富含的有机养分需经历降解过程才能缓慢释放[16]。化肥有机肥替代能够兼顾有机肥和化肥的优点，既能在前期利用化肥为烤烟生长提供充足的有效养分，又能在后期利用有机肥中的缓释养分满足烤烟对养分的需求，同时提高了烟株的吸收能力和肥料中有效养分利用率[17-19]。与100%化肥相比较，不同比例有机肥替代化肥烟叶产量增加了0.76%～9.84%；除50%有机肥+50%化肥烟叶产值低于100%化肥处理外，其他处理烟叶产值提高了4.30%～8.55%；仅有10%有机肥+90%化肥和20%有机肥+80%化肥处理烟叶均价高于100%化肥处理；说明增施有机肥引起烟叶产值的提高不是由于均价的增加，而是由于产量的增加所导致。这可能与有机肥养分缓慢释放，同步了烟株的对养分的需求有关[20-21]。有机肥部分替代化肥有利于增加叶片长度、提高叶片的油份和身份厚度，改善烟叶质量，获得较好的感官质量评吸。这与其他研究结果相似[20-22]。综合烟叶生长状况、产量、产值、外观质量和感官评吸，凉山州盐源县比较适宜的有机肥替代化肥比例(以氮量折算)为10%～20%。