有机无机肥配比对生态烟叶产质量的影响

邓 泳，张纪利，孙建生，刘明竟，杨 相，韦建玉，李章海

（1. 广西中烟工业有限责任公司，广西 南宁530001；2. 遵义市烟草公司正安县分公司，贵州正安563401；3. 中国科学技术大学，安徽 合肥230052）

20 世纪60年代以来，农业生产中广泛、大量施用化肥造成土壤板结、肥料利用率降低及环境污染等一系列问题，制约了农业生产可持续发展[1]。有机肥不仅能提供作物生长所需氮、磷、钾等大量养分，而且能培肥土壤、改善作物品质，但生产成本相对较高[2-3]。合理施用肥料既能改善烤烟生长性状，又能提高经济系数[4]。一般而言，烟叶产量随施肥量的增加而提高，但过量施肥降低烟叶品质[5]。研究表明，有机肥与化肥合理配施能有效改善土壤的物理性状、化学性状和生物性状，平衡烟株营养，提高产量，改善品质[6-7]。本项研究探索有机无机肥配比对烤烟产质量的影响，以期找到适宜正安当地生态条件的烤烟有机无机肥配比，为烤烟生产合理使用有机肥提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验基本情况

试验于2014年在贵州省正安县班竹乡万家山村进行，试验土壤有机质29.8 g/kg、水解氮287.7 mg/kg、有效磷（P）28.0 mg/kg、速效钾（K）205.1 mg/kg、氯离子（Cl）29.7 mg/kg、pH（H2O）7.45。复合肥N∶P2O5∶K2O为9∶9∶20，有机肥（风干样，含水率约10%）有机质50.34%、N 含量3.97% 、P2O5含量2.32%、K2O 含量2.41% 、pH 值（H2O）7.29。烤烟品种为云烟97，密度1 000 株/667m2，行株距110 cm×60 cm，移栽期5月15日，所有肥料均于移栽当天施入，田间管理同当地常规管理。

1.2 试验设计

试验设5个处理，3 次重复，有机肥中K 不足用硫酸钾补充（表1），每小区30 株。

1.3 测定取样与处理

在移栽施肥前、栽后20 d（摆盘期）、40 d（团棵期）、80 d（采收下部叶）、120 d（采收结束）每小区取代表性烟株1 株，连根挖起，取根际土壤，将同一处理的

表1 有机无机肥配比试验设计 （g/株）

按小区选择有代表性烟株10 株用不同颜色毛线按处理标记整株烟叶，统计烟叶产量和等级，烟叶烤后进行化学成分检测和评吸。烟叶样品在50℃温度下烘干后，粉碎作烟叶常规化学成分和香气成分检测。

1.4 香气成分测定方法[8]

采用SDE（同时蒸馏萃取）分离烟叶香味物质；采用GC 法测定其酸性成分，通过GC-MS 测定中性成分。

1.4.1 酸性物质GC 条件 Perkin Elmer Auto-System GC 色谱仪（配置分流/不分流进样口）；进样口温度为250℃，毛细管柱HP-FFAP（50m×0.32mm×0.53μm）；载气N2，柱头压100 kPa；火焰离子化检测器（FID）270℃；检测器氢气流量35m L/m in，空气流量350 m L/m in；进样方式为不分流和1 m in 后分流；分流比20∶1；进样量2 μL；采用与标准物质对照保留时间的方法进行定性；内标法定量；内标为乙酸苯乙酯。程序升温70℃（1 min）4℃/m in 210℃（20 m in）。

1.4.2 中性物质GC-MS 条件 色谱柱：DB-5（30 m×0.25 mm×0.25 μm）；程序升温：初温40℃（2 m in），以4℃/m in 升温至250℃（10 m in）；进样口250℃；载气He；柱头压100 kPa；分流比30∶1；进样量1.0 μL。传输线温度：250℃，离子源温度170℃；EI 能量70 eV，扫描范围35～350 uam；内标为芳樟醇；对采集到的质谱图利用NIST 和W ILEY 2个谱库进行串联检索；采用面积归一法定量。其余色谱条件同GC。

1.5 烟样常规化学成分和有机肥养分含量测定方法

1.5.1 烟叶样品 总糖、还原糖、总氮、烟碱、蛋白质和pH 采用美国产热电AntarisⅡ傅立叶变换近红外光谱仪测定；钾采用原子吸收法测定；氯采用莫尔法测定。

1.5.2 有机肥样品 总氮采用德国产元素分析仪测定；P2O5采用硫酸-过氧化氢消解，钒钼黄比色法测定；K2O 采用硫酸-过氧化氢消解，原子吸收光谱法测定；有机质采用重铬酸钾氧化比色法；pH 采用电位法测定。

1.5.3 土壤样品 水解氮采用碱解扩散法测定；速效磷采用碳酸氢钠提取-钼锑抗比色法测定；速效钾采用乙酸铵提取-原子吸收分光光度法测定；氯离子采用水提-硝酸银滴定法测定；有机质采用重铬酸钾氧化比色法测定；pH 采用电位法测定。

1.6 烟叶评吸

由广西中烟技术中心评吸专家进行评吸打分，取平均值。

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2 结果与分析

2.1 不同有机肥无机肥配比对烟株生长的影响

由表2 可知，栽后20 d 施用无机氮源（复合肥）的N0～N3 处理烟株的生长量明显高于完全施用有机氮源（有机肥）的N4 处理，单株鲜重高25%～30%，而N0～N3 处理差异较小，说明无机氮释放快，能被烟株及时吸收利用，因而烟株生长快，50%～100%无机氮处理之间差异较小，说明栽后20 d 内，烟株生长量较小，对氮素的需求量小，少量氮素就能满足烟株的生长需要。而N4 完全有机肥处理，有机氮释放慢，氮素供应不足，影响了烟株的生长。栽后40 d，单株鲜重表现为N2>N1>N3>N0>N4，以75%无机氮+25%有机氮（N2）处理生长最快，100%有机氮N4 处理单株生长量仅为N2 处理的63%，100%无机氮N0 处理单株生长量仅为N2 处理的73%，N1、N3 处理单株生长量好于N4、N0 之间。说明一方面氮素的供给量（释放）对烟株生长起着重要作用，另一方面有机肥中活性物质能刺激根系的生长，从而进一步促进烟株生长，二者之间比例协调非常重要，以施用不超过25%的有机肥能促进烟株早发快长，以75%无机氮+25%有机氮处理效果最好。

由表3 可见，不同有机无机肥配比处理中部叶大小表现为N2>N1>N0>N3>N4，上部叶大小表现为N0>N2>N4>N1>N3，并且各处理上部叶均比中部叶大，主要是6～7月份间遭遇严重干旱，中部叶生长受到一定影响，烟农留叶偏少，后期又雨水较多，加之因旱肥料流失少，导致后期有翻顶现象。从平均值和中上部叶协调性看，以N2 较好，N1 次之，N3 再次，而N0 和N4 翻顶过大。

表2 不同有机肥无机肥配比对烟株鲜重的影响（g/株）

表3 不同有机无机肥配比对烤烟中上部叶大小的影响

2.2 不同有机肥无机肥配比对烤烟经济性状的影响

由表4 可知，不同有机无机肥配比处理产量表现为N0>N1>N2>N3>N4，且N0 与N1，N1 与N2，N2 与N3，N3 与N4 之间差异均不显著，而N0 与N2，N1 与N3，N2 与N4 之间差异均达到显著水平，N0 与N3、N4，N1 与N4 之间差异均达到极显著水平。不同有机无机肥配比处理产值表现为N1>N0>N3>N2>N4，且N0 与N1，N0 与N3，N2 与N3 之间差异均不显著，而N0 与N2 之间差异均达到显著水平，N1 与N2、N3、N4，N0 与N4，N2、N3 与N4 之间差异均达到极显著水平。不同有机无机肥配比处理上等烟表现为N1>N0>N2=N3=N4，且各处理之间差异均不显著。可见，不同有机无机肥配比对烟叶产量和产值有显著影响，从经济性状看，以N1 处理最好，N0 处理次之，N2、N3 再次，N4 最差。

表4 有机无机肥配比对烤烟产量、产值及上等烟的影响

2.3 不同有机肥无机肥配比对烟叶常规化学成分的影响

由表5 可见，不同有机肥无机肥配比对上、中、下三个部位烟叶总糖、还原糖、总氮、蛋白质、氯离子无规律性影响。N3 和N4（50%以上有机氮）有一定程度降低上部叶烟碱含量的作用，但N1 和N2（12.5%～25%的有机氮）则有一定程度提高上部叶烟碱含量的作用，对中下部叶烟碱含量影响不明显，从检测结果看，各处理三个部位烟碱含量均偏高，糖碱比偏低，可能与烤烟旺长后期天气干旱，肥料流失少有关。施用25%以上有机氮处理对提高三个部位烟叶含钾量有明显的作用，但这可能与补充硫酸钾有关。

2.4 不同有机肥无机肥配比对烟叶香气成分的影响

表5 不同有机无机肥配比对烟叶常规化学成分的影响

由表6～表8 可见，不同有机无机肥配比处理中部叶中性香气成分总量（不含新植二烯）表现为N3>N0>N1>N2>N4，新植二烯表现为N0>N1>N2>N3>N4；酸性香气成分总量表现为N0>N1>N2>N3>N4。可见，随着有机肥施用比例提高，中部叶新植二烯和酸性香气成分是降低的。

表6 不同有机无机肥配比对中部烟叶中性香气成分的影响 （μg/g）

续表6

表7 不同有机无机肥配比对中部烟叶酸性香气成分的影响 （μg/g）

表8 不同有机无机肥配比处理中部烟叶酸性香气成分总量及香气指数B 值 （μg/g）

根据李章海等[9]研究，香气成分总量并不能反映烟叶香气质量的好坏，并不是所有香气成分均与烟叶香气质量呈正相关，而是一些呈正相关，另一些呈负相关；香气指数B 值能反映烟叶香气质量的好坏。由表7 可见，不同有机无机肥配比处理中部叶香气指数B 值表现为N2>N1>N0>N4>N3，但差异较小，说明有机肥比例超过50%对香气质量反而不利。

2.5 不同有机肥无机肥配比对烟叶感官评吸质量的影响

由表9 可知，不同有机无机肥配比处理表现为随着有机肥比例提高上部叶的各项感官评吸质量指标均有较明显改善，特别是对烟气细腻度提高半个至1个档次。对中下部叶主要是100%有机肥处理各项感官评吸质量指标有一定改善，其他处理的感官评吸质量指标差异不明显或无规律。可见，施用有机肥对提高上部叶感官质量效果较好。

2.6 不同有机肥无机肥配比对烟叶生产效益的影响

不同有机肥无机肥配比在生产环节主要是肥料投入成本有差异，其他成本相差不显著。由表10 可见，与对照相比，N1 处理能增加92.91 元/667m2的收入，而N2、N3 和N4 处理则分别减少336.09、346.35和1 039.70 元/667m2，可见，有机肥施用比例超过25%，烟叶生产效益降低。

3 结 论

（1） 以有机氮比例在25%（施有机肥100 kg/667m2）以下，能促进烟株早发和开片，有机氮超过50%烟株早发和开片反而不理想。

表9 不同有机无机肥配比对烟叶感官评吸质量的影响

表10 不同有机无机肥配比对烟叶生产环节的效益影响

（2） 以有机氮比例在12.5%（施有机肥50 kg/667m2）烟叶产值和上等烟比例最高，与对照（N0）相比，生产效益是增加的，当有机氮比例超过25%（施有机肥100 kg/667m2），随着有机肥比例的增加，生产效益呈递减趋势。

（3）与对照（N0）相比，以有机氮比例在50%（施有机肥200 kg/667m2）以上有降低上部叶烟碱含量的作用，中部叶香气指数B 值提高；而有机氮比例在25%（施有机肥100 kg/667m2）以下则有提高上部叶烟碱含量的作用，中部叶香气指数B 值降低。其他常规化学成分各部位烟叶差异不明显。

（4）随着有机肥比例提高上部叶的各项感官评吸质量指标（尤其烟气细腻度）均有明显改善。中下部叶主要是100%有机肥处理各项感官评吸质量指标有一定改善，其他处理的感官评吸质量指标差异不明显或无规律。

综上所述，从烤烟生长、投入产出比、烟叶质量改善以及对土壤的养护综合考虑，建议施有机肥控制在100 kg/667m2以下为宜。

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