不同有机肥对烤烟生长发育及产质量的影响

王东飞， 肖 飞， 张亚恒， 孙 畅， 吕红灵， 张力元， 许洪庆，王冬梅， 李艳红， 赵 娟， 陈清明

(1.贵州中烟工业有限责任公司技术中心， 贵州 贵阳 550000； 2.云南瑞升烟草技术(集团)有限公司， 云南 昆明 650106； 3.云南省烟草烟叶公司， 云南 昆明 650218； 4.云南省烟草公司 昆明市公司禄劝分公司， 云南 禄劝 651500)

0 引言

【研究意义】化肥是种植烤烟的常用肥料，因其速效养分含量高、肥效快，能保障烤烟的正常生长发育，但随着长期大量使用化肥，引起土壤结构变劣、功能减退、土壤团粒结构被破坏及有机质含量下降，造成土壤板结，从而影响烤烟的产量和品质[1]。改变土壤环境，活化土壤养分，让烟草栽培向绿色、健康的生态农业方向发展是未来烟草可持续发展的重要途径。针对不同的生态环境与烤烟品种，不同种类有机肥产生的肥效不同，选择适宜当地烤烟种植的有机肥更能有效保障优质烟叶的生产[2-6]。云南省禄劝县土壤以红壤为主，因常年施用化肥，导致土壤有机质含量和肥力水平下降，加之大田前期降雨量少，烤烟移栽后水分缺乏，制约着当地烤烟的发展。因此，探讨不同有机肥对烤烟生长发育及产质量的影响，对保育烟田土壤和提高烟叶质量具有重要意义。【前人研究进展】众多研究表明，施用有机肥不仅可以活化土壤养分，提高土壤微生物和酶活性，还能提高土壤总孔隙度，使耕层土壤变松，增加持水能力，提高水分有效利用率，促进有机质的累积[2-8]。潘艳华等[7-8]研究表明，通过改变土壤环境，可培肥地力，促进烤烟生长，增加烟叶干物质积累，提高致香物质总量，促进其化学成分更协调，改善烤烟感官品质，从而有效提高其经济效益。【研究切入点】前人在单施有机肥的用量、施用方式对烤烟生长发育、烟叶产量和品质等方面均有研究。有关不同生物有机肥对禄劝烟区烤烟生长发育及产质量的影响研究鲜见报道。【拟解决关键问题】比较分析3个不同施肥处理烤烟的农艺性状、经济性状、常规化学成分、物理性状、外观质量和感官质量，确定适宜当地烤烟生长的有机肥类型，以期为云南禄劝烟区烤烟优质生产提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验于2020年4—9月在禄劝县绿槐村进行，前作为大麦，土壤类型为红壤。土壤有机质34.91 g/kg、水解性氮131.67 mg/kg、有效磷77.53 mg/kg、速效钾403.37 mg/kg、全氮2.12 g/kg、全磷2.37 g/kg、全钾18.49 g/kg、pH 6.76。

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)，菌种主要为枯草芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌；保水有机肥(保水剂≥10%，有机质≥40%)，常规商品有机肥，均购自云南天禾地生物科技股份有限公司。

1.3 试验方法

1.3.1 试验设计 试验采用完全随机区组排列，设3个处理:CK，常规商品有机肥1 500 kg/hm2+农家肥9 000 kg/hm2+烟草专用复合肥600 kg/hm2；A1，生物有机肥1 500 kg/hm2+农家肥9 000 kg/hm2+烟草专用复合肥600 kg/hm2；A2，保水有机肥1 500 kg/hm2+农家肥9 000 kg/hm2+烟草专用复合肥600 kg/hm2。不设重复，并确保不同处理的N、P、K含量相同，各处理种植烤烟500株。肥料均在移栽前一次性施用，田间管理按现代烟草农业标准统一管理。

1.3.2 指标测定

1) 农艺性状。每处理选取具有代表性的烟株10株，挂牌标记。参照《烟草农艺性状调查方法》(YC/T 142—2010)[9]测定各处理旺长期烤烟株高、茎围、有效叶数及上、中、下部最大叶的长和宽。

2) 经济性状。各处理严格挂牌烘烤，确保从采收、编烟、分级全过程跟踪，保证样品对应精准。烤后烟叶依照《烤烟》(GB 2635-1992)[10]进行分级，各级烟叶价格按照产区当年收购价格计算，并调查烟叶等级比例、烟叶产质量和均价。

3) 品质测定。分别采集各处理烤后烟叶B2F、C3F和X2F各2 kg，测定其常规化学成分、物理性状和外观质量。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 5 606.4—2005)[11]进行评审，并采用9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。指数和法计算综合得分，综合得分越高，烟叶各指标质量越好[12]。

1.4 数据分析

采用Excel 2010和SPSS 25.0对试验数据进行统计分析，并进行Duncun’s新复极差法多重比较。

2 结果与分析

2.1 不同处理烤烟旺长期的主要农艺性状

由表1可知，3个处理旺长期烤烟的农艺性状存在差异。株高为107.62～118.16 cm，依次为CK>A1>A2，A1和A2显著低于CK；茎围为8.64～9.45 cm，依次为A1>A2>CK，各处理间差异显著；有效叶数为22.60～23.10片，依次为A1>CK>A2，各处理间差异均不显著；上部叶长和宽分别为45.05～48.31 cm和15.36～17.21 cm，中部叶长和宽分别为67.05～68.44 cm和28.69～28.80 cm，下部叶长和宽分别为61.68～69.66 cm和29.08～31.61 cm，其中，除中部叶长外，各指标均以A1最大。综合看，A1的烟株长势最好。

表1 不同处理烤烟旺长期的农艺性状

2.2 不同处理烤后烟叶的经济性状

从表2看出，不同处理烤后烟叶的经济性状不同。烤烟的产量和产值分别为2 547.15～2 612.7 kg/hm2和78 170.1～80 185.65元/hm2，均依次为A2>A1>CK；上等烟比例为62.79%～66.50%，以A1最高，分别较CK和A2提高2.84百分点和3.71百分点；中等烟比例为22.25%～26.53%，以CK最高，A1和A2分别较CK降低4.28百分点和0.83百分点；下等烟比例为9.81%～11.51%，均依次为A2>A1>CK。综合看，A1和A2烤烟的产量、产值和上等烟比例表现较好。

表2 不同处理烤后烟叶的经济性状

2.3 不同处理烤后烟叶的常规化学成分

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%，钾含量在2%以上，氯含量在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[13]。由表3可知，B2F：各处理的总植物碱、氯离子和总氮含量分别为2.29%～2.50%、0.51%～0.56%和1.59%～1.81%，均在优质烟叶标准范围内；总糖和还原糖含量偏高，分别为36.9%～40.9%和29.2%～33.9%；钾含量偏低，为1.34%～1.50%。从化学成分协调性看，A1的糖碱比、氮碱比和CK的钾氯比更接近优质烟叶标准。C3F：各处理的总植物碱、氯离子和总氮含量分别为1.76%～2.41%、0.19%～0.52%和1.62%～1.85%，均在优质烟叶标准范围内；总糖和还原糖含量偏高，分别为30.4%～34.7%和23.3%～27.8%；钾离子含量偏低，为1.47%～1.83%。从化学成分协调性看，A1的糖碱比、A2的氮碱比、CK和A2的钾氯比更接近优质烟叶标准。X2F：各处理的总植物碱、氯离子、总氮含量、钾含量分别为1.83%～2.02%、0.12%～0.19%、1.78%～1.86%和2.04%～2.33%，均在优质烟叶标准范围内；总糖和还原糖含量偏高，分别为29.8%～34.5%和25.9%～30.0%。从化学成分协调性看，各处理的糖碱比略高，氮碱比和钾氯比均在优质烟叶标准范围内。

表3 不同处理烤后烟叶的常规化学成分

2.4 不同处理烤后烟叶的物理特性

从表4看出，各处理烤后烟叶的物理特性存在差异。B2F：各处理烟叶的物理特性指数和为26.97～28.47，表现为A1>CK>A2。其中，A1的厚度(0.124 mm)和叶面密度(110.46 g/m2)最大，含梗率(21.12%)最小；A2的抗张力(3.56 N)、抗张强度(0.24 kN/m)、平衡含水率(15.78%)和填充值(2.63 cm3/g)最大。C3F：各处理烟叶的物理特性指数和为21.39～28.29，表现为A1>CK>A2。其中，A1的厚度(0.096 mm)、叶面密度(102.09 g/m2)、抗张力(3.20 N)、抗张强度(0.21 kN/m)和平衡含水率(16.17%)最大，含梗率(24.49%)和填充值(2.44 cm3/g)最小，A2的含梗率(30.52%)、填充值(3.78 cm3/g)最大。X2F：各处理烟叶的物理特性指数和为22.56～24.60，表现为A1>CK>A2。其中，A1的含梗率(32.08%)、叶面密度(65.64 g/m2)和平衡含水率(14.89%)最大，填充值(2.76 cm3/g)最小，A2的叶片厚度(0.072 mm)、抗张力(2.39 N)和抗张强度(0.16 kN/m)最大。

表4 不同处理烤后烟叶的物理特性

2.5 不同处理烤后烟叶的外观质量

由表5可知，不同处理各等级烟叶的外观质量不同，但差异不大。B2F：各处理烟叶的颜色、成熟度、身份、油分和色度表现一致，分别均为9.0分、9.0分、6.5分、7.0分和7.0分；残伤为0.5%～1.5%；综合得分为8.04～8.12分，依次为A1=CK>A2；综合结构、长度和残伤指标看，A1均优于CK。C3F：各处理烟叶的成熟度表现一致，均为9.0分；结构、身份、油分和色度以A1最高，分别为9.5分、9.5分、7.0分和5.0分；残伤为1.0%～3.0%；综合得分为8.14～8.62分，依次为A1>CK>A2。X2F：各处理烟叶的颜色、成熟度、身份、色度表现一致，分别均为9.0分、9.0分、6.5分、4.5分；残伤为1.0%～2.0%；综合得分为7.77～7.97分，依次为A1>CK>A2。

表5 不同处理烤后烟叶的外观质量

2.6 不同处理烤后烟叶的感官质量

从表6看出，各处理不同部位烟叶的感官质量存在差异。香气质除B2F的A1、X2F的CK外均为7.0分；香气量以B2F的A1和A2、C3F的A1最高，均为7.5分，X2F最低，均为6.5分；刺激性和余味得分为6.5～7.5分；杂气除X2F外均为7.0分；浓度得分除X2F的CK和A1为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6.89～7.30分、6.93～7.15分和6.54～6.81分。综合看，各部位的综合评分均以A1最高，具有较好的香气量和香气质，浓度高，燃烧性好，劲头足。

表6 不同处理烤后烟叶的感官评价

3 讨论

不同施肥效应对烟草生长的影响不同，研究表明，生物有机肥处理烤烟旺长期的农艺性状长势最好，与齐永杰等[14-15]的研究结果相似。生物有机肥含有较多有机质和促生物质，同时含有大量功能菌，随着有益微生物的复活繁殖，丰富了根际微生物的种类，不仅活化土壤养分，改善土壤环境，其产生的多种促生产物促进烟株的根系发育，从而提高地上部的生长发育；其所含大量有机质也提升土壤的营养含量，经微生物分解后产生大量的腐殖酸，锁住土壤水分和矿质营养元素，为烟株生长提供良好且持久的土壤肥力，进而提高烟株的农艺性状[16-18]。

保水有机肥具有保水、保温和保肥等特点，可有效抑制水分蒸发，提高土壤饱和含水量，固定营养物质，具有营养储存和保蓄水作用，在一定程度上减少可溶性养分的流失。近年来，禄劝烟区烟株生长前期干旱少雨的情况多见，施用保水有机肥可满足烟株前期对水和肥的需求，保证烟株的正常生长，从而提高经济效益。众多研究表明，生物有机肥的有益微生物通过大量繁殖，不仅可丰富烟苗根区的微生物种类，且微生物产生的多种次级代谢产物通过改善根际的营养环境，还能促进烤烟的根系发育和生长，提高上等烟比例，增加烟叶的产量和产值[19-23]。研究结果显示，保水有机肥处理烤烟的产量和产值最高，分别为2 612.70 kg/hm2和80 185.65元/hm2，生物有机肥处理的上等烟比例最高，为66.50%，表明保水有机肥和生物有机肥均能提高烤烟的经济效益，虽然保水有机肥处理的烤烟产量和产值最高，但差异不大，且综合烤烟的农艺性状、外观质量和感官质量，均以合理配施生物有机肥的效果最佳。

烟叶的外观质量是其化学成分与物理特性的综合反映。土壤水分状况对烤烟生理代谢活动和大田土壤溶液中的离子状态均产生重要影响，从而影响烤烟的化学成分。汪耀富等[24]研究表明，增加烤烟成熟期土壤水分，能提高烟叶中还原糖和钾含量，使化学成分更加协调；刘星等[22,25]认为，生物有机肥可使叶肉细胞密度增加，叶片组织疏松度、厚度等方面较为适宜，使其内含物变得充实，油分充足，烟叶落黄好，耐熟性成熟度高，从而明显改善其物理特性和外观质量。研究表明，虽然保水有机肥处理烤烟的化学成分协调性更好，但其物理特性、外观质量和感官质量较生物有机肥处理差。表明，烟株生长对水和肥的需求会影响后期烟叶品质，保水有机肥能够保障烟株对大田生育期水分的需求，改善烟叶的化学成分协调性；而影响感官质量的因素较多，与致香成分、人为主观感受和不同烟区等有关[26]，因此要根据实际情况，合理配施有机肥。

4 结论

施用生物有机肥和保水有机肥均能有效促进烤烟的生长发育，对其化学成分、物理特性、外观质量和感官质量均有所改善。其中，生物有机肥处理烤烟的长势最好，其茎围、有效叶数、上部叶长、上部叶宽、中部叶宽、下部叶长和下部叶宽分别为9.45 cm、23.10片、48.31 cm、17.21 cm、28.80 cm、69.66 cm和31.61 cm；改善烟叶化学成分协调性和物理特性，各部位感官质量综合评分均以生物有机肥处理最高，具有较好的香气量和香气质；产量、产值和上等烟比例较高，分别为2 560.05 kg/hm2、78 570.00元/hm2和66.50%。综合表明，云南禄劝烟区烤烟生长以合理配施生物有机肥效果最优。