菜子饼肥等氮替代化肥雪茄烟叶产质量及土壤有效养分含量变化

李富强 廖成 陈红华 乔保明 向泽第 王雪松 徐祥玉 谭军

李富強，廖 成，陈红华，等. 菜子饼肥等氮替代化肥雪茄烟叶产质量及土壤有效养分含量变化［J］. 湖北农业科学，2024，63（2）：79-83．

摘要：为了探索施用不同比例的有机肥氮对雪茄烟叶生长及产质量的影响，采用大田试验方式，以雪茄烟叶品种CX80为材料、菜子饼肥为有机肥氮源，按有机肥氮、化肥氮不同配施比例设置4个处理，分别为CK（0∶100%）、T1（10%∶90%）、T2（20%∶80%）、T3（30%∶70%），研究各处理对植烟土壤pH和养分含量、雪茄烟叶生长和品质的影响。结果表明，随有机肥氮替代比例的增加，呈现出土壤速效钾、碱解氮、有效硼含量逐步下降，有效钼持续增加，pH、有机质含量、交换性钙含量、交换性镁含量、阳离子交换量先上升后下降；与CK相比，T2株高、叶数分别增加12.02%和3.09%，T3中部最大叶面积增加7.69%，T2、T3烟叶产量显著增加（P<0.05），烟叶均价分别提高7.64%、7.57%；随有机肥氮替代化肥氮比例的增加，晾制后烟叶烟碱、总糖、总氮含量呈先增加后减少趋势，糖碱比和钾氯比上升；感官评吸呈波动增加趋势，其中T3最高，其次是T1、T2。

关键词：菜子饼肥；等氮替代；雪茄烟叶；植烟土壤；烟叶品质

中图分类号：S572； S141.5； S158.3         文献标识码：A

文章编号：0439-8114（2024）02-0079-05

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2024.02.014 开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Changes of yield and quality of cigar tobacco leaves and soil available nutrients content by replacing chemical fertilizer with rapeseed cake fertilizer at equal amount of nitrogen

LI Fu-qiang1， LIAO Cheng1， CHEN Hong-hua1， QIAO Bao-ming1， XIANG Zhe-di1，

WANG Xue-song1， XU Xiang-yu2， TAN Jun1

（1.Enshi Branch of Hubei Provincial Tobacco Company， Enshi  445000， Hubei， China； 2.Institute of Plant Protection， Soil and Fertilizer， Hubei Academy of Agricultural Sciences， Wuhan  430064， China）

Abstract：In order to explore the effects of application of different proportions of organic fertilizer nitrogen on the growth and quality of cigar tobacco leaves， a field experiment was conducted， with cigar tobacco variety CX80 as the material and rapeseed cake fertilizer as the source of organic fertilizer nitrogen， and four treatments were set according to different proportions of organic fertilizer nitrogen and chemical fertilizer nitrogen， including CK （0∶10%）， T1 （10%∶90%）， T2 （20%∶80%） and T3 （30%∶70%）. The effects of each treatment on pH and nutrient content of soil， and growth and quality of tobacco leaves were studied. The results showed that， with the increase of the replacement ratio of organic nitrogen， the content of soil available potassium， alkali-hydrolyzed nitrogen and available boron gradually decreased， the available molybdenum continued to increase， and the pH value， organic matter， exchangeable calcium， exchangeable magnesium and cation exchange capacity increased first and then decreased. Compared with the control， the plant height and leaf number of T2 increased by 12.02% and 3.09%， respectively， and the maximum leaf area of T3 increased by 7.69%. The yield of treatment T2 and T3 was significantly higher than CK， and the average price of tobacco leaves was increased by 7.64% and 7.57% compared with CK. With the increase of the proportion of organic fertilizer nitrogen replacing chemical fertilizer nitrogen， the contents of nicotine， total sugar and total nitrogen in tobacco leaves after air-curing increased first and then decreased， and the ratio of sugar to alkali and the ratio of potassium to chloride increased. The sensory taste showed a fluctuating trend， and T3 was the highest， followed by T1 and T2.

Key words：rapeseed cake fertilizer；equal nitrogen replacement；cigar tobacco；tobacco planting soil；yield and quality of tobacco leaves

施用有机肥一直是中国烟区土壤保育和提升烤烟品质的重要举措，近年来有机肥部分替代化肥已成为中国烟区普遍采用的一种施肥模式^［1］。菜子饼肥是中国南方烟区的重要有机肥源，对增加烟叶产量、改善烟叶品质发挥着很好的作用^［2］。有研究表明，菜子饼肥氮替代30%化肥氮对改善土壤、提高烟叶质量效果较好^［3，4］。也有研究认为，菜子饼与复合肥按25%∶75%配施时提升烤烟品质的效果最好^［5］，菜子饼肥占比超过40%时则会降低烟叶品质^［6］。曹杰^［7］的研究认为，有机肥氮取代50%的化肥氮时香料烟的产质量较好。张建国等^［8］认为只有适宜比例的有机肥才能促进烟株生长、提高烤烟株高和增加有效叶数，如果有机肥施用比例过高，会导致烤烟早期速效养分供给不足，生长受阻，后期不易落黄，成熟延迟。但有机肥养分含量低，肥效缓慢，不能及时满足作物生长所需^［9］。因此，不同的作物、不同的有机肥种类，有机肥氮替代化肥氮的比例不同产生的效果不同。

雪茄烟叶是一种晾烟，对氮素的吸收水平高于烤烟，而且氮素的供应要一直持续到采收阶段。需要较多的有机肥和适量的无机肥料，有机肥如油菜饼肥、大豆饼肥等^［10］。近年来，随着国产雪茄烟的发展，有关雪茄烟叶的研究逐渐增多，但集中在移栽期、晾制、发酵技术等方面^［11-15］，关于有机肥与无机肥配施对雪茄烟叶产质量的应用鲜有报道。湖北省来凤县雪茄烟叶产业经过10余年的潜心发展，已具备稳定的规模。本研究通过开展不同比例菜子饼肥等氮替代化肥试验，考察其对雪茄烟叶产质量的影响，进一步明确适宜的有机肥氮替代比例，以期为提高来凤县国产雪茄烟原料水平提供理论依据和技术支撑。

1 材料与方法

1.1 试验区概况

试验于2021年4—10月进行，试验点位于湖北省来凤县旧司镇岩缝窝村，海拔500 m，地势平坦，土壤为山地黄棕壤。土壤有机质含量为17.9 g/kg，碱解氮含量为103.25 mg/kg，速效钾含量为127.16 mg/kg，有效磷含量为285.76 mg/kg，pH為5.2。

1.2 试验设计

试验施纯氮165 kg/hm²，N∶P₂O₅∶K₂O=1.00∶0.93∶3.00，按有机肥氮、化肥氮不同配施比例设置4个处理，分别为0∶100%（CK，仅施化肥）、10%∶90%（T1）、20%∶80%（T2）、30%∶70%（T3）。随机区组排列，重复3次，小区面积26.4 m²。供试氮肥为雪茄烟叶专用肥（含N 10%、P₂O₅10%、K₂O 25%）、钙镁磷肥（含P₂O₅7.4%）、硝酸钾肥（含N 13.5%、K₂O 44.5%）、硝铵磷肥（含N 30%、P₂O₅6%）；供试有机肥为菜子饼肥，恩施神力生物科技有限公司生产，有机质≥70%，水分≤30%，N 2.00%，P₂O₅1.10%，K₂O 1.30% 。

施肥按照总氮平衡的要求，根据肥料氮含量确定用量。菜子饼肥使用方法按照用量于施底肥时采取条施施入，其他管理均按常规措施进行，具体施肥方式和施肥量见表1。供试烟草品种为CX-80，于2021年4月29日移栽，行距、株距分别为110、40 cm。

1.3 样品采集

1.3.1 土壤样品采集 雪茄烟叶成熟采收结束后，采取5点取样法采集0～20 cm耕层土壤，混合后去除植物碎片等残体过20目网筛收集在无菌自封袋中，在2～4 ℃下转移至实验室，自然风干后磨碎过筛，用于土壤理化性状指标测定。每个小区取样6份。

1.3.2 雪茄烟叶样品采集 雪茄烟叶采收晾制时按小区、叶位挂牌标记，晾制结束后用于统计产量，并再次按小区部位标记进行统一发酵，发酵结束后进行二次分级，取中部JNC1样品2.5 kg用于常规化学成分检测与感官评价分析。

1.4 测定项目与方法

1.4.1 土壤理化性状指标测定 土壤样品测定指标包括pH、有机质含量、碱解氮含量、有效磷含量、速效钾含量、交换性钙含量、交换性镁含量、有效钼含量、有效硼含量和阳离子交换量，参照文献^{［16，17］}的方法进行测定。

1.4.2 雪茄烟叶大田农艺性状、常规化学成分与感官评吸测定

1）农艺性状调查。雪茄烟叶移栽60 d后，按照标准《烟草农艺性状调查测量方法》（YC/L 42—2010）^［18］测定株高、叶数、茎围、节距、最大叶长与最大叶宽。最大叶面积=最大叶长×最大叶宽×0.634 5。

2）烟叶产质量测定。雪茄烟叶按小区挂牌标记，按小区采收、晾制、发酵，晾制结束后，按小区进行初次分级并统计产量、产值。

3）常规化学成分测定。按照烟草行业标准 YC/T 159—2002^［19］ 测定烟叶总糖和还原糖含量（质量分数）；分别按照烟草行业标准YC/T 161—2002^［20］、YC/T 160—2002^［21］、YC/T 217—2007^［22］及YC/T 162—2002^［23］测定总氮、烟碱、钾和氯的含量；并计算两糖比（还原糖/总糖）、糖碱比（总糖/烟碱）、氮碱比（总氮/烟碱）和钾氯比（钾/氯）。

4）感官评价。感官评吸指标包括香气质、香气量、余味、甜度、杂气、刺激性、燃烧性和灰色。将各处理调制后的中部叶卷成单料雪茄烟，请评吸专家根据 YC/T 415—2011^［24］的方法进行感官质量评价。各项指标权重见表2。

1.4.3 数据处理 采用 Microsoft Excel 2010软件整理试验数据，采用DPS V14.5 统计分析软件处理数据。采用 Duncan?s 新复极差法进行数据间差异的多重比较，差异显著水平设置为P<0.05。

2 结果与分析

2.1 菜子饼肥等氮替代化肥对土壤pH及肥力的影响

由表3可知，菜子饼肥氮替代化肥氮后，随替代比例的增加，呈现出土壤速效钾、碱解氮含量逐步下降，pH先上升后下降，有效磷含量波动变化，有机质先上升后下降的态势。其中，T2的土壤pH和有机质含量最高，有效磷含量以T1最高，各处理肥力指标差异不显著。这表明有机肥氮替代能改善土壤酸化状况、提高土壤养分含量。

2.2 菜子饼肥等氮替代化肥对土壤主要中微量元素及阳离子交换量的影响

烟草所需的中微量元素主要由根系从土壤中吸收，因而土壤中有效态中微量元素的含量必然影响烟叶中微量元素状况，进而影响烟叶产量和品质^{［25，26］}。由表4可知，菜子饼肥氮替代化肥氮可以增加土壤交换性钙、交换性镁和阳离子交换量，随有机肥氮替代比例的增加，土壤交换性钙、交换性镁、阳离子交换量呈先上升后下降的趋势，有效钼含量呈持续增加的态势，而有效硼含量呈较为明显的下降趋势。其中，T2在交换性钙、交换性镁及阳离子交换量增加上最为明显。整体来看，各处理间土壤中微量元素含量差异不显著。

2.3 菜子饼肥等氮替代化肥对烟叶农艺性状的影响

由表5可知，有机肥氮替代化肥氮对烟株株高、叶数、茎围、中部叶最大叶面积和上部叶最大叶面积的增加上均有不同程度的促进作用。T2的烟叶株高、叶数分别比CK增加12.02%和3.09%，T3在提高中部最大叶面积上更有优势，比CK增加7.69%，T1在茎围和上部叶最大叶面积上增加明显。综合长势，以T3即有机肥氮替代30%化肥氮处理整体表现较好，株型较为合理。各指标在不同的处理间差异未达显著水平。

2.4 菜子饼肥等氮替代化肥对烟叶经济性状的影响

由表6可知，除处理T1烟叶的产量出现了小幅度的下降外，其余处理产量均有不同程度的增加，其中T2和T3的产量分别比CK提高了28.71%、18.19%，与CK和T1差异均达显著水平（P<0.05）；各菜子饼肥处理的烟叶均价均比CK高，平均提高6.79%，以菜子饼肥有机肥氮替代20%、30%的化肥氮处理较高。这说明有机肥氮替代化肥氮在提高产量和等级结构上具有一定的优势。综合比较产量和均价，T2、T3产生较高的经济效益，以T2的经济效益最高，比CK提高了38.55%。

2.5 菜子饼肥等氮替代化肥对晾制后烟叶常规化学成分的影响

由表7可知，菜子饼肥氮等量替代化肥氮，晾制后烟叶的化学成分发生了变化，烟叶烟碱、总糖、总氮随有机肥氮替代比例的提高呈先增加后减少趋势，钾含量波动变化，而还原糖、氯含量相对稳定。化学成分及其比值是衡量烟叶化学成分协调性的重要指标，随有机肥氮替代比例的增加，各处理的氮碱比、两糖比下降，范围在1.32～1.35和0.32～0.35，糖堿比稳中有升，在0.12～0.13，钾氯比上升较为明显，以T3上升幅度最大，比CK增加3.29%。

2.6 菜子饼肥等氮替代化肥对烟叶感官质量的影响

烟叶是满足人们吸食需要的特殊商品，其感官特征是烟叶品质优劣最直接、最权威和最客观的反映。评吸结果（图1）显示，总分分值由高至低依次为T3、T1、T2、CK。与CK相比，其余处理香气质、香气量、杂气等评价指标的分值均在增加，总分接近或者高于80分，其中T3在香气质、杂气、刺激性、余味、甜度、燃烧性等指标上提高最多，T1能有效改善香气量和灰色，其他指标上的分值仅次于处理T3，T2总分值介于处理T1和T3，比CK评分高7.53分。

3 讨论

3.1 有机肥氮替代化肥氮对土壤养分的影响

土壤碱解氮、有效磷和速效钾是反映土壤养分供给的主要指标^［17］。本研究表明，菜子饼肥有机肥等氮替代化学氮之后，土壤pH和有机质含量增加，这与邢鹏飞等^［27］的研究结果相同，而与季璇等^［28］的研究结论不一致，可能是有机肥增加了土壤有机质含量，而有机质能够吸收和容纳土壤中各种养分物质，避免养分流失，从而提高了土壤的保肥性。

钙是烟草灰分中的主要成分^［29］，土壤矿质元素含量明显影响烟叶品质。本研究结果显示，菜子饼肥有机肥氮替代化肥氮后，可以降低土壤有效硼含量，增加交换性钙、交换性镁、阳离子交换量、有效钼含量。其中，菜子饼肥有机肥氮替代20%化肥氮处理交换性钙、交换性镁含量及阳离子交换量增加最为明显。

3.2 有机肥氮替代化肥氮对烟叶产质量的影响

有机肥、无机肥配施能显著提高烤烟干物质量和表观生产率^［30］。本试验配施菜子饼肥后，对雪茄烟叶烟株农艺性状均有不同程度的促进作用，菜子饼肥替代30%化肥氮在提高中部最大叶面积上更有优势，替代20%和30%的化肥氮可显著提高产量，说明有机肥氮与化肥氮只有在合适的配比下才能改良土壤，提高土壤肥力，促进烟株生长，这与刘蒙蒙等^［31］的研究结论一致。 经济效益表明，有机肥替代后烟叶的均价提高，平均提高了6.79%。这可能是菜子饼肥养分丰富，能优化烟株根系生长环境，促进烟草早生快发，使烟叶更好开片，可以改善烟叶的外观质量、提高烟叶等级结构。

氮碱比是评价烟叶感官质量最重要的指标^［32-34］。本研究烟叶氮碱比为1.32～1.35，与海南雪茄烟叶相近，钾氯比为12.78～13.20，接近于哥伦比亚烟叶^［35］，但与之前报道^［36］的优质雪茄烟叶的化学成分及其比值范围有出入。这可能与雪茄烟叶品种、土壤、生态等条件不同有直接关系。

本研究表明，配施油菜子饼有机肥可以改善雪茄烟叶香气质、香气量、杂气，这与武雪萍等^［37］的研究结果相同。而不同替代比例影响效果不同，可能由于菜子饼有机肥氮替代的比例不同，在土壤中分解供应养分状况也不同，所以对烟叶品质影响效果不同。

刘晶等^［35］通过对国内外有代表性的雪茄烟叶品质进行分析，发现不同产区的雪茄烟叶理化成分含量有差异。因此，评价国产雪茄烟原料质量水平既要客观真实，也要保持与时俱进的科学态度。

4 小结

菜子饼肥自身营养丰富，与化学肥料配施，可以保肥土壤，增强烟株的长势，提高烟叶产量，改善烟叶品质。在恩施州雪茄烟叶产区，30%菜子饼肥替代化学氮肥具有较好的推广前景。

参考文献：

［1］ 王超超，黄剑滨，陈善义，等.不同有机无机复合肥对烤烟生长发育和产质量的影响［J］.作物研究，2017，31（5）：515-518.

［2］ 杨红武，李 帆，朱开玲，等.饼肥对烟草植烟土壤的影响［J］.安徽农业科学，2011，39（7）：3880-3881.

［3］ 陈 尧，郑 华，石俊雄，等.施用化肥和菜籽粕对烤烟根际微生物的影响［J］.土壤學报，2012，49（1）：198-203.

［4］ 梁洪涛，李 莉，孙明辉，等.菜籽饼肥对漯河烟叶化学成分及其感官质量的影响［J］.江西农业学报，2015，27（2）：71-73，78.

［5］ 付利波，苏 帆，陈 华，等.菜籽饼肥不同用量对烤烟产量及质量的影响［J］.中国生态农业学报，2007，15（6）：77-80.

［6］ 刘 宇.有机-无机肥配比量对烟草生长发育及产质量影响的研究［D］.长沙：湖南农业大学，2008.

［7］ 曹 杰，姚继盛，温玉转，等.有机氮部分替代无机氮对香料烟产量、产值及品质的影响［J］.河南农业科学，2012，41（3）：38-41.

［8］ 张建国，聂俊华，杜振宇.复合生物有机肥在烤烟生产中的应用研究［J］.植物营养与肥料学报，2004，10（4）：424-428.

［9］ 邹原东，范继红.有机肥施用对土壤肥力影响的研究进展［J］.中国农学通报，2013，29（3）：12-16.

［10］ 秦艳青，李爱军，范静苑.优质雪茄茄衣生产技术探讨［J］.江西农业学报，2012，24（7）：101-103.

［11］ 王一恒.雪茄外包皮烟关键栽培技术研究［D］.郑州：河南农业大学，2011.

［12］ 孙延国，刘好宝 ，高华军，等.移栽期对海南雪茄外包皮烟叶生长发育及产量品质的影响［J］.中国烟草科学，2019，40（3）：91-98.

［13］ 卢绍浩，张嘉雯，赵 喆，等.晾制湿度对雪茄烟叶碳氮代谢关键酶活性及品质的影响［J］.中国烟草学报，2020，26（4）：26-34.

［14］ 李晶晶，史宏志，杨兴有，等.发酵条件对雪茄芯叶TSNAs及其前体物含量变化的影响［J］.中国烟草学报，2019，25（6）：120-125.

［15］ 时向东，张晓娟，王卫武，等.栽培密度对雪茄外包皮烟叶片化学成分和物理特性的影响［J］.中国烟草学报，2005，11（2）：40-42.

［16］ 鲍士旦.土壤农化分析［M］.第三版.北京：中国农业出版社， 2007.

［17］ 鲁如坤.土壤农业化学分析方法［M］.北京：中国农业科学技术出版社，2000.

［18］ YC/L 42—2010，烟草农艺性状调查测量方法［S］.

［19］ YC/T 159—2002，烟草及烟草制品水溶性糖的测定 连续流动法［S］.

［20］ YC/T 161—2002，烟草及烟草制品总氮的测定 连续流动法［S］.

［21］ YC/T 160—2002，烟草及烟草制品总植物碱的测定 连续流动法［S］.

［22］ YC/T 217—2007，烟草及烟草制品钾的测定 连续流动法［S］.

［23］ YC/T 162—2002，烟草及烟草制品氯的测定 连续流动法［S］.

［24］ YC/T 415—2011，烟草在制品感官评价方法［S］.

［25］ 王影影，梁洪波，徐宜民，等.山东典型植烟土壤微量元素有效态含量研究［J］.土壤，2014，46（1）：172-177.

［26］ 陈 博，任艳芳，段建军，等.贵州铜仁主要烟区植烟土壤有效态微量元素含量及评价［J］.西北农业学报，2012，21（7）：107-111.

［27］ 邢鹏飞，高圣超，马鸣超，等.有机肥替代部分无机肥对华北农田土壤理化特性、酶活性及作物产量的影响［J］.中国土壤与肥料，2016（3）：98-104.

［28］ 季 璇，冯长春，郑学博，等.饼肥等氮替代化肥对植烟土壤养分、酶活性和氮素利用的影响［J］.中国烟草科学，2019，40（5）：23-29.

［29］ 刘国顺.烟草栽培学［M］.北京：中国农业出版社，2003.

［30］ 朱英华，田维强，芶剑渝，等.有机无机复混肥对水稻土烤烟养分积累、分配与利用的影响［J］.中国烟草科学，2019，40（2）：30-37.

［31］ 刘蒙蒙，王慧方，徐世杰，等.有机氮与无机氮配比对海南雪茄烟茄衣生长和根际土壤营养状况的影响［J］.河南农业大学学报，2015，49（5）：584-589.

［32］ 吴殿信，王 兵，林 平，等.当前制约我国混合型卷烟产品发展的几个技术问题［J］.烟草科技，1999（2）：31-33.

［33］ 杨 楷，郑宏斌，黄 莺，等.施氮量对烤烟氮代谢关键酶活性的影响［J］.山地农业生物学报，2020，39（3）：75-79.

［34］ 李 志，史宏志，刘国顺，等.施氮量对皖南砂壤土烤烟碳氮代谢动态变化的影响［J］.土壤，2010，42（1）：8-13.

［35］ 刘 晶，张文军，白晓莉，等.国内外不同雪茄烟综合品质对比分析［J］.西南农业学报，2022，35（1）：81-89.

［36］ 金熬熙.雪茄烟生产技术［M］.北京： 轻工业出版社，1998.

［37］ 武雪萍，钟秀明，秦艳青，等.不同种类饼肥与化肥配施对烟叶香气质量的影响［J］.中国农业科学，2006，39（6）：1196-1201.

收稿日期：2023-03-20

基金项目：湖北省烟草公司项目（027Y2021-028）；湖北省烟草公司恩施州公司科技项目（恩州烟叶［2020］36号）

作者简介：李富强（1978-），男，河南正阳人，农艺师，硕士，主要从事烟草栽培和烟叶调制技术推广工作，（电话）13872706750（电子信箱）

544371826@qq.com；通信作者，谭 军，高级农艺师， 主要从事于烟草栽培与土壤保育工作，（电子信箱）1139560054@qq.com。