楊錦娟，李國(guó)宏，楊志新，楊懷云，陳 華，陳檢鋒*

（1.云南農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，云南昆明650201；2.昆明市煙草公司嵩明分公司，云南嵩明651700；3.云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)環(huán)境資源研究所，云南昆明650205）

中國(guó)烤煙的消費(fèi)、產(chǎn)質(zhì)量居世界第一，是名副其實(shí)的烤煙大國(guó)，同時(shí)烤煙的種植和加工是云南省的支柱產(chǎn)業(yè)之一，全省種植面積超過40 萬hm2。近年來，煙地土壤質(zhì)量的衰退影響了云南煙業(yè)可持續(xù)性發(fā)展，以化肥為主的烤煙連作產(chǎn)質(zhì)量，忽視了有機(jī)肥的施用和合理輪作，造成煙田土壤養(yǎng)分發(fā)生非均衡性變化[1]。研究表明，土壤作為作物產(chǎn)質(zhì)量的重要載體，一個(gè)良好的土壤環(huán)境，是實(shí)現(xiàn)烤煙的優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的必要條件[2～3]。在烤煙的產(chǎn)質(zhì)量過程中，施肥對(duì)煙葉的品質(zhì)起決定性的作用。據(jù)統(tǒng)計(jì)，施肥方式及肥料種類對(duì)煙葉的產(chǎn)量和產(chǎn)值的貢獻(xiàn)率高達(dá)39.19%和47.28%，而且對(duì)煙葉的品質(zhì)貢獻(xiàn)率可達(dá)24.80%[4]。綠肥是一種生物肥源，同時(shí)也是中國(guó)傳統(tǒng)的重要有機(jī)肥料之一，具有質(zhì)量高、肥效好、投資少、成本低的優(yōu)點(diǎn)。綠肥含有大量有機(jī)質(zhì)，翻入土壤后，能改善土壤的物理化學(xué)性狀，增強(qiáng)土壤的透氣性和保水保肥能力，同時(shí)使土壤調(diào)節(jié)水、肥、氣、熱的性能變好，有利于作物的生長(zhǎng)。所以，發(fā)展綠肥能夠促進(jìn)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

種植翻壓綠肥可以提高煙葉的品質(zhì)[5]，還能在很大程度上提升土壤肥力，明顯改善土壤的物理化學(xué)性狀[6]；王巖[7]等人在研究綠肥中養(yǎng)分釋放規(guī)律及對(duì)煙葉品質(zhì)的影響證明種植綠肥能改善作物品質(zhì)；施用綠肥能提高作物產(chǎn)量[8]，顯著增加土壤有機(jī)質(zhì)含量，由于綠肥有機(jī)質(zhì)含量較為豐富，經(jīng)過翻壓入土處理后可以顯著增加土壤有機(jī)質(zhì)含量，據(jù)研究，將15 t的綠肥翻壓還田，就能使土壤中有機(jī)質(zhì)含量增加2.25 t[9～10]。在烤煙的產(chǎn)質(zhì)量形成過程中，總存在后期脫肥而難追肥的問題，但從綠肥的供肥特征來看，正好可以解決這一問題[11]；采用綠肥與烤煙輪作方式，選擇生長(zhǎng)季節(jié)與烤煙不相矛盾的綠肥，在不施肥的情況下，煙田冬季空閑茬口種植冬季綠肥，綠肥種植期起到保水、保肥、改土、改善環(huán)境的作用，豆科綠肥還能固氮增肥，翻壓還土后能為后季作物提供速效養(yǎng)分從而提高烤煙質(zhì)量[12～13]，同時(shí)由于綠肥一般都含有較高的氮素營(yíng)養(yǎng)，翻壓還田后烤煙的施肥量必然會(huì)發(fā)生改變；因此配施綠肥條件下，化肥用量的多少，需要人們因地制宜，不斷進(jìn)行試驗(yàn)研究，找出綠肥與化肥的合理配施量。陳蕾[14]等人經(jīng)試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)與黑麥草相比，綠肥箭舌豌豆的氮素養(yǎng)分含量更高，所以箭舌豌豆翻壓還田時(shí)要相應(yīng)減少氮肥的施用量，該研究發(fā)現(xiàn)以減氮9 kg/hm2較為適宜；袁家富[15]等人經(jīng)研究表明，翻壓的綠肥品種不同，對(duì)烤煙化學(xué)成分的影響也不相同，差異很大。翻壓紫花苕子同時(shí)減氮22.5 kg/hm2烤煙產(chǎn)質(zhì)量最佳；郭云周[9]等人在云南省曲靖市的紅壤旱地上開展實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，綠肥翻壓還田能提高當(dāng)?shù)責(zé)熑~品質(zhì)，在翻壓等量綠肥條件下，減施15%的化肥可以實(shí)現(xiàn)烤煙高產(chǎn)高效；也有研究表明，減氮10%也可實(shí)現(xiàn)烤煙的優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)；劉勝良[10]等人通過煙田綠肥全量還田后對(duì)氮肥用量進(jìn)行調(diào)整，發(fā)現(xiàn)減氮40%對(duì)烤煙的產(chǎn)質(zhì)量較為適宜；石楠[16]等人通過試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，以箭舌豌豆作為綠肥翻壓還田，減氮20%～30%對(duì)烤煙產(chǎn)質(zhì)量適宜。

為解決烤煙產(chǎn)質(zhì)量過程中有機(jī)肥肥源質(zhì)量不穩(wěn)定、施用成本高，烤煙栽培必須施用有機(jī)肥的矛盾，本試驗(yàn)在綠肥原位翻壓還田作為烤煙基肥的基礎(chǔ)上，研究綠肥替代不同化肥氮梯度對(duì)烤煙產(chǎn)質(zhì)量的影響，擬在找出云南主要煙區(qū)煙后復(fù)種綠肥最佳氮替代量，為云南煙葉有機(jī)肥替代化肥減施增效模式提供指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)地點(diǎn)：云南省嵩明縣小街鎮(zhèn)云南省農(nóng)科院基地（北緯 25°05′、東經(jīng) 102°40′）。

試驗(yàn)時(shí)間：2017 年 4 月至 2018 年 10 月。

供試化肥：選取尿素（N≥46.67%）、過磷酸鈣（P2O5≥16%）、硫酸鉀（K2O≥51%）。

供試品種：烤煙品種為K326。

綠肥品種：光葉紫花苕。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)置6 個(gè)處理，處理T1，種植翻壓綠肥+不施氮肥；處理T2，種植翻壓綠肥+55%N 肥；處理T3，種植翻壓綠肥+70%N 肥；處理T4，種植翻壓綠肥+85%N 肥；處理 T5，種植翻壓綠肥+100%N 肥；處理 T6（CK），農(nóng)民習(xí)慣（單施100%氮肥），3 次重復(fù)，試驗(yàn)小區(qū)面積28 m2，采用隨機(jī)區(qū)組排列?？緹煼N植株行距為55 cm×120 cm，種植1.5 萬株/hm2。試驗(yàn)煙田土壤理化性狀見表1。

表1 煙田基礎(chǔ)土壤理化性狀

烤煙移栽前20 d，刈割綠肥（光葉紫花苕），將其粉碎后，用旋耕機(jī)全量就地翻壓入土壤；基肥60%于烤煙移栽當(dāng)天4 月3 日施入，翻壓肥40%于烤煙團(tuán)棵期5 月21 日穴施。各處理磷、鉀用量相等，施肥量見表2。

表2 各處理施肥量

1.3 田間管理

在烤煙的大田種植期間，要注重病蟲害的防治，煙葉成熟后，要及時(shí)進(jìn)行采摘、烘烤及煙葉的分級(jí)。

1.4 樣品采集及調(diào)查記載

土樣：取樣時(shí)間為 2017 年 11 月 2 日，采用 5 點(diǎn)取樣法，選取0～20 cm 煙田耕層土壤。

煙樣：分別取烤煙植株上、中、下部位采樣，最后煙株整株取樣。務(wù)必按小區(qū)留取各重復(fù)樣品；以及做好煙株生物性狀有效葉片數(shù)、株高、莖粗、最大葉長(zhǎng)、最大葉寬的相關(guān)數(shù)據(jù)記錄。

1.5 測(cè)定項(xiàng)目與方法

土樣：測(cè)定供試土壤的理化性狀，測(cè)定方法參照鮑士旦《土壤農(nóng)化分析》[17]。

煙株農(nóng)藝性狀測(cè)定：打頂后每個(gè)小區(qū)取有代表性煙株9 株，分別測(cè)量其最大葉長(zhǎng)、最大葉寬、株高、莖圍、有效葉片數(shù)等農(nóng)藝性狀。

烤煙經(jīng)濟(jì)性狀：選取烤煙植株各部位，烘烤后計(jì)算煙葉產(chǎn)量、產(chǎn)值、農(nóng)學(xué)養(yǎng)分利用率、上等煙比例及中上等煙比例。

1.6 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)采用Microsoft Excel 2003 進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，SPSS 17.0 軟件進(jìn)行單因素方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 配施綠肥條件下不同N肥減量梯度對(duì)煙株農(nóng)藝性狀影響

由表3 可知，在烤煙打頂期，不同處理烤煙莖粗、最大葉長(zhǎng)、最大葉寬存在差異，但差異不顯著。處理T3農(nóng)藝性狀均高于處理T6（CK）；處理T5 最大葉長(zhǎng)、最大葉寬均高于其他處理。有效葉片數(shù)各處理間差異顯著，表現(xiàn)為處理T3=處理T4＞處理T2=處理T5＞處理T6（CK）＞處理 T1。處理 T2、處理 T3、處理 T4、處理 T5 的株高顯著高于處理 T6（CK）、處理 T1。

表3 不同N 肥減量梯度對(duì)煙株農(nóng)藝性狀的影響

2.2 配施綠肥條件下不同N肥減量梯度對(duì)烤煙產(chǎn)量的影響

由圖1 看，處理 T2、處理 T3、處理 T4、處理 T5、處理 T6（CK）的產(chǎn)量顯著高于處理 T1，這可能是由于處理T1 施加氮肥量較少，不能夠滿足烤煙的產(chǎn)質(zhì)量養(yǎng)分需求所致。隨著施加氮肥量的增加，處理 T2、處理 T3、處理 T4、處理 T5 與處理 T6（CK）差異顯著，保持了較高的產(chǎn)量。然而處理T3 的產(chǎn)量與處理 T6（CK）相比還增加了1.56%。

隨著施氮量的增加，烤煙的產(chǎn)量先升后降，處理T1產(chǎn)量最低，處理T3 產(chǎn)量最高；表明在烤煙的種植過程中，僅靠翻壓綠肥產(chǎn)生的養(yǎng)分量不足以提供烤煙整個(gè)生長(zhǎng)過程中養(yǎng)分的需要量；減氮30%，烤煙產(chǎn)量最高。

2.3 配施綠肥條件下不同N肥減量梯度對(duì)烤煙產(chǎn)值的影響

由圖2 可得，烤煙總產(chǎn)值之間存在一定差異，處理 T1 產(chǎn)值最低，為 36299.4 元/hm2；處理 T2、處 理T3、處理 T4、處理 T5、處理 T6（CK）產(chǎn)值顯著高于處理T1。

與處理 T6（CK）相比較，處理 T3、處理 T5 的烤煙總產(chǎn)值增加了7.28%、18.96%，處理T1、處理T2、處理T4 的總產(chǎn)值減少了34.05%、9.18%、7.51%；處理T5產(chǎn)值最高，為65475.04 元/hm2，其次處理 T3 產(chǎn)值為59045.66 元/hm2。

2.4 配施綠肥條件下不同N肥減量梯度對(duì)烤煙產(chǎn)投比的影響

由圖3 可知，處理T1 雖然減少了氮肥的投入量，但是也使得煙葉的產(chǎn)出較小，遠(yuǎn)低于其他處理。而隨氮肥量的減少，處理T2、處理T3、處理T4、處理T5 均與處理T6（CK）未呈現(xiàn)顯著性差異，說明適當(dāng)減少氮肥的投入量也可以保證烤煙較高的產(chǎn)投比，節(jié)約產(chǎn)質(zhì)量成本，減少過量施用氮肥造成的破壞。

2.5 配施綠肥條件下不同N肥減量梯度對(duì)烤煙上等煙及中上等煙比例的影響

如表4 所示，上等煙比例表現(xiàn)為處理T5＞處理T3＞處理 T2＞處理 T4＞處理 T6（CK）＞處理T1，但是各處理均未呈現(xiàn)顯著性差異，表明適當(dāng)減施氮肥可以促進(jìn)上等烤煙的產(chǎn)出；處理T5 與處理T1、處理T2、處理T4 相比顯著提升了中等煙的比例，與處理T3 相比未呈現(xiàn)顯著性差異，但是與處理T6（CK）相比較，處理T3、處理T5 的中上等煙比例分別提高了6.22%、23.41%。

表4 不同處理烤煙上等煙及中上等煙比例

2.6 配施綠肥條件下不同N肥減量梯度對(duì)烤煙氮農(nóng)學(xué)利用率的影響

由圖4 可知，不同處理的氮養(yǎng)分農(nóng)學(xué)利用率之間存在顯著性差異，處理T3 的農(nóng)學(xué)養(yǎng)分利用率最高，為9.59%，相對(duì)于處理T6（CK）提升了7.06%；由于處理T2 減施氮肥比例較大，使得氮肥農(nóng)學(xué)養(yǎng)分利用率最低，僅為7.04%，遠(yuǎn)低于中國(guó)平均氮肥利用率水平。表明隨減施氮肥量的減少，烤煙的農(nóng)學(xué)利用率呈現(xiàn)了先升后降的趨勢(shì)，而在減氮30%時(shí)，烤煙農(nóng)學(xué)利用率達(dá)到了最高水平。

3 討論

本試驗(yàn)通過田間試驗(yàn)研究了綠肥替代不同化肥氮梯度對(duì)烤煙產(chǎn)質(zhì)量的影響。結(jié)果表明，（1）在氮肥不減量的情況下，配施綠肥的效果更好，說明綠肥與化肥配施能達(dá)到提高煙葉品質(zhì)的目的，這與曹鵬云[18]、魯彩艷[19]等人的研究結(jié)果一致。因?yàn)榫G肥、化肥的施用雖然都能向土壤提供氮素養(yǎng)分，但兩者相比，綠肥的供氮效率要比化肥高，綠肥還田能很好的保持和提高土壤肥力。（2）通過處理種植翻壓綠肥+不施氮肥處理可知，試驗(yàn)中綠肥全量就地翻壓所產(chǎn)生的氮養(yǎng)分量不夠烤煙生長(zhǎng)過程中所需的氮養(yǎng)分量，需要通過施用化學(xué)肥料補(bǔ)充養(yǎng)分。（3）與對(duì)照處理相比，種植翻壓綠肥+70%N 處理的烤煙產(chǎn)量、產(chǎn)值，產(chǎn)投比、中上等煙比例、養(yǎng)分利用率都有所提高，說明本試驗(yàn)中烤煙產(chǎn)質(zhì)量較適宜減氮量為30%。而郭云周等在研究翻壓等量綠肥和化肥減量對(duì)紅壤旱地烤煙產(chǎn)量產(chǎn)值的影響試驗(yàn)中提出，化肥用量減量15%為最佳量[11]；劉勝良等人在云南省石林縣研究翻壓光葉苕綠肥后，氮肥用量減氮40%為最佳[12]。試驗(yàn)結(jié)果的差異可能是由于所種植烤煙品種、綠肥翻壓量、翻壓時(shí)間及試驗(yàn)種植地點(diǎn)不同所引起的。

4 結(jié)論

（1） 綠肥翻壓能明顯提高烤煙的烤煙經(jīng)濟(jì)性狀；通過比較，種植翻壓綠肥+100%N 肥處理與不種植翻壓綠肥+100%氮肥處理（CK）相比較，烤煙的產(chǎn)值、產(chǎn)投比、中上等煙比例分別提高了18.96%、18.96%、23.41%，煙株生物性狀中有效葉片數(shù)、株高也都有提高，但產(chǎn)量、農(nóng)學(xué)養(yǎng)分利用率分別降低了4.75%，21.33%。

（2） 綠肥與化肥的合理配施能很好的提升烤煙的品質(zhì)；處理T3 的烤煙產(chǎn)量、產(chǎn)值相比各處理產(chǎn)投比、中上等煙比例、農(nóng)學(xué)利用率都有所提高，分 別 提 高 了 1.56% 、7.28% 、7.28% 、6.22% 、7.06%，處理T3 的煙株生物性狀有所提高，且農(nóng)學(xué)養(yǎng)分利用率也最高。

綜上所述，試驗(yàn)通過減施氮肥對(duì)烤煙產(chǎn)量、產(chǎn)值等指標(biāo)的研究，表明烤煙產(chǎn)質(zhì)量較適宜的減氮量為30%。