張 凱，常 棟， 王曉強(qiáng)， 許躍奇， 何曉冰， 楊 楠， 馬文輝， 徐放達(dá)， 王明鑫

(河南省煙草公司 平頂山市公司， 河南 平頂山 467000)

河南煙葉是我國濃香型烤煙的典型代表，多年來，由于化學(xué)肥料使用不合理和連作等因素，造成植煙土壤結(jié)構(gòu)變差、養(yǎng)分供應(yīng)不均衡、微生物多樣性降低等問題，嚴(yán)重影響優(yōu)質(zhì)煙葉生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展[1-2]。煙草是對肥料比較敏感的經(jīng)濟(jì)作物，施肥技術(shù)是影響烤煙品質(zhì)的重要因素之一[3]。長期濫用化肥會導(dǎo)致煙葉部分營養(yǎng)元素的比例失衡、化學(xué)成分不協(xié)調(diào)及特色的弱化。通過施用有機(jī)肥培肥土壤是促進(jìn)煙株健壯發(fā)育，提高煙葉可用性的重要途徑。隨著煙葉生產(chǎn)的轉(zhuǎn)型升級，有機(jī)肥部分代替化肥是實現(xiàn)減少化肥施用量的有效途徑，對改善植煙土壤質(zhì)量，提高煙葉品質(zhì)具有重要作用。目前，豫中煙區(qū)與不同土壤相適應(yīng)的有機(jī)肥種類尚不明確，其生產(chǎn)上施用的有機(jī)肥主要是餅肥和農(nóng)家肥，不同種類有機(jī)肥的養(yǎng)分含量和碳氮比等不同，其養(yǎng)分釋放狀況也存在較大差異，對烤煙的生長發(fā)育和煙葉品質(zhì)的影響不同[4]。為此，采用田間試驗的方法，探討不同有機(jī)肥與化肥配施對土壤養(yǎng)分、煙葉品質(zhì)和經(jīng)濟(jì)效益的影響，以期為豫中煙區(qū)生產(chǎn)上有機(jī)肥的選擇及合理配施提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 烤煙 供試品種為中煙100，來源于青島中煙種子有限責(zé)任公司。

1.1.2 肥料 高碳基肥(氮2.5%，磷0.56%，鉀3.4%，有機(jī)質(zhì)60%)，河南惠農(nóng)土質(zhì)保育研發(fā)有限公司；生物有機(jī)肥(氮3%，磷2.8%，鉀3.2%，有機(jī)質(zhì)55%)，南陽昌隆農(nóng)業(yè)開發(fā)有限公司；芝麻餅肥(氮5%，磷2.7%，鉀1.6%，有機(jī)質(zhì)50%)，平頂山金葉實業(yè)有限公司；化肥(氮8%，磷12%，鉀20%),湖北香青化肥有限公司。

1.1.3 儀器 HP5890II-5972氣質(zhì)聯(lián)用儀，Agilent公司。

1.2 方法

1.2.1 試驗設(shè)計 試驗于2018年在平頂山市郟縣堂街鎮(zhèn)上李村進(jìn)行，采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計，設(shè)4個處理：對照(CK)，純化肥；T1，芝麻餅肥+化肥；T2，生物有機(jī)肥+化肥；T3，高碳基肥+化肥；3次重復(fù)。小區(qū)面積約260 m2。每個小區(qū)氮素用量為60 kg/hm2，除CK外，其余處理化肥(無機(jī)氮)∶有機(jī)肥(有機(jī)氮)為1∶1，各處理N∶P2O5∶K2O施用比例為1∶1.5∶3.5，根據(jù)有機(jī)肥的氮含量確定有機(jī)肥施用量。

1.2.2 指標(biāo)測定

1) 土壤養(yǎng)分、pH及酶活性。在煙草旺長期按5點采樣法采集各小區(qū)煙株根系附近0～20 cm土壤，剔除土壤樣品中石塊和植物殘根等雜物，混勻過2 mm篩，一部分置于室內(nèi)自然風(fēng)干，一部分放入4℃冰箱保存。有機(jī)碳(SOC)含量采用重鉻酸鉀外加熱法測定，堿解氮(AN)含量采用堿解擴(kuò)散法測定，速效磷(AP)含量的測定采用0.5 mol/L NaHCO3浸提-鉬銻抗比色法，pH測定采用電位法測定，固液比為1∶2.5[5]；硝態(tài)氮和銨態(tài)氮采用連續(xù)流動分析儀測定，微生物量碳(MBC)采用熏蒸浸提-重鉻酸鉀容量法測定，土壤微生物量氮(MBN)采用熏蒸浸提法測定[6]。土壤酶活性參照文獻(xiàn)[7]的方法測定。

2) 煙葉常規(guī)化學(xué)成分。各小區(qū)選取上部代表性煙葉樣品1 kg，常規(guī)化學(xué)成分按照YC/T159-2002、YC/T160-2002、YC/T161-2002、YC/T217-2007和YC/T162-2011方法測定煙葉中總糖、還原糖、煙堿、鉀和氯的含量。中性致香物質(zhì)采用HP5890II-5972氣質(zhì)聯(lián)用儀進(jìn)行提取與檢測。

3) 煙葉產(chǎn)質(zhì)量。以小區(qū)為單位，煙葉成熟時掛牌采收烘烤，烘烤結(jié)束后統(tǒng)計各小區(qū)煙葉總質(zhì)量和各等級煙葉質(zhì)量，按照2018年河南省煙葉收購價格計算煙葉的均價、中上等煙比例和產(chǎn)值。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2013和SPSS 20.0對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理與分析，采用單因素方差分析(one-way ANOVA)和Tukey HSD法多重比較檢驗各處理間的差異顯著性(P<0.05)。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對植煙土壤養(yǎng)分及酶活性的影響

從表1可知，不同處理土壤養(yǎng)分含量及酶活性的變化。有機(jī)碳：T3最高，為10.63 g/kg；T2其次，為9.75 g/kg；CK最低，為7.35 g/kg；不同有機(jī)肥與化肥配施處理均顯著高于CK，T3顯著高于T1和T2，T1與T2間差異不顯著。微生物量碳：T3最高，為80.86 mg/kg；T2其次，為68.34 mg/kg；CK最低，為36.45 mg/kg；不同有機(jī)肥與化肥配施處理均顯著高于CK，各有機(jī)肥與化肥配施處理間差異顯著。微生物量氮：T3最高，為60.69 mg/kg；T2其次，為58.70 mg/kg；CK最低，為42.23 mg/kg；不同有機(jī)肥與化肥配施處理均顯著高于CK，各有機(jī)肥與化肥配施處理間差異不顯著。堿解氮：T2最高，為58.95 mg/kg；T3其次，為57.98 mg/kg；CK最低，為50.29 mg/kg；T2與T3間、T1與CK間差異均不顯著，T2與T3顯著高于T1與CK。速效磷：T2最高，為23.07 mg/kg；T3其次，為19.63 mg/kg；CK最低，為17.19 mg/kg；T2顯著高于其余處理，CK、T1和T3間差異不顯著。pH：T3最高，為7.11；T2其次，為7.03；CK最低，為6.93；T2與T3間、T1與CK間差異均不顯著，T3顯著高于T1與CK。脲酶：T1和T2最高，均為0.14 mg/(g·24h)；CK最低，為0.12 mg/(g·24h)；不同處理間差異均不顯著。蔗糖酶：T2最高，為211.60 mg/(g·24h)；T3其次，為199.45 mg/(g·24h)；CK最低，為114.54 mg/(g·24h)；T2與T3間、T1與CK間差異均不顯著，T2與T3顯著高于T1與CK。多酚氧化酶：T2最高，為3.80 mg/(g·h)；T3其次，為3.73 mg/(g·h)；CK最低，為2.46 mg/(g·h)；不同處理間差異均不顯著。

表1 不同處理植煙土壤的養(yǎng)分含量及酶活性的變化

注：同列不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)，下同。

Note: Different lowercase letters in the same column mean significance of difference atP<0.05 level. The same below.

2.2 不同處理對烤煙葉品質(zhì)的影響

2.2.1 常規(guī)化學(xué)成分 從表2可知，4個處理煙葉常規(guī)化學(xué)成分含量的變化。煙堿：不同處理的變幅為2.50%～3.09%，依次為CK>T1>T3>T2，CK顯著高于各有機(jī)肥與化肥配施處理，T2顯著低于T1和T3，T1與T3間差異不顯著?？偺牵翰煌幚淼淖兎鶠?1.75%～25.93%，依次為T3>T2>T1>CK，各處理間差異均不顯著。還原糖：不同處理的變幅為17.76%～22.96%，依次為T3>T2>T1>CK，T2和T3顯著高于CK，T1與CK間差異不顯著，各有機(jī)肥與化肥配施處理間差異不顯著?？偟翰煌幚淼淖兎鶠?.32%～2.46%，依次為CK>T1>T2>T3，各處理間差異均不顯著。鉀：不同處理的變幅為1.29%～1.75%，依次為T3>T2>T1>CK，CK顯著低于除T1外的其余處理，其余處理間差異不顯著。氯：不同處理的變幅為0.64%～0.74%，依次為CK>T1>T3>T2，各處理間差異均不顯著。糖堿比：不同處理的變幅為5.75～8.99，依次為T2>T3>T1>CK，CK顯著低于其余處理，T2與T3間差異不顯著，但均顯著高于T1。兩糖比：不同處理的變幅為0.82～0.89，依次為T1=T3>T2>CK，各處理間差異均不顯著。鉀氯比：不同處理的變幅為1.74～2.61，依次為T3>T2>T1>CK，CK顯著低于其余處理，其余處理間差異均不顯著。

表2 不同處理煙葉常規(guī)化學(xué)成分的含量

2.2.2 中性致香物質(zhì) 從表3看出，共檢出糠醛、糠醇和2-乙?；秽?1種中性致香物質(zhì)，按煙葉香氣前體物質(zhì)可將其劃分為美拉德反應(yīng)產(chǎn)物、苯丙氨酸類、類西柏烷類和類胡蘿卜素類等降解產(chǎn)物類[8-9]。其中，美拉德反應(yīng)產(chǎn)物8種、苯丙氨酸類4種、類西柏烷類1種、類胡蘿卜素降解產(chǎn)物15種、其他類2種和葉綠素降解產(chǎn)物1種。中性致香物質(zhì)總量，T1和T3分別為746.85 μg/g和699.57 μg/g，較CK分別提高13.91%和6.73%，T2較CK略有降低；除新植二烯外的香氣物質(zhì)總量，T3最高，為177.33 μg/g，較CK提高16.73%。美拉德反應(yīng)產(chǎn)物總量，不同有機(jī)肥與化肥配施處理均高于CK，依次為T3>T2>T1>CK；苯丙氨酸類物質(zhì)總量，T3和T1分別為29.49 μg/g和24.03 μg/g，分別較CK增提高36.78%和11.46%， T2較CK降低3.7%，T3的4種苯丙氨酸類致香物質(zhì)中，除苯乙醛外，苯甲醇、苯甲醛和苯乙醇含量明顯高于其他處理；類西柏烷類的茄酮含量，不同有機(jī)肥與化肥配施處理均高于CK，以T3最高，為32.42 μg/g，較CK提高18.41%，T1和T2較CK分別提高11.32%和4.05%；類胡蘿卜素降解產(chǎn)物總量，不同有機(jī)肥與化肥配施處理均高于CK，各處理變幅為76.01～83.74 μg/g，依次為T3>T1>T2>CK；T1、T2和T3分別較CK提高5.66%、0.82%和10.17%。不同有機(jī)肥與化肥配施處理對煙葉類胡蘿卜素類香氣物質(zhì)影響較大的組分為β-二氫大馬酮、巨豆三烯酮B和法尼基丙酮；愈創(chuàng)木酚和2,6-壬二烯醛含量不同有機(jī)肥與化肥配施處理較CK均有所降低；新植二烯含量，各處理變幅為498.37～582.28 μg/g，依次為T1>T3>CK>T2；T1和T3分別較CK提高15.64%和3.71%，T2較CK略降低。

表3 不同有機(jī)肥與化肥配施煙葉中性致香物的含量

2.3 不同處理對烤煙經(jīng)濟(jì)性狀的影響

從表4看出，不同處理的產(chǎn)量、產(chǎn)質(zhì)、均價及中上等煙比例的變化。產(chǎn)量：CK最高，為2 707.35 kg/hm2；T1其次，為2 635.50 kg/hm2；T2最低，為2 497.45 kg/hm2；CK顯著高于T2和T3，CK與T1間、T1～T3間差異均不顯著。產(chǎn)值：不同處理變幅為61 209～67 497元/hm2，依次為T3>T1>T2>CK，T3顯著高于其余處理，T1和T2間差異不顯著，但均顯著高于CK。均價：T3最高，為27.03元/kg；T2其次，為25.83元/kg；CK最低，為22.62元/kg；不同有機(jī)肥與化肥配施處理間差異不顯著，但均顯著高于CK。中上等煙比例：不同處理變幅為87.77%～89.48%，依次為T2>T3>T1>

表4不同施肥處理烤煙的經(jīng)濟(jì)性狀

Table 4 Economic traits of flue-cured tobacco under different fertilization treatment

處理Treatment產(chǎn)量/(kg/hm2)Yield產(chǎn)值/(元/hm2)Output value均價/(元/kg)Average price中上等煙比例/% Proportion of medium and superior tobacco leavesCK2 707.35 a61 209 c22.62 b87.77 bT12 635.50 ab65 123 b24.71 a88.36 abT22 497.45 b64 509 b25.83 a89.48 aT32 499.75 b67 497 a27.03 a89.25 a

CK，不同有機(jī)肥與化肥配施處理間差異不顯著，T2、T3與CK間差異顯著，T1與CK間差異不顯著。

3 結(jié)論與討論

有機(jī)肥含有大量有機(jī)質(zhì)和作物生長所需要的營養(yǎng)成分。施用有機(jī)肥可明顯改善土壤理化性質(zhì)和提高土壤肥力[10-12]。高碳基肥是以生物炭為主要原料的一種有機(jī)肥料，可通過改善土壤酸堿度和團(tuán)體結(jié)構(gòu)、提高土壤養(yǎng)分和豐富土壤微生物量和群體功能多樣性，達(dá)到改良土壤的作用[13-16]。研究結(jié)果表明，不同有機(jī)肥與化肥配施，均可提高土壤養(yǎng)分含量，尤其是高碳基肥的作用效果較好，可明顯提高有機(jī)碳、微生物量碳、微生物量氮、堿解氮和速效鉀含量，以及提高土壤蔗糖酶活性，為煙株生長發(fā)育提供豐富的土壤養(yǎng)分。

煙葉常規(guī)化學(xué)成分和中性致香物質(zhì)與煙葉品質(zhì)密切相關(guān)，是煙葉感官評吸質(zhì)量高低的重要指標(biāo)[17]。研究結(jié)果表明，不同有機(jī)肥與化肥配施對烤后煙葉的煙堿、總糖、還原糖和鉀含量產(chǎn)生不同程度的影響。總糖、還原糖和鉀含量較對照升高，煙堿和總氮含量較對照降低，鉀氯比提高，糖堿較適宜，有利于改善煙葉品質(zhì)。香氣是煙葉風(fēng)格特色和質(zhì)量特征的核心，但是其成分非常復(fù)雜，有些香氣物質(zhì)含量少，但對煙葉香氣貢獻(xiàn)很大[18]。同時，煙葉香吃味的好壞不取決于某些物質(zhì)的絕對含量，而更多依賴于各成分之間的比例是否協(xié)調(diào)[19]。研究結(jié)果表明，芝麻餅肥與化肥和高碳基肥與化肥處理的煙葉香氣物質(zhì)總量明顯提升，3種有機(jī)肥與化肥配施均對除新植二烯的香氣物質(zhì)總量有提升作用。主要原因：1) 有機(jī)肥中含有更全面的營養(yǎng)元素，可為土壤和煙草提供氨基酸、脂肪酸和有機(jī)酸等有機(jī)營養(yǎng)物質(zhì)，同時含有礦質(zhì)元素。2) 配施有機(jī)肥可活躍土壤生化過程，有利于有機(jī)養(yǎng)分的轉(zhuǎn)化，對增加煙葉致香物質(zhì)具有促進(jìn)作用。3) 有機(jī)肥與化肥配施提高了肥料的碳氮比，有利于均衡土壤養(yǎng)分的供應(yīng)，促進(jìn)烤煙碳氮代謝的適時轉(zhuǎn)化，進(jìn)而改善煙葉常規(guī)化學(xué)成分的協(xié)調(diào)性。李靜等[20]研究指出，鉀是煙葉中多種酶的活化劑，能夠增加糖類和芳香類物質(zhì)合成與積累，該研究中，中性致香物質(zhì)的增加可能與煙葉鉀含量的升高具有一定關(guān)系。

有機(jī)肥與化肥配施后烤煙均價和中上等煙比例較施純化肥提高，進(jìn)而增加其經(jīng)濟(jì)效益。煙葉的品質(zhì)受品種、土壤類型、施肥和烘烤技術(shù)等因素的影響。施肥是農(nóng)藝措施中最為重要的可控因素之一。有機(jī)肥與化肥配施對改善土壤質(zhì)量、提高烤煙化學(xué)品質(zhì)與香氣物質(zhì)含量和增加經(jīng)濟(jì)效益等方面的效果顯著。綜合3種有機(jī)肥與化肥配施的作用效果，豫中煙區(qū)以高碳基肥與化肥按1∶1配施為宜。