張紀(jì)利,魏茳越,王 景,劉國(guó)順,王新發(fā),黃崇峻,殷全玉,韋建玉
(1.廣西中煙工業(yè)有限責(zé)任公司,廣西南寧 530001;2.河南農(nóng)業(yè)大學(xué)煙草學(xué)院/煙草行業(yè)煙草栽培重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/河南省生物炭工程技術(shù)研究中心,河南鄭州 450002;3.武漢科技大學(xué)理學(xué)院,湖北武漢 430081)
煙草是我國(guó)重要的經(jīng)濟(jì)作物,近年來(lái),煙葉提質(zhì)增效及綠色清潔生產(chǎn)已成為煙草行業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)[1]。然而,在烤煙生產(chǎn)中,長(zhǎng)期施用化肥和連作導(dǎo)致煙田土壤環(huán)境惡化,肥料利用率低,煙株生長(zhǎng)發(fā)育不良,病蟲(chóng)害加重,煙葉的產(chǎn)量和質(zhì)量下降[2]。生物炭是由生物有機(jī)物料在高溫、缺氧條件下裂解形成的一種含碳量極高的產(chǎn)物,具有復(fù)雜的孔隙結(jié)構(gòu)和較強(qiáng)的吸附性能,對(duì)土壤理化性質(zhì)、微生物特性、土壤肥力和土壤固碳有一定影響,是一種良好的土壤改良劑[3-6]。
高碳基有機(jī)肥是以生物炭為主要原料的有機(jī)肥,在植煙土壤改良中應(yīng)用廣泛[7]。煙草專(zhuān)用高碳基有機(jī)肥利用生物質(zhì)炭改善土壤微生物棲息環(huán)境,使微生物菌劑更易在煙草根系周?chē)ㄖ砙8],同時(shí)富含煙草生長(zhǎng)發(fā)育所需的各種營(yíng)養(yǎng)元素和有機(jī)質(zhì),既具有無(wú)污染、無(wú)公害、肥效持久、壯苗抗病、改良土壤、提高產(chǎn)量、改善品質(zhì)等諸多優(yōu)點(diǎn),又能克服大量使用化肥、農(nóng)藥帶來(lái)的環(huán)境污染、生態(tài)破壞和土壤地力下降等弊端[9]。許多研究表明,高碳基有機(jī)肥能調(diào)節(jié)植煙土壤理化性質(zhì)、改善微生物群落結(jié)構(gòu)和提高植煙土壤微生物的碳源利用能力,同時(shí)還有促進(jìn)烤煙生長(zhǎng)、改善烤后煙葉品質(zhì)的作用[10-11]。
賀州市位于廣西東北部,該地區(qū)氣候溫和、雨量充沛,煙草種植歷史悠久,是廣西主要的煙區(qū)之一。近年來(lái),隨著長(zhǎng)期種植煙草,土壤環(huán)境惡化,微生物群落減少,病害發(fā)生較為嚴(yán)重,導(dǎo)致煙葉的產(chǎn)量和品質(zhì)下降。為了改善植煙土壤環(huán)境,推廣新型肥料是一種重要的改良措施。高碳基有機(jī)肥兼具挖掘土壤本身肥力和提高氮肥利用率的雙重效果[12],因此,本試驗(yàn)設(shè)置在賀州市富川縣研究穴施不同用量的高碳基有機(jī)肥對(duì)當(dāng)?shù)責(zé)煵萆L(zhǎng)狀況和經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量的影響,以確定該地區(qū)高碳基有機(jī)肥最佳用量并進(jìn)行推廣應(yīng)用。
烤煙品種為云煙87。試驗(yàn)所用的高碳基有機(jī)肥來(lái)自河南惠農(nóng)土質(zhì)保育研發(fā)有限公司,高碳基有機(jī)肥的主要成分及含量為:總養(yǎng)分(N+P2O5+K2O)≥5.00%,有機(jī)質(zhì)(干基)≥45.00%,生物炭≥20.00%,粗脂肪≥1.00%,水分≤20.00%。
田間試驗(yàn)于2019年在廣西自治區(qū)賀州市富川縣木朗村(111.16°E、24.53°N)進(jìn)行,海拔高度為167 m。試驗(yàn)地前茬作物為水稻,土壤類(lèi)型為黃壤土,土壤肥力中等,灌排方便。土壤的基礎(chǔ)肥力狀況為有效磷含量56.44 mg/kg、速效鉀含量 117.11 mg/kg、銨態(tài)氮含量18.70 mg/kg、硝態(tài)氮含量29.78 mg/kg、pH值7.82、總氮含量0.22%、總碳含量3.49%。
對(duì)照CK為常規(guī)施肥,施用煙草專(zhuān)用有機(jī)肥(含純N、P2O5、K2O分別為12%、9%、24%),總施肥量為1 125 kg/hm2,基肥 ∶追肥=3 ∶1,總施氮量為135 kg/hm2,N ∶P2O5∶K2O=1 ∶2 ∶3。在追肥用量和總施氮量一樣的情況下,采用穴施的方式,設(shè)置3個(gè)高碳基有機(jī)肥基肥用量處理,處理1(T1)為 165 kg/hm2,處理2(T2)為330 kg/hm2,處理3(T3)為495 kg/hm2。試驗(yàn)地采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì),每個(gè)處理重復(fù)3 次,隨機(jī)排列,每個(gè)小區(qū)0.02~0.03 hm2。種植密度和管理措施跟當(dāng)?shù)責(zé)煵菰耘鄺l件一致。
1.4.1 農(nóng)藝性狀測(cè)量 打頂后10 d,對(duì)照及每個(gè)處理隨機(jī)選取10株煙,調(diào)查株高、莖圍、葉片數(shù)、最大葉長(zhǎng)、葉寬和葉面積等農(nóng)藝性狀。在本試驗(yàn)中,最大中部葉是指從頂端數(shù)12~14張葉,最大上部葉是指從頂端數(shù)第8~9張葉。株高是莖基部至莖頂部的高度,莖圍是自下而上第5~6葉位之間莖的周長(zhǎng),葉片數(shù)是打頂后莖稈著生的葉片個(gè)數(shù),葉長(zhǎng)是葉片正面自莖葉連接處至葉尖的直線長(zhǎng)度,葉寬是葉面最寬處與主脈的垂直長(zhǎng)度。葉面積計(jì)算公式:葉面積=葉長(zhǎng)×葉寬×0.634 5。
1.4.2 殺青樣采集 打頂后10 d,對(duì)照及每個(gè)處理隨機(jī)選取9株煙,將根上的土用水沖洗干凈。將根、莖、葉分開(kāi),在105 ℃下殺青20 min,60 ℃烘至恒質(zhì)量,分別稱(chēng)量根、莖、葉的干質(zhì)量。
1.4.3 根系發(fā)育測(cè)量 打頂后10 d,每個(gè)處理隨機(jī)選取3株煙,將根上的土用水沖洗干凈。用根系掃描儀(LA2400 Scanner,Expression 12000XL,Epson)對(duì)洗凈的煙根進(jìn)行根系掃描,分析根系發(fā)育情況。
1.4.4 病害統(tǒng)計(jì) 依據(jù)YC/T 39—1996《煙草病害分級(jí)及調(diào)查方法》[13]統(tǒng)計(jì)成熟期富川煙草主要病害(靶斑病、氣候斑和黑脛病)的發(fā)病率及病情指數(shù),發(fā)病率=(發(fā)病率/調(diào)查總株數(shù))×100%,病情指數(shù)=[∑(各級(jí)病株或葉數(shù)×該病級(jí)值)/(調(diào)查總株數(shù)或葉數(shù)×最高級(jí)指)]×100。
1.4.5 烤后煙葉化學(xué)成分及產(chǎn)量、產(chǎn)值測(cè)定 統(tǒng)計(jì)各處理產(chǎn)量產(chǎn)值,記錄上、中、下3個(gè)部位煙葉的分級(jí)等級(jí),稱(chēng)量每個(gè)等級(jí)的質(zhì)量,計(jì)算各小區(qū)的產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)產(chǎn)值。采烤結(jié)束后,每個(gè)處理取C3F和B2F 2個(gè)等級(jí)的煙葉樣品,每個(gè)等級(jí)取50張完整葉片,45 ℃烘干,碾碎過(guò)60 目篩子,分析煙葉的化學(xué)成分。常規(guī)化學(xué)成分分析執(zhí)行煙草行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)YC/T 161—2002《總氮的測(cè)定 連續(xù)流動(dòng)法》、YC/T 159—2019《煙草及煙草制品 水溶性糖的測(cè)定 連續(xù)流動(dòng)法》、YC/T 468—2013《煙草及煙草制品 總植物堿的測(cè)定 連續(xù)流動(dòng)(硫氰酸鉀)法》、YC/T 162—2011《煙草及煙草制品 氯的測(cè)定 連續(xù)流動(dòng)法》)、YC/T 217—2007《煙草及煙草制品 鉀的測(cè)定 連續(xù)流動(dòng)法》),使用連續(xù)流動(dòng)分析儀(PULSE3000,SEAL Analytical)測(cè)定。
煙葉分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)GB 2635—1992《烤煙》。對(duì)于上、中、下3個(gè)葉位的煙葉,每個(gè)部位所有級(jí)別煙葉的質(zhì)量之和為該部位煙葉的產(chǎn)量,即部位產(chǎn)量=∑部位各級(jí)別產(chǎn)量;每個(gè)部位所有級(jí)別煙葉的質(zhì)量乘以該級(jí)別煙葉的單價(jià)之和就是該部位煙葉的產(chǎn)值,即部位產(chǎn)值=∑(部位各級(jí)別產(chǎn)量×級(jí)別單價(jià))。部位上(中)等煙比例=[部位上(中)等煙產(chǎn)量/部位產(chǎn)量]×100%。
用Excel 2016進(jìn)行數(shù)據(jù)初步整理,計(jì)算發(fā)病率、病情指數(shù)、產(chǎn)量、產(chǎn)值,用SPSS 21.0軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析,用數(shù)據(jù)分析中的比較均值功能,選擇單因素ANOVA功能,進(jìn)行單因素方差分析。
由表1可知,3個(gè)高碳基有機(jī)肥處理的有效葉數(shù)和株高均低于對(duì)照CK,有效葉數(shù)為CK>T1>T2>T3,CK與T3處理差異顯著;株高為CK>T1>T3>T2,CK與3個(gè)高碳基有機(jī)肥處理差異顯著。在莖圍上,T3>CK>T2>T1,T3處理與T1差異顯著。對(duì)于最大腰葉,CK的葉面積大于3個(gè)高碳基施肥處理,尤其是葉長(zhǎng),CK與3個(gè)高碳基有機(jī)肥處理差異顯著;葉寬為T(mén)3>CK>T1>T2,但差異不顯著;腰葉面積為CK>T3>T2>T1,CK與與T1、T2處理差異顯著。對(duì)于最大上部葉,葉長(zhǎng)為T(mén)3>T2>CK>T1,T3處理顯著大于CK和T1,T2與T1處理差異顯著;葉寬為T(mén)2>T3>T1>CK,T2和T3處理與CK差異顯著,葉寬增加2 cm及以上;葉面積為T(mén)2>T3>CK>T1,T2、T3處理與CK差異顯著。綜合各農(nóng)藝性狀指標(biāo),高碳基有機(jī)肥對(duì)煙株農(nóng)藝性狀的影響主要在上部葉上,能促進(jìn)上部葉開(kāi)片,T2和T3效果最明顯,對(duì)上部葉葉寬有一定促進(jìn)作用,促進(jìn)上部葉開(kāi)片。
表1 不同處理打頂后10 d煙株農(nóng)藝性狀
由表2可知,3個(gè)高碳基有機(jī)肥處理的根系生長(zhǎng)指標(biāo)均大于CK。T1處理的綜合效果最好,除平均直徑與CK接近外,其他7個(gè)指標(biāo)均顯著高于CK,根長(zhǎng)、投影面積、表面積、根體積和分枝數(shù)高于T2處理,但差異不顯著,平均直徑顯著低于T2,根尖數(shù)和交叉數(shù)顯著高于T2。T2處理的綜合效果次之,各項(xiàng)指標(biāo)均顯著高于CK,平均直徑最高,在根長(zhǎng)、表面積、根體積和分枝數(shù)4個(gè)方面也有較好的效果。T3處理與CK比較接近,8個(gè)指標(biāo)均大于CK,平均直徑、根體積、根尖數(shù)和交叉數(shù)與CK差異顯著,其它4個(gè)指標(biāo)差異不顯著。綜合以上結(jié)果,高碳基有機(jī)肥有促進(jìn)根系發(fā)育的作用,尤其是T1處理,綜合效果最好。
表2 不同處理打頂后10 d煙株根系掃描結(jié)果
從表3可以看出,3個(gè)高碳基有機(jī)肥處理的葉干質(zhì)量顯著低于CK,T1和T2處理均為63.33 g,T3處理稍高。在莖干質(zhì)量上,3個(gè)高碳基有機(jī)肥處理顯著高于CK,T2處理最大,達(dá)到 37.23 g,T1和T3處理相當(dāng)。在莖葉干質(zhì)量上,CK最大,達(dá)到107.42 g,T3和T2處理次之,T1處理最小,CK與3個(gè)高碳基施肥處理差異顯著。在根干質(zhì)量上,3個(gè)高碳基有機(jī)肥處理顯著高于CK,均在41.00 g以上,CK僅為32.52 g。在總干質(zhì)量上,T2處理最大,T1和T3處理次之,CK較低,T2處理與T3、T1、CK差異顯著。在根冠比上,3個(gè)高碳基有機(jī)肥處理顯著高于CK。綜合干質(zhì)量的各個(gè)指標(biāo),T2處理的效果較好,具有較強(qiáng)壯的根系和莖稈,T1和T3處理整體較小,但根干質(zhì)量、莖干質(zhì)量和根冠比均大于對(duì)照CK。
表3 不同處理打頂后10 d干物質(zhì)積累情況
在煙葉成熟期,煙區(qū)葉斑病發(fā)病嚴(yán)重,對(duì)試驗(yàn)田進(jìn)行葉斑病統(tǒng)計(jì),結(jié)果如表4所示。從表4可以看出,在發(fā)病率方面,靶斑病的發(fā)病率較高,發(fā)病率均在45.00%以上,與CK相比,3個(gè)高碳基有機(jī)肥處理的發(fā)病率更高,T1和T3處理高于52.00%,T2處理稍低,為49.33%。氣候斑的發(fā)病率稍低,CK的發(fā)病率最低,為11.33%,3個(gè)高碳基有機(jī)肥處理的發(fā)病率相對(duì)較高,達(dá)到20.00%左右。分析兩病共患的情況,CK在10.00%以下,T1處理最高,達(dá)到19.67%,T2和T3處理稍低,在16.00%左右。因葉斑病發(fā)病率較高,完全正常的煙株相對(duì)較少,CK的無(wú)病率最高,為52.67%,3個(gè)高碳基有機(jī)肥處理的正常煙株比CK少,T2處理為47.67%,T3和T1更低,分別為43.67%和39.67%。在病情指數(shù)方面,3個(gè)高碳基有機(jī)肥處理的靶斑病、氣候斑和兩病共患的病情指數(shù)均顯著高于CK,與發(fā)病率的規(guī)律相似。綜合以上結(jié)果,初步認(rèn)為高碳基有機(jī)肥對(duì)葉斑病沒(méi)有改善作用。
表4 不同處理葉斑病發(fā)生情況
在煙葉成熟期,煙區(qū)黑脛病發(fā)病嚴(yán)重,對(duì)試驗(yàn)田各處理進(jìn)行黑脛病調(diào)查,結(jié)果如表5所示。CK煙田的黑脛病發(fā)病率較高,達(dá)到44.40%,而3個(gè)高碳基有機(jī)肥處理發(fā)病率較低,在5.20%~7.80%之間,T1和T3處理的發(fā)病率稍高,分別為7.80%和6.70%,T2處理最低,為5.20%,CK與3個(gè)處理差異顯著。在病情指數(shù)方面,CK最高,達(dá)到32.15,3個(gè)高碳基有機(jī)肥處理較低,不足10.00,CK與3個(gè)處理差異顯著。這些結(jié)果表明,高碳基有機(jī)肥對(duì)預(yù)防黑脛病效果顯著。
一般認(rèn)為,優(yōu)質(zhì)烤煙化學(xué)成分的適宜值范圍為總糖含量18%~24%,還原糖含量16%~22%,總氮含量1.5%~3.0%,煙堿含量1.5%~3.5%,鉀含量在2%以上,氯含量0.3%~0.8%,兩糖比 ≥0.9,糖堿比8~12,氮堿比0.8~1.1,鉀氯比≥4。由表6可知,CK與3個(gè)高碳基有機(jī)肥處理的化學(xué)成分中,除氯含量較低外,其他化學(xué)成分指標(biāo)多在優(yōu)質(zhì)煙葉適宜指標(biāo)之內(nèi),煙葉質(zhì)量整體較好。
表5 不同處理黑脛病發(fā)生情況
B2F的分析表明,與CK相比,3個(gè)高碳基有機(jī)肥處理的總糖和還原糖含量高于CK,T2和T3的總糖含量較高,超過(guò)23.50%,與CK差異顯著;3個(gè)高碳基有機(jī)肥處理的還原糖含量均在21.50%以上,與CK差異顯著。3個(gè)高碳基有機(jī)肥處理的總氮含量顯著高于CK,T1處理最高,與T2、T3處理差異顯著。CK的煙堿含量最高,為2.57%,顯著高于3個(gè)高碳基有機(jī)肥處理。鉀含量普遍較高,均在2.30%以上,CK最低,而3個(gè)高碳基有機(jī)肥處理的含量在2.50%以上。氯含量普遍較低,除T3處理的含量稍高,為0.31%,CK與另外2個(gè)高碳基有機(jī)肥處理的含量均較低,為0.22%~0.24%。在化學(xué)成分協(xié)調(diào)性方面,CK與3個(gè)高碳基有機(jī)肥處理的兩糖比均在0.94左右,基本沒(méi)有差別;糖堿比大小為T(mén)3>T2>T1>CK,T3和T2處理的糖堿比在10.00以上,CK僅為8.24;在氮堿比方面,3個(gè)高碳基有機(jī)肥處理較高,在0.9以上,CK最低,為0.82;CK及3個(gè)處理的鉀氯比普遍較高,均在8.00以上。C3F分析結(jié)果的變化規(guī)律與B2F相似。綜合以上結(jié)果,化學(xué)成分整體較好,協(xié)調(diào)性表現(xiàn)為T(mén)2>T1>T3>CK(表6)。
表6 烤后煙葉化學(xué)成分分析
對(duì)上、中、下3個(gè)部位的烤后煙葉進(jìn)行分級(jí)和稱(chēng)質(zhì)量,根據(jù)2019年廣西煙葉收購(gòu)價(jià)格計(jì)算產(chǎn)值,各個(gè)級(jí)別的產(chǎn)量、產(chǎn)值及中、上等煙比例情況如表7所示。對(duì)于上部葉,在產(chǎn)量組成上,CK以B3F和B4F為主,這2個(gè)級(jí)別占CK產(chǎn)量的64.63%,3個(gè)高碳基有機(jī)肥處理的B2F比例最大,B1F和B3F也有較大的比例。在上等煙比例上,3個(gè)高碳基有機(jī)肥處理均在50.00%以上,顯著高于CK的25.51%,大小為T(mén)3>T2>T1>CK。3個(gè)處理的中等煙比例在30.00%以下,顯著低于CK的64.63%。在產(chǎn)量上,3個(gè)處理顯著高于CK,增加比例分別為19.73%、32.65%和22.79%,T2的產(chǎn)量最高,顯著高于T3和T1。在產(chǎn)值上,CK最低,僅為12 484.50元/hm2,3個(gè)處理均在20 000.00元/hm2左右,比CK分別增加了58.31%、95.30%和81.05%。綜合上部葉的結(jié)果,高碳基有機(jī)肥在一定程度上能增加上部葉的產(chǎn)量,能提高上部葉的產(chǎn)值55.00%以上,上等煙的比例較高,達(dá)到50.00%以上,綜合效果為T(mén)2>T3>T1>CK。
對(duì)于中部葉,在產(chǎn)量組成上,CK以檔次較低的C4F為主,占31.87%,C3F和雜色煙也占有較大比例;3個(gè)高碳基有機(jī)肥處理均以檔次較高的C3F為主,占38.00%~52.00%,C2F和C4F也有較大的比例,雜色煙比例較低。3個(gè)高碳基有機(jī)肥處理的上等煙比例均在55.0%以上,顯著高于CK的43.22%,大小為T(mén)2>T3>T1>CK。中等煙比例呈相反的趨勢(shì)。在產(chǎn)量上,CK與3個(gè)高碳基有機(jī)肥處理差異不顯著,均在682.00~692.00 kg/hm2之間。在產(chǎn)值上,CK最低,為15 209.00元/hm2,3個(gè)高碳基有機(jī)肥處理比CK分別增加了13.81%、25.52%和17.69%。綜合中部葉的結(jié)果,高碳基有機(jī)肥對(duì)中部葉的產(chǎn)量有一定的促進(jìn)作用,能提高中部葉的上等煙比例和產(chǎn)值,各處理綜合表現(xiàn)為T(mén)2>T3>T1>CK。
對(duì)于下部葉,在產(chǎn)量組成上,CK及3個(gè)高碳基有機(jī)肥處理均沒(méi)有上等煙,中等煙(X3F)的比例也較低,均在10.00%左右,差異不顯著,雜色煙葉較多,均在90.00%左右。產(chǎn)量和產(chǎn)值整體較低,產(chǎn)量在245.00~278.00 kg/hm2之間,差異不顯著;產(chǎn)值小于330.00元/hm2。綜合下部葉的結(jié)果,高碳基有機(jī)肥對(duì)下部葉的產(chǎn)量、產(chǎn)值和中等煙比例有一定的促進(jìn)作用,但下部葉產(chǎn)量和產(chǎn)值整體較低。
表7 不同處理烤后煙葉產(chǎn)量和產(chǎn)值分析
綜合各部位煙葉的結(jié)果,在總上等煙比例上,CK最低,僅為28.79%,3個(gè)高碳基有機(jī)肥處理較高,均在45.00%以上,顯著高于CK。在總中等煙比例上,CK最高,為41.33%,顯著高于3個(gè)高碳基有機(jī)肥處理,3個(gè)高碳基有機(jī)肥處理在25.00%~31.00%之間。與CK相比,3個(gè)高碳基有機(jī)肥處理的總產(chǎn)量也呈增加的趨勢(shì),增幅在9.80%~14.01%之間,顯著高于CK,總產(chǎn)量的大小為T(mén)2>T3>T1>CK。在總產(chǎn)值上,3個(gè)高碳基有機(jī)肥處理顯著大于CK,增幅在33.63%~56.48%之間,大小為T(mén)2>T3>T1>CK。綜合總產(chǎn)量和總產(chǎn)值的結(jié)果,T2處理的結(jié)果最好,表現(xiàn)為T(mén)2>T3>T1>CK。
生物炭基肥有促進(jìn)作物生長(zhǎng)的作用,這在大豆[14]、花生[14-15]、番茄[16]、水稻和青椒[17]、玉米[18]、甘蔗[19]等多種作物上得到驗(yàn)證。近年來(lái),高碳基有機(jī)肥在煙草生產(chǎn)上的應(yīng)用取得了較好的效果,煙草的生長(zhǎng)發(fā)育狀況是煙葉優(yōu)質(zhì)適產(chǎn)的基礎(chǔ),許多研究認(rèn)為,高碳基有機(jī)肥有促進(jìn)煙草生長(zhǎng)發(fā)育的作用,能促進(jìn)烤煙株高、莖圍、葉長(zhǎng)、葉寬和最大葉面積[9,20];能夠促進(jìn)烤煙干物質(zhì)積累[9-10,21-22]。然而,路丹等的研究表明,高碳基有機(jī)肥不影響烤煙的株高和單葉質(zhì)量,但可顯著提高烤煙的莖粗、有效葉片數(shù)和最大葉面積[23]。本試驗(yàn)中,高碳基有機(jī)肥對(duì)煙株有效葉數(shù)、株高、莖圍、最大腰葉面積沒(méi)有正向作用,主要影響上部葉,促進(jìn)上部葉開(kāi)片,可能的原因是高碳基有機(jī)肥前期肥效稍慢,后期雨水較大時(shí),淋溶相對(duì)較少,保持肥效充足,從而使上部葉開(kāi)片較好。高碳基有機(jī)肥有促進(jìn)根系發(fā)育的作用,尤其對(duì)根長(zhǎng)、表面積、根尖數(shù)和分枝數(shù)4個(gè)方面有較大的促進(jìn)作用;有促進(jìn)干物質(zhì)積累的作用,主要促進(jìn)莖稈和根系的干質(zhì)量,為培育強(qiáng)壯的煙株提供物質(zhì)基礎(chǔ)。究其原因,可能是因?yàn)楦咛蓟袡C(jī)肥由生物炭和有機(jī)肥混制而成,可充分發(fā)揮生物炭具有良好吸附特性和有機(jī)肥養(yǎng)分齊全的優(yōu)點(diǎn),進(jìn)而有效調(diào)節(jié)作物生育期的養(yǎng)分供應(yīng)狀況,使作物各個(gè)生育期的養(yǎng)分供需更加合理,從而促進(jìn)作物的生長(zhǎng)發(fā)育。
煙草是一種易發(fā)生病害的作物,常年連作導(dǎo)致煙草發(fā)病率逐漸升高,嚴(yán)重影響到煙葉的產(chǎn)量和品質(zhì)。一些研究報(bào)道了高碳基有機(jī)肥對(duì)煙草病害的影響。方明等研究表明,與對(duì)照常規(guī)施肥相比,高碳基有機(jī)肥能提高煙株對(duì)青枯病和氣候斑點(diǎn)病的抗性[24];姚文藝等研究表明,高碳基有機(jī)肥能明顯促進(jìn)烤煙生長(zhǎng),降低烤煙黑脛病、普通花葉病等主要病害的發(fā)病率和病情指數(shù)[25];汪坤等研究表明,高碳基有機(jī)肥能降低煙草普通花葉病、黑脛病和青枯病的發(fā)病率[26]。本研究中,3個(gè)高碳基有機(jī)肥處理的葉斑病(靶斑病和氣候斑)發(fā)病率和病情指數(shù)普遍比正常施肥的對(duì)照高一些,這可能與2019年6月中旬廣西連續(xù)暴雨,導(dǎo)致葉斑病暴發(fā)有關(guān),而3個(gè)高碳基有機(jī)肥處理的煙株發(fā)育稍快,煙葉接近成熟,更容易感染葉斑病,這可能是3個(gè)高碳基有機(jī)肥處理葉斑病發(fā)病率稍高的原因。另外,統(tǒng)計(jì)發(fā)病株時(shí),有輕微癥狀的煙株均按發(fā)病株統(tǒng)計(jì),這可能是本試驗(yàn)中葉斑病發(fā)病率較高的一個(gè)主要原因。然而,對(duì)于黑脛病,3個(gè)高碳基有機(jī)肥處理的發(fā)病率和病情指數(shù)極低,而對(duì)照組卻大規(guī)模發(fā)病,這可能與處理組根系發(fā)育較好、莖稈較粗壯,抗病性強(qiáng)有關(guān)。
烤后煙葉的化學(xué)成分是煙葉質(zhì)量的重要評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)之一,多數(shù)研究認(rèn)為,適宜的高碳基有機(jī)肥用量能夠改善烤后煙葉化學(xué)品質(zhì),顯著提高總糖、還原糖和鉀含量[9-10,27-30];降低煙堿、總氮和氯含量[27,29-31];有提鉀降氯的作用,使鉀氯比更協(xié)調(diào)[27,32];使糖堿比更適宜[27,30],改善中、上部煙葉化學(xué)成分的協(xié)調(diào)性[21,33]。然而,也有一些研究表明,施用高碳基有機(jī)肥能夠有效提高上部葉氯含量、降低煙堿含量[10],顯著提高中部葉總氮、粗蛋白及煙堿含量,糖氮比、糖堿比及施木克值更接近優(yōu)質(zhì)煙葉的適宜值[23]。在本研究中,上部葉(B2F)和中部葉(C3F)的化學(xué)成分變化基本一致,高碳基有機(jī)肥處理有提高總糖、還原糖和鉀含量的作用,對(duì)總氮含量有一定的提高作用,在一定程度上降低煙堿含量,提高糖堿比和氮堿比,這與前人的研究結(jié)果[9-10,27-30]基本一致,這可能是因?yàn)楦咛蓟袡C(jī)肥在一定程度上促進(jìn)了碳水化合物的代謝。對(duì)于提高煙葉的協(xié)調(diào)性,這可能因?yàn)楦咛蓟袡C(jī)肥有較強(qiáng)的生物穩(wěn)定性,可以改善土壤微生物環(huán)境,使土壤養(yǎng)分供應(yīng)更加協(xié)調(diào),進(jìn)而提升煙葉質(zhì)量[26]。
煙草是一種重要的經(jīng)濟(jì)作物,經(jīng)濟(jì)性狀是衡量試驗(yàn)效果的重要標(biāo)準(zhǔn)之一,經(jīng)濟(jì)性狀主要包括產(chǎn)量、產(chǎn)值、上等煙比例、中等煙比例等指標(biāo)。在高碳基有機(jī)肥對(duì)煙草影響的研究中,通常認(rèn)為,施用高碳基有機(jī)肥可有效提高煙葉產(chǎn)量、產(chǎn)值及中上等煙比例[10,23,25,27,34],產(chǎn)量可以提高5.15%~26.06%[23],甚至24.46%[10],產(chǎn)值提高4.97%~28.41%[23,34],上等煙比例高出48.84%~61.36%[27]。在本研究中,高碳基有機(jī)肥在一定程度上能提高中、上部煙葉的產(chǎn)量,顯著提高產(chǎn)值和上等煙比例,對(duì)下部葉的影響較小。然而,在本試驗(yàn)中,3個(gè)處理的中部葉產(chǎn)量與對(duì)照CK差別不大,可能的原因是受2019年6月中下旬的大暴雨和颶風(fēng)的影響,煙田煙葉吹掉情況十分嚴(yán)重,尤其中部葉掉落情況特別嚴(yán)重。而3個(gè)高碳基處理煙葉的落黃稍早,對(duì)照CK落黃稍晚,所以高碳基有機(jī)肥處理中部葉掉落相對(duì)較多。這也可能是導(dǎo)致本試驗(yàn)產(chǎn)量和產(chǎn)值總體偏低的主要原因。在中部葉產(chǎn)量受到一定影響的情況下,3個(gè)高碳基有機(jī)肥處理最終獲得較高的產(chǎn)量和產(chǎn)值。對(duì)于下部葉,由于陰雨天影響,相比較于往年,采收時(shí)間過(guò)早,煙葉變黃程度不夠充分,導(dǎo)致青黃煙出現(xiàn)的比例占很大一部分。同時(shí),下部葉靶斑病較為嚴(yán)重,嚴(yán)重影響烤后煙葉的質(zhì)量及等級(jí)。這些因素嚴(yán)重影響下部葉的烤后煙質(zhì)量,導(dǎo)致X4F的煙葉含量較大,基本沒(méi)有出現(xiàn)X2F的煙葉,僅有少量的X3F煙葉。這些因素最終導(dǎo)致對(duì)照及3個(gè)高碳基有機(jī)肥處理下部葉的總體產(chǎn)值較低。
高碳基有機(jī)肥能促進(jìn)上部葉開(kāi)片,促進(jìn)根系發(fā)育,促進(jìn)干物質(zhì)向莖稈和根系積累;對(duì)葉斑病沒(méi)有改善作用,對(duì)預(yù)防黑脛病有非常好的效果;能提高煙葉的糖含量和鉀含量,協(xié)調(diào)煙葉的化學(xué)成分;對(duì)提高經(jīng)濟(jì)性狀有較好的效果。穴施高碳基有機(jī)肥時(shí),330 kg/hm2的用量效果最好,因此,在廣西賀州地區(qū),適宜推廣這種肥料用量。