梁 輝,樊紅柱,陳玉藍,張 瀟,王 勇*
(1.四川省煙草公司涼山州公司,四川 西昌 637000;2.四川省農業(yè)科學院農業(yè)資源與環(huán)境研究所,成都 610066)
烤煙是我國重要的經濟作物之一,煙葉生產在促進地區(qū)經濟發(fā)展方面占有重要位置,在偏遠山區(qū)脫貧攻堅或鄉(xiāng)村振興方面也發(fā)揮著積極作用。為提高煙葉產量,化肥在煙葉生產中的使用量不斷在增加,過量施肥以及重施化肥等問題日益突出。據統(tǒng)計表明,1998~2014年的17年間中國主要農作物化肥用量增長了約13個百分點,而化肥農學效率僅增加了約4個百分點[1]。同時由于生產中不合理施用化肥,造成土壤結構變差、養(yǎng)分供應不均衡、土壤生物多樣性下降,并制約煙株生長發(fā)育和降低煙葉產質量,嚴重影響煙葉生產的經濟效益和煙區(qū)土壤生態(tài)可持續(xù)發(fā)展[2-4]?;实倪^量施用已成為制約烤煙生產上肥料高效吸收利用和優(yōu)質煙葉生產的關鍵因子[5]。因此,在保障煙葉產質量的基礎上,減少化肥用量和提高肥料利用效率,是優(yōu)質煙葉可持續(xù)生產亟需解決的主要問題之一。
有機肥因富含氮磷鉀等多種營養(yǎng)元素,可為煙株生長發(fā)育充足提供所需的主要養(yǎng)分。有機肥還田一方面能增加土壤有機質、改善土壤理化性質、增強土壤微生物活性,另一方面因其肥效持續(xù)性長且穩(wěn)定,可為煙株生長發(fā)育提供良好的營養(yǎng)環(huán)境[6]。同時我國有機物料資源豐富而利用率偏低,作物秸稈和畜禽糞肥等農業(yè)有機廢棄物資源利用率甚至低于40%[7]。因此,施用有機肥是實現減少化肥使用量和保障優(yōu)質煙葉生產的有效途徑。前人研究表明,施用有機肥能促進煙株生長發(fā)育、增加煙葉產量、協(xié)調煙葉品質[8-9]。化肥減量配施有機肥有利于通過改善土壤結構、培肥土壤、增強土壤微生物活性而改良植煙土壤,促進煙株對土壤大量元素氮磷鉀和中微量營養(yǎng)元素的有效吸收利用,進而提高煙葉產質量[10-12]。有研究表明,合理的有機肥替代化肥比例是保證優(yōu)質高產煙葉的關鍵[13]。李耕等[14]基于南陽煙區(qū)的有機肥試驗表明,30%有機氮替代化肥氮可顯著提高煙葉均價和產值,有效提升上部煙葉品質,并改善土壤C/N比。歐陽鋮人等[15]研究表明,有機肥替代化肥能夠提高烤煙產量、優(yōu)化煙葉等級結構以及增加烤煙產值,其中以25%~50%有機氮替代化肥氮比例能獲得較好的增產提質效果。因此,探究合理科學的有機肥配施化肥比例,對于改善土壤環(huán)境、促進烤煙生長發(fā)育、提高煙葉產質量意義重大。
四川省涼山州作為四川煙草工業(yè)現有最大的優(yōu)質烤煙供應基地,也是我國優(yōu)質烤煙種植主要區(qū)域之一,目前尚未見有關化肥有機替代對涼山州典型煙區(qū)鹽源縣煙葉產質量影響的報道。因此,本文探討了不同比例有機肥替代化肥對烤煙農藝性狀、經濟性狀和質量性狀的影響,為該區(qū)合理施肥提供依據。
試驗于2020年4月22日在鹽源縣干海鄉(xiāng)白潔河村進行,供試土壤為中等肥力黃棕壤。試驗設6個處理,分別為100%化肥、10%有機肥+90%化肥、20%有機肥+80%化肥、30%有機肥+70%化肥、40%有機肥+60%化肥、50%有機肥+50%化肥,有機肥替代量以氮來折算,所有處理氮、磷、鉀肥用量相同,即為6.8 kg/667m2N、4.5 kg/667m2P2O5和20 kg/667m2K2O。供試肥料為商品有機肥、煙草專用復合肥、過磷酸鈣和硝酸鉀。供試烤煙品種為“中川208”,每小區(qū)60株煙,移栽密度120cm×55cm,每處理3次重復,小區(qū)隨機區(qū)組排列,除施肥外其他管理操作同當地生產習慣。
煙苗移栽后65d,每小區(qū)隨機選擇5株煙,測定株高、莖圍、有效葉片數、最大葉長和寬等農藝性狀。每小區(qū)煙葉單獨編桿、烘烤,收集煙葉產量、計算產值和均價。選取3個重復小區(qū)中部煙葉混合制成1個樣品,進行感官質量評吸。
數據采用Excel 2016和Origin 2019進行處理。
由表1可知,不同比例有機肥替代化肥對打頂期煙株農藝性狀影響較大。各處理的株高、莖圍和有效葉數無顯著差異,分別在94.63~97.33 cm、13.70~14.39 cm和21.00~21.53片之間變化??傮w來說單施化肥的株高和莖圍稍小于有機肥配施化肥處理,而單施化肥的有效葉片數稍高于有機無機肥料配施處理。有機肥替代化肥顯著影響打頂期煙株的最大葉面積、節(jié)距和中部葉片SPAD值。隨有機肥替代化肥量的增加煙株最大葉面積呈逐漸降低趨勢變化,其中100%化肥處理的最大葉面積顯著高于50%有機肥+50%化肥處理,而所有有機肥替代化肥各處理間無顯著差異。不同處理間煙株節(jié)距的變化趨勢與最大葉面變化相似。除50%有機肥+50%化肥處理外,各有機肥替代化肥處理中部葉片的SPAD值顯著高于100%化肥處理,說明有機肥配施化肥促進了煙株的氮素代謝,這為后期煙葉質量物質的積累奠定了基礎。
表1 不同施肥對打頂期(移栽后65d)煙株農藝性狀的影響
隨著有機肥替代化肥比例的不斷增加,無論煙葉的產量、產值及均價都呈現出先增加后降低的變化趨勢(圖1)。與100%化肥處理相比較,不同比例有機肥替代化肥煙葉產量增加了0.76%~9.84%,以40%有機肥+60%化肥處理煙葉產量最高。除50%有機肥+50%化肥處理煙葉產值低于對照100%化肥處理外,其他處理煙葉產值提高了4.30%~8.55%,也以40%有機肥+60%化肥處理煙葉產值最高。僅有10%有機肥+90%化肥和20%有機肥+80%化肥處理煙葉均價高于對照100%化肥處理、分別比對照提高了1.39%和0.96%。說明有機肥部分替代化肥煙葉產值的提高不是由于提高了均價,而是由于單產幅度的增加從而提高了產值。因此,實際生產中有機肥不宜過多替代化肥,這不利于煙葉質量和均價的增加,比較適宜的有機肥替代化肥比例(以氮量折算)為10%~20%。
圖1 不同施肥處理對烤煙經濟性狀的影響
由表2可知,有機肥部分替代化肥可以改善煙葉外觀質量,且主要表現在煙葉的成熟度、油分、身份和葉長等方面。各處理煙葉的顏色、葉片結構及殘傷外觀質量指標方面均無明顯差異,所有處理煙葉的顏色為桔黃,葉片結構均疏松,殘傷均為10%以下。50%有機肥+50%化肥處理的葉片成熟度為尚熟狀態(tài),其他處理均為成熟狀態(tài)。100%化肥和50%有機肥+50%化肥處理葉片身份稍薄、稍有油分,而其他處理身份中等、有油分。僅有50%有機肥+50%化肥處理葉片長度在35 cm以下,其他處理葉片長度在40 cm以下。綜上所述,有機肥部分替代化肥有利于增加葉片長度、提高葉片的油分和身份厚度,從而改善煙葉外觀質量。
表2 不同施肥處理對煙葉外觀質量的影響
由表3可知,有機肥部分提替化肥能改善烤后煙葉感官質量。10%有機肥+90%化肥處理烤后煙葉感官質量評價排序最高,主要表現為香氣量較足,雜氣較少,煙氣濃度和勁頭較好,且煙氣有骨架感。50%有機肥+50%化肥處理烤后煙葉感官質量評價排序最低,主要表現為香氣混濁、雜氣較重、吃味甜度較低及干凈程度較差,口腔殘留重;20%有機肥+80%化肥、30%有機肥+70%化肥和40%有機肥+60%化肥處理與100%化肥處理烤后煙葉感官質量整體差異不明顯。從烤后煙葉感官質量各項指標和排序來看,以10%有機肥+90%化肥處理最佳、其次是20%有機肥+80%化肥處理。
表3 不同施肥處理對烤后煙葉感官質量評價的影響
煙株前期的健壯生長為后期煙葉品質內涵物質的積累奠定了基礎,本研究發(fā)現化肥有機替代對株高、莖圍和有效葉數影響較小,隨有機肥替代化肥量的增加煙株最大葉面積和節(jié)距呈逐漸降低趨勢,除50%有機肥+50%化肥處理外,各有機肥替代化肥處理中部葉片的SPAD值顯著高于100%化肥處理,說明有機肥配施化肥促進了煙株的氮素代謝,更適合烤煙生長發(fā)育的需肥特征,這為后期煙葉品質物質的積累奠定了基礎。這可能與肥料特性差異有關,化肥施入土壤可快速增加速效養(yǎng)分含量但易淋溶損失,而有機肥料雖有利于土壤培肥,但其富含的有機養(yǎng)分需經歷降解過程才能緩慢釋放[16]?;视袡C肥替代能夠兼顧有機肥和化肥的優(yōu)點,既能在前期利用化肥為烤煙生長提供充足的有效養(yǎng)分,又能在后期利用有機肥中的緩釋養(yǎng)分滿足烤煙對養(yǎng)分的需求,同時提高了煙株的吸收能力和肥料中有效養(yǎng)分利用率[17-19]。與100%化肥相比較,不同比例有機肥替代化肥煙葉產量增加了0.76%~9.84%;除50%有機肥+50%化肥煙葉產值低于100%化肥處理外,其他處理煙葉產值提高了4.30%~8.55%;僅有10%有機肥+90%化肥和20%有機肥+80%化肥處理煙葉均價高于100%化肥處理;說明增施有機肥引起煙葉產值的提高不是由于均價的增加,而是由于產量的增加所導致。這可能與有機肥養(yǎng)分緩慢釋放,同步了煙株的對養(yǎng)分的需求有關[20-21]。有機肥部分替代化肥有利于增加葉片長度、提高葉片的油份和身份厚度,改善煙葉質量,獲得較好的感官質量評吸。這與其他研究結果相似[20-22]。綜合煙葉生長狀況、產量、產值、外觀質量和感官評吸,涼山州鹽源縣比較適宜的有機肥替代化肥比例(以氮量折算)為10%~20%。