摘要：我國氮肥利用率偏低，較低的氮肥利用率不僅增加農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本，還造成環(huán)境威脅，為此，依據(jù)氮肥平衡原理，采用大田試驗，設(shè)置不施氮肥處理，以計算氮肥利用率，并以當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)施肥作對比，研究沸石、麥飯石、腐殖酸、煙梗水熱生物炭、硝化抑制劑（DMPP）、脲酶抑制劑（NBPT）等6種保氮劑對郴州烤煙氮肥利用率和煙葉產(chǎn)質(zhì)量的影響，篩選出適宜郴州煙田使用的保氮劑，進行大田示范驗證。結(jié)果顯示：（1）施用DMPP、NBPT和自制煙梗水熱生物炭可以改善土壤中銨態(tài)氮和硝態(tài)氮組成結(jié)構(gòu)，減少銨態(tài)氮向硝態(tài)氮的轉(zhuǎn)化，使施入煙田的化肥氮多數(shù)以銨態(tài)氮的形式固持在土壤中供作物吸收利用，其中施用DMPP對銨態(tài)氮的固持效果最好。（2）施用DMPP、NBPT和煙梗水熱生物炭可以增加煙株干重、提升煙株各部位含氮量、改善煙葉化學(xué)成分、提高煙田氮肥利用率以及煙葉產(chǎn)量產(chǎn)值，其中施用DMPP處理煙株干重、總氮含量、煙田氮肥利用率、煙葉產(chǎn)量、煙葉產(chǎn)值、氮肥農(nóng)學(xué)效率和氮肥產(chǎn)投比分別為264.2 g/株、9.18 g/株、29.57%、2 293.80 kg/hm2、76 407.45元/hm2、11.03 kg/kg和8.58元/元，較常規(guī)施肥處理分別提升44.61%、28.75%、125.73%、10.88%、11.18%、13.71%和0.91%。（3）在肥料中添加礦物保氮劑沸石、麥飯石，生物保氮劑腐殖酸、煙梗水熱生物炭，化學(xué)保氮劑DMPP、NBPT對煙田氮素均有固持作用，效果由低到高為礦物保氮劑＜生物保氮劑＜化學(xué)保氮劑。（4）通過DMPP和自制煙梗水熱生物炭大田示范中較高的氮效益和煙葉產(chǎn)質(zhì)量指標進一步驗證了其保氮效果。綜合來看，DMPP對郴州煙稻輪作系統(tǒng)下烤煙氮肥利用率提升比例最大，作用效果最好，其次為NBPT和煙梗水熱生物炭。

關(guān)鍵詞：土壤保氮劑；郴州；煙田；氮肥利用率；氮效益；烤煙；產(chǎn)質(zhì)量

中圖分類號：S572.06 文獻標志碼：A

文章編號：1002-1302（2024）12-0269-08

氮是植物生長所必需的大量元素之一［1］，在植物體內(nèi)分布最廣，直接參與并影響植物的諸多生理活動［2］。氮肥在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中被廣泛應(yīng)用，對作物產(chǎn)量和品質(zhì)的形成起著關(guān)鍵作用［3］。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，土壤中的氮如果不能有效地保存，潛在的氮損失將對氣候、環(huán)境甚至人類健康產(chǎn)生負面影響［4］。近年來，我國農(nóng)業(yè)的氮肥施用量不斷增加，但是氮肥利用率卻偏低［5］，特別是南方水田，僅在20%左右［6］。偏低的氮肥利用率和大量的氮肥損失不僅增加農(nóng)業(yè)成本，還造成水體富營養(yǎng)化、土壤酸化、大氣污染、溫室效應(yīng)等一系列環(huán)境問題［7］。氮素是煙草的核心營養(yǎng)元素［8］，楊秉庚等的研究表明，即使施用氮肥，作物吸收的氮素營養(yǎng)仍有一半來自土壤［9］。因此，提高土壤保氮和供氮能力，是降低煙田氮損失，提高氮肥利用率的關(guān)鍵［10］。

目前，土壤的改良技術(shù)有很多［11］，如合理輪作、種植綠肥和有機肥與化肥配施等［12］。近年來，許多學(xué)者通過添加外源物質(zhì)作為保氮劑來進行新型土壤改良技術(shù)研究［13-14］，該技術(shù)能有效改善土壤理化性狀和養(yǎng)分狀況，并對土壤微生物活動產(chǎn)生積極影響，為植物生長提供良好條件，促進植物生長［15］。外源保氮劑種類很多，不同保氮劑對氮肥利用率的影響和作用機理有所不同，主要分為3類：（1）礦物保氮劑。主要包括蛭石、膨潤土、沸石和麥飯石等，作用機理為通過礦物質(zhì)較強的離子交換性和吸附性來提高土壤的養(yǎng)分有效性。鄭瑞生等研究發(fā)現(xiàn)，在酸性植煙土壤中施入沸石能提高土壤養(yǎng)分的有效性，促進烤煙對肥料的吸收利用，提高烤煙干物質(zhì)積累量，改善烤煙品質(zhì)［16］。（2）化學(xué)保氮劑。主要包括過磷酸鈣、硫酸亞鐵、硝化抑制劑和脲酶抑制劑等，其中硝化抑制劑（DMPP）是一類能夠抑制銨態(tài)氮向硝態(tài)氮進行生物轉(zhuǎn)化的化學(xué)物質(zhì)，該類物質(zhì)除能夠減少氮肥損失、提高氮肥利用率、增加農(nóng)作物產(chǎn)量外，還可降低農(nóng)作物中的亞硝酸鹽含量，提高農(nóng)作物品質(zhì)，減少施肥量過高時對土壤、地下水和環(huán)境產(chǎn)生的污染［17］。脲酶抑制劑（NBPT）可以降低尿素水解為銨態(tài)氮的速度，減少銨態(tài)氮的揮發(fā)和硝化。（3）生物保氮劑。指的是利用各種生物源材料制成的有機土壤保氮劑，其主要成分包括微生物、有機物質(zhì)和活性元素等，可以改善土壤結(jié)構(gòu)、提供養(yǎng)分以及增加土壤保水保肥能力。如李鳳梅等在翅堿蓬濕地土壤中添加改良生物炭、腐殖土、有機肥、稻草秸稈和生物菌肥等5種生物有機改良劑后，土壤有機質(zhì)、堿解氮、速效磷、速效鉀含量增高，土壤質(zhì)量得到有效改善和提升，是克服肥料氮素損失的有效辦法［18］。

湖南郴州屬亞熱帶季風(fēng)性濕潤氣候區(qū)，自然條件優(yōu)越，降水量充沛，是我國濃香型煙葉主產(chǎn)區(qū)之一［19］。但郴州較多的降水量和煙農(nóng)的不合理施肥對土壤、環(huán)境和煙葉質(zhì)量造成很大影響，筆者所在實驗室前期研究發(fā)現(xiàn)，銨態(tài)氮肥的氨揮發(fā)與硝態(tài)氮肥以徑流、淋溶形式損失是造成郴州煙田氮素損失的主要途徑［20-22］，目前大多仍使用水肥一體化、覆蓋農(nóng)膜和秸稈還田等傳統(tǒng)方法進行氮肥保育，保氮效果有限，而關(guān)于施用外源添加劑等新型保氮方法的研究鮮有報道，本試驗通過結(jié)合添加礦物保氮劑（沸石、麥飯石）、生物保氮劑（腐殖酸、自制煙梗水熱生物炭）、化學(xué)保氮劑（硝化抑制劑）、脲酶抑制劑等3個不同類型共6種土壤保氮劑，研究不同保氮劑對郴州煙田氮肥利用率的提升效果，旨在為降低煙田氮損失、提高氮肥利用率和提升煙葉產(chǎn)質(zhì)量提供一種新型技術(shù)。

1 材料與方法

1.1 試驗條件

試驗于2022年3月在湖南省桂陽縣方元鎮(zhèn)（112°41′24″E，25°38′24″N）進行，并依據(jù)2022年試驗結(jié)果于2023年3月進行大田示范驗證。試驗地海拔424 m，屬亞熱帶季風(fēng)氣候，四季分明，雨熱同季，光照充足，雨量充沛，無霜期長，年平均氣溫18 ℃，年均無霜期210 d，日照時數(shù)1 780 h，年平均降水量1 500～1 800 mm。

1.2 試驗材料

供試品種：云煙87。

試驗地情況：土壤類型為水稻土，種植方式為煙稻輪作，土壤質(zhì)地為粉壤土。耕層硝態(tài)氮含量28.21 mg/kg、銨態(tài)氮含量6.94 mg/kg、速效磷含量34.58 mg/kg、堿解氮含量37.92 mg/kg、速效鉀含量273.94 mg/kg、有機質(zhì)含量25.05 g/kg，pH值為7.8。

供試肥料：高碳基土壤修復(fù)肥，由河南惠農(nóng)土質(zhì)保育有限公司提供，總養(yǎng)分含量為5.02%，氮（N）含量17.6 g/kg，P2O5含量11.5 g/kg，K2O含量21.1 g/kg，全碳含量303.5 g/kg；生物發(fā)酵菜籽餅肥，氮磷鉀（N+P2O5+K2O）總養(yǎng)分含量≥8%，N含量50.0 g/kg，P2O5含量21.6 g/kg，K2O含量10.3 g/kg，有機質(zhì)含量≥70%，全碳含量 404.6 g/kg；郴州煙草專用基肥，N、P2O5、K2O含量分別為8%、17%、7%，硝態(tài)氮含量/總氮含量≥15%）；硫酸鉀（含K2O 52%），過磷酸鈣（含P2O5 12%）和磷酸二氫鉀（N、P2O5、K2O含量分別為0、52%、34%）；提苗肥（N、P2O5、K2O含量分別為20%、9%、0，硝態(tài)氮含量/總氮含量≥40%），煙草專用追肥（N、P2O5、K2O含量分別為11%、0、31%，硝態(tài)氮含量/總氮含量≥50%）。

供試保氮物料：沸石（由河南瑞林凈水材料有限公司提供，硬度98HRB，密度1.7 g/cm3，鹽酸可溶率0.3%）；麥飯石（由河南瑞林凈水材料有限公司提供，硬度98HRB，密度1.7 g/cm3，鹽酸可溶率0.3%）；腐殖酸（由靈石縣綠洲生物肥業(yè)有限公司提供，礦源腐殖酸含量≥50g/L，黃腐酸含量≥95%）；煙梗水熱生物炭實驗室自制，黑色顆粒狀，制備條件為粉碎煙梗15 kg，近臨界水60 L，反應(yīng)溫度（160±5） ℃，反應(yīng)釜壓力＞3 MPa，反應(yīng)停留時間15 min［23］；硝化抑制劑（由河南神雨生物有限公司提供，白色晶體，相對密度1.40，熔點202～212 ℃，溶于水和乙醇，微溶于乙醚和苯，有效成分含量98%，酸度≤7.5%）；脲酶抑制劑（由河南神雨生物有限公司提供，有效成分含量98%，酸度≤7%）。

1.3 試驗設(shè)計

試驗共設(shè)計9個處理，分別為CK0（不施氮肥）、CK1（僅施化肥氮，不施有機肥）、CK2（常規(guī)氮磷鉀肥+常規(guī)有機肥）、T1（常規(guī)氮磷鉀肥+常規(guī)有機肥+沸石）、T2（常規(guī)氮磷鉀肥+常規(guī)有機肥+麥飯石）、T3（常規(guī)氮磷鉀肥+常規(guī)有機肥+腐殖酸）、T4（常規(guī)氮磷鉀肥+煙梗水熱生物炭）、T5（常規(guī)氮磷鉀肥+常規(guī)有機肥+顆粒態(tài)硝化抑制劑）、T6（常規(guī)氮磷鉀肥+常規(guī)有機肥+脲酶抑制劑）。除CK0處理外，其他各處理總氮量均為169.5 kg/hm2，各處理施用的磷鉀肥相同。每個處理3次重復(fù)，每個重復(fù)3行，每行27株煙，試驗地兩邊各設(shè)2行保護行。2022年3月28日移栽煙草幼苗，栽培密度為 1 100株/667 m2。按照郴州煙草優(yōu)質(zhì)煙葉生產(chǎn)標準進行大田施肥和管理，試驗地?zé)熤暧?月20—30日進行打頂抹腋芽，6月20日開始采收下部葉，分3次采收，7月10日采收結(jié)束。

示范試驗共設(shè)計3個處理，分別為對照：常規(guī)施肥；DMPP示范：常規(guī)施肥，增施硝化抑制劑DMPP；自制煙梗水熱生物炭示范：常規(guī)施肥，配施自制煙梗水熱生物炭。每塊示范地面積0.667 hm2，2023年3月20日移栽煙草幼苗，栽培密度為1 100株/667 m2。按照郴州煙草優(yōu)質(zhì)煙葉生產(chǎn)標準進行大田施肥和管理，示范地?zé)熤暧?月13—20日進行打頂抹腋芽，6月20日開始采收下部葉，分3次采收，7月5日采收結(jié)束。

土壤改良劑使用方法：自制煙梗水熱生物炭、腐殖酸、沸石、麥飯石于移栽時穴施，每穴10 g。

DMPP使用方法：將氮肥或煙草專用肥與DMPP摻勻后使用。摻配比例為通過計算復(fù)混肥中純氮量，按照純氮的1%添加DMPP。追肥和基肥均需要先與DMPP摻混后使用。

NBPT使用方法：將氮肥或者煙草專用肥與NBPT摻勻后使用。摻配比例為通過計算復(fù)混肥中純氮量，按照純氮的0.5%添加NBPT。追肥和基肥均需要先與NBPT摻混后使用。

1.4 樣品采集及測定方法

在煙株移栽后60 d，根據(jù)YC/T 142—2010《煙草農(nóng)藝性狀調(diào)查測量方法》測定株高、莖圍、節(jié)距、葉長、葉寬、葉片數(shù)等農(nóng)藝性狀；從煙株移栽后15 d開始每隔15 d取根際土壤測定土壤硝態(tài)氮、銨態(tài)氮含量，共取樣3次；在煙株打頂前1周，每個小區(qū)取5株煙，于105 ℃下殺青15 min后，在60 ℃下烘干至恒重，分別測量根、莖、葉干重。殺青樣粉碎后過60目篩，用德國Elementar公司的碳氮元素分析儀測量各部位總氮含量。

根據(jù)打頂前1周煙株干物質(zhì)積累量及各部位總氮含量，通過差減法計算各處理氮肥利用率，計算公式為：

氮肥利用率=（施氮處理煙株氮素吸收量-不施氮處理煙株氮素吸收量）/施氮量×100%。

煙葉采烤結(jié)束后，統(tǒng)計各處理煙葉產(chǎn)量、產(chǎn)值，計算氮效益，計算公式為：

氮肥農(nóng)學(xué)效率=（施氮處理煙葉產(chǎn)量-不施氮處理煙葉產(chǎn)量）/施氮量；

氮肥產(chǎn)投比=（施氮處理煙葉產(chǎn)值-不施氮處理煙葉產(chǎn)值）/氮肥投入成本。

1.5 數(shù)據(jù)分析方法

試驗數(shù)據(jù)采用Excel 2019軟件進行整理，利用DPS軟件的LSD法（α=0.05）進行差異顯著性分析，使用Origin 2019pro繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 各處理農(nóng)藝性狀

從表1可以看出，煙株移栽60 d后，CK1處理的葉長、葉寬和莖圍與CK2處理相近，株高、節(jié)距和葉片數(shù)均低于CK2處理。T1、T2處理的各個農(nóng)藝性狀指標除葉片數(shù)外均與CK2處理無顯著性差異。T3～T6處理的莖圍、節(jié)距、葉長和葉片數(shù)等指標均與CK2處理相比略有提高，但差異均未達到顯著水平。CK2處理的株高和葉寬分別為99.0、32.5 cm，T3～T6處理與之相比分別增加4.04%、5.05%、13.13%、12.12%和10.77%、6.15%、19.38%、16.92%，其中T3、T4處理與CK2處理相比差異不顯著，T5、T6處理顯著高于CK2處理。綜合來看，T3、T4處理對煙株生長有促進作用但效果不明顯，T5、T6處理對煙株的生長促進效果較大，主要表現(xiàn)為煙株較高，葉片較寬，說明化學(xué)保氮劑對煙株生長的促進效果最好，其次為生物保氮劑。

2.2 各處理土壤硝態(tài)氮含量和銨態(tài)氮含量

由表2可知，在采樣第1時期，除對照組外處理間T5處理銨態(tài)氮含量最大且硝態(tài)氮含量最低，可能是因為T5處理施入的DMPP是一類能夠抑制銨態(tài)氮轉(zhuǎn)向硝態(tài)氮進行生物轉(zhuǎn)化的化學(xué)物質(zhì)，通過抑制銨態(tài)氮向硝態(tài)氮的轉(zhuǎn)化，減少了氮肥損失，因此銨態(tài)氮含量較高，為48.69 mg/kg，較CK2處理提高91.24%，硝態(tài)氮含量為71.09 mg/kg，較CK2處理降低了35.29%。T3處理銨態(tài)氮、硝態(tài)氮含量都較低，銨態(tài)氮含量為19.20 mg/kg，相對于CK2處理降低了24.59%，硝態(tài)氮含量為76.83 mg/kg，相對于CK2低了30.07%，這可能是因為T3處理施入的腐殖酸是一種具有較強吸附緩沖性和螯合能力的大分子膠體物質(zhì)，其陽離子交換量大，對游離態(tài)銨根離子吸附性較強，使T3處理土壤中的銨態(tài)氮、硝態(tài)氮含量減少。T1、T2、T4、T6處理的銨態(tài)氮、硝態(tài)氮含量較接近，銨態(tài)氮含量均略高于CK2處理，分別較CK2增加8.20%、10.76%、8.87%、1.50%，說明在施肥早期加入的沸石、麥飯石、煙梗水熱生物炭和NBPT對土壤中的銨根離子有固持作用，可降低煙田氮損失，且效果相近。

在采樣第2時期，T5處理和T3處理的銨態(tài)氮、硝態(tài)氮含量在各處理中的表現(xiàn)與第1時期相似，T5處理銨態(tài)氮含量較高，為27.29 mg/kg，較CK2處理高46.80%，硝態(tài)氮含量較低，為99.12 mg/kg，較CK2處理低2.49%，可以看出，硝化抑制劑在第2時期對土壤中銨態(tài)氮向硝態(tài)氮轉(zhuǎn)化的抑制作用有所減弱，效果弱于第1時期，說明硝化抑制劑在施肥初期效果較好。除對照組外處理間T3處理硝態(tài)氮、銨態(tài)氮含量均為各處理間最低，說明腐殖酸對土壤中游離態(tài)銨根離子的吸附作用依然較強。T1處理和T2處理的銨態(tài)氮、硝態(tài)氮含量相近，銨態(tài)氮含量分別為25.32、20.28 mg/kg，硝態(tài)氮含量分別為105.29、100.39 mg/kg，均略高于CK2處理，說明沸石和麥飯石的性質(zhì)功能以及保氮效果較為相似。T4處理銨態(tài)氮含量為29.33 mg/kg，較CK2處理提高57.78%，可以看出，煙梗水熱生物炭降低煙田氮損失的作用較施肥早期有所提高，可能是因為煙梗水熱生物炭有較小的顆粒尺寸、較大的比表面積，在施肥早期吸附能力較強，吸附土壤中的氮素，使土壤銨態(tài)氮、硝態(tài)氮含量減少。T6處理銨態(tài)氮含量為38.05 mg/kg，較CK2處理提高104.68%，可以看出，脲酶抑制劑的保氮效果較施肥早期有較大提高，可能是因為脲酶抑制劑早期對脲酶活性的抑制效果不明顯，隨著使用量的增加對脲酶的抑制效果逐漸增大。

在采樣第3時期，T5處理的硝態(tài)氮含量大幅減少，銨態(tài)氮含量增加，可以看出，在施肥后期硝化抑制劑的作用降低，硝態(tài)氮向銨態(tài)氮的轉(zhuǎn)化量增加。T1～T6處理銨態(tài)氮含量比較穩(wěn)定，銨態(tài)氮含量為27.45、22.73、22.08、20.62、26.67、22.95 mg/kg，相對于CK2均有所增加，說明T1～T6處理所添加的物料均對土壤銨根離子有固持作用?？傮w來看，硝化抑制劑處理（T5處理）的效果最好，其次為脲酶抑制劑處理（T6處理）。

2.3 各處理煙株干重

從表3可以看出，T1、T2處理的煙株總干重與CK2處理相近，T3、T4處理略高于CK2處理，T5處理最高，為264.2 g/株，其次為T6處理，為231.6 g/株。說明T5處理中加入的硝化抑制劑對煙株干重的提升效果最好，T3、T4處理中加入的腐殖酸、煙梗水熱生物炭對煙株干重略有提升，效果最差的為T1、T2處理。從部位來看，葉和莖干重最高的均為T5處理，分別為126.2、79.8 g/株，根干重最高的為T4處理，為66.6 g/株。綜合來看，對煙株干物質(zhì)積累促進效果最好的為硝化抑制劑處理（T5處理），其次為脲酶抑制劑處理（T6處理）。

2.4 各處理煙株不同部位含氮量

由表4可知，各處理中煙株整株含氮量最高的為T5處理，最低的為CK0處理，T1～T6處理煙株含氮量較CK2處理均有所提高，分別提升1.12%、4.06%、5.05%、22.30%、28.75%和24.54%。對于根含氮量，T4、T5、T6處理較高，其中最高的為T6處理，較低的為T1、T2、T3處理，其中最低的為T2處理；從莖含氮量來看，除對照組外處理間最高的為T5處理，最低的為T1處理，除T1、T4處理外，其他處理相對于CK2處理均有提升；從葉含氮量來看，最高的為T4處理，最低的為T2處理，整體上除CK0處理外，T1、T5、T6處理的葉含氮量與CK2差異不大，T2、T3處理顯著小于CK2處理。綜合以上分析，T4、T5、T6處理的煙株含氮量表現(xiàn)最好，T1、T2、T3處理略低但仍優(yōu)于對照組。

2.5 各處理氮肥利用率

根據(jù)差減法計算試驗地各處理氮肥利用率，結(jié)果（圖1）可以看出，單施化肥的CK1處理氮肥利用率為13.1%，與之相比，CK2、T1、T2、T3、T4、T5和T6處理的氮肥利用率均有所增加，分別為15.95%、16.78%、17.87%、18.34%、26.51%、29.57%和27.58%。各處理氮肥利用率表現(xiàn)為T5處理gt;T6處理gt;T4處理gt;T3處理gt;T2處理gt;T1處理gt;CK2處理gt;CK1處理，CK2處理以及T1～T6處理均可在一定程度上增強煙株對氮素的吸收能力。其中T4、T5、T6處理的氮肥利用率較高，最高的為T5處理，其次為T6處理，說明DMPP、NBPT和煙梗水熱生物炭對氮肥利用率提升效果較大。

2.6 各處理烤后煙化學(xué)成分

由表5可知，試驗地各處理中橘三（C3F）煙葉的煙堿含量和氯含量最高的為T5處理，且T5處理的鉀含量也在較高水平，各個化學(xué)成分指標均達到優(yōu)質(zhì)煙葉水平?？偺呛孔罡叩臑镃K0處理，但CK0處理的煙堿、氯、鉀含量均為最低，未達到優(yōu)質(zhì)煙葉水平。總糖含量達到優(yōu)質(zhì)煙葉水平（18%～22%）的只有T4、T5、T6處理，其余處理總糖含量整體處于較高水平。綜合來看，T5處理對煙葉化學(xué)成分改善效果最好。

2.7 各處理經(jīng)濟性狀

從表6可以看出，試驗地?zé)熑~產(chǎn)量和產(chǎn)值最高的為T5處理，分別為2 293.80 kg/hm2和 76 407.45元/hm2，可能是因為T5處理的上等煙比例較高，中上等煙比例各處理間差異不大。T1、T2處理產(chǎn)量、產(chǎn)值相近，可能是因為沸石與麥飯石作用相似。處理組除T5處理外其余處理相對于常規(guī)施肥CK2處理經(jīng)濟形狀均略有提升，提升比例最小的為T1處理，其上等煙與中上等煙比例也為處理間最小。

CK2處理的氮肥農(nóng)學(xué)效率為9.70 kg/kg，CK1處理與之相比減少6.49%，說明施用有機氮可以增加氮效益，T1、T2、T3、T4、T5、T6處理與CK2處理相比分別提升4.12%、1.86%、6.08%、10.21%、13.71%和8.76%，說明施用固氮劑對氮肥農(nóng)學(xué)效率的提升具有促進作用，其中T5處理作用最大。CK2處理的氮肥產(chǎn)投比為7.86元/元，相對于CK1處理有所減少，說明施用有機肥會增加施肥成本，但施用有機肥增加的高成本也會帶來高收入。處理組除T1處理外其余處理氮肥產(chǎn)投比相對于CK2均有所增加，說明增施固氮劑帶來的收益遠大于其增加的成本，收益最高的為硝化抑制劑處理（T5處理），其次為煙梗水熱生物炭（T4處理）和脲酶抑制劑處理（T6處理）。

從表7可以看出，2個示范地?zé)熑~產(chǎn)量和產(chǎn)值較對照均有很大幅度的提升，DMPP示范地?zé)熑~產(chǎn)量提升20.79%，產(chǎn)值提升了27.52%，上等煙比例和上中等煙比例也有所提高。DMPP示范地氮肥農(nóng)學(xué)效率和氮肥產(chǎn)投比分別為12.40 kg/kg和 9.49元/元，較對照分別提高26.02%和31.81%；對氮肥利用率提升效果最大，較對照提升101.48%。自制煙梗水熱生物炭示范地?zé)熑~產(chǎn)量和產(chǎn)值較對照分別提升14.83%和18.96%，氮肥利用率、氮肥農(nóng)學(xué)效率和氮肥產(chǎn)投比提升75.70%、18.59%和21.81%。大田示范驗證了DMPP和自制煙梗水熱生物炭對郴州煙田保氮效果的提升作用。

3 討論

不同保氮物料的施用均可在不同程度上影響作物產(chǎn)量，施用保氮物料在今后可能會成為減少煙田氮損失，提高氮肥利用率的重要舉措［14］。本研究結(jié)果表明，施用保氮物料與烤煙的氮素積累、內(nèi)在品質(zhì)和經(jīng)濟性狀的變化有著密不可分的關(guān)系，不同種類的物料特征不同，對烤煙的生長、品質(zhì)及產(chǎn)質(zhì)量的影響也不同。從農(nóng)藝性狀來看，T1、T2處理中的礦物保氮劑對煙株生長促進效果不明顯，T3、T4處理中的生物保氮劑對煙株生長有促進效果但效果不大，T5、T6處理中的化學(xué)保氮劑對煙株生長促進效果最好，主要表現(xiàn)在株高和葉寬上。從銨態(tài)氮、硝態(tài)氮含量來看，在施肥早期，加入的沸石、麥飯石、煙梗水熱生物炭和脲酶抑制劑（NBPT）對土壤中的銨根離子有固持作用，可降低煙田氮損失，且效果相近。硝化抑制劑（DMPP）可以抑制銨態(tài)氮向硝態(tài)氮的轉(zhuǎn)化［24，17］，減少氮肥損失，并且在施肥初期效果較好。腐殖酸的陽離子交換量大，對游離態(tài)銨根離子吸附性較強［25］，可使土壤中銨態(tài)氮、硝態(tài)氮含量減少，施肥后期硝化抑制劑的作用降低，硝態(tài)氮向銨態(tài)氮的轉(zhuǎn)化量增加。沸石和麥飯石的性質(zhì)組成以及保氮效果相似，因此各成分含量相近。煙梗水熱生物炭在施肥早期吸附能力較強［26］，隨施肥量的增加降低煙田氮損失的作用有所提高。脲酶抑制劑早期對脲酶活性的抑制效果不明顯，隨著施用量的增加，對脲酶的抑制效果逐漸增大?？傮w來看，硝化抑制劑的處理效果最好，其次為脲酶抑制劑。綜合煙株干重、總氮含量、煙田氮肥利用率、煙葉產(chǎn)量、煙葉產(chǎn)值、氮肥農(nóng)學(xué)效率和氮肥產(chǎn)投比來看，DMPP處理分別為264.2 g/株、9.18 g/株、29.57%、2 293.80 kg/hm2、76 407.45元/hm2、11.03 kg/kg和8.58元/元，較常規(guī)施肥分別提升44.61%、28.75%、125.73%、10.88%、11.18%、13.71%和0.91%，效果最優(yōu)，其次為脲酶抑制劑處理和煙梗水熱生物炭處理。同時通過對比單施化肥處理（CK1處理）與常規(guī)施肥（CK2處理）也可以發(fā)現(xiàn)，化肥配施有機肥對煙株生長以及氮素利用率的增加有一定的效果。

DMPP的化學(xué)名稱為3，4-二甲基吡唑磷酸鹽，可以通過抑制土壤中的氨氧化微生物活性來延緩氨氧化反應(yīng)，減少硝態(tài)氮的產(chǎn)生，使得土壤中的氮主要以銨態(tài)氮形式存在，這可以延長供氮時間、增加供氮強度，從而提高植株的氮吸收量，進而提高產(chǎn)量和氮素利用率。目前，DMPP在馬鈴薯［24］、小麥［27］、水稻［28］等各種農(nóng)作物中均有研究且固氮效果較好，楊新強等通過設(shè)置在減氮條件下添加DMPP的處理發(fā)現(xiàn)，在隴中旱作馬鈴薯田使用DMPP，與相同施氮量處理相比，馬鈴薯的氮肥農(nóng)學(xué)效率、氮肥偏生產(chǎn)力、水分利用效率和降水利用效率均有一定幅度的提升［29］；王靜等研究了NBPT、DMPP及其組合對稻茬小麥產(chǎn)量及構(gòu)成因子、氮素利用效率和土壤氮素的影響，結(jié)果表明，尿素配施DMPP或DMPP+NBPT均可以有效增加小麥產(chǎn)量，提高氮素利用效率［30］；張聞漢等研究發(fā)現(xiàn)，在中性稻田土中，氨氧化細菌（AOB）主導(dǎo)了土壤N2O的排放和硝化作用，DMPP和2-氯-6-三氯甲基吡啶（CP）可通過有效降低AOB豐度來抑制硝化作用和減少N2O排放［31］。關(guān)于DMPP在煙田中的作用尚未有研究。從本研究中2022年的試驗結(jié)果來看，DMPP在郴州煙田施用前中期的保氮效果較好，而隨著時間的推移，抑制銨態(tài)氮向硝態(tài)氮轉(zhuǎn)化的作用逐漸減弱，這可能與DMP硝化抑制效率高、見效快的特點有關(guān)。因此，次年設(shè)置DMPP處理與常規(guī)施肥處理的大田對比示范試驗，進一步驗證DMPP在煙田中的保氮效果。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，DMPP處理的煙葉經(jīng)濟性狀相對于對照組依然有較大提升。由此可以確認，DMPP對郴州煙田保氮作用的提升是有效的。自制煙梗水熱生物炭相比生物炭具有更高的比表面積和孔體積，使其物理吸附能力有所增強，作為土壤凈化劑、保氮劑有更大優(yōu)勢。自制煙梗水熱生物炭具有較好的示范效果，原因可能是實驗室自制煙梗水熱生物炭作為生物保氮劑，具有顆粒尺寸較小、比表面積較大、吸附能力較強等特點，相比于化學(xué)保氮劑在土壤中更加穩(wěn)定，不易流失，且煙梗水熱生物炭保氮效果高于其余生物保氮劑（腐殖酸），因此煙梗水熱生物炭在土壤保氮方面具有較高的應(yīng)用價值。

結(jié)果表明，在肥料中添加不同保氮劑對煙田氮素均有固持作用，效果由低到高為礦物保氮劑＜生物保氮劑＜化學(xué)保氮劑。其中DMPP的固氮效果最好，它可以有效抑制硝化過程的進行，減少銨態(tài)氮向硝態(tài)氮的轉(zhuǎn)化，使施入煙田的化肥氮多數(shù)以銨態(tài)氮的形式固持在土壤中供作物吸收利用，從而提高氮肥利用率，減少氮損失。

4 結(jié)論

在郴州煙稻輪作生態(tài)系統(tǒng)中，施用腐殖酸、沸石、麥飯石、煙梗水熱生物炭、硝化抑制劑（DMPP）和脲酶抑制劑（NBPT）等保氮物料均可在不同程度上減少煙田氮損失，提高氮肥利用率，保氮效果由低到高為礦物保氮劑＜生物保氮劑＜化學(xué)保氮劑，其中最優(yōu)為施用DMPP的處理，氮肥利用率為29.57%，其次為NBPT處理和煙梗水熱生物炭處理，均顯著提高煙田氮效益和煙葉產(chǎn)質(zhì)量。

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收稿日期：2024-01-25

基金項目：湖南省煙草公司郴州市公司科技項目（編號：2020431000240132、2021431000240173）。

作者簡介：陳 卓（1998—），男，河南南陽人，碩士研究生，主要從事煙草栽培與生理研究。E－mail：912488946@qq.com。

通信作者：殷全玉，博士，副教授，主要從事煙草資源微生物利用與土壤保育研究。E-mail：quanyuy@126.com。