余小芬，楊樹明，鄒炳禮，解 燕，劉加紅，張瑞勤，呂亞瓊，蔡永占，張素華，李軍營，邱學(xué)禮?

（1. 云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)環(huán)境資源研究所，昆明 650205；2. 云南省煙草公司曲靖市公司，云南曲靖 655002；3. 云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院生物技術(shù)與種質(zhì)資源研究所，昆明 650205；4. 云南省煙草農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院，昆明 650021）

云南是中式卷煙最大的核心基地，烤煙風(fēng)格為西南高原生態(tài)區(qū)-清甜香型[1]，所產(chǎn)煙葉是我國各類高端品牌卷煙不可替代的原料?？緹熒a(chǎn)一直是云南農(nóng)業(yè)的重要經(jīng)濟(jì)支柱，也是農(nóng)民增收的重要途徑。但長期以來，一些煙區(qū)和煙農(nóng)片面追求產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)收益，重施化肥而輕施有機(jī)肥以及采取高復(fù)種模式，造成植煙土壤板結(jié)、酸化、養(yǎng)分不均衡、土壤碳氮比（C/N）和微生物活性降低[2]，以及烤煙肥料利用率和煙葉品質(zhì)下降等問題[3]，在一定程度上已威脅到云南煙草產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展[4]。

我國油枯（餅肥）資源豐富，一些煙區(qū)也有施用油枯的傳統(tǒng)，油枯對增加煙葉產(chǎn)量、改善煙葉外觀質(zhì)量和提高香氣含量發(fā)揮著很好的作用[5]?；蕼p施是實(shí)現(xiàn)我國農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展的重要舉措，其中有機(jī)肥替代化肥措施是第一選擇[6]。近年來，我國煙草行業(yè)也開始嘗試推行利用油枯替代部分化肥以實(shí)現(xiàn)煙草減肥、增產(chǎn)、提質(zhì)和增效。菜籽油枯富含氮磷鉀及多種中微量元素和小分子有機(jī)營養(yǎng)物質(zhì)，在改土促煙上已展現(xiàn)出良好效果[7]，但也存在一些不足，如其在土壤中氮素釋放速率與烤煙需肥不一致，易出現(xiàn)前期“供氮不足”但后期“供氮過多”，利用率低等問題[8]，因此需要與無機(jī)氮合理配施[9]，才可促進(jìn)土壤微生物活性及氮素轉(zhuǎn)化[10]，改善土壤C/N比、尿酶活性及微生物群落結(jié)構(gòu)，優(yōu)化根際環(huán)境，提高烤煙養(yǎng)分吸收利用率及煙葉品質(zhì)[11-12]。有研究表明菜籽餅肥氮替代30%化肥氮的改土促煙效果較好[12-13]，也有研究發(fā)現(xiàn)菜籽餅與復(fù)合肥按25%：75%配施時(shí)提升烤煙品質(zhì)的效果最好[14]，而油枯占比超過40%時(shí)則會(huì)降低煙葉品質(zhì)[15]。

雖然已有關(guān)于油枯配施化肥對烤煙生長發(fā)育、產(chǎn)質(zhì)量及養(yǎng)分利用的研究報(bào)道[5-15]，但菜籽油枯在烤煙生產(chǎn)上的科學(xué)施用必需考慮菜籽餅肥自身的特點(diǎn)、煙區(qū)氣候和土壤特征以及烤煙主栽品種等因素，才能保證菜籽油枯的科學(xué)高效施用。云南是我國冬油菜主產(chǎn)地之一，2019年全省油菜種植面積30萬hm2，產(chǎn)油菜籽60萬t，預(yù)計(jì)可產(chǎn)菜籽油枯36萬t[16]。為進(jìn)一步提高云南菜籽油枯在改良植煙土壤和促進(jìn)烤煙生產(chǎn)上的應(yīng)用，本研究針對利用云南菜籽油枯研發(fā)制成的高端煙草專用菜籽油枯有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥，選擇曲靖煙區(qū)最典型的植煙土壤類型，開展大田試驗(yàn)，探討該肥料對烤煙生長、產(chǎn)質(zhì)量和養(yǎng)分利用效率的影響，旨在為進(jìn)一步利用云南菜籽油枯資源，提升其在烤煙生產(chǎn)上的高效利用提供理論支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2019年進(jìn)行，試驗(yàn)地位于云南省曲靖市羅平縣羅雄圭山（103°57′E，24°46′N，海拔1 480 m），前茬為油菜，土壤類型為黃壤，質(zhì)地為輕黏土，烤煙移栽前耕層土壤pH 5.67，有機(jī)質(zhì)30.19 g·kg-1，堿解氮147.3 mg·kg-1，有效磷46.25 mg·kg-1，速效鉀284.3 mg·kg-1，除質(zhì)地偏黏外，其他屬性均適宜植煙。本試驗(yàn)地土壤類型及其理化屬性狀況在曲靖市煙區(qū)較為普遍，具有代表性。

1.2 試驗(yàn)材料

供試烤煙品種：K326（主栽品種之一）。供試肥料：2種自主研發(fā)的菜籽油枯有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥：1）OR30，油枯300 g·kg-1，N︰P2O5︰K2O= 15%︰5%︰18%，有機(jī)質(zhì)722.9 g·kg-1；2）OR40，油枯400 g·kg-1，N︰P2O5︰K2O= 12%︰5%︰17%，有 機(jī) 質(zhì)758.1 g·kg-1。煙草專用復(fù)合肥︰N︰P2O5︰K2O=15%︰8%︰25%；硝酸鉀（N135 g·kg-1，K2O 465 g·kg-1），過磷酸鈣（P2O5160 g·kg-1），硫酸鉀（K2O 500 g·kg-1）。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

設(shè)置10個(gè)施肥處理（表1）。其中，T1、T2、T3、T6和T7處理為常規(guī)施氮量（60 kg·hm-2），T4和T8處理為減氮10%（54 kg·hm-2），T5和T9處理增氮10%（66 kg·hm-2）。除T10外，各處理的磷肥（P2O5）和鉀肥（K2O）用量分別為90 kg·hm-2和180 kg·hm-2。大田試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，每個(gè)處理3次重復(fù)，每個(gè)小區(qū)面積60 m2，采用漂浮育苗，2019年4月26日移栽，株行距0.6 m×1.2 m，每個(gè)小區(qū)栽煙80株，覆蓋地膜。T2～T9處理氮肥來自有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥，用過磷酸鈣和硫酸鉀補(bǔ)足磷和鉀。肥料施用方式上，除T3、T4、T7和T8處理的硝酸鉀在烤煙移栽后長出第8片新葉時(shí)兌水一次追施外，其余肥料和其他處理的全部肥料均為移栽時(shí)作為基肥采用根區(qū)施肥（中層環(huán)施）一次性施入。大田其他管理措施按當(dāng)?shù)貎?yōu)質(zhì)烤煙規(guī)范化生產(chǎn)進(jìn)行。

1.4 測定項(xiàng)目與方法

1.4.1 烤煙農(nóng)藝性狀測定 于移栽后50 d（團(tuán)棵期）和成熟采烤前，各小區(qū)選擇健康有代表性煙株8株，按標(biāo)準(zhǔn)YC /T142-2010[17]測定煙株株高、莖圍、有效葉片數(shù)、葉片長和寬，并計(jì)算葉面積和葉面積系數(shù)。

1.4.2 烤煙經(jīng)濟(jì)性狀測定 煙葉開始成熟時(shí)，按小區(qū)單獨(dú)掛牌采收和烘烤，烤后煙葉按照GB2635-92[18]分級，統(tǒng)計(jì)等級比例、產(chǎn)量，按曲靖市2019年煙葉收購單價(jià)，計(jì)算產(chǎn)值。產(chǎn)指為畝（合667 m2）產(chǎn)值與C1F（中橘一）單價(jià)的比值，級指按均價(jià)/C1F單價(jià)×100計(jì)算。

1.4.3 煙葉化學(xué)成分及可用性指數(shù)計(jì)算 以小區(qū)為單位，選取有代表性的B2F（上橘二）、C3F（中橘三）和X2F（下橘二）3個(gè)等級煙葉樣品測定化學(xué)成分。采用連續(xù)流動(dòng)分析儀（AA3型，德國）測定總糖和還原糖（YC/T159-2002）[19]、總氮（YC/T161-2002）[20]、煙堿（YC/T468-2013）[21]、鉀（YC/T217-2007）[22]和水溶性氯含量（YC/T162-2011）[23]。參考鄧小華等[24]方法計(jì)算化學(xué)成分可用性指數(shù)（Chemical components usability index，CCUI）用以評價(jià)各處理的化學(xué)成分協(xié)調(diào)性。

表1 試驗(yàn)各處理設(shè)置Table 1 Designing of the treatments of experiment

1.4.4 烤煙根系指標(biāo)及氮、磷和鉀測定 在成熟期，按小區(qū)選取6株烤煙固定，分3次分別采收上、中、下部葉。最后1次采葉連同莖、根采集，取樣后用清水將煙株沖洗干凈，其中對根系稱取鮮物質(zhì)量后，按《煙草農(nóng)藝性狀調(diào)查測量方法》（YC/T 142-2010）[17]，用排水法測定煙株根部體積。隨后各器官分開在105℃殺青30 min，80℃下烘干分別測定干物質(zhì)量，粉碎后混合均勻，制成分析樣品，按NY/T 2017-2011[25]標(biāo)準(zhǔn)，采用H2SO4-H2O2消煮，用全自動(dòng)定氮儀（K9840型，中國）測定全氮，分光光度法測定全磷，火焰光度法測定全鉀。根據(jù)薛如君等[26]方法計(jì)算肥料利用率，公式如下：

肥料表觀利用率=（施肥區(qū)烤煙養(yǎng)分吸收量-空白區(qū)烤煙養(yǎng)分吸收量）/肥料施用量×100%

肥料生理利用率=（施肥區(qū)煙葉產(chǎn)量-空白區(qū)煙葉產(chǎn)量）/（施肥區(qū)煙株吸收養(yǎng)分量-空白區(qū)煙株吸收養(yǎng)分量）×100%

1.5 數(shù)據(jù)處理

采用 Microsoft Excel 2010和SPSS 19.0 軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，差異顯著性檢驗(yàn)采用最小顯著差異（LSD）方法。

2 結(jié) 果

2.1 油枯有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥對烤煙農(nóng)藝性狀的影響

由表2可知，T10（不施肥）煙株在整個(gè)生育期長勢均較差，其農(nóng)藝性狀顯著低于其他處理。在烤煙移栽后50 d，與T1（CK）相比，施油枯有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥的處理對株高、莖圍、葉片數(shù)無顯著影響，但T2、T4、T6和T8處理顯著降低煙株葉面積及葉面積系數(shù)。在成熟采烤前，T2、T3、T5、T7和T9處理的烤煙株高、莖圍、葉片數(shù)與CK處理亦無顯著差異，但葉面積及葉面積系數(shù)分別顯著增加了1.74%～4.51%、4.47%～19.11%，而T4、T6和T8處理的葉面積和面積系數(shù)較CK均有顯著下降。上述結(jié)果表明，在相同肥料用量和施肥方式下，施OR30的處理采烤前煙株農(nóng)藝性狀表現(xiàn)優(yōu)于OR40，表明添加油枯300 g·kg-1更有利于煙株生長發(fā)育；在OR30和OR40的高施氮量下，追施硝酸鉀可促進(jìn)煙株生長，顯著提高葉面積及葉面積系數(shù)。

表2 施用油枯有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥下的烤煙農(nóng)藝性狀Table 2 Effects of application of organic-inorganic complex fertilizer on agronomic traits of flue-cured tobacco

2.2 油枯有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥對烤煙經(jīng)濟(jì)性狀的影響

由表3可知，T10處理煙葉各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)性狀顯著低于其他處理。從煙葉等級結(jié)構(gòu)看，T2、T4、T5和T9上等煙比例較T1（CK）顯著增加4.59%～14.17%，中等煙比例以T6和T8最高。T2、T4、T5、T7和T9較CK顯著增產(chǎn)2.69%～7.46%，其他處理產(chǎn)量較CK顯著下降3.23%～36.62%。處理T2、T5和T9產(chǎn)值最高，較CK顯著增加10.99%～13.46%，但三者間差異不顯著，處理T4和T7次之，較CK產(chǎn)值分別顯著增加7.63%和6.85%。產(chǎn)指、級指的變化規(guī)律與產(chǎn)值相似。上述結(jié)果表明，與CK處理相比，單施油枯有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥，以T5和T9處理的綜合效果最佳，在配施硝酸鉀的條件下，分別以T4（減氮10%）和T7處理煙葉產(chǎn)量、產(chǎn)值最佳。

2.3 油枯有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥對煙葉主要化學(xué)成分的影響

由表4可知，T10處理煙葉化學(xué)成分含量較低，協(xié)調(diào)性差。就總糖含量而言，施OR的8個(gè)處理總糖含量為201.6～363.7 g·kg-1，平均278.0 g·kg-1；與CK相比，上部煙葉以處理T3和T9相對較高，中部為T4和T9處理最高，下部為T8處理最高。施OR處理的還原糖含量為186.3～298.5 g·kg-1，平均236.9 g·kg-1，還原糖變化規(guī)律與總糖相似。就總氮含量而言，施O R處理的總氮含量為1 3.6～24.7 g·kg-1，平均18.0 g·kg-1，各處理上、下部煙葉總氮與CK差異不顯著，中部煙葉總氮顯著低于CK。施OR處理的煙堿含量為15.3～35.5 g·kg-1，平均23.1 g·kg-1，各處理上部煙葉煙堿含量與CK差異不顯著，中部煙葉以T2和T3處理煙堿含量較高，下部煙葉為T2、T3、T6和T9處理較高。施OR的氧化鉀含量為14.6～39.7 g·kg-1，平均24.4 g·kg-1，處理T2、T5、T6、T7和T9處理上部煙葉鉀含量較高，中部煙葉以T2、T4、T5、T6、T7和T9處理較高，所有施OR處理的下部煙葉鉀含量均顯著高于CK。施OR的水溶性氯含量為2.8～11.9 g·kg-1，平均6.6 g·kg-1，各處理上部煙葉氯含量與CK差異不顯著，中、下部煙葉氯含量升高。從中部煙葉化學(xué)成分差異看，與CK相比，T2、T4、T7和T9使煙葉總糖、還原糖、氧化鉀和水溶性氯含量升高，總氮和煙堿含量下降，煙葉化學(xué)成分更趨于協(xié)調(diào)。上述結(jié)果表明，施用OR的處理對上、下部位煙葉品質(zhì)的調(diào)控效應(yīng)差異較小，而對中部煙葉品質(zhì)的調(diào)控效應(yīng)差異較大。

表3 施用油枯有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥下的烤煙經(jīng)濟(jì)性狀Table 3 Effects of application of organic-inorganic complex fertilizer on economic traits of flue-cured tobacco

表4 施用油枯有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥下的煙葉主要化學(xué)成分Table 4 Main chemical components of the flue-cured tobacco relative to treatment

2.4 油枯有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥對烤煙根系指標(biāo)及肥料利用率的影響

由表5可知，就煙株根際指標(biāo)而言，T4、T5、T7和T9的根鮮物質(zhì)量、根干物質(zhì)量和根體積較CK分別顯著增加3.74%～32.73%、3.71%～30.24%和7.09%～28.78%。就氮素利用而言，T2、T4、T5、T7和T9的氮素表觀利用率和氮素生理利用率分別為34.27%～39.24%和30.34%～34.47%，較CK分別顯著提高9.31%～25.17%和7.67%～22.32%。T2、T4和T9磷素表觀利用率在6.28%～6.71%，分別較CK顯著提高28.05%、19.85%和26.72%；T2、T4和T9磷素生理利用率為4.13%～4.54%，較CK分別顯著提高14.71%、19.79%和21.39%。T2、T4、T5和T9鉀素表觀利用率33.51%～36.24%，分別較CK顯著提高17.40%、13.96%、11.08%和8.55%；T2、T4、T5、T7和T9鉀素生理利用率為32.97%～35.69%，較CK處理顯著提高9.06%～21.98%。上述結(jié)果表明，單施油枯有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥的T5和T9以及配施硝酸鉀的T4（減氮10%）和T7處理可促進(jìn)煙株根系發(fā)育，并能顯著提高烤煙肥料利用率。

表5 施用油枯有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥下的烤煙根系指標(biāo)及肥料利用率Table 5 Root indices and fertilizer use efficiency of flue-cured tobacco relative to treatment

3 討 論

3.1 菜籽油枯有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥對煙葉產(chǎn)質(zhì)量的影響

油枯是南方煙田應(yīng)用較廣泛的有機(jī)肥源，具有良好的替代化肥潛力[7]。適量油枯配施化肥可在一定程度上減少化肥用量，并能保證煙葉穩(wěn)產(chǎn)或增產(chǎn)，煙葉等級結(jié)構(gòu)、產(chǎn)值顯著提高[14-15]。已有研究表明，添加油枯比例在30%以內(nèi)時(shí)，煙葉產(chǎn)量、產(chǎn)值隨油枯用量增加均呈上升趨勢，煙葉化學(xué)成分更協(xié)調(diào)[13-15]。本研究表明，與化肥相比，單施油枯有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥（OR30和OR40）時(shí)，以O(shè)R30（施純氮60 kg·hm-2和66 kg·hm-2）以及OR40（施純氮66 kg·hm-2）處理的烤煙產(chǎn)量和產(chǎn)值最高（表3），說明添加油枯300～400 g·kg-1仍可保證烤煙整個(gè)生育期的養(yǎng)分供應(yīng)。在追施硝酸鉀條件下，OR30（施純氮54 kg·hm-2，減氮10%）和OR40（施純氮60 kg·hm-2）處理均可顯著提高煙葉產(chǎn)量和產(chǎn)值（表3）。綜合比較而言，添加菜籽油枯300 g·kg-1更有利于提高煙葉產(chǎn)量、產(chǎn)值，這與已有的研究結(jié)果[14-15]一致；餅肥用量太大將導(dǎo)致速效養(yǎng)分不足，不能及時(shí)滿足烤煙生長前期對養(yǎng)分的需求[27]。本研究發(fā)現(xiàn)，與T1（CK）相比，處理T2、T4、T7和T9提高了中部煙葉總糖、還原糖、氧化鉀和水溶性氯含量，降低總氮和煙堿含量（表4），從而改善煙葉化學(xué)成分的協(xié)調(diào)性，這可能是菜籽油枯促進(jìn)了烤煙根系酶活性、土壤有機(jī)營養(yǎng)轉(zhuǎn)化、碳氮代謝及煙葉各物質(zhì)轉(zhuǎn)化[10]，改善氮磷鉀營養(yǎng)[12]，并使其氮素釋放速率與烤煙養(yǎng)分吸收規(guī)律較一致[7-8]，從而提升煙葉品質(zhì)。其中，煙葉鉀含量顯著升高可能與施復(fù)混肥有效減緩鉀素釋放有關(guān)[28]。本研究中，就化學(xué)成分可用性指數(shù)（CCUI）而言，油枯有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥對中部煙葉總氮和煙堿的影響大于上部，這可能是復(fù)混肥中的有機(jī)氮優(yōu)先供應(yīng)煙株生長旺盛部位，上部煙葉氮素積累量增加速度大于中部葉，而轉(zhuǎn)移速度小于中部[29]，且添加發(fā)酵油枯提高了中部煙葉的耐熟性所致[30]。

3.2 菜籽油枯有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥對烤煙肥料利用率的影響

油枯有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥是含有機(jī)物質(zhì)和無機(jī)營養(yǎng)的復(fù)混顆粒肥料，其氮素在土壤中水平方向上擴(kuò)散遷移速度較復(fù)合肥氮素慢，養(yǎng)分釋放較適合烤煙生長所需[31]，可促進(jìn)烤煙根部對氮素的吸收，從而提高氮素利用率[32]。本研究中，與單施化肥相比，處理T2、T4、T5、T7和T9的氮磷鉀表觀利用率及生理利用率均顯著提升（表5），表明煙株對氮、磷、鉀的利用能力提高，這與宋建群等[32]研究結(jié)果相似，一方面可能是因?yàn)榘l(fā)酵油枯富含小分子有機(jī)營養(yǎng)物質(zhì)，施入后有利于根際土壤微生物菌群繁殖及其活性增強(qiáng)，從而促進(jìn)土壤對肥料的吸附、氮轉(zhuǎn)化作用，改善土壤性質(zhì)及微生態(tài)[33]；同時(shí)有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥中的大量元素和有機(jī)質(zhì)保證了煙株體內(nèi)養(yǎng)分平衡[34]，其中有機(jī)物料促進(jìn)了土壤氮、磷的有效性，并降低了氮、鉀離子的淋溶[35]，從而有利于養(yǎng)分吸收。另一方面，增施腐熟有機(jī)肥促進(jìn)了煙株一級和二級側(cè)根的發(fā)育，其中根數(shù)量、體積及干物質(zhì)量顯著提高[36]，改善土壤脲酶和蔗糖酶的活性，微生物生物量碳顯著增加[37]，而且發(fā)酵菜籽油枯對根際固氮菌和磷、鉀細(xì)菌具有選擇富集作用，從而增強(qiáng)煙株根系活力和吸收能力[12]。本研究采用根區(qū)施肥（中層環(huán)施）方法，不但實(shí)現(xiàn)了肥料擴(kuò)展空間與根區(qū)空間的吻合，而且肥料中的高有機(jī)質(zhì)改善了根際土壤環(huán)境，促進(jìn)根系發(fā)育，如T4、T5、T7和T9根系生物量和體積較CK顯著增加（表5），從而提高了肥料利用率。根區(qū)施肥提高肥料當(dāng)季利用率已在烤煙生產(chǎn)實(shí)踐中有不同程度的體現(xiàn)[38]?？梢娫诳緹熒a(chǎn)中只有充分考慮肥料養(yǎng)分供應(yīng)及肥料對根際有益微生物的影響，才能有效提高肥料利用率。本研究僅是一類煙田土壤和一年大田試驗(yàn)，結(jié)果的區(qū)域廣泛應(yīng)用性和效果的可持續(xù)年限，以及油枯有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥的不同施肥量和施肥位點(diǎn)變化后，養(yǎng)分在土壤中的擴(kuò)散分布特征及其對煙株根系構(gòu)型、根際微生物的影響等，尚需進(jìn)一步研究。

4 結(jié) 論

菜籽油枯有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥可促進(jìn)烤煙地上部和根部生長發(fā)育，提高煙葉產(chǎn)量和產(chǎn)值，改善煙葉化學(xué)成分協(xié)調(diào)性，顯著提高肥料利用率，適宜在云南煙區(qū)推廣應(yīng)用，也是實(shí)現(xiàn)油枯資源合理利用、化肥減施及烤煙提質(zhì)、增效的良好施肥模式。在相同肥料用量和施肥方式下，添加菜籽油枯30%（300 g·kg-1）的有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥的綜合效果更優(yōu)。