馬嘯 李航 胡麗濤 黃浪平 譚敏 張松濤

摘? ? 要：為研究微生物肥與高碳基肥配施對煙草成分、礦質(zhì)元素和農(nóng)藝性狀的影響，在河南省漯河市舞陽縣以‘中煙100’為試驗(yàn)材料進(jìn)行田間試驗(yàn)，試驗(yàn)分為5個處理（CK：常規(guī)施肥52.5 kg·hm-2純氮;T1：1 500 kg·hm-2高碳基肥;T2：1 500 kg·hm-2高碳基肥 + 75 kg·hm-2微生物肥 +45 kg·hm-2純氮;T3：1 500 kg·hm-2高碳基肥+150 kg·hm-2微生物肥+37.5 kg·hm-2純氮;T4：1 500 kg·hm-2高碳基肥+225 kg·hm-2微生物肥+30 kg·hm-2純氮），通過測定煙草生長發(fā)育過程中的成分、礦質(zhì)元素和農(nóng)藝性狀，研究微生物肥與高碳基肥配施對煙草的影響。結(jié)果顯示，微生物肥與高碳基肥的配施：（1）提高了煙葉中的鉀和還原糖含量，降低了煙堿含量，總氮和氯含量沒有明顯改變;（2）提高了煙葉中的磷、鐵、硼、鋅和銅的含量，降低了鈣、鎂的含量;（3）提高了煙草的葉長、葉寬、株高和莖圍。綜上，微生物肥和高碳基肥配施處理能夠提高煙葉還原糖、鉀和部分礦質(zhì)元素含量（鉀、磷、硼、鋅、鐵、銅），對煙株株高、莖圍等農(nóng)藝性狀有促進(jìn)作用，能夠有效提高煙葉的產(chǎn)質(zhì)量，其中1 500 kg·hm-2高碳基肥+225 kg·hm-2微生物肥+30 kg·hm-2純氮的處理較好。

關(guān)鍵詞：微生物肥;高碳基肥;煙葉;成分;礦質(zhì)元素

中圖分類號：S572.06? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? DOI 編碼：10.3969/j.issn.1006-6500.2022.04.013

Influence of Combined Microbial Fertilizer and High-carbon Basal Fertilizer on Chemical Composition of Tobacco

MA Xiao1， LI Hang2， HU Litao1， HUANG Langping2， TAN Min1， ZHANG Songtao2

（1.Fengdu Branch of Chongqing National Tobacco Corporation，F(xiàn)engdu， Chongqing 408200， China;2.College of Tobacco Science， Henan Agricultural University/Key Laboratory of Tobacco Cultivation in Tobacco Industry， Henan， Zhengzhou 450002， China）

Abstract： To study the effects of microbial fertilizer combined with high-carbon base fertilizer on composition， mineral elements and agronomic characters of tobacco， a field experiment was carried out in Wuyang County， Luohe City， Henan Province using 'Zhongyan 100' as experimental material. The experiment was divided into 5 treatments（CK： conventional fertilization of 52.5kg·hm-2 of pure nitrogen; T1：1 500 kg·hm-2 high-carbon basal fertilizer; T2：1 500 kg·hm-2 high-carbon basal fertilizer+75 kg·hm-2 microbial fertilizer+45 kg·hm-2 pure nitrogen; T3：1 500 kg·hm-2 high-carbon basal fertilizer+150 kg·hm-2 microbial fertilizer+37.5 kg·hm-2 pure nitrogen; T4：1 500 kg·hm-2 high-carbon basal fertilizer+225 kg·hm-2 microbial fertilizer+30 kg·hm-2 pure nitrogen）， the effects of microbial fertilizer and high-carbon base fertilizer on tobacco were studied by measuring the composition， mineral elements and agronomic traits during the growth and development of tobacco.The results showed that：（1） Application of combined microbial fertilizer and high-carbon basal fertilizer increased the contents of potassium and reducing sugar in tobacco leaves， and decreased the contents of nicotine， while the contents of total nitrogen and chlorine did not change significantly; （2） Application of combined microbial fertilizer and high-carbon basal fertilizer increased the contents of P， Fe， B， Zn and Cu， but decreased the contents of Ca and Mg in tobacco leaves; （3） Application of combined microbial fertilizer and high-carbon basal fertilizer increased leaf length， leaf width， plant height and stem circumference of tobacco. In conclusion， the combined application of microbial fertilizer and high-carbon-based fertilizer could increase the content of reducing sugar， potassium and some mineral elements（K， P， Fe， Zn， B， Cu） in tobacco leaves. Also， it could improve the agronomic traits of tobacco， such as plant height and stem circumference， as well as the yield and quality of tobacco leaves. Among them，1 500 kg·hm-2 high-carbon basal fertilizer+225 kg·hm-2 microbial fertilizer+30 kg·hm-2 pure nitrogen showed the best effect on chemical composition of tobacco.

Key words： microbial fertilizer; high-carbon basal fertilizer; chemical composition; mineral elements

我國土壤由于長期施用化肥，土壤酸化、有機(jī)質(zhì)減少、微生物活性降低以及土壤營養(yǎng)不均衡等問題較為突出[1-2]。施肥是有效改善土壤養(yǎng)分的方式之一，如何通過合理的施肥來改善植煙土壤環(huán)境，提高煙草品質(zhì)，是煙草農(nóng)業(yè)面臨的重要問題。微生物肥料研究在我國已有70年的歷史，它是由一種或多種有益的微生物菌群輔以有機(jī)質(zhì)含量較高的基質(zhì)混合而成，通過肥料中具有固氮、解磷、解鉀、腐解等作用的微生物菌群來改善土壤的微環(huán)境[3-6]。研究表明，微生物肥料可以改良土壤、提高土壤肥力、增強(qiáng)作物抗逆性，提高作物的產(chǎn)質(zhì)量[7-13]。

高碳基肥，又稱高碳基土壤修復(fù)肥，是在土壤修復(fù)方面起重要作用的一種新型肥料，主要由生物質(zhì)炭輔以有機(jī)肥、礦物肥等混合而成，通過生物質(zhì)炭改善土壤物理特性、均衡土壤營養(yǎng)以及增加微生物數(shù)量等提高煙葉品質(zhì)[14-15]。生物質(zhì)炭在高碳基肥中占了很大的比重，有比表面積大和多孔隙度等優(yōu)點(diǎn)[16-19]，能夠?yàn)槲⑸锾峁┝己玫臈h(huán)境。

課題組前期研究發(fā)現(xiàn)，高碳基肥能夠顯著提高土壤堿解氮和速效磷含量，增加土壤中細(xì)菌和放線菌含量，提高烤后煙葉鉀含量[20]。微生物肥和高碳基肥配施能夠增加土壤微生物數(shù)量，提高土壤肥力和土壤酶活性，均衡土壤營養(yǎng)供應(yīng)，為烤煙生長提供良好的土壤環(huán)境，進(jìn)而提高煙葉的產(chǎn)質(zhì)量[21]。

微生物肥和高碳基肥配施能夠改善土壤環(huán)境，提高煙葉的產(chǎn)質(zhì)量。然而，兩者配施對煙草生長發(fā)育過程中化學(xué)成分及礦質(zhì)元素的影響及其與煙葉產(chǎn)質(zhì)量關(guān)系尚不清楚。本研究分析了微生物肥與高碳基肥的配施對煙草生長發(fā)育過程中的成分和礦質(zhì)元素含量的變化，旨在為微生物肥和高碳基肥的合理配施提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)土壤

試驗(yàn)于2016年在河南省漯河市舞陽縣文峰鄉(xiāng)桐陳村煙田開展，肥力中等，地形平坦。供試土壤的基本理化性質(zhì)：堿解氮89.10 mg·kg-1、有效磷28.43 mg·kg-1、速效鉀68.12 mg·kg-1、有機(jī)質(zhì)5.87 g·kg-1，pH 4.87。

1.2 試驗(yàn)肥料

微生物肥料由南陽市雙微生物生態(tài)肥業(yè)有限公司生產(chǎn)，其成分為：總氮（N）10%、磷（P2O5）6%、鉀（K2O）9%、有機(jī)質(zhì)20%，枯草芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌、側(cè)孢芽孢桿菌、解磷菌、解鉀菌、膠凍樣芽孢桿菌含量為2×109 cfu·g-1。高碳基土壤修復(fù)肥由河南惠農(nóng)土質(zhì)保育研發(fā)有限公司提供，其成分為：總氮（N）1.74%、磷（P2 O5）1.28%、鉀（K2O）0.86%、水分26.36%。肥料成分含量由河南百恩信檢測技術(shù)有限公司檢測。

1.3 試驗(yàn)品種

供試煙草品種為‘中煙100’。

1.4 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

根據(jù)微生物肥與高碳基肥的配施量不同，共設(shè)置5個處理，分別為CK（常規(guī)施肥52.5 kg·hm-2純氮）;T1（1 500 kg·hm-2高碳基肥）;T2（1 500 kg·hm-2高碳基肥+75 kg·hm-2微生物肥+45 kg·hm-2純氮）;T3（1 500 kg·hm-2高碳基肥+150 kg·hm-2微生物肥 +37.5 kg·hm-2純氮）;T4（1 500 kg·hm-2高碳基肥 +225 kg·hm-2微生物肥+30 kg·hm-2純氮），每個處理3次重復(fù)，采用隨機(jī)區(qū)組排列，設(shè)置保護(hù)行2行，煙株行距1.2 m，株距0.55 m，小區(qū)總面積334 m2。施肥方式：微生物肥、高碳基肥和75%的化肥條施，25%的化肥追施，其它田間措施均以當(dāng)?shù)貎?yōu)質(zhì)煙葉生產(chǎn)技術(shù)規(guī)范為準(zhǔn)。

1.5 測定項(xiàng)目與方法

1.5.1 煙草成分測定 分別在移栽后30，60，90 d進(jìn)行取樣，每個處理取3棵煙株中部葉各2片。去除主葉脈后，將鮮煙葉置于105 ℃烘箱殺青15 min，在45 ℃烘干后粉碎，粉碎后的煙葉過60目篩后放入自封袋備用。采用連續(xù)流動分析儀測定常規(guī)成分（總氮、還原糖、煙堿、鉀含量、氯等含量）[22]。

1.5.2 煙草礦質(zhì)元素測定 采用灰化法[23]測定礦質(zhì)元素含量（鈣、鉀、鎂、磷、硼、鋅、鐵、銅）。

1.5.3 煙草農(nóng)藝性狀測定 選取長勢一致的煙株，按照煙草農(nóng)藝性狀調(diào)查測量方法[24]，從移栽后30 d開始，每隔15 d測定煙株的葉長、葉寬、株高和莖圍等數(shù)據(jù)。

1.6 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)數(shù)據(jù)用 IBM SPSS 2.0和Excel 2010進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 微生物肥與高碳基肥的配施對煙葉化學(xué)成分的影響

2.1.1 微生物肥與高碳基肥的配施處理對總氮的影響不同處理下煙葉總氮含量如表1所示，微生物肥與高碳基肥的配施處理煙葉的總氮含量，除T3處理外，其他處理總氮含量呈先上升再下降的趨勢，在移栽后60 d總氮含量達(dá)到最高。在移栽后30，60，90 d各處理間的總氮含量沒有顯著性差異。

2.1.2 微生物肥與高碳基肥的配施處理對還原糖含量的影響 不同處理下煙葉還原糖含量如表2所示，煙葉的還原糖含量呈現(xiàn)出先下降再上升的趨勢。其中，移栽后60 d煙葉的還原糖含量最低，移栽后90 d煙葉的還原糖含量最高。移栽后30 d，T3的還原糖含量顯著低于T1和T2，與CK、T4的差異不顯著。移栽后60 d，各處理間還原糖含量沒有差異。移栽后90 d，T3處理的還原糖含量最高，顯著高于T4處理，與其他3個處理差異不顯著。

2.1.3 微生物肥與高碳基肥的配施處理對煙堿含量的影響? ? 不同處理下煙葉煙堿含量如表3所示，煙堿在煙葉中持續(xù)積累，在移栽后90 d含量達(dá)到最大。移栽后30 d，各處理間煙堿含量沒有明顯差異。移栽后60 d，T2處理煙堿含量顯著高于CK和T1處理，與T3、T4處理差異不顯著。移栽后90 d，T1、T3處理煙堿含量顯著低于CK處理，T4處理與CK處理煙堿含量差異不顯著，T2處理煙堿含量略高于CK處理。

2.1.4 微生物肥與高碳基肥的配施處理對氯含量的影響? ? 不同處理下煙葉氯含量如表4所示，不同配施處理后煙葉的氯含量呈上升的態(tài)勢。移栽后60 d，T3處理的氯含量顯著高于CK、T1和T2 3個處理，略微高于T4處理。移栽后30 d和90 d，五個處理的氯含量沒有顯著性差異。在移栽后30 d，氯含量表現(xiàn)為T3>T2>T4=T1=CK，移栽后90 d，氯含量表現(xiàn)為T1>T2>T3=T4>CK。

2.1.5 微生物肥與高碳基肥的配施處理對鉀含量的影響 不同處理下煙葉鉀含量如表5所示，CK處理的煙葉鉀含量為先上升后下降，其它4個處理的鉀含量表現(xiàn)為持續(xù)下降的趨勢。移栽后30 d，T4處理的鉀含量最高，顯著高于T1處理，略高于其他3個處理。移栽后60 d，T4處理鉀含量最高，顯著高于T1和T2處理，與CK、T3差異不顯著。移栽后90 d，T4處理鉀含量最高，顯著高于CK和T1處理。

2.2 微生物肥與高碳基肥的配施處理對煙葉礦質(zhì)元素含量的影響

2.2.1 微生物肥與高碳基肥的配施處理對鈣含量的影響 不同處理下煙葉鈣含量如圖1所示，隨著移栽時間的增加，煙葉中的鈣含量整體呈現(xiàn)增加趨勢（T2處理除外）。在移栽后30 d，煙葉的鈣含量表現(xiàn)為T2>T1>T4>T3>CK。移栽后60 d，表現(xiàn)為T4>T3>CK>T1>T2。其中，微生物肥與高碳基肥配施處理的鈣含量表現(xiàn)出隨著微生物肥用量增加而增加的規(guī)律。移栽后90 d，微生物肥與高碳基肥配施處理的鈣含量均低于CK和T1處理，表現(xiàn)為T1>CK>T4>T2>T3。

2.2.2 微生物肥與高碳基肥的配施處理對鎂含量的影響 不同處理下煙葉鎂含量如圖2所示，移栽后30 d，微生物肥與高碳基肥配施處理的煙葉鎂含量均高于CK處理。移栽后60 d，煙葉的鎂含量表現(xiàn)為T4>T3>CK>T1>T2。其中，微生物肥與高碳基肥配施處理的鎂含量表現(xiàn)出隨著微生物肥用量的增加而增加的規(guī)律。移栽后90 d，微生物肥與高碳基肥配施處理的鎂含量均低于CK和T1處理。

2.2.3 微生物肥與高碳基肥的配施處理對磷含量的影響 不同處理下煙葉磷含量如圖3所示，隨著移栽時間的增加，煙葉中的磷含量整體呈現(xiàn)減少趨勢（T2處理除外）。移栽后30 d，微生物肥與高碳基肥配施處理的煙葉磷含量均高于CK和T1處理。移栽后60 d，T3和T4處理的磷含量高于CK和T1處理。其中，微生物肥與高碳基肥配施處理的磷含量表現(xiàn)出隨微生物肥用量的增加而增加的規(guī)律。移栽后90 d，T4處理的磷含量仍高于CK和T1處理。

2.2.4 微生物肥與高碳基肥的配施處理對硼含量的影響 不同處理下煙葉硼含量如圖4所示，T3、T4處理的硼含量先上升在下降，移栽后60 d為峰值;而其他3個處理的硼含量隨時間上升。移栽后30 d，微生物肥與高碳基肥配施處理硼含量均高于CK處理。移栽后60 d，T2處理的硼含量小于CK和T1處理，T3和T4處理均高于CK處理，呈現(xiàn)出隨微生物肥用量增加而增加的規(guī)律。移栽后90 d，煙葉硼含量表現(xiàn)為T1>T2>CK>T4>T3。

2.2.5 微生物肥與高碳基肥的配施處理對鋅含量的影響 不同處理下煙葉鋅含量如圖5所示，移栽后30 d和90 d，微生物肥與高碳基肥配施處理的鋅含量均高于CK、T1處理。移栽后60 d，除T2處理鋅含量小于CK處理，T3和T4處理仍高于CK處理。2.2.6 微生物肥與高碳基肥的配施處理對鐵含量的影響 不同處理下煙葉鐵含量如圖6所示，移栽后30 d，微生物肥與高碳基肥配施處理的煙葉鐵含量高于CK和T1處理。移栽后60 d，T3和T4處理的鐵含量高于CK處理，呈現(xiàn)出隨微生物肥用量增加而增加的規(guī)律。移栽后90 d，T1、T2、T3和T4處理的鐵含量均高于CK處理。

2.2.7 微生物肥與高碳基肥的配施處理對銅含量的影響 ? 不同處理下煙葉銅含量如圖7所示，微生物肥與高碳基肥配施處理的煙葉銅含量隨時間的變化為上升再下降（T2處理除外）。移栽后30 d，T1、T2和T4處理的銅含量高于CK處理。移栽后60 d，T1、T3和T4處理的銅含量高于CK處理。移栽后90 d，微生物肥與高碳基肥配施的處理銅含量均高于CK處理。

2.3 微生物肥與高碳基肥的配施處理對煙株主要農(nóng)藝性狀的影響

2.3.1 微生物肥與高碳基肥的配施處理對株高的影響 不同處理對煙株株高的影響如下圖8所示。T4處理株高在不同時期均為最高。移栽后30 d，T3與T4處理的株高極顯著高于CK、T1和T2處理。移栽后60 d，T4處理極顯著高于其余處理。移栽后90 d，表現(xiàn)為T4>T1>T3>T2>CK。這表明微生物肥與高碳基肥的配施能夠提高煙株株高，T4處理增加株高較高。2.3.2 微生物肥與高碳基肥的配施處理對煙株莖圍的影響 不同處理對煙株莖圍的影響如下圖9所示，T4處理各時期莖圍均顯著大于CK（移栽后60 d除外）與T1處理（移栽后60 d除外）。移栽后30 d，T4處理的莖圍極顯著高于CK處理。移栽后60 d，各處理煙株莖圍無明顯差異。移栽后90 d，T2、T3、T4處理煙株莖圍顯著高于CK和T1處理，表現(xiàn)為T4>T2>T3>CK>T1。這表明微生物肥與高碳基肥的配施處理能夠增加煙株的莖圍，T4處理增加莖圍較大。2.3.3 微生物肥與高碳基肥的配施處理對煙葉葉寬的影響 不同處理對煙葉葉寬的影響如下圖10所示，微生物肥與高碳基肥配施處理除在60 d時葉寬低于CK和T1處理，其余時間段均高于CK和T1處理。移栽后30 d，T3與T4處理的葉寬極顯著高于CK和T1處理，顯著高于T2處理。移栽后60 d，各處理間沒有顯著性差異。移栽后90 d，T2、T3、T4處理煙葉葉寬顯著高于CK和T1處理，表現(xiàn)為T4>T3>T2>CK>T2。這表明微生物肥與高碳基肥的配施能夠增大煙葉葉寬，T4處理增加葉寬最大。

2.3.4 微生物肥與高碳基肥的配施處理對煙葉葉長的影響 不同處理對煙葉葉長的影響如下圖11所示，移栽后30 d，T3與T4處理的葉長極顯著高于CK和T1處理，顯著高于T2處理。移栽后60 d，各處理間沒有顯著性差異，均表現(xiàn)為T4>T2>CK>T3>T1。移栽后90 d，表現(xiàn)為T4>T3>CK>T2>T1。這表明微生物肥與高碳基肥的配施能夠增加煙葉葉長，T4處理葉長增加最多。

3 結(jié)論與討論

煙草的成分包括總氮、還原糖、煙堿、鉀和氯等，對煙草品質(zhì)有著重要的影響[25]。本研究表明，在煙草葉片生長的過程中，微生物肥和高碳基肥配施提高了煙葉的還原糖和鉀含量。本研究中微生物肥與高碳基肥的配施各處理間煙葉鉀含量差異較為明顯，其中1 500 kg·hm-2高碳基肥+225 kg·hm-2微生物肥 +30 kg·hm-2純氮處理的煙葉鉀含量較高。土壤的理化性質(zhì)是主要影響煙葉鉀吸收的重要因素之一[26]，鉀含量的提高可能是因?yàn)槲⑸锓屎透咛蓟手泻械纳锾亢臀⑸锔淖兞送寥赖纳鷳B(tài)環(huán)境，加速土壤養(yǎng)分的轉(zhuǎn)化，為煙草生長提供了均衡的營養(yǎng)[27]。本研究中，移栽后30 d到60 d煙葉還原糖含量下降，而移栽后60 d到90 d還原糖含量迅速增加，這與林彩麗等[28]研究煙葉生長發(fā)育期還原糖積累規(guī)律結(jié)果相同。其中，微生物肥和高碳基肥的配施處理的還原糖含量在后期較CK處理高;而劉國順等[29]表明，氯會影響葉綠素合成和煙葉葉綠素含量。本研究中，微生物肥和高碳基肥配施后提高了煙葉的氯含量（移栽后60 d），推測氯含量的增加影響了葉綠素含量和光合作用，增加了光合產(chǎn)物，因而提高了還原糖含量。有研究表明，施用高碳基肥可以提高煙葉的煙堿含量[20，30-31]，而施用微生物肥后的煙堿含量變低[32-33]。本研究中，微生物肥和高碳基肥配施處理后煙葉的煙堿含量低于對照（T2處理除外），與微生物肥料的施用結(jié)果相一致，推測微生物肥較高碳基肥對煙堿含量的影響更大。

煙葉中各種礦質(zhì)元素對于煙草品質(zhì)具有重要的影響[34-36]。本研究表明，高碳基肥與微生物肥配施處理可以提高煙葉的磷、鋅、鐵、銅的含量，降低鈣、鎂和硼的含量（圖1-圖7）。有研究發(fā)現(xiàn)，煙草鉀離子含量的增加會抑制鈣、鎂離子的吸收[37-38]，與本試驗(yàn)結(jié)果一致。可能是微生物肥中包含解鉀菌等微生物促進(jìn)土壤鉀的分解，提高了煙葉中的鉀含量，進(jìn)而抑制鈣和鎂離子的吸收。張樂奇等[39]認(rèn)為鋅在植物體內(nèi)起金屬活化劑的作用，能催化二氧化碳的光合作用，促進(jìn)二氧化碳的固定。所以本研究中可能是鋅含量的增加促進(jìn)了煙草光合作用，使煙葉還原糖含量提高，有待進(jìn)一步驗(yàn)證。本研究結(jié)果表明，移栽后60 d，隨微生物肥施用量增加，微生物肥和高碳基肥配施處理的煙葉鈣、鎂、磷、硼和鐵含量隨之增加，可能是微生物肥提高了土壤微生物活性[21]，為煙株提供了足夠的礦質(zhì)營養(yǎng)，也可能是是礦質(zhì)元素之間協(xié)同吸收所致[40-41]。

本研究結(jié)果表明，微生物肥與高碳基肥配施能為煙株提供較多的養(yǎng)分，與前人對微生物肥與高碳基肥的研究一致[32，42-44]。本研究中1 500 kg·hm-2高碳基肥+225 kg·hm-2微生物肥+30 kg·hm-2純氮的配施處理增加了煙草的株高、葉長、葉寬和莖圍。

微生物肥和高碳基肥配施處理能夠提高煙葉的還原糖、鉀含量和部分礦質(zhì)元素含量（磷、硼、鋅、鐵、銅），對株高、莖圍、葉長和葉寬等農(nóng)藝性狀有明顯促進(jìn)作用。本研究中，1 500 kg·hm-2高碳基肥+225 kg·hm-2微生物肥+30 kg·hm-2純氮的配施處理對煙葉的成分影響顯著。

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