张 凯，常 栋， 王晓强， 许跃奇， 何晓冰， 杨 楠， 马文辉， 徐放达， 王明鑫

(河南省烟草公司 平顶山市公司， 河南 平顶山 467000)

河南烟叶是我国浓香型烤烟的典型代表，多年来，由于化学肥料使用不合理和连作等因素，造成植烟土壤结构变差、养分供应不均衡、微生物多样性降低等问题，严重影响优质烟叶生产的可持续发展[1-2]。烟草是对肥料比较敏感的经济作物，施肥技术是影响烤烟品质的重要因素之一[3]。长期滥用化肥会导致烟叶部分营养元素的比例失衡、化学成分不协调及特色的弱化。通过施用有机肥培肥土壤是促进烟株健壮发育，提高烟叶可用性的重要途径。随着烟叶生产的转型升级，有机肥部分代替化肥是实现减少化肥施用量的有效途径，对改善植烟土壤质量，提高烟叶品质具有重要作用。目前，豫中烟区与不同土壤相适应的有机肥种类尚不明确，其生产上施用的有机肥主要是饼肥和农家肥，不同种类有机肥的养分含量和碳氮比等不同，其养分释放状况也存在较大差异，对烤烟的生长发育和烟叶品质的影响不同[4]。为此，采用田间试验的方法，探讨不同有机肥与化肥配施对土壤养分、烟叶品质和经济效益的影响，以期为豫中烟区生产上有机肥的选择及合理配施提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 烤烟 供试品种为中烟100，来源于青岛中烟种子有限责任公司。

1.1.2 肥料 高碳基肥(氮2.5%，磷0.56%，钾3.4%，有机质60%)，河南惠农土质保育研发有限公司；生物有机肥(氮3%，磷2.8%，钾3.2%，有机质55%)，南阳昌隆农业开发有限公司；芝麻饼肥(氮5%，磷2.7%，钾1.6%，有机质50%)，平顶山金叶实业有限公司；化肥(氮8%，磷12%，钾20%),湖北香青化肥有限公司。

1.1.3 仪器 HP5890II-5972气质联用仪，Agilent公司。

1.2 方法

1.2.1 试验设计 试验于2018年在平顶山市郏县堂街镇上李村进行，采用随机区组设计，设4个处理：对照(CK)，纯化肥；T1，芝麻饼肥+化肥；T2，生物有机肥+化肥；T3，高碳基肥+化肥；3次重复。小区面积约260 m2。每个小区氮素用量为60 kg/hm2，除CK外，其余处理化肥(无机氮)∶有机肥(有机氮)为1∶1，各处理N∶P2O5∶K2O施用比例为1∶1.5∶3.5，根据有机肥的氮含量确定有机肥施用量。

1.2.2 指标测定

1) 土壤养分、pH及酶活性。在烟草旺长期按5点采样法采集各小区烟株根系附近0～20 cm土壤，剔除土壤样品中石块和植物残根等杂物，混匀过2 mm筛，一部分置于室内自然风干，一部分放入4℃冰箱保存。有机碳(SOC)含量采用重铬酸钾外加热法测定，碱解氮(AN)含量采用碱解扩散法测定，速效磷(AP)含量的测定采用0.5 mol/L NaHCO3浸提-钼锑抗比色法，pH测定采用电位法测定，固液比为1∶2.5[5]；硝态氮和铵态氮采用连续流动分析仪测定，微生物量碳(MBC)采用熏蒸浸提-重铬酸钾容量法测定，土壤微生物量氮(MBN)采用熏蒸浸提法测定[6]。土壤酶活性参照文献[7]的方法测定。

2) 烟叶常规化学成分。各小区选取上部代表性烟叶样品1 kg，常规化学成分按照YC/T159-2002、YC/T160-2002、YC/T161-2002、YC/T217-2007和YC/T162-2011方法测定烟叶中总糖、还原糖、烟碱、钾和氯的含量。中性致香物质采用HP5890II-5972气质联用仪进行提取与检测。

3) 烟叶产质量。以小区为单位，烟叶成熟时挂牌采收烘烤，烘烤结束后统计各小区烟叶总质量和各等级烟叶质量，按照2018年河南省烟叶收购价格计算烟叶的均价、中上等烟比例和产值。

1.3 数据处理

采用Excel 2013和SPSS 20.0对数据进行处理与分析，采用单因素方差分析(one-way ANOVA)和Tukey HSD法多重比较检验各处理间的差异显著性(P<0.05)。

2 结果与分析

2.1 不同处理对植烟土壤养分及酶活性的影响

从表1可知，不同处理土壤养分含量及酶活性的变化。有机碳：T3最高，为10.63 g/kg；T2其次，为9.75 g/kg；CK最低，为7.35 g/kg；不同有机肥与化肥配施处理均显著高于CK，T3显著高于T1和T2，T1与T2间差异不显著。微生物量碳：T3最高，为80.86 mg/kg；T2其次，为68.34 mg/kg；CK最低，为36.45 mg/kg；不同有机肥与化肥配施处理均显著高于CK，各有机肥与化肥配施处理间差异显著。微生物量氮：T3最高，为60.69 mg/kg；T2其次，为58.70 mg/kg；CK最低，为42.23 mg/kg；不同有机肥与化肥配施处理均显著高于CK，各有机肥与化肥配施处理间差异不显著。碱解氮：T2最高，为58.95 mg/kg；T3其次，为57.98 mg/kg；CK最低，为50.29 mg/kg；T2与T3间、T1与CK间差异均不显著，T2与T3显著高于T1与CK。速效磷：T2最高，为23.07 mg/kg；T3其次，为19.63 mg/kg；CK最低，为17.19 mg/kg；T2显著高于其余处理，CK、T1和T3间差异不显著。pH：T3最高，为7.11；T2其次，为7.03；CK最低，为6.93；T2与T3间、T1与CK间差异均不显著，T3显著高于T1与CK。脲酶：T1和T2最高，均为0.14 mg/(g·24h)；CK最低，为0.12 mg/(g·24h)；不同处理间差异均不显著。蔗糖酶：T2最高，为211.60 mg/(g·24h)；T3其次，为199.45 mg/(g·24h)；CK最低，为114.54 mg/(g·24h)；T2与T3间、T1与CK间差异均不显著，T2与T3显著高于T1与CK。多酚氧化酶：T2最高，为3.80 mg/(g·h)；T3其次，为3.73 mg/(g·h)；CK最低，为2.46 mg/(g·h)；不同处理间差异均不显著。

表1 不同处理植烟土壤的养分含量及酶活性的变化

注：同列不同小写字母表示差异显著(P<0.05)，下同。

Note: Different lowercase letters in the same column mean significance of difference atP<0.05 level. The same below.

2.2 不同处理对烤烟叶品质的影响

2.2.1 常规化学成分 从表2可知，4个处理烟叶常规化学成分含量的变化。烟碱：不同处理的变幅为2.50%～3.09%，依次为CK>T1>T3>T2，CK显著高于各有机肥与化肥配施处理，T2显著低于T1和T3，T1与T3间差异不显著。总糖：不同处理的变幅为21.75%～25.93%，依次为T3>T2>T1>CK，各处理间差异均不显著。还原糖：不同处理的变幅为17.76%～22.96%，依次为T3>T2>T1>CK，T2和T3显著高于CK，T1与CK间差异不显著，各有机肥与化肥配施处理间差异不显著。总氮：不同处理的变幅为2.32%～2.46%，依次为CK>T1>T2>T3，各处理间差异均不显著。钾：不同处理的变幅为1.29%～1.75%，依次为T3>T2>T1>CK，CK显著低于除T1外的其余处理，其余处理间差异不显著。氯：不同处理的变幅为0.64%～0.74%，依次为CK>T1>T3>T2，各处理间差异均不显著。糖碱比：不同处理的变幅为5.75～8.99，依次为T2>T3>T1>CK，CK显著低于其余处理，T2与T3间差异不显著，但均显著高于T1。两糖比：不同处理的变幅为0.82～0.89，依次为T1=T3>T2>CK，各处理间差异均不显著。钾氯比：不同处理的变幅为1.74～2.61，依次为T3>T2>T1>CK，CK显著低于其余处理，其余处理间差异均不显著。

表2 不同处理烟叶常规化学成分的含量

2.2.2 中性致香物质 从表3看出，共检出糠醛、糠醇和2-乙酰基呋喃等31种中性致香物质，按烟叶香气前体物质可将其划分为美拉德反应产物、苯丙氨酸类、类西柏烷类和类胡萝卜素类等降解产物类[8-9]。其中，美拉德反应产物8种、苯丙氨酸类4种、类西柏烷类1种、类胡萝卜素降解产物15种、其他类2种和叶绿素降解产物1种。中性致香物质总量，T1和T3分别为746.85 μg/g和699.57 μg/g，较CK分别提高13.91%和6.73%，T2较CK略有降低；除新植二烯外的香气物质总量，T3最高，为177.33 μg/g，较CK提高16.73%。美拉德反应产物总量，不同有机肥与化肥配施处理均高于CK，依次为T3>T2>T1>CK；苯丙氨酸类物质总量，T3和T1分别为29.49 μg/g和24.03 μg/g，分别较CK增提高36.78%和11.46%， T2较CK降低3.7%，T3的4种苯丙氨酸类致香物质中，除苯乙醛外，苯甲醇、苯甲醛和苯乙醇含量明显高于其他处理；类西柏烷类的茄酮含量，不同有机肥与化肥配施处理均高于CK，以T3最高，为32.42 μg/g，较CK提高18.41%，T1和T2较CK分别提高11.32%和4.05%；类胡萝卜素降解产物总量，不同有机肥与化肥配施处理均高于CK，各处理变幅为76.01～83.74 μg/g，依次为T3>T1>T2>CK；T1、T2和T3分别较CK提高5.66%、0.82%和10.17%。不同有机肥与化肥配施处理对烟叶类胡萝卜素类香气物质影响较大的组分为β-二氢大马酮、巨豆三烯酮B和法尼基丙酮；愈创木酚和2,6-壬二烯醛含量不同有机肥与化肥配施处理较CK均有所降低；新植二烯含量，各处理变幅为498.37～582.28 μg/g，依次为T1>T3>CK>T2；T1和T3分别较CK提高15.64%和3.71%，T2较CK略降低。

表3 不同有机肥与化肥配施烟叶中性致香物的含量

2.3 不同处理对烤烟经济性状的影响

从表4看出，不同处理的产量、产质、均价及中上等烟比例的变化。产量：CK最高，为2 707.35 kg/hm2；T1其次，为2 635.50 kg/hm2；T2最低，为2 497.45 kg/hm2；CK显著高于T2和T3，CK与T1间、T1～T3间差异均不显著。产值：不同处理变幅为61 209～67 497元/hm2，依次为T3>T1>T2>CK，T3显著高于其余处理，T1和T2间差异不显著，但均显著高于CK。均价：T3最高，为27.03元/kg；T2其次，为25.83元/kg；CK最低，为22.62元/kg；不同有机肥与化肥配施处理间差异不显著，但均显著高于CK。中上等烟比例：不同处理变幅为87.77%～89.48%，依次为T2>T3>T1>

表4不同施肥处理烤烟的经济性状

Table 4 Economic traits of flue-cured tobacco under different fertilization treatment

处理Treatment产量/(kg/hm2)Yield产值/(元/hm2)Output value均价/(元/kg)Average price中上等烟比例/% Proportion of medium and superior tobacco leavesCK2 707.35 a61 209 c22.62 b87.77 bT12 635.50 ab65 123 b24.71 a88.36 abT22 497.45 b64 509 b25.83 a89.48 aT32 499.75 b67 497 a27.03 a89.25 a

CK，不同有机肥与化肥配施处理间差异不显著，T2、T3与CK间差异显著，T1与CK间差异不显著。

3 结论与讨论

有机肥含有大量有机质和作物生长所需要的营养成分。施用有机肥可明显改善土壤理化性质和提高土壤肥力[10-12]。高碳基肥是以生物炭为主要原料的一种有机肥料，可通过改善土壤酸碱度和团体结构、提高土壤养分和丰富土壤微生物量和群体功能多样性，达到改良土壤的作用[13-16]。研究结果表明，不同有机肥与化肥配施，均可提高土壤养分含量，尤其是高碳基肥的作用效果较好，可明显提高有机碳、微生物量碳、微生物量氮、碱解氮和速效钾含量，以及提高土壤蔗糖酶活性，为烟株生长发育提供丰富的土壤养分。

烟叶常规化学成分和中性致香物质与烟叶品质密切相关，是烟叶感官评吸质量高低的重要指标[17]。研究结果表明，不同有机肥与化肥配施对烤后烟叶的烟碱、总糖、还原糖和钾含量产生不同程度的影响。总糖、还原糖和钾含量较对照升高，烟碱和总氮含量较对照降低，钾氯比提高，糖碱较适宜，有利于改善烟叶品质。香气是烟叶风格特色和质量特征的核心，但是其成分非常复杂，有些香气物质含量少，但对烟叶香气贡献很大[18]。同时，烟叶香吃味的好坏不取决于某些物质的绝对含量，而更多依赖于各成分之间的比例是否协调[19]。研究结果表明，芝麻饼肥与化肥和高碳基肥与化肥处理的烟叶香气物质总量明显提升，3种有机肥与化肥配施均对除新植二烯的香气物质总量有提升作用。主要原因：1) 有机肥中含有更全面的营养元素，可为土壤和烟草提供氨基酸、脂肪酸和有机酸等有机营养物质，同时含有矿质元素。2) 配施有机肥可活跃土壤生化过程，有利于有机养分的转化，对增加烟叶致香物质具有促进作用。3) 有机肥与化肥配施提高了肥料的碳氮比，有利于均衡土壤养分的供应，促进烤烟碳氮代谢的适时转化，进而改善烟叶常规化学成分的协调性。李静等[20]研究指出，钾是烟叶中多种酶的活化剂，能够增加糖类和芳香类物质合成与积累，该研究中，中性致香物质的增加可能与烟叶钾含量的升高具有一定关系。

有机肥与化肥配施后烤烟均价和中上等烟比例较施纯化肥提高，进而增加其经济效益。烟叶的品质受品种、土壤类型、施肥和烘烤技术等因素的影响。施肥是农艺措施中最为重要的可控因素之一。有机肥与化肥配施对改善土壤质量、提高烤烟化学品质与香气物质含量和增加经济效益等方面的效果显著。综合3种有机肥与化肥配施的作用效果，豫中烟区以高碳基肥与化肥按1∶1配施为宜。