菜子餅肥等氮替代化肥雪茄煙葉產質量及土壤有效養分含量變化

李富強 廖成 陳紅華 喬保明 向澤第 王雪松 徐祥玉 譚軍

李富強，廖 成，陳紅華，等. 菜子餅肥等氮替代化肥雪茄煙葉產質量及土壤有效養分含量變化［J］. 湖北農業科學，2024，63（2）：79-83．

摘要：為了探索施用不同比例的有機肥氮對雪茄煙葉生長及產質量的影響，采用大田試驗方式，以雪茄煙葉品種CX80為材料、菜子餅肥為有機肥氮源，按有機肥氮、化肥氮不同配施比例設置4個處理，分別為CK（0∶100%）、T1（10%∶90%）、T2（20%∶80%）、T3（30%∶70%），研究各處理對植煙土壤pH和養分含量、雪茄煙葉生長和品質的影響。結果表明，隨有機肥氮替代比例的增加，呈現出土壤速效鉀、堿解氮、有效硼含量逐步下降，有效鉬持續增加，pH、有機質含量、交換性鈣含量、交換性鎂含量、陽離子交換量先上升后下降；與CK相比，T2株高、葉數分別增加12.02%和3.09%，T3中部最大葉面積增加7.69%，T2、T3煙葉產量顯著增加（P<0.05），煙葉均價分別提高7.64%、7.57%；隨有機肥氮替代化肥氮比例的增加，晾制后煙葉煙堿、總糖、總氮含量呈先增加后減少趨勢，糖堿比和鉀氯比上升；感官評吸呈波動增加趨勢，其中T3最高，其次是T1、T2。

關鍵詞：菜子餅肥；等氮替代；雪茄煙葉；植煙土壤；煙葉品質

中圖分類號：S572； S141.5； S158.3? ? ? ? ?文獻標識碼：A

文章編號：0439-8114（2024）02-0079-05

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2024.02.014 開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

Changes of yield and quality of cigar tobacco leaves and soil available nutrients content by replacing chemical fertilizer with rapeseed cake fertilizer at equal amount of nitrogen

LI Fu-qiang1， LIAO Cheng1， CHEN Hong-hua1， QIAO Bao-ming1， XIANG Zhe-di1，

WANG Xue-song1， XU Xiang-yu2， TAN Jun1

（1.Enshi Branch of Hubei Provincial Tobacco Company， Enshi? 445000， Hubei， China； 2.Institute of Plant Protection， Soil and Fertilizer， Hubei Academy of Agricultural Sciences， Wuhan? 430064， China）

Abstract：In order to explore the effects of application of different proportions of organic fertilizer nitrogen on the growth and quality of cigar tobacco leaves， a field experiment was conducted， with cigar tobacco variety CX80 as the material and rapeseed cake fertilizer as the source of organic fertilizer nitrogen， and four treatments were set according to different proportions of organic fertilizer nitrogen and chemical fertilizer nitrogen， including CK （0∶10%）， T1 （10%∶90%）， T2 （20%∶80%） and T3 （30%∶70%）. The effects of each treatment on pH and nutrient content of soil， and growth and quality of tobacco leaves were studied. The results showed that， with the increase of the replacement ratio of organic nitrogen， the content of soil available potassium， alkali-hydrolyzed nitrogen and available boron gradually decreased， the available molybdenum continued to increase， and the pH value， organic matter， exchangeable calcium， exchangeable magnesium and cation exchange capacity increased first and then decreased. Compared with the control， the plant height and leaf number of T2 increased by 12.02% and 3.09%， respectively， and the maximum leaf area of T3 increased by 7.69%. The yield of treatment T2 and T3 was significantly higher than CK， and the average price of tobacco leaves was increased by 7.64% and 7.57% compared with CK. With the increase of the proportion of organic fertilizer nitrogen replacing chemical fertilizer nitrogen， the contents of nicotine， total sugar and total nitrogen in tobacco leaves after air-curing increased first and then decreased， and the ratio of sugar to alkali and the ratio of potassium to chloride increased. The sensory taste showed a fluctuating trend， and T3 was the highest， followed by T1 and T2.

Key words：rapeseed cake fertilizer；equal nitrogen replacement；cigar tobacco；tobacco planting soil；yield and quality of tobacco leaves

施用有機肥一直是中國煙區土壤保育和提升烤煙品質的重要舉措，近年來有機肥部分替代化肥已成為中國煙區普遍采用的一種施肥模式^［1］。菜子餅肥是中國南方煙區的重要有機肥源，對增加煙葉產量、改善煙葉品質發揮著很好的作用^［2］。有研究表明，菜子餅肥氮替代30%化肥氮對改善土壤、提高煙葉質量效果較好^［3，4］。也有研究認為，菜子餅與復合肥按25%∶75%配施時提升烤煙品質的效果最好^［5］，菜子餅肥占比超過40%時則會降低煙葉品質^［6］。曹杰^［7］的研究認為，有機肥氮取代50%的化肥氮時香料煙的產質量較好。張建國等^［8］認為只有適宜比例的有機肥才能促進煙株生長、提高烤煙株高和增加有效葉數，如果有機肥施用比例過高，會導致烤煙早期速效養分供給不足，生長受阻，后期不易落黃，成熟延遲。但有機肥養分含量低，肥效緩慢，不能及時滿足作物生長所需^［9］。因此，不同的作物、不同的有機肥種類，有機肥氮替代化肥氮的比例不同產生的效果不同。

雪茄煙葉是一種晾煙，對氮素的吸收水平高于烤煙，而且氮素的供應要一直持續到采收階段。需要較多的有機肥和適量的無機肥料，有機肥如油菜餅肥、大豆餅肥等^［10］。近年來，隨著國產雪茄煙的發展，有關雪茄煙葉的研究逐漸增多，但集中在移栽期、晾制、發酵技術等方面^［11-15］，關于有機肥與無機肥配施對雪茄煙葉產質量的應用鮮有報道。湖北省來鳳縣雪茄煙葉產業經過10余年的潛心發展，已具備穩定的規模。本研究通過開展不同比例菜子餅肥等氮替代化肥試驗，考察其對雪茄煙葉產質量的影響，進一步明確適宜的有機肥氮替代比例，以期為提高來鳳縣國產雪茄煙原料水平提供理論依據和技術支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗區概況

試驗于2021年4—10月進行，試驗點位于湖北省來鳳縣舊司鎮巖縫窩村，海拔500 m，地勢平坦，土壤為山地黃棕壤。土壤有機質含量為17.9 g/kg，堿解氮含量為103.25 mg/kg，速效鉀含量為127.16 mg/kg，有效磷含量為285.76 mg/kg，pH為5.2。

1.2 試驗設計

試驗施純氮165 kg/hm²，N∶P₂O₅∶K₂O=1.00∶0.93∶3.00，按有機肥氮、化肥氮不同配施比例設置4個處理，分別為0∶100%（CK，僅施化肥）、10%∶90%（T1）、20%∶80%（T2）、30%∶70%（T3）。隨機區組排列，重復3次，小區面積26.4 m²。供試氮肥為雪茄煙葉專用肥（含N 10%、P₂O₅10%、K₂O 25%）、鈣鎂磷肥（含P₂O₅7.4%）、硝酸鉀肥（含N 13.5%、K₂O 44.5%）、硝銨磷肥（含N 30%、P₂O₅6%）；供試有機肥為菜子餅肥，恩施神力生物科技有限公司生產，有機質≥70%，水分≤30%，N 2.00%，P₂O₅1.10%，K₂O 1.30% 。

施肥按照總氮平衡的要求，根據肥料氮含量確定用量。菜子餅肥使用方法按照用量于施底肥時采取條施施入，其他管理均按常規措施進行，具體施肥方式和施肥量見表1。供試煙草品種為CX-80，于2021年4月29日移栽，行距、株距分別為110、40 cm。

1.3 樣品采集

1.3.1 土壤樣品采集 雪茄煙葉成熟采收結束后，采取5點取樣法采集0～20 cm耕層土壤，混合后去除植物碎片等殘體過20目網篩收集在無菌自封袋中，在2～4 ℃下轉移至實驗室，自然風干后磨碎過篩，用于土壤理化性狀指標測定。每個小區取樣6份。

1.3.2 雪茄煙葉樣品采集 雪茄煙葉采收晾制時按小區、葉位掛牌標記，晾制結束后用于統計產量，并再次按小區部位標記進行統一發酵，發酵結束后進行二次分級，取中部JNC1樣品2.5 kg用于常規化學成分檢測與感官評價分析。

1.4 測定項目與方法

1.4.1 土壤理化性狀指標測定 土壤樣品測定指標包括pH、有機質含量、堿解氮含量、有效磷含量、速效鉀含量、交換性鈣含量、交換性鎂含量、有效鉬含量、有效硼含量和陽離子交換量，參照文獻^{［16，17］}的方法進行測定。

1.4.2 雪茄煙葉大田農藝性狀、常規化學成分與感官評吸測定

1）農藝性狀調查。雪茄煙葉移栽60 d后，按照標準《煙草農藝性狀調查測量方法》（YC/L 42—2010）^［18］測定株高、葉數、莖圍、節距、最大葉長與最大葉寬。最大葉面積=最大葉長×最大葉寬×0.634 5。

2）煙葉產質量測定。雪茄煙葉按小區掛牌標記，按小區采收、晾制、發酵，晾制結束后，按小區進行初次分級并統計產量、產值。

3）常規化學成分測定。按照煙草行業標準 YC/T 159—2002^［19］ 測定煙葉總糖和還原糖含量（質量分數）；分別按照煙草行業標準YC/T 161—2002^［20］、YC/T 160—2002^［21］、YC/T 217—2007^［22］及YC/T 162—2002^［23］測定總氮、煙堿、鉀和氯的含量；并計算兩糖比（還原糖/總糖）、糖堿比（總糖/煙堿）、氮堿比（總氮/煙堿）和鉀氯比（鉀/氯）。

4）感官評價。感官評吸指標包括香氣質、香氣量、余味、甜度、雜氣、刺激性、燃燒性和灰色。將各處理調制后的中部葉卷成單料雪茄煙，請評吸專家根據 YC/T 415—2011^［24］的方法進行感官質量評價。各項指標權重見表2。

1.4.3 數據處理 采用 Microsoft Excel 2010軟件整理試驗數據，采用DPS V14.5 統計分析軟件處理數據。采用 Duncan?s 新復極差法進行數據間差異的多重比較，差異顯著水平設置為P<0.05。

2 結果與分析

2.1 菜子餅肥等氮替代化肥對土壤pH及肥力的影響

由表3可知，菜子餅肥氮替代化肥氮后，隨替代比例的增加，呈現出土壤速效鉀、堿解氮含量逐步下降，pH先上升后下降，有效磷含量波動變化，有機質先上升后下降的態勢。其中，T2的土壤pH和有機質含量最高，有效磷含量以T1最高，各處理肥力指標差異不顯著。這表明有機肥氮替代能改善土壤酸化狀況、提高土壤養分含量。

2.2 菜子餅肥等氮替代化肥對土壤主要中微量元素及陽離子交換量的影響

煙草所需的中微量元素主要由根系從土壤中吸收，因而土壤中有效態中微量元素的含量必然影響煙葉中微量元素狀況，進而影響煙葉產量和品質^{［25，26］}。由表4可知，菜子餅肥氮替代化肥氮可以增加土壤交換性鈣、交換性鎂和陽離子交換量，隨有機肥氮替代比例的增加，土壤交換性鈣、交換性鎂、陽離子交換量呈先上升后下降的趨勢，有效鉬含量呈持續增加的態勢，而有效硼含量呈較為明顯的下降趨勢。其中，T2在交換性鈣、交換性鎂及陽離子交換量增加上最為明顯。整體來看，各處理間土壤中微量元素含量差異不顯著。

2.3 菜子餅肥等氮替代化肥對煙葉農藝性狀的影響

由表5可知，有機肥氮替代化肥氮對煙株株高、葉數、莖圍、中部葉最大葉面積和上部葉最大葉面積的增加上均有不同程度的促進作用。T2的煙葉株高、葉數分別比CK增加12.02%和3.09%，T3在提高中部最大葉面積上更有優勢，比CK增加7.69%，T1在莖圍和上部葉最大葉面積上增加明顯。綜合長勢，以T3即有機肥氮替代30%化肥氮處理整體表現較好，株型較為合理。各指標在不同的處理間差異未達顯著水平。

2.4 菜子餅肥等氮替代化肥對煙葉經濟性狀的影響

由表6可知，除處理T1煙葉的產量出現了小幅度的下降外，其余處理產量均有不同程度的增加，其中T2和T3的產量分別比CK提高了28.71%、18.19%，與CK和T1差異均達顯著水平（P<0.05）；各菜子餅肥處理的煙葉均價均比CK高，平均提高6.79%，以菜子餅肥有機肥氮替代20%、30%的化肥氮處理較高。這說明有機肥氮替代化肥氮在提高產量和等級結構上具有一定的優勢。綜合比較產量和均價，T2、T3產生較高的經濟效益，以T2的經濟效益最高，比CK提高了38.55%。

2.5 菜子餅肥等氮替代化肥對晾制后煙葉常規化學成分的影響

由表7可知，菜子餅肥氮等量替代化肥氮，晾制后煙葉的化學成分發生了變化，煙葉煙堿、總糖、總氮隨有機肥氮替代比例的提高呈先增加后減少趨勢，鉀含量波動變化，而還原糖、氯含量相對穩定?；瘜W成分及其比值是衡量煙葉化學成分協調性的重要指標，隨有機肥氮替代比例的增加，各處理的氮堿比、兩糖比下降，范圍在1.32～1.35和0.32～0.35，糖堿比穩中有升，在0.12～0.13，鉀氯比上升較為明顯，以T3上升幅度最大，比CK增加3.29%。

2.6 菜子餅肥等氮替代化肥對煙葉感官質量的影響

煙葉是滿足人們吸食需要的特殊商品，其感官特征是煙葉品質優劣最直接、最權威和最客觀的反映。評吸結果（圖1）顯示，總分分值由高至低依次為T3、T1、T2、CK。與CK相比，其余處理香氣質、香氣量、雜氣等評價指標的分值均在增加，總分接近或者高于80分，其中T3在香氣質、雜氣、刺激性、余味、甜度、燃燒性等指標上提高最多，T1能有效改善香氣量和灰色，其他指標上的分值僅次于處理T3，T2總分值介于處理T1和T3，比CK評分高7.53分。

3 討論

3.1 有機肥氮替代化肥氮對土壤養分的影響

土壤堿解氮、有效磷和速效鉀是反映土壤養分供給的主要指標^［17］。本研究表明，菜子餅肥有機肥等氮替代化學氮之后，土壤pH和有機質含量增加，這與邢鵬飛等^［27］的研究結果相同，而與季璇等^［28］的研究結論不一致，可能是有機肥增加了土壤有機質含量，而有機質能夠吸收和容納土壤中各種養分物質，避免養分流失，從而提高了土壤的保肥性。

鈣是煙草灰分中的主要成分^［29］，土壤礦質元素含量明顯影響煙葉品質。本研究結果顯示，菜子餅肥有機肥氮替代化肥氮后，可以降低土壤有效硼含量，增加交換性鈣、交換性鎂、陽離子交換量、有效鉬含量。其中，菜子餅肥有機肥氮替代20%化肥氮處理交換性鈣、交換性鎂含量及陽離子交換量增加最為明顯。

3.2 有機肥氮替代化肥氮對煙葉產質量的影響

有機肥、無機肥配施能顯著提高烤煙干物質量和表觀生產率^［30］。本試驗配施菜子餅肥后，對雪茄煙葉煙株農藝性狀均有不同程度的促進作用，菜子餅肥替代30%化肥氮在提高中部最大葉面積上更有優勢，替代20%和30%的化肥氮可顯著提高產量，說明有機肥氮與化肥氮只有在合適的配比下才能改良土壤，提高土壤肥力，促進煙株生長，這與劉蒙蒙等^［31］的研究結論一致。 經濟效益表明，有機肥替代后煙葉的均價提高，平均提高了6.79%。這可能是菜子餅肥養分豐富，能優化煙株根系生長環境，促進煙草早生快發，使煙葉更好開片，可以改善煙葉的外觀質量、提高煙葉等級結構。

氮堿比是評價煙葉感官質量最重要的指標^［32-34］。本研究煙葉氮堿比為1.32～1.35，與海南雪茄煙葉相近，鉀氯比為12.78～13.20，接近于哥倫比亞煙葉^［35］，但與之前報道^［36］的優質雪茄煙葉的化學成分及其比值范圍有出入。這可能與雪茄煙葉品種、土壤、生態等條件不同有直接關系。

本研究表明，配施油菜子餅有機肥可以改善雪茄煙葉香氣質、香氣量、雜氣，這與武雪萍等^［37］的研究結果相同。而不同替代比例影響效果不同，可能由于菜子餅有機肥氮替代的比例不同，在土壤中分解供應養分狀況也不同，所以對煙葉品質影響效果不同。

劉晶等^［35］通過對國內外有代表性的雪茄煙葉品質進行分析，發現不同產區的雪茄煙葉理化成分含量有差異。因此，評價國產雪茄煙原料質量水平既要客觀真實，也要保持與時俱進的科學態度。

4 小結

菜子餅肥自身營養豐富，與化學肥料配施，可以保肥土壤，增強煙株的長勢，提高煙葉產量，改善煙葉品質。在恩施州雪茄煙葉產區，30%菜子餅肥替代化學氮肥具有較好的推廣前景。

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收稿日期：2023-03-20

基金項目：湖北省煙草公司項目（027Y2021-028）；湖北省煙草公司恩施州公司科技項目（恩州煙葉［2020］36號）

作者簡介：李富強（1978-），男，河南正陽人，農藝師，碩士，主要從事煙草栽培和煙葉調制技術推廣工作，（電話）13872706750（電子信箱）

544371826@qq.com；通信作者，譚 軍，高級農藝師， 主要從事于煙草栽培與土壤保育工作，（電子信箱）1139560054@qq.com。