不同有機(jī)肥施用量對(duì)烤煙生長及土壤硝態(tài)氮含量的影響

不同有機(jī)肥施用量對(duì)烤煙生長及土壤硝態(tài)氮含量的影響

有機(jī)農(nóng)業(yè)是國際上公認(rèn)的實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生態(tài)安全標(biāo)準(zhǔn)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式。隨著全球范圍內(nèi)對(duì)農(nóng)業(yè)產(chǎn)品安全性的普遍重視,減少化肥、農(nóng)藥等使用的呼聲越來越高,有機(jī)生產(chǎn)方式被普遍采納。常規(guī)種植方式長期大量的單施無機(jī)肥不但造成肥料利用率低、土壤酸化和板結(jié),而且也會(huì)影響煙葉產(chǎn)量和質(zhì)量。有機(jī)農(nóng)業(yè)重視農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的良性循環(huán),在維持地力方面注重使用經(jīng)無害化處理的有機(jī)肥來供應(yīng)作物養(yǎng)分,采取符合自然界物質(zhì)循環(huán)規(guī)律的方式,對(duì)改善土壤理化性狀、提高產(chǎn)品安全性作用顯著。煙草的有機(jī)種植從關(guān)注煙草本害而外的煙葉農(nóng)殘、重金屬含量、煙葉品質(zhì)等問題的角度出發(fā),順應(yīng)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展、保護(hù)生態(tài)環(huán)境的需求。煙草有機(jī)種植的養(yǎng)分供體主要來源于封閉循環(huán)體系內(nèi)的有機(jī)肥料,由于有機(jī)肥速效性差,且養(yǎng)分分解和釋放受多種環(huán)境因子制約,其有效性難以預(yù)測和控制,一般不能與煙草的需肥規(guī)律相吻合,因此造成有機(jī)煙葉生產(chǎn)培肥技術(shù)瓶頸。羊糞、牛糞是容易獲得的常用優(yōu)質(zhì)有機(jī)肥,有機(jī)質(zhì)、氮、磷、鉀等含量較高,適宜用于有機(jī)種植,但較高的碳氮比會(huì)影響其施入土壤后的礦化時(shí)間,造成肥效緩慢?？緹熎胶馐┓士偟脑瓌t是“少時(shí)富,老來貧,煙葉成熟肥用盡”,根據(jù)農(nóng)家肥的特性,要達(dá)到與烤煙生長需肥規(guī)律相匹配,提前施用是有效的方法。有研究表明綠肥、圈肥等在移栽前30d或之前施用能提高煙葉產(chǎn)量,調(diào)節(jié)土壤中氮磷鉀互相平衡,但國內(nèi)對(duì)有機(jī)種植烤煙的研究比較滯后,關(guān)于煙草有機(jī)種植條件下農(nóng)家肥對(duì)烤煙產(chǎn)質(zhì)量和煙田供肥特性已有報(bào)道,但是如何最大限度發(fā)揮農(nóng)家肥優(yōu)勢相關(guān)研究至今鮮有報(bào)道。本研究通過不同肥源和不同施用時(shí)間對(duì)烤煙生長發(fā)育和產(chǎn)質(zhì)量的影響,找到最適合當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)家肥以及施用時(shí)間,旨在為煙草的規(guī)范化、規(guī)模化有機(jī)種植提供依據(jù)和參考。1材料和方法1.1土壤溫度的測定試驗(yàn)地點(diǎn)位于云南省昆明市石林縣芭茅村有機(jī)煙種植基地,海拔為2100m,其土壤背景值為:紅壤,有機(jī)質(zhì)15.7g/kg,堿解氮83.45mg/kg,速效磷32.02mg/kg,速效鉀113.76mg/kg,pH值6.81。1.2試驗(yàn)品種烤煙品種為紅花大金元。1.3全氮含量測定農(nóng)家肥養(yǎng)分分析方法參考自《土壤農(nóng)化分析》,有機(jī)質(zhì)含量測定采用重鉻酸鉀容量法—外加熱法;全氮含量測定采用堿解擴(kuò)散法;全磷含量測定采用NaHCO3—鉬銻抗比色法;全鉀含量測定采用NH4OAc浸提—火焰光度法,測定結(jié)果見表1。1.4處理和施肥試驗(yàn)設(shè)6個(gè)處理,腐熟羊糞、腐熟牛糞2種農(nóng)家肥、3種施用時(shí)間。即處理1:腐熟羊糞于移栽前30d施用(處理代號(hào)Y30d,下同);處理2:腐熟牛糞于移栽前30d施用(U30d);處理3:腐熟羊糞于移栽前15d施用(Y15d);處理4:腐熟牛糞于移栽前15d施用(U15d);處理5:腐熟羊糞于移栽時(shí)施用(Y0d);處理6:腐熟牛糞于移栽時(shí)施用(U0d)。各處理配施腐熟油枯(菜籽餅)30kg。隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì),每個(gè)小區(qū)植煙面積100m2,每個(gè)處理設(shè)3次重復(fù)。各處理農(nóng)家肥按紅花大金元施全氮量105kg/hm2(7.0kg/畝)計(jì)算實(shí)際施用量,根據(jù)施用的肥料養(yǎng)分比例m(N)∶m(P2O5)∶m(K2O)=1∶1∶2,各處理的全鉀、全磷不足部分用天然鉀礦粉(22%K2O)及天然磷礦粉(16%P2O5)補(bǔ)充,按處理要求一次性施用?？緹煼N植規(guī)格是1.2m×0.5m,于2011年5月8日移栽。田間管理按照有機(jī)生產(chǎn)的相關(guān)要求進(jìn)行,采用立體形式的病蟲害綜合防治方案,以保健栽培、農(nóng)業(yè)綜合防治措施為主,物理(如殺蟲燈、性誘捕裝置)、生物(如蚜繭蜂、赤眼蜂)和植物源農(nóng)藥(如通過有機(jī)認(rèn)證的除蟲菊酯和苦參堿)等防治措施為輔,進(jìn)行病蟲害的綜合防治。人工進(jìn)行除草、封頂打叉等農(nóng)事活動(dòng)。1.5測量1.5.1采樣點(diǎn)法確定土壤中酚二磺酸比色法分別在烤煙移栽時(shí)、移栽后30,45,60d,采用5點(diǎn)采樣法,即以小區(qū)為單位用對(duì)角線法確定5個(gè)采樣點(diǎn),分別采集株與株之間0~20cm的耕層土壤后取混合樣,用酚二磺酸比色法測定其硝態(tài)氮含量。1.5.2煙草植物的形態(tài)特征的測定在煙葉第一次采烤前測定各小區(qū)煙株株高、莖圍、有效葉數(shù)和最大葉面積,每次每小區(qū)選5株煙株,每處理共選取15株進(jìn)行測定。1.5.3葉色經(jīng)濟(jì)特性的測定以小區(qū)為單位,煙葉成熟時(shí)掛牌采收和烘烤,統(tǒng)計(jì)各小區(qū)產(chǎn)量、中上等煙比例和產(chǎn)值。1.5.4測定了葉片的主要化學(xué)成分以小區(qū)為單位,抽取初烤煙葉樣品(中桔三),檢測其煙堿(%)、總氮(%)、可溶性總糖(%)、還原糖(%)、鉀(%)含量。1.5.5統(tǒng)計(jì)分析數(shù)據(jù)采用SPSS19.0軟件進(jìn)行方差分析,Turkey法進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)。2結(jié)果與分析2.1土壤硝態(tài)氮含量各個(gè)時(shí)期不同處理土壤中硝態(tài)氮的含量見表2。各處理土壤中硝態(tài)氮含量在不同時(shí)期的差異較大,其基本規(guī)律是:處理U30d在移栽后45d左右煙田土壤硝態(tài)氮含量達(dá)到峰值,處理U15d和U0d在移栽后60d左右達(dá)到峰值;處理Y30d在移栽后30d左右煙田土壤硝態(tài)氮含量達(dá)到峰值,處理Y15d在移栽后45d左右達(dá)到峰值,處理Y0d在烤煙移栽后60d左右達(dá)到峰值。比較達(dá)到高峰時(shí)的煙田土壤硝態(tài)氮含量,Y15d>U30d>Y30d>U15d>Y0d>U0d,推斷農(nóng)家肥對(duì)土壤硝態(tài)氮含量的影響與施用時(shí)間有一定的相關(guān)性,施用羊糞的處理其土壤硝態(tài)氮含量在施用后60d左右達(dá)到峰值,施用牛糞的處理土壤硝態(tài)氮含量在施用后75d左右達(dá)到峰值,其中Y15d,U30d的硝態(tài)氮含量峰值出現(xiàn)在烤煙旺長時(shí)期,與烤煙生長的需肥規(guī)律較為吻合。2.2最大葉面積特征第1次采烤前不同處理煙株的農(nóng)藝性狀見表3。Y15d和Y30d株高、莖圍、葉片數(shù)和最大葉面積均高于Y0d,其中Y15D最大葉面積高出Y0d7.01%,差異顯著;U15d和U30d株高、莖圍、葉片數(shù)和最大葉面積均高于U0d,其中U30d最大葉面積高出U0d6.81%,差異顯著。從表3看出,同一時(shí)期不同肥源的處理相比,U30d的株高、葉片數(shù)和最大葉面積高于Y30d,U15d的株高、莖圍、葉片數(shù)和最大葉面積均低于Y15d,U0d的株莖圍、葉片數(shù)和最大葉面積高于Y0d。2.3d產(chǎn)量統(tǒng)計(jì)不同處理烤煙的經(jīng)濟(jì)性狀見表4。Y15d的產(chǎn)量、產(chǎn)值、中上等煙比列及均價(jià)高于處理Y30d和Y0d,其中Y15d的產(chǎn)量、產(chǎn)值和中上等煙比例與Y0d相比差異顯著;處理U30d的產(chǎn)量、產(chǎn)值、中上等煙比列及均價(jià)高于U15d和U0d,在中上等煙比例上U30d顯著高于U0d。綜合比較各處理產(chǎn)量統(tǒng)計(jì)的結(jié)果,Y15d>U30d>Y30d>U15d>Y0d>U0d,其中Y15d與Y0d、U0d相比有顯著差異;產(chǎn)值是Y15d>U30d>Y30d>U15d>Y0d>U0d,其中Y15d與U15d,U0d,Y0d相比有顯著差異;中上等煙比例方面Y15d>U30d>Y30d>U15d>Y0d>U0d,其中Y15d與U30d顯著高于Y0d和U0d;各處理在均價(jià)上差異較小。結(jié)果表明同一時(shí)期施用羊糞的處理其經(jīng)濟(jì)性狀高于施用牛糞的處理,羊糞提前15d,牛糞提前30d施用,較有利于提高產(chǎn)量和中上等煙比例,綜合比較以羊糞提前15d施用效果最好。2.4y30d糖堿及糖堿含量不同處理初烤煙葉主要化學(xué)成分的情況見表5。U0d煙堿、總氮含量均高于U15d,U30d,其中煙堿含量與U30d差異顯著,總氮含量與U15d,U30d差異顯著,U30d可溶性總糖、還原性糖、K2O含量和糖堿比高于U0d,U15d;Y0d煙堿、總氮含量均高于Y15d,Y30d,其中煙堿含量與Y30d差異顯著,總氮含量與Y15d差異顯著,Y30d可溶性總糖、還原性糖和K2O含量高于Y0d,Y15d,Y15d糖堿比高于Y0d和Y30d。綜合比較各處理煙堿含量,U0d>Y0d>Y15d>U15d>U30d>Y30d,其中U0d和Y0d顯著高于U30d和Y30d;總氮的情況是U0d和Y0d顯著高于U30d,U15d和Y15d,Y0d高于U0d;可溶性總糖Y30d>U30d>Y0d>Y15d>U15d>U0d;還原糖含量Y30d>U30d>Y15d>Y0d>U15d>U0d;K2O含量Y30d>Y15d>U30d>U15d>Y0d>U0d;糖/堿Y15d>U30d>U15d>Y30d>U0d>Y0d。結(jié)果表明農(nóng)家肥未提前施用,煙葉煙堿和總氮的含量較高,提前施用的處理可溶性總糖、還原糖含量和糖/堿較高,施用時(shí)間相同時(shí),施用牛糞的處理煙堿含量較高,施用羊糞的處理鉀含量較高。3有利條件的救濟(jì)在現(xiàn)代煙草種植過程中,特別是有機(jī)煙種植,農(nóng)家肥的合理使用是提高煙葉質(zhì)量和產(chǎn)量的關(guān)鍵。農(nóng)家肥施入土壤后,生物降解有機(jī)質(zhì)是個(gè)緩慢、漸進(jìn)的過程,養(yǎng)分的釋放與有機(jī)肥的種類、C/N比及土壤水熱狀況等條件有關(guān)。農(nóng)家肥與有機(jī)質(zhì)、氮素含量較高的餅肥合理配施,可以充分提供多種微量元素,明顯地提高煙葉質(zhì)量,同時(shí)也是煙田土壤改良的有效措施,但單施有機(jī)肥易導(dǎo)致早期養(yǎng)分供應(yīng)不足,不同種類的農(nóng)家肥會(huì)引起煙葉品質(zhì)的差異。本試驗(yàn)所得結(jié)果和前人研究基本一致,即單施有機(jī)肥易導(dǎo)致早期養(yǎng)分供應(yīng)不足,后期分解釋放造成煙株貪青晚熟,各時(shí)期土壤硝態(tài)氮含量與烤煙生長規(guī)律不匹配,影響烤煙經(jīng)濟(jì)性狀,煙堿含量過高,化學(xué)成分不協(xié)調(diào)。但同時(shí)試驗(yàn)結(jié)果表明,提前施用農(nóng)家肥能有效解決農(nóng)家肥單施時(shí)的上述問題。農(nóng)家肥提前施用可影響植煙土壤硝態(tài)氮含量,烤煙生長至旺長期(移栽后45d左右)時(shí),提前15d施用羊糞和提前30d施用牛糞的處理達(dá)到了土壤硝態(tài)氮含量峰值,符合烤煙生長需肥規(guī)律。農(nóng)家肥在移栽時(shí)施用則會(huì)造成有機(jī)質(zhì)在煙草生長后期大量礦化,違背煙株的需氮規(guī)律,降低煙葉品質(zhì),后期過量的氮素供應(yīng)致使上部葉煙堿含量超高積累,而總糖和還原糖含量嚴(yán)重偏低。提前施用農(nóng)家肥的處理,田間農(nóng)藝性狀優(yōu)于移栽時(shí)施用的處理,結(jié)合土壤硝態(tài)氮含量的統(tǒng)計(jì)分析,說明提前施用農(nóng)家肥,特別是牛糞提前30d,羊糞提前15d施用,烤煙生長季初一定的礦化產(chǎn)物使煙株生長前期爆發(fā)力強(qiáng),后期也能夠正常成熟落黃。提前施用農(nóng)家肥有利于提高產(chǎn)值量,烤煙產(chǎn)量、產(chǎn)值及中上等煙比例高于移栽時(shí)施用的處理,羊糞提前15d施用的處理產(chǎn)量、產(chǎn)值及中上等煙比例最高,牛糞提前30d施用的處理次之。農(nóng)家肥提前施用有利于控制煙葉煙堿含量,總糖、還原糖、糖堿比更符合優(yōu)質(zhì)烤煙標(biāo)準(zhǔn),試驗(yàn)結(jié)果表明各處理煙堿含量與農(nóng)家肥施用時(shí)間有相關(guān)性,提前施用農(nóng)家肥,煙葉煙堿含量低于移栽時(shí)施用的處理,以羊糞提前15d施用最低,牛糞提前30d施用次之,施用時(shí)間相同時(shí),施用牛糞的處理煙堿含量較高,施用羊糞的處理鉀含量較高,不同肥源農(nóng)家肥提前施用的處理糖堿比均較移栽時(shí)施用的處理高。農(nóng)家肥提前施用有利于煙株生長、提高產(chǎn)量和中上等煙比例、降低煙堿含量、協(xié)調(diào)化學(xué)成分。羊糞提前15d施用效果最好,牛糞適宜施用的時(shí)間比羊糞長15d左右,且同一時(shí)期施用效果不如羊糞,可能的原因是干旱少雨致使牛糞腐熟時(shí)水分不足,另外由于腐熟時(shí)間不夠,腐熟不充分,施入土壤后引起后熟