不同有機肥施用量對烤煙生長及土壤硝態(tài)氮含量的影響

不同有機肥施用量對烤煙生長及土壤硝態(tài)氮含量的影響

有機農業(yè)是國際上公認的實現(xiàn)農業(yè)生態(tài)安全標準的農業(yè)生產模式。隨著全球范圍內對農業(yè)產品安全性的普遍重視,減少化肥、農藥等使用的呼聲越來越高,有機生產方式被普遍采納。常規(guī)種植方式長期大量的單施無機肥不但造成肥料利用率低、土壤酸化和板結,而且也會影響煙葉產量和質量。有機農業(yè)重視農業(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無害化處理的有機肥來供應作物養(yǎng)分,采取符合自然界物質循環(huán)規(guī)律的方式,對改善土壤理化性狀、提高產品安全性作用顯著。煙草的有機種植從關注煙草本害而外的煙葉農殘、重金屬含量、煙葉品質等問題的角度出發(fā),順應農業(yè)可持續(xù)發(fā)展、保護生態(tài)環(huán)境的需求。煙草有機種植的養(yǎng)分供體主要來源于封閉循環(huán)體系內的有機肥料,由于有機肥速效性差,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,因此造成有機煙葉生產培肥技術瓶頸。羊糞、牛糞是容易獲得的常用優(yōu)質有機肥,有機質、氮、磷、鉀等含量較高,適宜用于有機種植,但較高的碳氮比會影響其施入土壤后的礦化時間,造成肥效緩慢。烤煙平衡施肥總的原則是“少時富,老來貧,煙葉成熟肥用盡”,根據農家肥的特性,要達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量,調節(jié)土壤中氮磷鉀互相平衡,但國內對有機種植烤煙的研究比較滯后,關于煙草有機種植條件下農家肥對烤煙產質量和煙田供肥特性已有報道,但是如何最大限度發(fā)揮農家肥優(yōu)勢相關研究至今鮮有報道。本研究通過不同肥源和不同施用時間對烤煙生長發(fā)育和產質量的影響,找到最適合當?shù)氐霓r家肥以及施用時間,旨在為煙草的規(guī)范化、規(guī)?；袡C種植提供依據和參考。1材料和方法1.1土壤溫度的測定試驗地點位于云南省昆明市石林縣芭茅村有機煙種植基地,海拔為2100m,其土壤背景值為:紅壤,有機質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試驗品種烤煙品種為紅花大金元。1.3全氮含量測定農家肥養(yǎng)分分析方法參考自《土壤農化分析》,有機質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,測定結果見表1。1.4處理和施肥試驗設6個處理,腐熟羊糞、腐熟牛糞2種農家肥、3種施用時間。即處理1:腐熟羊糞于移栽前30d施用(處理代號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:腐熟羊糞于移栽時施用(Y0d);處理6:腐熟牛糞于移栽時施用(U0d)。各處理配施腐熟油枯(菜籽餅)30kg。隨機區(qū)組設計,每個小區(qū)植煙面積100m2,每個處理設3次重復。各處理農家肥按紅花大金元施全氮量105kg/hm2(7.0kg/畝)計算實際施用量,根據施用的肥料養(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。田間管理按照有機生產的相關要求進行,采用立體形式的病蟲害綜合防治方案,以保健栽培、農業(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)和植物源農藥(如通過有機認證的除蟲菊酯和苦參堿)等防治措施為輔,進行病蟲害的綜合防治。人工進行除草、封頂打叉等農事活動。1.5測量1.5.1采樣點法確定土壤中酚二磺酸比色法分別在烤煙移栽時、移栽后30,45,60d,采用5點采樣法,即以小區(qū)為單位用對角線法確定5個采樣點,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株進行測定。1.5.3葉色經濟特性的測定以小區(qū)為單位,煙葉成熟時掛牌采收和烘烤,統(tǒng)計各小區(qū)產量、中上等煙比例和產值。1.5.4測定了葉片的主要化學成分以小區(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)計分析數(shù)據采用SPSS19.0軟件進行方差分析,Turkey法進行顯著性檢驗。2結果與分析2.1土壤硝態(tài)氮含量各個時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)氮含量達到峰值,處理U15d和U0d在移栽后60d左右達到峰值;處理Y30d在移栽后30d左右煙田土壤硝態(tài)氮含量達到峰值,處理Y15d在移栽后45d左右達到峰值,處理Y0d在烤煙移栽后60d左右達到峰值。比較達到高峰時的煙田土壤硝態(tài)氮含量,Y15d>U30d>Y30d>U15d>Y0d>U0d,推斷農家肥對土壤硝態(tài)氮含量的影響與施用時間有一定的相關性,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產量統(tǒng)計不同處理烤煙的經濟性狀見表4。Y15d的產量、產值、中上等煙比列及均價高于處理Y30d和Y0d,其中Y15d的產量、產值和中上等煙比例與Y0d相比差異顯著;處理U30d的產量、產值、中上等煙比列及均價高于U15d和U0d,在中上等煙比例上U30d顯著高于U0d。綜合比較各處理產量統(tǒng)計的結果,Y15d>U30d>Y30d>U15d>Y0d>U0d,其中Y15d與Y0d、U0d相比有顯著差異;產值是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;各處理在均價上差異較小。結果表明同一時期施用羊糞的處理其經濟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。結果表明農家肥未提前施用,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,施用時間相同時,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有利條件的救濟在現(xiàn)代煙草種植過程中,特別是有機煙種植,農家肥的合理使用是提高煙葉質量和產量的關鍵。農家肥施入土壤后,生物降解有機質是個緩慢、漸進的過程,養(yǎng)分的釋放與有機肥的種類、C/N比及土壤水熱狀況等條件有關。農家肥與有機質、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,明顯地提高煙葉質量,同時也是煙田土壤改良的有效措施,但單施有機肥易導致早期養(yǎng)分供應不足,不同種類的農家肥會引起煙葉品質的差異。本試驗所得結果和前人研究基本一致,即單施有機肥易導致早期養(yǎng)分供應不足,后期分解釋放造成煙株貪青晚熟,各時期土壤硝態(tài)氮含量與烤煙生長規(guī)律不匹配,影響烤煙經濟性狀,煙堿含量過高,化學成分不協(xié)調。但同時試驗結果表明,提前施用農家肥能有效解決農家肥單施時的上述問題。農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,提前15d施用羊糞和提前30d施用牛糞的處理達到了土壤硝態(tài)氮含量峰值,符合烤煙生長需肥規(guī)律。農家肥在移栽時施用則會造成有機質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,后期過量的氮素供應致使上部葉煙堿含量超高積累,而總糖和還原糖含量嚴重偏低。提前施用農家肥的處理,田間農藝性狀優(yōu)于移栽時施用的處理,結合土壤硝態(tài)氮含量的統(tǒng)計分析,說明提前施用農家肥,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物使煙株生長前期爆發(fā)力強,后期也能夠正常成熟落黃。提前施用農家肥有利于提高產值量,烤煙產量、產值及中上等煙比例高于移栽時施用的處理,羊糞提前15d施用的處理產量、產值及中上等煙比例最高,牛糞提前30d施用的處理次之。農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)質烤煙標準,試驗結果表明各處理煙堿含量與農家肥施用時間有相關性,提前施用農家肥,煙葉煙堿含量低于移栽時施用的處理,以羊糞提前15d施用最低,牛糞提前30d施用次之,施用時間相同時,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,不同肥源農家肥提前施用的處理糖堿比均較移栽時施用的處理高。農家肥提前施用有利于煙株生長、提高產量和中上等煙比例、降低煙堿含量、協(xié)調化學成分。羊糞提前15d施用效果最好,牛糞適宜施用的時間比羊糞長15d左右,且同一時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水分不足,另外由于腐熟時間不夠,腐熟不充分,施入土壤后引起后熟