羊糞施用量及施用方式對連作煙田土壤理化性狀和經(jīng)濟效益的影響

李亞飛，張 翔，常 棟，李 亮，司賢宗，索炎炎，毛家偉，范藝寬，李廣良，何 雷

（1.河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物營養(yǎng)與資源環(huán)境研究所，河南鄭州450002；2.平頂山煙草公司，河南平頂山467002；3.河南省煙草公司，河南鄭州450018）

煙草是忌連作作物，在生產(chǎn)中，隨著連作年限的延長，煙葉產(chǎn)量產(chǎn)值、中上等煙比例會下降，病蟲害的發(fā)生會加重[1]。由于煙田長期連作、大量施用化肥和重用輕養(yǎng)等原因，往往會引起土壤板結(jié)、養(yǎng)分失衡、微生物種群結(jié)構(gòu)和數(shù)量發(fā)生變化，造成土壤生產(chǎn)力下降、土壤耕層質(zhì)量下降和土傳病害嚴(yán)重等問題，對優(yōu)質(zhì)煙葉形成十分不利[2-5]。在河南省洛陽煙區(qū)，羊糞資源豐富，生產(chǎn)中大量施用羊糞對煙葉品質(zhì)具有良好的促進作用，但其使用技術(shù)目前還不規(guī)范。

有機肥是一種富含有機質(zhì)和大中微量元素的肥料，營養(yǎng)物質(zhì)能完全釋放到煙田，肥效較化肥長，在土壤保育和修復(fù)方面具有重要作用[6-9]。在煙田，施用有機肥能夠增加土壤有機質(zhì)含量，改善土壤理化性狀，提高土壤肥力，增加土壤微生物數(shù)量，提高煙葉香氣質(zhì)量和化學(xué)成分協(xié)調(diào)性，其是改善煙田連作土壤狀況的有效措施之一[10-11]。羊糞肥效長，施用羊糞能夠增加土壤微生物碳量[12]，顯著提高土壤有機質(zhì)、全氮、堿解氮、速效氮、全磷、有效磷和速效鉀含量[13-14]。目前，關(guān)于有機肥羊糞的研究多集中在園藝果樹作物上，而針對在煙草中的施用技術(shù)方面的研究報道相對較少。

本試驗通過研究施用不同羊糞用量與不同施用方式相結(jié)合的方法對煙田土壤理化性狀、煙草農(nóng)藝性狀、煙葉化學(xué)成分及產(chǎn)量產(chǎn)值、土壤微生物數(shù)量等方面的影響，旨在為規(guī)范有機肥羊糞的施用技術(shù)和提高煙葉產(chǎn)質(zhì)量提供理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗地概況

試驗于2019年在河南省洛寧縣小界鄉(xiāng)王村開展，選在連作2 a的煙田進行。試驗地肥力均勻一致，地勢平坦，排灌方便。試驗地基礎(chǔ)土壤理化性質(zhì)為：pH值7.84、有機質(zhì)14.1 g/kg、全氮1.02 g/kg、全磷0.65 g/kg、全鉀17.5 g/kg、堿解氮95 mg/kg、有效磷26.4 mg/kg、速效鉀188 mg/kg。

1.2 試驗材料

供試烤煙品種為豫煙13。

1.3 試驗設(shè)計

試驗采用隨機區(qū)組設(shè)計，共設(shè)置5個處理（表1），3次重復(fù)，小區(qū)面積72 m2，行距120 cm，株距55 cm。

表1 試驗處理

試驗各處理氮、磷、鉀用量相同，氮磷鉀質(zhì)量比為1.0∶1.5∶3.5，氮、磷、鉀用量分別為N 60、P2O590、K2O 210 kg/hm2。除有機肥施用方式外，其他肥料按常規(guī)施用方式進行，有機肥氮素數(shù)量按養(yǎng)分有效性進行折算。供試肥料羊糞有機肥為河南省洛陽市煙草公司招標(biāo)的肥料，肥料質(zhì)量符合有機肥標(biāo)準(zhǔn)，其養(yǎng)分含量：pH值7.85，有機質(zhì)46.7%，N1.68%、P2O50.91%、K2O 1.63%。其他肥料分別為煙草專用復(fù)合肥料（N 10%、P2O512%、K2O 18%），重過磷酸鈣（P2O546%），硝酸鉀（N 13%，K2O 46%），硫酸鉀（K2O 50%）。試驗于5月10日移栽，9月26日采烤結(jié)束。其他各項田間生產(chǎn)管理按當(dāng)?shù)刈罴阉竭M行。

1.4 測定項目及方法

1.4.1 農(nóng)藝性狀 在成熟期，每個小區(qū)選擇有代表性的煙株，按照煙草行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)YC/T 142—2010測定煙株株高、莖圍、葉片數(shù)、最大葉長及葉寬等農(nóng)藝性狀。

式中，葉面積指數(shù)通常用0.634 5計算。

1.4.2 土壤理化性質(zhì) 在煙葉收獲后，采用梅花形5點取樣法采集0～20 cm的煙株根際土壤，剔除土壤中的雜質(zhì)、植物活根等，混合后過2 mm篩，用冰盒帶回實驗室，放入4℃冰箱保存，分別用于測定土壤理化性狀和土壤微生物數(shù)量。

土壤化學(xué)指標(biāo)采用常規(guī)方法進行測定[15]，其中，土壤堿解氮含量采用堿解擴散法測定；有效磷含量采用NaHCO3浸提-鉬銻抗比色法測定；速效鉀含量采用NH4OAC浸提-火焰光度法測定；有機質(zhì)含量采用重鉻酸鉀-外加熱法測定；pH采用電位計法測定。土壤細菌、真菌、放線菌數(shù)量采用平板培養(yǎng)計數(shù)法測定[16]。土壤溶解性有機碳采用德國Elementar公司生產(chǎn)的有機碳分析儀（VarioMACROTOC）測定[17]。

1.4.3 煙葉經(jīng)濟性狀 按照國標(biāo)GB 2635—1992對各處理烤后煙葉進行分級，并統(tǒng)計煙葉產(chǎn)值、均價、上等煙比例及中上等煙比例情況。

1.5 數(shù)據(jù)分析

采用Excel 2010和SPSS 17.0軟件對試驗數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對土壤容重和含水率的影響

由圖1可知，不同處理土壤容重表現(xiàn)不同，以T5處理最低，T1（CK）處理最高，T2、T3和T4處理居中；與對照相比，施用有機肥羊糞能夠降低土壤容重，降低幅度為1.40%～7.91%；同一有機肥羊糞用量不同施用方式條件下，羊糞用量為1 500 kg/hm2時，條施＋穴施處理降低了土壤容重，降幅為2.36%；同一施肥方式不同有機肥羊糞用量下，羊糞用量為3 000 kg/hm2時，條施＋穴施處理土壤容重降低，降幅為0.75%。不同羊糞有機肥施用方式土壤容重以T5處理最低，為1.17 g/cm3，較對照降低7.91%。

不同處理土壤水分含量以T5處理最高，為16.02%，較對照升高21.31%，T2、T3和T4處理居中，T1（CK）處理最低；與對照相比，不同羊糞有機肥施用方式處理均能提高土壤含水率，且隨著有機肥羊糞施用量的增加呈升高趨勢，其中，條施+穴施處理（T3、T5）高于相同施肥量的條施處理（T2、T4）。

2.2 不同處理對土壤養(yǎng)分含量的影響

從表2可以看出，施用羊糞后，土壤pH值升高，全氮、堿解氮、有效磷和速效鉀含量均呈增加趨勢，其中，土壤全氮和堿解氮含量以T5處理最高，T1（CK）處理最低，T2、T3、T4處理居中，部分處理間差異達到顯著性水平。同一施用方式不同施用量條件下，條施方式下，羊糞用量3 000 kg/hm2（T4處理）較羊糞用量1 500 kg/hm2（T2處理）土壤pH值下降0.52%，全氮、堿解氮、有效磷和速效鉀含量分別升高5.05%、2.91%、2.97%和4.81%；條施＋穴施方式下，羊糞用量3 000 kg/hm2（T5處理）較羊糞用量1 500 kg/hm2（T3處理）土壤pH值、全氮、堿解氮含量分別升高0.40%、8.25%和2.33%，有效磷和速效鉀含量分別下降0.96%和7.32%。同一羊糞用量不同施用方式條件下，羊糞用量為1 500 kg/hm2時，條施＋穴施（T3處理）較條施（T2處理）土壤pH值、全氮和速效鉀含量分別下降1.69%、2.02%和1.44%，堿解氮和有效磷含量分別升高2.71%和3.63%；羊糞用量為3 000 kg/hm2時，條施＋穴施（T5處理）較條施（T4處理）土壤pH值、有效磷和速效鉀含量分別下降0.78%、0.32%和12.84%，全氮和堿解氮含量分別升高0.96%和2.12%。由此可知，條施＋穴施方式能夠提高土壤堿解氮含量，增施羊糞能夠提高土壤全氮和堿解氮含量。

表2 不同處理對土壤養(yǎng)分含量的影響

2.3 不同處理對土壤有機碳和微生物數(shù)量的影響

由表3可知，增施有機肥羊糞能夠明顯提高土壤有機碳含量和微生物數(shù)量，以T5處理最高，T1處理最低，T2、T3、T4處理居中，部分處理間差異達到顯著性水平；與對照相比，施用羊糞后，溶解性有機碳含量增加0.017～0.058 g/kg，細菌、真菌和放線菌數(shù)量有升高趨勢，尤其是細菌和放線菌數(shù)量增加明顯；細菌/真菌和放線菌/真菌的值可以作為植物土傳病害發(fā)生概率的有效參考。同一有機肥羊糞用量不同施用方式條件下，羊糞用量為1 500 kg/hm2時，條施＋穴施（T3處理）較條施（T2處理）放線菌/真菌的值升高398.66%；羊糞用量為3 000 kg/hm2時，條施＋穴施（T5處理）較條施（T4處理）細菌/真菌和放線菌/真菌的值分別升高100.24%和47.79%。同一施用方式不同羊糞用量條件下，條施方式下，羊糞用量3 000 kg/hm2（T4處理）較羊糞用量1 500 kg/hm2（T2處理）細菌/真菌和放線菌/真菌的值分別升高20.69%和343.83%；條施＋穴施方式下，羊糞用量3 000 kg/hm2（T5處理）較羊糞用量1 500 kg/hm2（T3處理）細菌/真菌和放線菌/真菌比值升高176.19%和31.54%。由此可知，羊糞用量3 000 kg/hm2配合條施＋穴施施用方式下，土壤微生物數(shù)量增加最多。

表3 不同處理對土壤有機碳和微生物數(shù)量的影響

2.4 不同處理對煙株農(nóng)藝性狀的影響

由表4可知，不同處理對煙株農(nóng)藝性狀的影響不同，部分處理間差異達到顯著性水平；與對照相比，施用有機肥羊糞均能提高煙株的株高、莖圍和葉片數(shù)，增幅分別為15.15%～25.40%、16.85%～42.06%和2.74%～11.06%，以T5處理（3 000 kg/hm2，條施+穴施施用方式）表現(xiàn)最佳，T2、T3、T4處理居中。同一有機肥羊糞用量不同施用方式條件下，羊糞用量為1 500 kg/hm2時，條施＋穴施（T3處理）較條施（T2處理）煙株株高、莖圍、葉片數(shù)和葉面積分別升高3.34%、8.86%、7.03%和4.21%；羊糞用量為3 000 kg/hm2時，條施＋穴施（T5處理）較條施（T4處理）煙株株高、莖圍、葉片數(shù)和葉面積分別升高5.38%、11.68%、0.99%和4.38%。同一施用方式不同有機肥羊糞用量條件下，條施方式下，增施有機肥羊糞（T4處理）煙株株高、莖圍、葉片數(shù)和葉面積分別較T2處理升高4.24%、12.75%、7.16%和4.05%；條施＋穴施方式下，增施有機肥羊糞（T5處理）煙株莖圍、葉片數(shù)和葉面積分別較T3處理升高5.38%、11.68%、0.99%和4.38%。由此可知，增施有機肥羊糞和條施＋穴施方式均能夠提高煙株株高、莖圍、葉片數(shù)和葉面積等農(nóng)藝性狀，對改善煙株生長發(fā)育狀況有利。

表4 不同處理對煙株農(nóng)藝性狀的影響

2.5 不同處理對煙葉化學(xué)成分的影響

不同處理對煙葉化學(xué)成分的影響不同（表5），與對照相比，施用羊糞后，煙葉總氮、煙堿、總糖和還原糖含量均有升高趨勢，但處理間差異均未達到顯著水平；煙葉鉀和氯含量變化不規(guī)律，但均在優(yōu)質(zhì)煙葉要求的范圍之內(nèi)，說明施用有機肥羊糞對煙葉含碳氮化合物的影響不大。施用羊糞3 000 kg/hm2與條施＋穴施相結(jié)合的施用方式處理后（T5），煙葉總氮、煙堿、總糖和還原糖含量較對照（T1處理）分別增加8.24%、8.37%、8.36%和8.35%，糖堿比適宜，化學(xué)成分協(xié)調(diào)性強。

表5 不同處理對煙葉化學(xué)成分的影響

2.6 不同處理對烤煙經(jīng)濟效益的影響

表6 不同處理對烤煙經(jīng)濟效益的影響

由表6可知，與對照相比，施用羊糞能夠增加煙葉產(chǎn)量、產(chǎn)值、均價和上等煙比例，以T5處理最高，T2、T3、T4處理居中。同一羊糞施用方式不同施用量條件下，條施方式下，羊糞用量為3 000 kg/hm2（T4處理）煙葉產(chǎn)量、產(chǎn)值、均價和上等煙比例較羊糞用量為1 500 kg/hm2（T2處理）分別高9.64%、12.78%、2.72%和17.84%；條施＋穴施方式下，羊糞用量為3 000 kg/hm2（T5處理）煙葉產(chǎn)量、產(chǎn)值、均價和上等煙比例較羊糞用量為1 500 kg/hm2（T3處理）分別高2.07%、6.85%、4.57%和4.27%。同一羊糞施用量不同施用方式下，施用羊糞1 500 kg/hm2時，條施＋穴施方式（T3處理）煙葉產(chǎn)量、產(chǎn)值、均價和上等煙比例較條施（T2處理）分別高9.25%、12.43%、2.92%和17.47%；施用羊糞3 000 kg/hm2時，條施＋穴施方式（T5處理）煙葉產(chǎn)量、產(chǎn)值、均價和上等煙比例較條施方式（T4處理）分別高1.71%、6.52%、4.78%和3.94%。由此可知，增加羊糞用量且與條施＋穴施施用方式配合，能夠明顯增加煙葉經(jīng)濟效益。

3 結(jié)論與討論

羊糞是一種優(yōu)質(zhì)弱堿性肥料，具有營養(yǎng)物質(zhì)含量高和肥效快的特點，適用于各種農(nóng)作物和土壤[18-19]。有研究指出[20]，施用羊糞能顯著提高土壤硝態(tài)氮和全氮含量，提高土壤多糖含量，加快有機質(zhì)腐殖化過程，改善土壤理化性狀和微生物環(huán)境，提高根際土壤微生物群落豐度和多樣性，促進作物生根和提高產(chǎn)量，在土壤修復(fù)和保育中發(fā)揮著重要作用。本研究發(fā)現(xiàn)，不同羊糞用量和施用方式對煙田土壤微生物數(shù)量、土壤養(yǎng)分以及煙株田間長勢、煙葉化學(xué)成分和經(jīng)濟效益均有不同程度的影響。

在本試驗條件下，不同羊糞有機肥施用量均能夠提高土壤含水率和降低土壤容重，與閔星星[21]的研究結(jié)果相似。不同羊糞有機肥施用量能夠顯著增加煙株株高、葉片數(shù)和最大葉面積，改善煙株田間生長發(fā)育狀況，但對烤后煙葉含碳氮化合物的影響不大，煙葉化學(xué)成分協(xié)調(diào)性強。就煙葉經(jīng)濟效益而言，與對照相比，不同有機肥羊糞用量能夠提高煙葉產(chǎn)量和產(chǎn)值，其中，增產(chǎn)7.59%～19.97%，產(chǎn)值增加13.07%～35.84%；不同處理均價和上等煙比例均以施用羊糞3 000 kg/hm2配合70%條施＋30%穴施施肥方式（T5處理）最高，分別為26.52元/kg和65.90%，這可能與羊糞自身肥力情況和土壤微生物的活動有關(guān)。有研究指出[14]，適量的羊糞能夠促進土壤呼吸，提高土壤微生物的活躍度。土壤有機碳含量與土壤細菌、真菌活動和數(shù)量密切相關(guān)，呈現(xiàn)出正相關(guān)[22]。本試驗中，施用羊糞3 000 kg/hm2均能夠明顯提高土壤pH、有機質(zhì)、堿解氮、速效磷和速效鉀含量對增加煙株有效葉片數(shù)有利，這可能是提高煙葉產(chǎn)量產(chǎn)值的重要原因。

肥料施用方式對土壤養(yǎng)分釋放、煙株發(fā)育狀況和煙葉產(chǎn)質(zhì)量均有不同程度的影響[23]。有研究指出[23]，在煙葉生產(chǎn)中，肥料位置在15～18 cm深上層土壤時，有助于提高肥料利用率。李建平等[24]研究指出，基肥80%條施與20%穴施相結(jié)合的施肥方式，有助于煙株的生長發(fā)育和形成良好的煙葉產(chǎn)質(zhì)量。本試驗中，70%條施＋30%穴施施用方式的煙田土壤理化性狀和煙株長勢較好，煙葉經(jīng)濟效益增加，與李建平[25]的研究結(jié)果一致，但其對土壤養(yǎng)分的釋放過程及效應(yīng)機制還有待進一步研究。

本試驗條件下，不同羊糞有機肥施用量和施用方式對土壤養(yǎng)分、煙株生長發(fā)育狀況和煙葉經(jīng)濟效益均有不同程度影響。施用羊糞有機肥3 000 kg/hm2配合70%條施＋30%穴施（T5處理）時，土壤容重下降，土壤含水率升高，土壤全氮和堿解氮含量升高，土壤微生物數(shù)量增加，煙株田間生長發(fā)育狀況變好，煙葉化學(xué)成分協(xié)調(diào)性強，經(jīng)濟效益增加，其是適合豫西煙區(qū)煙葉生產(chǎn)的一種有效措施。