張金峰,譚小兵,呂世保,合云宇,李云川,施定國(guó),王 戈,白羽祥*
(1云南農(nóng)業(yè)大學(xué)煙草學(xué)院,云南 昆明 650201;2云南省煙草公司保山市公司昌寧縣分公司,云南 保山 678100;3云南省煙草公司曲靖市公司,云南 曲靖 655000;4云南省煙草公司昆明市公司,云南 昆明 650051)
【研究意義】化肥在煙草產(chǎn)業(yè)發(fā)展過(guò)程中發(fā)揮重要作用,可為烤煙產(chǎn)量及品質(zhì)的形成提供有力保障;但長(zhǎng)期以來(lái)因化肥的不合理施用造成的土壤環(huán)境惡化及煙田面源污染情況漸趨嚴(yán)重,如何在保障烤煙產(chǎn)質(zhì)量穩(wěn)定的基礎(chǔ)上最大化實(shí)施化肥減量,并探索高效、科學(xué)、環(huán)境友好的施肥措施,已成為目前亟待解決的關(guān)鍵問(wèn)題。生物質(zhì)炭基肥是以生物質(zhì)炭為基質(zhì),通過(guò)添加一種或多種營(yíng)養(yǎng)元素,經(jīng)一定比例混合制成的新型功能型肥料(Gwenzi et al.,2017;Li et al.,2019),具有改良土壤(陳坤等,2018)、使作物提質(zhì)增效(張萌等,2019)及養(yǎng)分緩釋(趙澤州等,2021)等優(yōu)良特性?;诖?,進(jìn)一步研究炭基肥替代化肥的應(yīng)用效果,探明化肥減量的可行性,對(duì)促進(jìn)煙草產(chǎn)業(yè)資源可持續(xù)利用具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。【前人研究進(jìn)展】近年來(lái),眾多學(xué)者在烤煙化肥減量條件下配以生物有機(jī)肥(封傳欣,2019)、改良追肥方式(朱經(jīng)偉等,2020)、配施水溶性追肥和有機(jī)肥(沈晗等,2021;劉魁等,2022)等方面開(kāi)展了大量研究,已初步證實(shí)一定程度的化肥減量并輔以適宜的施肥策略并不會(huì)對(duì)烤煙產(chǎn)質(zhì)量及土壤環(huán)境造成消極影響。同時(shí),大量研究表明,生物質(zhì)炭基肥在生態(tài)環(huán)境治理(穆青和劉錦華,2019)、促進(jìn)養(yǎng)分積累(何曉冰等,2020)、改良植煙土壤(陳懿等,2020)等方面具有巨大潛力,是實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要新型肥料。相較于生物質(zhì)炭的單獨(dú)施用,炭基肥中的養(yǎng)分具有緩/控釋性,可有效提高作物肥料利用率,顯著改善土壤環(huán)境(魏春輝等,2016)。陳懿等(2019)研究發(fā)現(xiàn),施用玉米秸稈生物質(zhì)炭基肥可增加土壤細(xì)菌、放線菌和真菌數(shù)量,并提高烤煙氮、磷、鉀積累量和產(chǎn)量。王曉強(qiáng)等(2019)研究表明,減氮增施生物質(zhì)炭基肥可改善煙葉內(nèi)在化學(xué)成分協(xié)調(diào)性,增加中性致香物質(zhì)含量,提升煙葉品質(zhì)。毛娟等(2019)通過(guò)對(duì)比不同用量炭基肥對(duì)烤煙產(chǎn)質(zhì)量的影響發(fā)現(xiàn),1.5 t/ha的炭基肥用量改善了烤煙內(nèi)在化學(xué)成分及其協(xié)調(diào)性,增加了香氣物質(zhì)含量,提高了經(jīng)濟(jì)效益。李彩斌等(2019)通過(guò)對(duì)比不同炭基復(fù)混肥配方處理對(duì)烤煙生理、養(yǎng)分及產(chǎn)量特征的影響發(fā)現(xiàn),在N:P2O5:K2O為9:13:22,生物炭比例為15%的配方處理下,烤煙葉片葉綠素和類胡蘿卜素含量、凈光合速率及水分利用率最高。申洪濤等(2020)研究發(fā)現(xiàn),減施化肥氮15%同時(shí)配施高炭基肥料的處理對(duì)烤煙生長(zhǎng)及產(chǎn)質(zhì)量形成無(wú)顯著負(fù)面影響,而在減氮30%條件下,盡管配施高炭基肥料也會(huì)對(duì)烤煙生長(zhǎng)及產(chǎn)質(zhì)量造成負(fù)效應(yīng)。【本研究切入點(diǎn)】目前關(guān)于肥料運(yùn)籌的研究大多集中于有機(jī)無(wú)機(jī)配施、生物質(zhì)炭基肥增施等方面(王日俊等,2021;趙東等,2021),而忽略了生物質(zhì)炭基肥施用條件下的化肥減施研究?!緮M解決的關(guān)鍵問(wèn)題】通過(guò)對(duì)比不同化肥與生物質(zhì)炭基肥配比下的烤煙農(nóng)藝性狀、經(jīng)濟(jì)性狀、烤后煙葉化學(xué)成分及土壤酶活性等指標(biāo),探究最適的化肥減量比例,以期為烤煙生物質(zhì)炭基肥的全方位應(yīng)用提供技術(shù)支撐和理論依據(jù)。
于2020年4—10月在云南省保山市昌寧縣珠街彝族鄉(xiāng)(東經(jīng)99°53'41″,北緯25°8'9″,海拔1920 m)進(jìn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)地土壤為紅壤,基礎(chǔ)理化性質(zhì):pH 5.62,有機(jī)質(zhì)24.21 g/kg,水解性氮147.28 mg/kg,有效磷36.97 mg/kg,速效鉀232.83 mg/kg。前茬作物為玉米。
供試烤煙品種為K326;供試化肥為煙草專用復(fù)合肥(N∶P2O5∶K2O=12∶6∶24)和煙草專用追肥(N∶P2O5∶K2O=15∶0∶30),均購(gòu)自當(dāng)?shù)剞r(nóng)資公司;供試生物質(zhì)炭基肥為玉米秸稈生物質(zhì)炭基肥,由玉米秸稈生物質(zhì)炭和煙草專用復(fù)合肥復(fù)合造粒制成(玉米秸稈生物質(zhì)炭含量45%,有機(jī)質(zhì)含量50%,N含量1.2%,P2O5含量0.6%,K2O含量2.4%)。
按照煙草專用復(fù)合肥與生物質(zhì)炭基肥中養(yǎng)分含量折算基肥施用量,確保各處理N(72 kg/ha)、P2O5(36 kg/ha)、K2O(144 kg/ha)施用量保持一致。試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì),共設(shè)4個(gè)處理,分別為對(duì)照(CK):100%化肥;T1:80%化肥+20%生物質(zhì)炭基肥;T2:60%化肥+40%生物質(zhì)炭基肥;T3:40%化肥+60%生物質(zhì)炭基肥。具體施肥情況見(jiàn)表1。各處理基肥均在移栽前混勻條施,且均于移栽后25 d內(nèi)分3次對(duì)水澆施煙草專用追肥360 kg/ha。每處理設(shè)3次重復(fù),共12個(gè)小區(qū),每小區(qū)烤煙不少于100株,行株距為120 cm×50 cm,其他管理措施均按保山市優(yōu)質(zhì)煙葉生產(chǎn)規(guī)范執(zhí)行。
表1 試驗(yàn)處理設(shè)置Table 1 Test treatment setup
1.4.1 農(nóng)藝性狀調(diào)查 于移栽后30、60和90 d,分別在每小區(qū)隨機(jī)選取10株長(zhǎng)勢(shì)一致的煙株,按照YC/T 142—2010《煙草農(nóng)藝性狀調(diào)查測(cè)量方法》調(diào)查株高、莖圍、有效葉片數(shù)、最大葉長(zhǎng)和最大葉寬。
1.4.2 SPAD值測(cè)定 于移栽后30、60和90 d,分別在每小區(qū)隨機(jī)選取10株長(zhǎng)勢(shì)一致的煙株,用SPAD-502型葉綠素測(cè)定儀測(cè)定各煙株中部葉的SPAD值。
1.4.3 烤煙經(jīng)濟(jì)性狀調(diào)查 烘烤結(jié)束后,按照42級(jí)國(guó)家煙葉分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)分級(jí)、計(jì)產(chǎn),并依據(jù)2020年云南省煙草公司保山市公司烤煙收購(gòu)價(jià)格計(jì)算產(chǎn)值、均價(jià)及中上等煙比例。
1.4.4 烤后煙葉外觀質(zhì)量調(diào)查 烘烤結(jié)束后,在每小區(qū)隨機(jī)采集1 kg C3F等級(jí)煙葉,依據(jù)GB 2635—1992《烤煙》進(jìn)行顏色、成熟度、結(jié)構(gòu)、身份、油分和色度調(diào)查,并依據(jù)煙葉外觀質(zhì)量評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)分(王芳等,2014)。
1.4.5 烤后煙葉化學(xué)成分分析 烘烤結(jié)束后,在每小區(qū)隨機(jī)采集1 kg C3F等級(jí)煙葉,分別依據(jù)YC/T 159—2002《煙草及煙草制品 水溶性糖的測(cè)定 連續(xù)流動(dòng)法》測(cè)定總糖和還原糖含量、YC/T 161—2002《煙草及煙草制品 總氮的測(cè)定 連續(xù)流動(dòng)法》測(cè)定總氮含量、YC/T 468—2013《煙草及煙草制品 總植物堿的測(cè)定 連續(xù)流動(dòng)(硫氰酸鉀)法》測(cè)定煙堿含量、YC/T 173—2003《煙草及煙草制品 鉀的測(cè)定 火焰光度法》測(cè)定鉀含量、YC/T 162—2011《煙草及煙草制品 氯的測(cè)定 連續(xù)流動(dòng)法》測(cè)定氯含量、YC/T 216—2013《煙草及煙草制品 淀粉的測(cè)定 連續(xù)流動(dòng)法》測(cè)定淀粉含量,計(jì)算糖堿比(還原糖/煙堿)、氮堿比(總氮/煙堿)及鉀氯比(鉀/氯);同時(shí),依據(jù)烤煙化學(xué)成分指標(biāo)賦值方法對(duì)各處理進(jìn)行評(píng)分(王彥亭等,2010;謝晉等,2014)。
1.4.6 土壤酶活性測(cè)定 烤煙采收完畢后,在每小區(qū)隨機(jī)選取10株長(zhǎng)勢(shì)一致的煙株,采用抖根法收集根際土壤,參照李振高等(2008)的方法進(jìn)行土壤脲酶、土壤蔗糖酶、土壤過(guò)氧化氫酶、土壤酸性磷酸酶活性測(cè)定。
采用Excel 2019進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和作圖,運(yùn)用SPSS 23.0進(jìn)行差異顯著性分析。
2.1.1 對(duì)烤煙株高的影響 由圖1可看出,與CK相比,各化肥減量配施炭基肥處理在移栽后30和60 d均不利于煙株伸長(zhǎng),且各處理株高隨炭基肥配比的增加呈持續(xù)降低趨勢(shì);移栽后90 d,不同處理株高則隨炭基肥配比的增加而先升高后降低,表現(xiàn)為T2>T1>CK>T3,T1和T2處理的株高差異不顯著(P>0.05,下同),但二者顯著高于CK和T3處理(P<0.05,下同)。說(shuō)明化肥減量配施炭基肥在烤煙生長(zhǎng)的前、中期不利于煙株生長(zhǎng),在生長(zhǎng)后期炭基肥優(yōu)勢(shì)逐步凸顯,但過(guò)高的炭基肥用量(T3處理)會(huì)抑制烤煙生長(zhǎng)。
圖1 化肥減量配施炭基肥對(duì)烤煙株高的影響Fig.1 Effect of chemical fertilizer reduction combined with biochars-based fertilizers on plant height of flue-cured tobacco
2.1.2 對(duì)烤煙莖圍的影響 由圖2可看出,相較于CK,烤煙移栽后30和60 d,各化肥減量配施炭基肥處理均顯著抑制煙株莖稈生長(zhǎng),且各處理莖圍隨炭基肥配比的增加持續(xù)減??;在移栽后90 d,僅T1處理的莖圍顯著高于CK,且不同處理莖圍隨炭基肥配比的增加呈先增大后減小的變化趨勢(shì),即表現(xiàn)為T1>CK>T2>T3。說(shuō)明只有80%化肥配施20%炭基肥的T1處理在烤煙生長(zhǎng)后期有利于烤煙莖稈生長(zhǎng),其他處理較CK而言均無(wú)促進(jìn)作用。
圖2 化肥減量配施炭基肥對(duì)烤煙莖圍的影響Fig.2 Effect of chemical fertilizer reduction combined with biochars-based fertilizers on stem girth of flue-cured tobacco
2.1.3 對(duì)烤煙最大葉長(zhǎng)的影響 由圖3可看出,相較于CK,在移栽后30 d,各化肥減量配施炭基肥處理不利于烤煙葉片伸長(zhǎng),且各處理最大葉長(zhǎng)隨炭基肥配比的增加呈持續(xù)減小趨勢(shì);在烤煙生長(zhǎng)中、后期,不同處理最大葉長(zhǎng)隨炭基肥配比的增加呈先增大后減小的變化趨勢(shì),即在移栽后60 d,以T1處理最大葉長(zhǎng)顯著高于其他處理,T2處理次之,CK和T3處理較小且二者間差異不顯著。說(shuō)明化肥減量20%~40%同時(shí)配施生物質(zhì)炭基肥在中、后期有助于煙株葉片的發(fā)育。
圖3 化肥減量配施炭基肥對(duì)烤煙最大葉長(zhǎng)的影響Fig.3 Effect of chemical fertilizer reduction combined with biochars-based fertilizers on maximum leaf length of flue-cured tobacco
2.1.4 對(duì)烤煙最大葉寬的影響 由圖4可看出,相較于CK,在移栽后30 d,各化肥減量配施炭基肥處理均抑制煙株葉片增寬,且各處理最大葉寬隨炭基肥配比的增加呈持續(xù)減小趨勢(shì);在烤煙生長(zhǎng)中、后期,不同處理最大葉寬隨炭基肥配比的增加呈先增大后減小的變化趨勢(shì),即在移栽后60 d,各處理最大葉寬表現(xiàn)為T1>T2>T3>CK;在移栽后90 d,以T1處理最大葉寬顯著高于其他處理,T2處理次之,CK和T3處理最大葉寬較小且二者差異不顯著。說(shuō)明化肥減量配施炭基肥在烤煙生長(zhǎng)中期才逐漸凸顯促進(jìn)作用,且整體以80%化肥配施20%炭基肥的效果較佳。
圖4 化肥減量配施炭基肥對(duì)烤煙最大葉寬的影響Fig.4 Effect of chemical fertilizer reduction combined with biochars-based fertilizers on maximum leaf width of flue-cured tobacco
2.1.5 對(duì)烤煙有效葉片數(shù)的影響 由圖5可看出,化肥減量配施炭基肥處理的有效葉片數(shù)在移栽后30 d與CK均無(wú)顯著差異;在烤煙生長(zhǎng)中、后期,不同處理的有效葉片數(shù)隨炭基肥配比的增加持續(xù)增加,即在移栽后60 d,各處理有效葉片數(shù)表現(xiàn)為T3>T2>T1>CK;在移栽后90 d,以T3處理有效葉片數(shù)最多,顯著高于其他處理,T1和T2處理有效葉片數(shù)無(wú)顯著差異,CK處理有效葉片數(shù)顯著少于其他處理。說(shuō)明化肥減量配施炭基肥在烤煙生長(zhǎng)中期可顯著增加有效葉片數(shù),且這種效應(yīng)隨炭基肥配比的升高而增加。
圖5 化肥減量配施炭基肥對(duì)烤煙有效葉片數(shù)的影響Fig.5 Effect of chemical fertilizer reduction combined with biochars-based fertilizers on effective blade number of flue-cured tobacco
由圖6可看出,相較于CK,在移栽后30 d,T2和T3處理過(guò)高的化肥減量(40%和60%)會(huì)降低烤煙SPAD值;在移栽后60和90 d,SPAD值隨炭基肥配比的增加整體呈先升高后降低的變化趨勢(shì),即均以T2處理SPAD值顯著高于其他處理,CK的SPAD值顯著低于其他處理,T1和T3處理差異不顯著。說(shuō)明60%化肥配施40%炭基肥有利于葉片葉綠素的積累。
圖6 化肥減量配施炭基肥對(duì)烤煙SPAD值的影響Fig.6 Effect of chemical fertilizer reduction combined with biochars-based fertilizers on SPAD value of flue-cured tobacco
由表2可知,化肥減量配施炭基肥可在一定程度上提高烤后煙葉的外觀質(zhì)量。顏色和油分方面,各處理均為橘黃,CK和T1處理的油分多,而T2和T3處理為有油分,且顏色和油分分值均以T1處理最高,顯著高于其他處理,T3處理顏色和油分最差,CK和T2處理間無(wú)顯著差異;成熟度方面,各處理均為成熟,以CK分值最高,T1處理次之,T2和T3處理顯著低于其他處理;結(jié)構(gòu)和身份方面,CK、T1、T2處理分別為疏松和中等,T3處理為尚疏松和稍薄,T2處理結(jié)構(gòu)和身份的分值均顯著高于其他處理,CK和T1處理次之且二者差異不顯著,T3處理最差;色度方面,各處理均為強(qiáng),T2和T3處理分值顯著高于CK和T1處理。各處理總分表現(xiàn)為T2>T1>CK>T3,且各處理間均達(dá)顯著差異水平。由此可知,適宜的化肥減量配施炭基肥可顯著提高烤煙外觀質(zhì)量,但化肥配比過(guò)低(40%化肥+60%炭基肥)不利于優(yōu)質(zhì)煙葉外觀質(zhì)量的形成。
表2 化肥減量配施炭基肥對(duì)烤后煙葉外觀質(zhì)量的影響Table 2 Effect of chemical fertilizer reduction combined with biochars-based fertilizers on appearance quality of flue-cured tobacco
由表3可知,相較于CK,適宜比例的化肥減量配施炭基肥可提高烤煙的各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)性狀指標(biāo)。在產(chǎn)量方面以T1處理最高,T2處理次之,CK和T3處理較低且二者差異不顯著;在均價(jià)及中上等煙比例方面均以T2處理最高,顯著高于其他處理,T1處理與CK間無(wú)顯著差異,T3處理最低;在產(chǎn)值方面表現(xiàn)為T2>T1>CK>T3,且各處理間均顯著差異。以上結(jié)果表明,80%化肥+20%炭基肥的T1處理產(chǎn)量最高,均價(jià)、產(chǎn)值、中上等煙比例方面以60%化肥+40%炭基肥的T2處理最高,過(guò)量化肥減施的T3處理(40%化肥+60%炭基肥)各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)性狀指標(biāo)均最低。
表3 化肥減量配施炭基肥對(duì)烤后煙葉經(jīng)濟(jì)性狀的影響Table 3 Effect of chemical fertilizer reduction combined with biochars-based fertilizers on economic characters of flue-cured tobacco
優(yōu)質(zhì)煙葉標(biāo)準(zhǔn)為還原糖18.00%~22.00%、總氮2.00%~2.50%、煙堿2.20%~2.80%、鉀≥2.50、淀粉≤3.50、糖堿比8.50~9.50、氮堿比0.95~1.05、鉀氯比≥8.00(王彥亭等,2010)。由表4可看出,隨著炭基肥配施比例的增加,烤煙總糖含量和鉀氯比均呈持續(xù)升高趨勢(shì),還原糖、鉀和淀粉含量及糖堿比均先升高后降低;總氮、煙堿和氯含量持續(xù)下降;氮堿比則先降低后升高。具體來(lái)看,還原糖含量以CK和T1處理較優(yōu),T2和T3處理還原糖含量分別過(guò)高和過(guò)低;僅T3處理的總氮和煙堿含量處于優(yōu)質(zhì)煙葉范圍,其他處理均過(guò)高;鉀含量以T2處理較優(yōu),其他處理均較低;淀粉含量以T2處理較優(yōu),其他處理均較高;各處理糖堿比均較低,但以T2處理最接近優(yōu)質(zhì)煙葉范圍;氮堿比和鉀氯比僅T3處理較適宜,其他處理均較低。對(duì)烤后煙葉化學(xué)成分進(jìn)行評(píng)分(表5),CK和T1處理的還原糖分值最高,T2處理的煙堿、鉀、淀粉、糖堿比分值最高,T3處理的總氮、煙堿、氮堿比、鉀氯比分值最高;總分表現(xiàn)為T2>T3>T1>CK。以上結(jié)果表明,化肥減量配施炭基肥可顯著改善烤后煙葉化學(xué)成分協(xié)調(diào)性,其中以60%化肥+40%炭基肥處理最優(yōu)。
表4 化肥減量配施炭基肥對(duì)烤后煙葉化學(xué)成分的影響Table 4 Effect of chemical fertilizer reduction combined with biochars-based fertilizers on chemical composition of flue-cured tobacco
表5 化肥減量配施炭基肥烤后煙葉化學(xué)成分評(píng)分Table 5 Scores of chemical fertilizer reduction combined with biochars-based fertilizers on chemical components of flue-cured tobacco
由圖7可看出,化肥減量配施炭基肥對(duì)各土壤酶活性有不同影響。隨著炭基肥配比的增加,土壤脲酶活性呈持續(xù)上升趨勢(shì),T3處理顯著高于其他處理,T1、T2處理次之,二者無(wú)顯著差異,CK的脲酶活性最低(圖7-A)。土壤蔗糖酶和酸性磷酸酶活性均隨著炭基肥配比的增加呈先升高后降低的變化趨勢(shì)(圖7-B和圖7-C);土壤蔗糖酶活性以T2處理最高,T1處理次之,CK和T3處理最低;土壤酸性磷酸酶活性以T2處理最高,CK最低。土壤過(guò)氧化氫酶活性以CK、T1處理顯著高于其他處理,且二者無(wú)顯著差異,T2處理次之,T3處理顯著低于其他處理(圖7-D)。以上結(jié)果表明,化肥減量配施炭基肥可不同程度地提高土壤脲酶、蔗糖酶和酸性磷酸酶活性,而顯著降低過(guò)氧化氫酶活性。
圖7 化肥減量配施炭基肥對(duì)土壤酶活性的影響Fig.7 Effect of chemical fertilizer reduction combined with biochars-based fertilizers on soil enzyme
生物質(zhì)炭基肥因其固定態(tài)的有機(jī)碳架起載體作用,故實(shí)現(xiàn)了炭質(zhì)—礦物質(zhì)—化肥養(yǎng)分的團(tuán)聚體結(jié)合,延緩了化肥釋放,從而減少化肥用量(潘根興等,2017)。施用生物質(zhì)炭基肥可增加土壤有機(jī)質(zhì)、速效鉀、速效磷和堿解氮含量,提高蔗糖酶和脲酶活性(汪坤等,2021),較單施生物質(zhì)炭具有更穩(wěn)定的正調(diào)控作用效應(yīng)(李艷梅等,2015;Li et al.,2017)。陳懿等(2019)研究表明,與常規(guī)施肥相比,施用750 kg/ha的炭基酒糟有機(jī)肥可顯著增加土壤細(xì)菌、放線菌和真菌數(shù)量,提高土壤脲酶與過(guò)氧化氫酶活性;潘全良等(2016)通過(guò)在花生田連續(xù)6年施用生物質(zhì)炭與炭基肥,發(fā)現(xiàn)施用炭基肥處理抑制過(guò)氧化氫酶與蔗糖酶活性,施用生物質(zhì)炭則提高土壤蔗糖酶活性。本研究結(jié)果表明,在烤煙生長(zhǎng)前期,化肥減量配施炭基肥對(duì)烤煙生長(zhǎng)有輕微抑制作用,且這種現(xiàn)象隨炭基肥配比的增加而愈發(fā)明顯,原因可能為此時(shí)炭基肥肥效尚未釋放,導(dǎo)致煙株暫時(shí)脫肥(毛娟等,2019);也可能是隨著炭基肥施用比例的逐漸增加,導(dǎo)致高含量的生物質(zhì)炭破壞了土壤平衡,降低了土壤養(yǎng)分有效性,減緩了土壤改良速度,進(jìn)而抑制烤煙的生長(zhǎng)發(fā)育(李春陽(yáng),2020;賈孟等,2021)。在煙株生長(zhǎng)中、后期,炭基肥優(yōu)勢(shì)逐漸凸顯,在株高、莖圍、最大葉長(zhǎng)寬方面均以80%化肥+20%炭基肥表現(xiàn)較優(yōu);而在SPAD值、外觀質(zhì)量、經(jīng)濟(jì)性狀和化學(xué)成分協(xié)調(diào)性方面,則均以60%化肥+40%炭基肥表現(xiàn)較優(yōu)。隨著炭基肥配比的增加,有效葉片數(shù)逐漸增加,烤后煙葉總氮、煙堿和氯含量逐漸降低,鉀和還原糖含量先升高后降低,總糖含量持續(xù)增加。說(shuō)明在養(yǎng)分等同情況下,炭基肥比例的增加并不能促進(jìn)煙葉含氮化合物的積累,但可促進(jìn)糖類物質(zhì)的貯存,進(jìn)而改善煙葉化學(xué)成分協(xié)調(diào)性。土壤脲酶活性持續(xù)上升,過(guò)氧化氫酶活性則與之相反,原因可能為生物炭的施入導(dǎo)致土壤微生物群落結(jié)構(gòu)和理化性狀發(fā)生變化,進(jìn)而使過(guò)氧化氫酶活性下降(Kolb et al.,2009)。過(guò)量的化肥減施(40%化肥+60%炭基肥)則不利于烤煙生長(zhǎng)和產(chǎn)質(zhì)量的提高,且蔗糖酶和酸性磷酸酶活性隨炭基肥配比增加呈先升高后降低的趨勢(shì),原因可能有3個(gè)方面:第一可能是高比例的炭基肥肥效釋放尚不完全,煙株養(yǎng)分吸收不足,導(dǎo)致其生長(zhǎng)受抑(申洪濤等,2020);第二是土壤過(guò)氧化氫酶活性下降導(dǎo)致土壤分解過(guò)氧化氫并降低其對(duì)生物體的毒害作用效果弱化(鄧歐平等,2018);第三可能是過(guò)量生物質(zhì)炭吸附酶所用底物,從而抑制酶活性。以上結(jié)果說(shuō)明炭基肥中生物炭所吸附的養(yǎng)分在烤煙生長(zhǎng)中、后期可緩慢釋放,但過(guò)量的炭基肥則不利于烤煙的生長(zhǎng)發(fā)育及產(chǎn)質(zhì)量的形成,與張志浩(2019)的研究結(jié)果一致。
化肥減量配施炭基肥兼顧化肥的速效性和炭基肥的緩效性,同時(shí)具有改良土壤的作用,可顯著促進(jìn)烤煙中、后期的生長(zhǎng),其中以化肥減量60%(360 kg/ha)配施40%的炭基肥(2400 kg/ha)最有利于烤煙產(chǎn)質(zhì)量的形成和土壤酶活性的改善,過(guò)高的炭基肥配比則有抑制烤煙生長(zhǎng)和降低土壤質(zhì)量的風(fēng)險(xiǎn)。