化肥在烟草产业发展过程中发挥着重要作用，但长期以来，因化肥的不合理施用造成植烟土壤肥料过剩但是肥力却下降，土传病害加剧和土壤板结日益严重，导致烟叶的经济效益和品质逐渐下降
[1-2]。如何通过探索高效、科学、友好的肥料运筹模式来保障烤烟产质量稳定，已成为目前亟待解决的关键问题
[3]。近年来，云南烟草行业开始尝试推广减肥增效技术，在解决肥料不合理利用造成的问题和烤烟提质增效上收到了一定的效果。
微生物菌剂作为一种新型肥料，通过微生物生命活动来改善烟株生长环境
[4]，在烤烟种植过程中具有巨大潜力。孟祥等
[5]研究表明，微生物肥料可以提高土壤生物活性和养分利用率，从而刺激和调节烤烟生长发育，进而促进烟株生长，并且对烟株病害的发生有一定的防治效果。生物质炭基肥是以生物质炭为基质，通过添加各种营养元素混合制成的一种新型肥料
[6]，具有改良土壤
[7]、使作物提质增效及养分缓释等
[8]优良特性。张金峰
[9]研究认为，化肥减量60%配施40%的生物质炭基肥最有利于改善土壤酶活性和提高烟叶产质量。陈燕等
[10]研究表明，施用烟秆生物质炭基肥可提高土壤中活性有机质的含量，从而改善土壤pH值，提高水解氮和速效钾含量，促进烟株生长。施用生物质炭基肥可增加田间持水量和透气性，改良土壤pH和养分有效性
[11]。在生产中，施用生物质炭基肥可实现化肥减施
[12]，提高烟农收益，是实现烟草行业可持续发展的重要新型肥料。以上研究主要关注单一施用生物质炭基肥或微生物菌剂对植烟土壤的影响，而在化肥减施的基础上通过生物质炭基肥和微生物菌剂的协同作用对烤烟生长及产质量的影响的研究较少。
本试验在云南省红河弥勒烟区进行，将常规化肥、化肥减施、微生物菌剂和生物质炭基肥结合运用，通过设置不同的肥料配比，比较分析不同肥料运筹模式下，烤烟农艺性状、经济性状、外观质量和烤后烟叶化学成分等指标，最终明确红河烟区最适的肥料运筹模式，旨在为河北中烟基地单元建设提供理论依据和技术指导。
1 材料和方法
1.1 试验地概况
试验于2022年4月28日至9月1日在云南省弥勒市西二镇进行。该地（103°10'E，24°25'N）海拔1 799.3 m，土壤基础理化性质：pH值6.32，有机质含量23.28 g/kg，碱解氮含量110.85 mg/kg，速效磷含量21.52 mg/kg，速效钾含量264.63 mg/kg。前茬作物为小麦，土地平坦开阔，光照良好。
1.2 试验材料
供试烤烟品种为红花大金元，由云南省农业科学院烟草研究所提供。化肥统一采用烟草专用肥（N∶P∶K=12∶8∶25），由云南省烟草公司生产。有机肥为当地腐熟农家肥（有机质含量16.75%，N、P2O5、K2O含量分别为1.60%、0.96%、2.43%）。生物质炭基肥为玉米秸秆生物质炭基肥（有机质含量50%，N含量1.20%，P2O5含量0.60%，K2O含量2.40%），通过玉米秸秆和烟草专用复合肥制成，由云南农业大学提供。微生物菌剂选用抗重茬微生物菌剂，有效成分主要为芽孢杆菌（总有效活菌数≥20亿个/g）。
1.3 试验设计
试验设置不同肥料施用方式4个处理，每个处理3次重复，共12个小区（8 m×12 m）。每小区不少于100株烟株。各处理施肥方式为：当地常规施肥（CK）.烟草专用复合肥1 200 kg/hm2，农家腐熟有机肥3 000 kg/hm2；A1.烟草专用复合肥840 kg/hm2，农家腐熟有机肥3 000 kg/hm2；A2.在A1基础上加施微生物菌剂3 kg/hm2；A3.在A2基础上加施生物质炭基肥1 500 kg/hm2。各处理的化肥、炭基肥均以基肥形式一次性施入，微生物菌剂于移栽后15、30、45 d以追肥形式分3次施入，菌剂稀释500倍液灌根，即取20 g溶于10 L水中，每株施100 mL。其他管理措施按照当地优质烟叶生产技术体系进行。
1.4 测定项目及方法
1.4.1 农艺性状的测定
分别于移栽后30、60、90 d，各小区分别选取3株最具代表性的烟株，进行株高、茎围、有效叶片数等主要农艺性状的测定。具体测定按照YC/T 142—2010《烟草农艺性状调查》方法进行。
1.4.2 病害调查
依据中华人民共和国国家标准GB/T 23222—2008《烟草病虫害分级及调查方法》对田间自然发病情况进行病害调查。
1.4.3 土壤理化性质的测定
采收完成后，通过5点取样采用抖根法收集烟株根际土壤样品，用于测定土壤理化性质。采用电位法测定土壤pH值；采用硫酸重铬酸钾氧化法测定有机质含量；采用碱解扩散法测定土壤水解性氮；采用碳酸氢钠浸提—钼锑抗比色法测定速效磷含量；采用火焰光度法测定速效钾含量
[13-14]。
1.4.4 烤后烟叶化学成分测定
烟叶成熟烘烤后，每个处理取C2F烟叶各1 kg进行烟叶化学成分测定。采用YC/T 159—2002的方法测定总糖和还原糖含量、YC/T 161—2002的方法测定总氮的含量、YC/T 160—2002的方法测定烟碱的含量、YC/T 162—2002的方法测定氯含量、YC/T 217—2007的方法测定钾含量，同时进行糖碱比、氮碱比及钾氯比的计算。
1.4.5 原烟外观质量及经济性状调查
烟叶成熟采收烘烤后，按照国家烟叶分级标准42级进行分级，并随机抽取每个处理的相同部位叶片各10片，进行外观质量鉴定，并计算产量及中上等烟比例。根据2022年云南省红河州烤烟收购价格，计算各个处理产值及均价。
1.5 数据分析
试验数据采用SPSS 23.0进行单因素ANOVA方差分析，采用Excel 2013处理数据作图。
2 结果与分析
2.1 不同肥料运筹模式下烤烟土壤理化性质分析
由
表1可知，不同施肥处理后植烟土壤的理化性质表现为A3处理较好，A1处理最差。与A1、CK处理相比，A3处理能显著提高土壤中的pH值及有机质、速效磷、速效钾含量（
P<0.05），与A1处理相比，增幅分别为6.71%、15.22%、17.80%、16.61%；与CK相比，增幅分别为9.62%、15.16%、17.02%、10.91%。可见，A1处理（化肥减施）的土壤各营养成分与CK相比有所降低，A2、A3处理对植烟土壤养分含量有促进作用且能改善土壤pH。说明微生物菌剂和生物质炭基肥均能不同程度地改善根际土壤的理化性质。
2.2 不同肥料运筹模式下烤烟农艺性状分析
不同肥料运筹模式下烤烟主要农艺性状的分析结果如
图1所示。
由
图1可知，在移栽30 d后，各处理间株高差异不显著；在茎围方面，A1处理的茎围显著低于CK、A2、A3处理（
P<0.05），CK、A2、A3处理间差异不显著；A3处理的最大叶长、叶宽均显著高于CK、A1和A2处理，A2处理显著高于A1处理（
P<0.05）；有效叶片数方面，A3处理显著高于CK、A1、A2处理（
P<0.05）。移栽60 d后，在株高、茎围方面，各处理呈现出CK和A1显著低于A2和A3（
P<0.05）；在最大叶长方面，A3处理显著高于CK、A2处理（
P<0.05）；最大叶宽方面，只有A3与A1处理间差异显著（
P<0.05）；有效叶片数方面，各处理间无显著差异。在移栽90 d后，A2、A3处理的株高显著高于A1处理（
P<0.05）；各处理茎围之间均无显著差异；最大叶长方面，A3处理显著高于CK、A1和A2处理（
P<0.05）；各处理间最大叶宽和有效叶片数在移栽后90 d均无显著差异。综上所述，各处理的农艺性状大小表现为A3>A2>CK>A1。
2.3 不同肥料运筹模式下烤烟主要病害的病情指数分析
由
表2可知，在烤烟番茄斑萎病毒病方面，发病率和病情指数最高的是CK（常规施肥处理），表现出抗病性较好的是A1处理；在烤烟气候性斑点病方面，A3处理最易感染，CK的抗性最好。
2.4 不同肥料运筹模式下烤烟烤后烟叶化学成分及协调性分析
由
表3可知，与CK相比，A2、A3处理有助于提高烟叶的还原糖、总糖、氯和钾的含量并且糖碱比和氮碱比增大，烟碱和钾氯比却有降低的趋势；与A1处理相比，A2、A3处理的总糖、还原糖等养分含量均增大；A2、A3处理间化学成分差异不明显。依据王彦亭等
[15]提出的优质烤烟化学成分指标范围可知，CK的烤烟烟碱含量过高，氯含量过低；A1处理下总氮、氯和钾含量过低导致氮碱比不在优质烤烟范围内；与CK、A1相比，A2、A3处理下烤烟化学成分指标多数处于优质烤烟范围内，并且以A3处理最优。综上，A3处理能较好改善烤后烟叶化学成分协调性。
2.5 不同肥料运筹模式下烤烟经济性状及原烟外观质量分析
2.5.1 不同肥料运筹模式对烤烟原烟外观质量分析
从
表4可以看出，各处理在成熟度、颜色、色度和叶片结构等方面均呈现出高度的一致性；与CK、A1、A2处理相比，A3处理油分较多；就身分而言，A1处理呈现出稍薄的厚度，CK、A2、A3处理则展现出中等的厚度。总的来看，A3处理在原烟外观质量方面呈现出最好的表现。
2.5.2 不同肥料运筹模式下烤烟经济性状分析
由
表5可知，A3处理的烟叶各经济性状均最高，A1处理最低，除均价外，其他指标均表现为A3处理显著高于A1（
P<0.05），其中产量、均价、产值和中上等烟占比增幅分别为6.70%、7.97%、15.23%、3.43%。A3与A2处理间差异不显著，但依然表现为A3处理的各指标优于A2处理；在产量和产值方面，A3显著高于CK（
P<0.05）。总体上，与CK、A1处理相比，A2和A3处理的产量和产值均呈增加趋势；A1与CK相比呈降低趋势，整体以A3处理效果最佳。
3 结论与讨论
目前，烤烟种植中连作现象明显，导致化肥残留严重，土壤质量降低，土壤病虫害日渐凸显，肥料不能充分利用
[16-17]。因此，如何改良植烟土壤对化肥的吸收利用成为较为关注的焦点。根据试验地基础土壤理化性质与土壤肥力指标丰缺程度分级标准比较发现
[14]，当地土壤养分并不缺乏，大量的化肥施入不仅对烤烟生长促进作用不明显，而且影响植烟土壤的质量，降低经济效益。为此，本研究通过设计化肥减施来探究减少化肥施用量对烤烟生长发育、病害和产质量的影响。结果表明，化肥减施30%后，有效降低番茄斑萎病毒病的发病率，但烤烟的农艺性状、产质量均低于常规施肥处理。这可能是由于土壤对化肥的吸收转化较少、化肥减量过多造成土壤中有效养分较少，影响了烤烟的生长发育，并导致减产
[18]。由此可见，探究更加科学友好的肥料运筹模式来提高烤烟化肥利用率，保障烤烟产质量稳定显得极其重要。
微生物菌肥作为一种新型肥料逐渐应用于烤烟生产中，通过调整土壤微环境平衡，发挥有益微生物的功能，释放更多的土壤肥力，促进烟株健康生长
[19-20]。何志群等
[21]研究发现，微生物菌剂对提高烤烟主要农艺性状指标有一定的作用，并且能够提高烟叶的钾氯比和糖碱比，促进烟叶化学成分协调性
[22]。本试验中，在化肥减施的基础上增施微生物菌肥提高了植烟土壤有机质、速效钾、有效磷等养分含量，有效改善了化肥减施处理下烤烟的农艺性状，与CK相比烤烟产量和产值增幅分别为2.33%、1.83%。可能原因是本试验所用微生物菌剂主要含芽孢杆菌，芽孢杆菌能活化土壤养分，防止土壤板结，促进烤烟的生长发育，增强根系活力
[23]，菌剂中有益细菌的协同作用能改善酸性土壤，调节土壤养分，利于烤烟吸收，进而促进烟株生长。
生物质炭基肥通过其有机碳架起载体作用，实现了炭质—矿物质—化肥养分的团聚体结合
[24]，延缓了化肥释放，高碳基肥中的有机质和生物炭占比较大，为植物提供所需的速效养分
[25]，从而减少化肥用量。陈宇琳等
[26]研究表明，适宜的烟秆生物质炭基肥能有效提高烤烟经济性状和内在化学品质。施用生物质炭可显著增加烤后烟叶的总糖、还原糖和钾元素含量，降低烟碱含量从而增大糖碱比。糖碱比高，有助于提高烟叶的安全性，柔和烟气
[27-29]。本试验中，化肥减量30%配施微生物菌剂和生物质炭基肥后提高了土壤中有机质、水解氮、速效钾、有效磷等养分含量，与CK相比分别增加15.16%、7.99%、17.02%、10.91%，对烟株株高、最大叶长、叶宽和有效叶片数有较好的改善效果，提高了烤烟的产质量、总糖和还原糖含量，产量和产值与CK相比增幅分别达到3.45%、2.97%，且烤后烟叶化学品质更接近优质烤烟范围。试验结果比单一施用微生物菌剂效果更好，与徐凤丹等
[30]研究得出高碳基肥+解淀粉芽孢杆菌配施下的烤烟经济效益和上等烟比例增幅最大的结果相似。微生物菌剂配施炭基肥对烟叶增产提质的原因，可能是生物质炭基肥中疏松多孔的结构为土壤微生物的生长、繁殖营造了一个优良的场所，增加了土壤微生物数量
[31]。高碳基肥与微生物菌剂配施后，土壤中有益细菌、部分真菌的相对丰度与土壤速效养分含量存在显著相关性
[32]；其次，生物炭含碳量高，可调节土壤C/N值，改善土壤微生物环境
[33]，使烟叶中的内在物质分解、转化充分，促进养分积累，从而提升烟叶品质。
综上所述，微生物菌剂和生物质炭基肥兼顾化肥的速效性、生物质炭基肥的缓效性和微生物菌剂对改良土壤的作用，不仅能够促进烤烟生长，提高烤烟对某些病害的抗性，而且能提高烟叶内在化学成分的协调性，改善烟叶化学品质，提高肥料利用率。本试验条件下，化肥减量30%+微生物菌剂、化肥减量30%+微生物菌剂+生物质炭基肥处理不仅与常规施肥处理相比有一定作用效果，而且较好改善单一化肥减施下的农艺性状，提高了烤烟的产质量和化肥利用率，提高了烟农经济效益，其中，以化肥减量30%+微生物菌剂+生物质炭基肥的效果最佳，在烤烟种植中具有良好的潜力，值得推广使用。
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