通过田间小区试验方法研究不适用烟叶还田对水稻产量及经济效应研究。结果表明：不适用鲜烟叶还田能有效提高土壤有机质、速效氮含量，改善土壤环境条件，提高水稻产量。基于本地区优化施肥基础上，鲜烟叶还田的最佳用量为13252 kg/hm2。通过不适用鲜烟叶还田措施不仅能有效解决不适用鲜烟叶处理处置问题，而且有效改善土壤环境条件，实现土壤的可持续利用。
0 引言
土壤有机质自古以来受到农业研究者的重视和关注，人们通过动物粪便，人工积肥、造肥、种植豆科植物等途径进行有机肥还田，提高土壤有机质的含量，补充土壤养分。有机肥的施用在中国农业生产中发挥着极其重要的作用，直至20世纪50年代，有机肥还是植物养分的主要来源。自20世纪50年代以来，随着化肥工业的发展，化肥用量施用，农作物产量得到了快速的提高，同时化肥具有养分浓度高、体积小、肥效快、搬运施用等方便的特点，化肥用量越来越大，有机肥的投入量越来越少，甚至有些地区不施有机肥，有机肥也不再是作物的主要养分来源，主要作为土壤改良剂在使用，土壤有机质含量呈下降趋势。由于大量化肥的投入，造成土壤酸化、板结、盐渍化及碳氮比下降等一系列土壤障碍问题[1-2]。近年来，优化烟叶供应结构，实现“烟叶上水平”是中国烟草行业随着重点品牌加快发展，产品结构得到快速提升的重要举措之一。优化烟叶供应结构，增加优质原料供给，已经成为关系行业发展的全局性问题。如果不及时优化烟叶供应结构，增加优质烟叶供应，会影响到重点品牌生产，进而影响到品牌的市场培育，对于正在做大做强的品牌来说，是个严峻挑战。优化烟叶供应结构调整过程中，将产生大量的不适用废弃烟叶，这些废弃烟叶作为农业废弃物，不能作为动物饲料施用，集中处理相对困难，如何有效处理这些不适用烟叶就是烟叶生产中的重要问题。为响应国家烟草专卖局“优化烟叶结构、田间处理不适用鲜烟叶”的号召，笔者探索通过鲜烟叶直接还田对作物的生长影响，实现在有效处理烟叶生产中的不适应烟叶变废为宝，为土壤有机质、养分补充[1]、改善土壤生态环境，达到节本增效的理想效果，也是提高资源利用率的重要措施之一[3]。
1 材料与方法
1.1 试验地概况
试验在云南省马龙县通泉镇大龙井村进行，试验地位于东经103°35'、北纬25°15'，海拔2100 m，多年平均气温10℃，无霜期228天，多年平均降水量1000 mm。试验地块地势平坦，土壤类型为水稻土，土壤质地为沙壤，通常地下水位为1.0 m，土壤耕层深度20 cm，土壤有机质含量29.5 0 g/kg、全氮2.99 g/kg、速效氮93.50 mg/kg、速效磷10.80 mg/kg、速效钾116.0 0 mg/kg、pH 5.48;前茬作物为大麦。
1.2 试验设计及田间管理
试验共设置7个处理，3次重复，共计21个小区，小区随机排列各试验，小区之间用工程塑料板隔开，试验小区面积为13.5 m2。即：处理1(CK)：施水稻配方肥750 kg/hm2;处理2：施水稻配方肥750 kg/hm2+鲜烟叶1500 kg/hm2;处理3：水稻配方肥750 kg/hm2+鲜烟叶4500 kg/hm2;处理4：施水稻配方肥750 kg/hm2+鲜烟叶7500 kg/hm2;处理5：水稻配方肥750 kg/hm2 +不适用鲜烟叶10500 kg/hm2;处理6：水稻配方肥750 kg/hm2+鲜烟叶13500 kg/hm2;处理7：施水稻配方肥750 kg/hm2+鲜烟叶16500 kg/hm2。鲜烟叶于水稻移栽前翻压在2行水稻中间，试验水稻品种为‘靖粳8号’。
水稻于2011年5月16日移栽，其种植规格为株距12 cm，行距24 cm，每丛3苗。所有水稻专用肥料作底肥一次施入，2011年6月2日水稻处于分蘖期时将鲜烟叶翻压于试验小区内，田间管理按当地农户常规的水稻栽培技术措施进行。
1.3 统计分析方法
采用实际测产法测定各小区生物产量及籽粒产量，试验数据采用Excel和DPS数据统计分析软件进行多重比较分析。
2 结果与分析
2.1 不同用量对生育期的影响
不适用烟叶是化木质化的有机物料，含有蛋白质、纤维素及木质素等不用类型碳，同时还含有少量的氮、磷、钾及微量元素。虽然这些营养物质的量相对化学肥料较少，但是所投入的碳激发了土壤中氮素的矿化能力、活化了磷等营养元素[4-6]，从而提高了土壤的供肥能力。从表1可以看出，随着烟叶量翻压量的增加，水稻生育期向后延长。
2.2 不同用量对水稻产量及农业经济性状的影响
施用不适用烟叶翻压措施可以有效提高水稻穗数、单穗籽粒数量及有效籽粒的重量。水稻作物对氮素比较敏感：施用氮素量不够会造成减产，氮素施用量过多则造成水稻秸秆过旺、空秕率增加造成肥害而减产，由表2可以看出，随着不适用烟叶翻压量的增加，水稻空秕率呈上升趋势。从不同处理对水稻产量来看，以不施用烟叶翻压处理为对照，施用不适用烟叶措施都能明显增加水稻产量，处理5和处理6(烟叶翻压量为10500 kg/hm2)的产量最高，但处理5与处理6之间的差异没有显著性，而处理5与其他处理1、处理2、处理3、处理4和处理7之间的差异达到显著性。利用烟叶翻压量与产量进行回归分析，他们之间的关系符合一元二次方程，其方程式为y=-0.000007x2+0.213x+4052，R2=0.870**(df=14，P=0.01，R=0.623**)，通过计算Ymax=5672 kg/hm2，其对应的烟叶翻压量为13252 kg/hm2。说明烟叶翻压量在0～13252 kg/hm2间，产量与翻压量呈正关系;当翻压量超过113252 kg/hm2时，产量与翻压量呈负关系，这时出现肥害肥，肥料产量效应规律符合肥料报酬递减规律[7]和水稻生物学规律[8]。同时过多的鲜烟叶使用也会产生一些负面影响[9]。
2.3 不同用量对水稻产量的经济效益分析
从表3可以看出，投入产出随着烟叶翻压量的增加，其投入产出比呈增加态势。由于750 kg/hm2的施肥量为马龙地区的平均适宜施肥量(优化施肥量)，其产量已经达到了当地平均水平，其产量提升空间不大，单纯从经济产出来看，增加烟叶翻压措施是不可行的，但是在马龙县区域绝大多数农户具是烤烟种植户，也是水稻种植户，不适用烟叶不需出钱购买，同时不适应烟叶是烤烟生产过程中的废弃物，从这方面来说是可行的，在处理了烤烟生产废弃物的同时水稻达到了增收的效果。
2.4 土壤有效养分变化
在水稻收割后，采集不同小区0～30 cm土样进行分析，其分析结果见表4。从表4可以看出，采用不适用烟叶翻压措施主要影响了土壤有机质、有效氮及有效钾，对其他中微量元素没有明显影响。从总体变化趋势来看，有机质与不适用烟叶翻压量呈显著正关系，相关方程为y=0.000000001x2+0.00002x+29.40，R2=0.867**;土壤与不适用烟叶翻压量呈显著正关系，相关方程为y=-0.0000002x2+0.003x+104.6，R2=0.690**;土壤中施入新鲜有机物料能显著增加土壤然中生物态碳氮量，提高氮素的矿化能力的原因[10-13]，与处理1相比，采用不适用烟叶翻压措施能显著提高土壤速效钾含量，但有效钾与鲜烟叶翻压量没有相关性。
从表4可看出，施用不同用量的鲜烟叶，土壤pH和有机质及其全氮基本都没有变化，水解氮各处理不同程度略有增高，但没有规律，其他养分变化有增有减，变化不明显，这可能与作物带走养分有关。
3 结论
鲜烟叶还田能有效提高土壤有机质、速效氮含量，改善土壤营养物质的缓冲能力，提高水稻产量。在马龙地区，基于优化施肥基础上，鲜烟叶还田的最佳用量为13252 kg/hm2。增加鲜烟叶还田措施的投入产出比成上升趋势，这主要是由于本试验属于探索性的试验，基于当地优化施肥量的技术上进行的。不适用鲜烟叶处理数量大、难度高，促进不适用鲜烟叶的综合利用是一个系统工程，也是一个长期过程，应坚持近期和远期相结合的原则，近期主要用作农家肥、有机肥，远期可开发动物饲料、农药、医药和食品等用途，其循环利用不但可以解决鲜烟叶的环境污染问题，同时也可促进农村养分资源的循环利用和农业可持续发展[14]。
4 讨论
综合利用好不适用鲜烟叶是烟草产业发展的重要组成部分，是关系到烟草产业能否持续健康发展的重要环节，是烟草产业为经济社会发展再立新功、再作贡献的重要举措，是当前烟草产业发展迫在眉睫、急需研究解决的重要问题。不适用鲜烟叶的处理必须要坚持综合利用、生态有机、不造成环境污染和二次污染、科学高效的原则，统筹考虑经济利益、社会利益、生态利益，科学处理不适用鲜烟叶，变“废”为“宝”，增加烟农收入，将其发展为一项安全、生态、循环利用农业资源的环保技术[15]。近年来环境问题日益突出，尤其是地表水环境，粮食安全与环境问题逐步将成为国内局部区域的主要关注，如果大量的不适用鲜烟叶处理不当，将会造成极大浪费和环境污染，起不到烟叶结构调整的目的，本次试验只安排了用于水稻施肥方面，建议以后增设不适用鲜烟叶用作其他旱地作物、水果、蔬菜及林地等方面的综合利用试验研究。
作者：陈兴位 丁艳萍 闫辉等 来源：农学学报 2014年2期
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