陳一凡 楊超才 朱列書 彭妙 李安 魯柯佚 蔣南 胡亞杰 李迪秦
摘要:以湘煙5號(hào)為材料,通過設(shè)置5種不同磷肥類型和4種施用量試驗(yàn),研究湘煙5號(hào)生長發(fā)育和產(chǎn)質(zhì)量對(duì)不同磷源的響應(yīng)效果。結(jié)果表明,鈣鎂磷處理對(duì)湘煙5號(hào)生長發(fā)育及煙葉主要化學(xué)成分指數(shù)(chemical components usability index,簡稱CCUI)的作用效果最好,磷酸一銨、磷酸二銨、過磷酸鈣處理居中,過磷酸鈣和鈣鎂磷各半混施的作用效果最差;鈣鎂磷處理對(duì)煙葉主要經(jīng)濟(jì)效果指數(shù)(economic character index,簡稱ECI)的作用效果最好,磷酸一銨、過磷酸鈣、磷酸二銨處理居中,磷酸二銨和鈣鎂磷各半混施的作用效果最差;ECI和CCUI以施用鈣鎂磷108 kg/hm2最高,分別達(dá)0.93和92.8。表明湘煙5號(hào)煙葉優(yōu)質(zhì)品質(zhì)的形成對(duì)鈣鎂磷肥的響應(yīng)效果最佳,煙葉主要化學(xué)成分的協(xié)調(diào)性最好,鈣鎂磷肥的最佳施用量(P2O5)范圍為72~108 kg/hm2。
關(guān)鍵詞:不同磷源;施用量;湘煙5號(hào);化學(xué)成分可用性指數(shù);經(jīng)濟(jì)效果指數(shù)
中圖分類號(hào): S572.06文獻(xiàn)標(biāo)志碼: A
文章編號(hào):1002-1302(2019)08-0096-04
磷元素是作物生產(chǎn)中最重要的三大營養(yǎng)元素之一,在植物體中主要用于構(gòu)成核酸、磷脂、肌醇六磷酸等重要結(jié)構(gòu)物質(zhì);在植物體內(nèi),磷參與碳水化合物代謝和蔗糖運(yùn)輸調(diào)節(jié)、能量代謝、遺傳信息儲(chǔ)存和傳遞、細(xì)胞膜構(gòu)成等多種生命活動(dòng)進(jìn)程。鎂主要存在于幼嫩器官和組織中,植物成熟時(shí)則集中于種子中。在光合和呼吸過程中,鎂離子可活化各種磷酸變位酶、磷酸激酶以及DNA、RNA的合成過程;鎂是葉綠素的組分之一,參與植物的光合磷酸化,缺乏鎂時(shí),植物不能合成葉綠素,造成失綠癥,嚴(yán)重時(shí)形成壞死褐斑[1-4]。
目前在煙草生產(chǎn)中,過磷酸鈣(普鈣)、磷酸一銨、鈣鎂磷是常見的三大類磷營養(yǎng)。已有研究表明,土壤類型差異影響著土壤有效磷的供應(yīng)能力,導(dǎo)致生產(chǎn)上不同類型磷源的適宜施用范圍及方法不同[1]。同時(shí),有研究表明,施單一含磷的磷肥(普鈣),對(duì)土壤有效磷的供應(yīng)以及烤煙生長發(fā)育、產(chǎn)量和品質(zhì)的影響小于含多營養(yǎng)元素的磷肥(鈣鎂磷)[2,4-5]。磷在煙草生產(chǎn)中可促進(jìn)烤煙生長發(fā)育與煙葉的成熟采收,影響煙葉各種化學(xué)成分含量及其比例的協(xié)調(diào)性以及煙葉內(nèi)在品質(zhì)中的色澤和香味[5-8];同時(shí),不同煙草品種的生長發(fā)育和煙葉產(chǎn)量、品質(zhì)對(duì)不同磷源的響應(yīng)有所差異[9-11],如何合理選擇適宜的磷源應(yīng)用于烤煙生產(chǎn),仍是目前煙葉生產(chǎn)上一個(gè)值得繼續(xù)探討的重要課題。
湘煙5號(hào)是湖南省煙草公司培育的國審烤煙品種(2014a),通過近幾年的生產(chǎn)性示范和推廣表明,該品種具有良好的適應(yīng)性,且抗性好、品質(zhì)優(yōu)[12]。在我國現(xiàn)有烤煙種質(zhì)資源十分有限的情況下,為了充分發(fā)揮該品種在生產(chǎn)上的優(yōu)勢,開展?fàn)I養(yǎng)元素磷對(duì)其影響效果的相關(guān)研究,具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
1材料與方法
1.1試驗(yàn)地點(diǎn)與材料
試驗(yàn)于2016年在湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)教學(xué)基地?zé)煛据喿魍寥郎线M(jìn)行。試驗(yàn)田塊為黏壤土,地勢平坦,土壤肥力均勻,排灌條件較好,供試土壤基礎(chǔ)地力見表1。供試烤煙品種為湘煙5號(hào),由湖南中煙工業(yè)有限責(zé)任公司提供,2015年12月28日播種,2016年3月30日移栽,株行距為0.5 m×1.2 m,2016年7月26日終采。
1.2試驗(yàn)設(shè)計(jì)與處理
采用雙因素隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn),其中A因素為磷肥類型,設(shè)5個(gè)處理,分別為過磷酸鈣(A1)、磷酸一銨(A2)、鈣鎂磷(A3)、磷酸二銨(A4)、混合磷肥(50%過磷酸鈣+50%鈣鎂磷,A5);B因素為磷肥有效成分P2O5施用量,設(shè)36、72、108、144 kg/hm2 4個(gè)處理,分別記為B1、B2、B3、B4;試驗(yàn)共20個(gè)處理,3次重復(fù),60個(gè)小區(qū),隨機(jī)區(qū)組排列,每小區(qū)種植60株。參試的磷肥全部用作基肥;氮肥為硝酸銨與硫酸銨,施氮量為120 kg/hm2,鉀肥為硝酸鉀與農(nóng)用硫酸鉀,施用量為 264 kg/hm2,基追肥按6 ∶4施用;各處理N ∶K一致,均為 1.0 ∶2.2;而磷施用量比例不同,B1、B2、B3、B4依次為0.3、0.6、0.9、1.2。所有試驗(yàn)用肥料均由市場采購。其他田間栽培管理措施參照湖南省長沙市優(yōu)質(zhì)煙葉生產(chǎn)技術(shù)措施。
1.3測定項(xiàng)目及方法
1.3.1大田主要農(nóng)藝性狀指標(biāo)測定打頂后第7天,每個(gè)處理選生長一致且具有代表性的煙株10株,測定其株高、莖圍、葉片數(shù)、最大葉長度與寬度,參照YC/T 142—2010[13]計(jì)算葉面積(長×寬×0.634 5)、節(jié)距(株高/葉片數(shù))及其均值。
1.3.2主要經(jīng)濟(jì)性狀測定每個(gè)處理進(jìn)行單采單烤,烤后稱質(zhì)量,采烤后參照GB 2635—1992《烤煙》[14]由分級(jí)專家進(jìn)行分級(jí)和煙葉等級(jí)比例劃分,按照當(dāng)年煙葉收購價(jià)計(jì)算均價(jià)與產(chǎn)值,并參照劉光輝等的方法[15]根據(jù)上等煙比例、均價(jià)、產(chǎn)量和產(chǎn)值4個(gè)經(jīng)濟(jì)性狀指標(biāo),運(yùn)用效果測度模型與指數(shù)法來構(gòu)建經(jīng)濟(jì)效果指數(shù)(economic character index,簡稱ECI),作為煙葉經(jīng)濟(jì)性狀綜合評(píng)價(jià)依據(jù),ECI值越大,經(jīng)濟(jì)性狀越好。
1.3.3煙葉化學(xué)成分指標(biāo)的測定及化學(xué)成分可用性指數(shù)的計(jì)算選取有代表性的C3F(中橘三)煙葉2.5 kg,采用San++(荷蘭SKALAR公司)流動(dòng)分析儀,測定其主要化學(xué)成分指標(biāo)。分別參照文獻(xiàn)[16-20]測定煙葉總糖、還原糖、煙堿、總氮、鉀、氯含量,并計(jì)算還原糖/煙堿、氮/堿、鉀/氯值。參照李迪秦等的方法[21],應(yīng)用模糊數(shù)學(xué)建立隸屬函數(shù),計(jì)算烤煙化學(xué)成分可用性指數(shù)(chemical components usability index,簡稱CCUI),CCUI越大,其煙葉主要化學(xué)成分的工業(yè)可用性越好[21]。
1.4數(shù)據(jù)處理及統(tǒng)計(jì)分析
試驗(yàn)數(shù)據(jù)用Excel 2007軟件進(jìn)行初步整理后,再用SPSS 17.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行方差分析和多重比較,多重比較采用新復(fù)極差法。
2結(jié)果與分析
2.1不同處理主要農(nóng)藝性狀
由表2可知,打頂后第7天,A處理間有效葉片數(shù)、株高、莖圍和節(jié)距等主要農(nóng)藝性狀指標(biāo)無顯著差異,最大葉面積以A3處理最大,為1 380.6 cm2,顯著高于A5處理(1 221.3 cm2),并表現(xiàn)為A3處理>A2處理>A4處理>A1處理>A5處理。不同有效磷施用量(B)處理間有效葉片數(shù)、株高、莖圍和節(jié)距等主要農(nóng)藝性狀指標(biāo)無顯著差異,最大葉面積以B3處理最大,為1 412.4 cm2,顯著高于B4處理(1 058.8 cm2),并表現(xiàn)為B3處理>B2處理>B1處理>B4處理。在A1處理下的不同B處理間,有效葉片數(shù)、株高、莖圍、節(jié)距和最大葉面積隨著過磷酸鈣施用量的提高,呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢,且以A1B2處理最好;在A2處理下的不同B處理間,有效葉片數(shù)、株高、莖圍、節(jié)距和最大葉面積隨著磷酸一銨施用量的提高,整體呈現(xiàn)出下降趨勢,且以A2B1處理最好[CM(25];在A3處理下的不同B處理間,有效葉片數(shù)、株高、莖圍、節(jié)距和最大葉面積隨著鈣鎂磷施用量的提高,呈現(xiàn)出先增加后降低的趨勢,且以A3B3處理最好;在A4處理下的不同B處理間,有效葉片數(shù)、株高、莖圍、節(jié)距和最大葉面積隨著磷酸二銨施用量的提高,呈現(xiàn)出先增加后下降趨勢,且整體以A4B3處理最好;在A5處理下的不同B處理間,有效葉片數(shù)、株高、莖圍、節(jié)距和最大葉面積隨著混合磷肥施用量的提高,呈現(xiàn)出先增加后降低的趨勢,且以A5B2處理最好。
2.2不同處理主要經(jīng)濟(jì)性狀及經(jīng)濟(jì)效果指數(shù)
由表3可知,A處理間ECI表現(xiàn)為A3處理>A2處理>A1處理>A4處理>A5處理,各處理間無顯著差異;B處理間表現(xiàn)為B3處理>B2處理>B1處理>B4處理,各處理間無顯著差異。在A1處理下的不同B處理間,隨著過磷酸鈣施用量的提高,ECI呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢,且以A1B2處理最大;在A2處理下的不同B處理間,隨著磷酸一銨施用量的提高,ECI呈現(xiàn)出減小趨勢,且以A2B1處理最大,A2B4處理最小;在A3處理下的不同B處理間,隨著鈣鎂磷施用量的提高,ECI呈現(xiàn)出先增大后減小的趨勢,且以A3B3處理最大,A3B4處理最小;在A4處理下的不同B處理間,隨著磷酸二銨施用量的提高,ECI呈現(xiàn)出先增大后減小的趨勢,且以A4B3處理最大,A4B4處理最小;在A5處理下的不同B處理間,隨著混合磷肥施用量的提高,ECI呈現(xiàn)出先增大后減小的趨勢,且以A5B2處理最大,A5B4處理最小。
2.3不同處理的煙葉化學(xué)成分及化學(xué)成分可用性指數(shù)
由表4可知,各處理C3F煙葉主要化學(xué)成分指標(biāo)均在優(yōu)質(zhì)煙葉適宜指標(biāo)范圍內(nèi)[21],A處理間CCUI表現(xiàn)為A3處理>A2處理>A4處理>A1處理>A5處理,各處理間無顯著差異;B處理間CCUI表現(xiàn)為B3處理>B2處理>B1處理>B4處理,處理B3與B2及B1與B4間無顯著差異。在A1處理下的不同B處理間,隨著過磷酸鈣施用量的提高,CCUI呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢,且以A1B2處理最大,A1B4處理最小;在A2處理下的不同B處理間,隨著磷酸一銨施用量的提高,CCUI呈現(xiàn)出減小趨勢,且以A2B1處理最大,A2B4處理最小;在A3處理下的不同B處理間,隨著鈣鎂磷施用量的提高,CCUI呈現(xiàn)出先增大后減小的趨勢,且以A3B3處理最大,A3B4處理最小;在A4處理下的不同B處理間,隨著磷酸二銨施用量的提高,CCUI呈現(xiàn)出先增大后減小的趨勢,且以A4B3處理最大,A4B4處理最小;在A5處理下的不同B處理間,隨著混合磷肥施用量的提高,CCUI呈現(xiàn)出先增大后減小的趨勢,且以A5B2處理最大,A5B4處理最小。
3討論
我國是世界耕地主要的貧磷區(qū)之一,一定程度上完全靠施用磷營養(yǎng)來滿足作物生產(chǎn)的需求[1]。不同磷肥種類適施土壤有所差異,相應(yīng)的能提供的磷源也不同,一定程度影響了土壤中有效磷的供應(yīng)及作物生長和生產(chǎn)[1-4]。鈣鎂磷肥既含有磷營養(yǎng),同時(shí)也含有鈣、鎂元素,適合在酸性、微酸性和沙土上使用,鈣鎂磷中含有的鈣元素起著重要的代謝調(diào)節(jié)作用,有利于提高作物的抗病性;鎂是葉綠素的重要組分,參與植物的光合作用,同時(shí)也是很多重要酶的活化劑,一定量的鈣鎂磷對(duì)提高煙草的抗逆性,促進(jìn)光合作用,提高煙葉的產(chǎn)量和質(zhì)量有著顯著的效果[1,4-5,7]。本研究以湘煙5號(hào)為試驗(yàn)材料,通過在湘中植煙區(qū)土壤進(jìn)行不同磷肥源和不同施用量的研究表明,單一磷肥和含氮的磷銨類磷肥,對(duì)煙草的作用效果低于鈣鎂磷肥,同種磷肥的不同施用量之間對(duì)烤煙影響效果存在差異,在湘中植煙區(qū)湘煙5號(hào)最適宜的鈣鎂磷施用量為72~108 kg/hm2。
但不同的磷肥種類適于使用的土壤有所差異,因此,針對(duì)不同類型的土壤,應(yīng)施用不同種類的磷肥,并在考慮土壤質(zhì)地、磷的有效利用率和煙草品種特性及煙葉產(chǎn)量的前提下,確定適宜的施用量,以便做到高效經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)。
4結(jié)論
不同的磷肥種類及同種磷肥不同的施用量對(duì)湘煙5號(hào)烤煙的生長發(fā)育及煙葉的產(chǎn)質(zhì)量有所差異。在湘中植煙區(qū),鈣鎂磷肥的施用效果最好,其適宜的有效成分施用量范圍為 72~108 kg/hm2,在此范圍內(nèi),烤煙大田生長發(fā)育較好,煙葉的ECI和CCUI較大。
參考文獻(xiàn):
[1]岳倫勇. 不同烤煙品種對(duì)難溶性磷的生理響應(yīng)[D]. 長沙:湖南農(nóng)業(yè)大學(xué),2014.
[2]黃鶴,朱列書. 煙草磷素營養(yǎng)及提高磷素利用率研究進(jìn)展[J]. 湖南農(nóng)業(yè)科學(xué),2013(11):54-57.
[3]符云鵬,劉國順,韓富根,等. 磷肥種類及用量對(duì)烤煙生長及產(chǎn)量、質(zhì)量效應(yīng)的研究[J]. 河南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),1998,32(增刊1):21-24.
[4]王艷,鄢海印,劉可星,等. 鈣鎂磷肥的活化機(jī)理及其肥效研究[J]. 土壤通報(bào),2012,43(1):151-155.
[5]張國,趙松義,相智華,等. 湖南烤煙煙葉中鎂與土壤交換性鎂含量的特征及關(guān)系分析[J]. 中國煙草科學(xué),2009,30(4):52-55.
[6]陳朝陽,陳星峰. 南平煙區(qū)植煙土壤理化性狀聚類分析與施肥對(duì)策[J]. 中國煙草科學(xué),2012,33(3):17-22.
[7]李玥,賴勇林,王軍,等. 不同養(yǎng)分缺乏對(duì)烤煙根系形態(tài)及營養(yǎng)生長的影響[J]. 中國煙草科學(xué),2015,36(2):60-65.
[8]李艷,朱列書,胡日生,等. 煙草種質(zhì)資源研究進(jìn)展[J]. 安徽農(nóng)學(xué)通報(bào),2008,14(9):104-106,175.[LM]
[9]徐安傳. 烤煙品種種植結(jié)構(gòu)對(duì)煙葉原料和卷煙產(chǎn)品的影響[J]. 中國煙草學(xué)報(bào),2009,15(5):82-86.
[10]常愛霞,賈興華,馮全福,等. 我國主要烤煙品種的親源系譜分析及育種工作建議[J]. 中國煙草科學(xué),2013,34(1):1-6.
[11]謝玲玲,顏合洪,朱列書,等. 我國烤煙育種工作進(jìn)展與問題探討[J]. 作物研究,2005(5):364-369.
[12]李安,朱列書,昌洪濤,等. 幾個(gè)湖南烤煙新品種的初步比較試驗(yàn)[J]. 作物研究,2017,31(1):42-45.
[13]國家煙草專賣局. 煙草農(nóng)藝性狀調(diào)查測量文法:YC/T 142—2010[S]. 北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社,2010.
[14]國家煙草專賣局. 烤煙:GB 2635—1992[S]. 北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社,1992.
[15]劉光輝,李迪秦,陳一凡,等. 烤煙生長發(fā)育特性及產(chǎn)質(zhì)量對(duì)施肥技術(shù)的響應(yīng)[J]. 核農(nóng)學(xué)報(bào),2017,31(10):2032-2038.
[16]國家煙草專賣局. 煙草及煙草制品水溶性糖的測定連續(xù)流動(dòng)法:YC/T 159—2002[S]. 北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社,2002.
[17]國家煙草專賣局. 煙草及煙草制品總植物堿的測定連續(xù)流動(dòng)法:YC/T 160—2002[S]. 北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社,2002.
[18]國家煙草專賣局. 煙草及煙草制品總氮的測定連續(xù)流動(dòng)法:YC/T 161—2002[S]. 北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社,2002.
[19]國家煙草專賣局. 煙草及煙草制品鉀的測定連續(xù)流動(dòng)法:YC/T 217—2007[S]. 北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社,2007.
[20]國家煙草專賣局. 煙草及煙草制品氯的測定連續(xù)流動(dòng)法:YC/T 162—2002[S]. 北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社,2002.
[21][JP3]李迪秦,龔湛武,陳一凡,等. 不同播種移栽期對(duì)烤煙產(chǎn)量與品質(zhì)影響的多指標(biāo)模糊評(píng)價(jià)[J]. 核農(nóng)學(xué)報(bào),2017,31(11):2258-2264.