基于連續(xù)三年定點(diǎn)試驗(yàn)的烤煙施肥技術(shù)研究

龔 林，倪 霞，代惠娟，郭山虎，陳 華，陳 旭，李文陸，趙 芳，查宏波，陳玉杰，劉 敏，王明振，肖家繁，李德文

(1.云南省煙草公司昭通市公司，云南 昭通 657000；2.河北中煙工業(yè)有限責(zé)任公司，石家莊 050051；3.湖南中煙工業(yè)有限責(zé)任公司，長沙 410014；4.云南云葉化肥股份有限公司，昆明 650217)

【研究意義】烤煙是中國重要的經(jīng)濟(jì)作物之一[1]，主要經(jīng)濟(jì)價(jià)值在于其葉片。因此，在烤煙生產(chǎn)的過程中，提高煙葉產(chǎn)量和品質(zhì)極為重要。在煙株生長發(fā)育過程中，各種養(yǎng)分含量對(duì)其生長和養(yǎng)分吸收的影響很大。其中，氮、磷、鉀是烤煙需求量較多的元素[2]，也是影響煙株生長發(fā)育的主要元素[3]，對(duì)煙株的生長和煙葉產(chǎn)量與品質(zhì)的形成有重要的作用。其中氮元素對(duì)烤煙產(chǎn)量和品質(zhì)的影響最大，能改善煙葉理化性狀、化學(xué)性狀和生物學(xué)性狀[4-5]，磷元素具有促進(jìn)植株生理代謝，加速細(xì)胞分裂，促進(jìn)煙葉早熟的作用，能增進(jìn)烤煙色澤、香味，提高煙葉品質(zhì)[6]。而不同的氮磷配方對(duì)煙草的生長有著重大影響，當(dāng)植株吸收了氮素后，要迅速合成蛋白質(zhì)，若是缺磷則非蛋白質(zhì)氮化合物增多，蛋白質(zhì)減少，導(dǎo)致植株生長緩慢[7]。因此合理施用氮肥及磷肥是煙草栽培的關(guān)鍵，也是影響煙葉中各種化學(xué)元素的關(guān)鍵?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】隨著現(xiàn)代社會(huì)工業(yè)化的發(fā)展、人口的增加，集約農(nóng)業(yè)及市場經(jīng)濟(jì)的壓力，導(dǎo)致人們?cè)谵r(nóng)、林、蔬菜及高經(jīng)濟(jì)價(jià)值植物的栽培和耕種中，常常進(jìn)行連作或連栽，而隨著栽培年限的延長，作物連作障礙問題日趨嚴(yán)重，制約了農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展，成為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)亟待解決的問題[8]。烤煙是忌連作的作物。連作以后，即使在正常管理的情況下，也會(huì)產(chǎn)生產(chǎn)量降低、煙葉品質(zhì)變劣和生育狀況變差的現(xiàn)象，這一現(xiàn)象就是煙草連作障礙[9]?？緹煹倪B作效應(yīng)主要體現(xiàn)在煙田土壤環(huán)境惡化、煙株根系微生態(tài)失調(diào)、養(yǎng)分吸收效率大幅降低、煙株生長狀況變差和病害加重等方面[10-11]，會(huì)造成烤煙產(chǎn)質(zhì)量降低[12]，從而影響當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)效益。【本研究切入點(diǎn)】針對(duì)烤煙連作障礙的相關(guān)研究已有較多報(bào)道，但利用正交試驗(yàn)在常年連作地塊連續(xù)3年對(duì)煙草施肥技術(shù)研究的報(bào)道較少?！緮M解決的關(guān)鍵問題】選取連作狀態(tài)下的田塊，連續(xù)3年在同一地點(diǎn)采用不同氮肥施用量及氮磷配比的施肥方式，旨在通過定點(diǎn)試驗(yàn)找出連作狀態(tài)下養(yǎng)分吸收利用率最高的施氮量及氮磷配比，達(dá)到提高煙葉產(chǎn)量和品質(zhì)的目的。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)在昭陽區(qū)布嘎鄉(xiāng)花鹿坪村14組進(jìn)行，試驗(yàn)地塊基本平整，土壤肥力中等、均勻；種植方式：烤煙—冬閑—烤煙，連作時(shí)間10年；試驗(yàn)時(shí)間為2016—2018年。

1.2 試驗(yàn)材料

供試品種：云煙87(當(dāng)?shù)赝茝V品種)；供試肥料：復(fù)合肥(N-P2O5-K2O =11-14-22)、硝酸鉀(N-P2O5-K2O =13.5-0-44.5)、硫酸鉀(K2O≥50%)。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

通過連續(xù)3年的定點(diǎn)試驗(yàn)確定長年連作情況下烤煙最佳的施氮量和最適的氮磷配比。試驗(yàn)采用單因素隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，設(shè)7個(gè)處理，3次重復(fù)，共21個(gè)小區(qū)，每個(gè)小區(qū)植煙56株，每小區(qū)植煙不少于4行。每個(gè)小區(qū)單獨(dú)理墑、單獨(dú)施肥，確保每個(gè)小區(qū)連續(xù)3年的施肥模式一致。處理T1：施氮量為75 kg/hm2，m(N)∶m(P2O5)∶m(K2O)=1∶1.2∶3；處理T2：施氮量為75 kg/hm2，m(N)∶m(P2O5)∶m(K2O) =1∶1.8∶3；處理T3：施氮量為97.5 kg/hm2，m(N)∶m(P2O5)∶m(K2O) =1∶1.2∶3；處理T4：施氮量為97.5 kg/hm2，m(N)∶m(P2O5)∶m(K2O) =1∶1.8∶3；處理T5：施氮量為120 kg/hm2，m(N)∶m(P2O5)∶m(K2O) =1∶1.2∶3；處理T6：施氮量為120 kg/hm2，m(N)∶m(P2O5)∶m(K2O) =1∶1.8∶3；處理T7(CK)：空白對(duì)照，不施肥。

1.4 測定項(xiàng)目及方法

1.4.1 主要生育期記載 記載各處理煙株的主要生育期，包括播種期、出苗期、移栽期、團(tuán)棵期、現(xiàn)蕾期、中心花開放期、腳葉成熟期、腰葉成熟期、頂葉成熟期，并對(duì)大田生育期進(jìn)行記錄、對(duì)比。

1.4.2 植物學(xué)性狀記載 觀察記載各處理的植物學(xué)性狀，包括株型、葉型、葉色、莖葉角度、主脈粗細(xì)、田間整齊度、成熟特性、生長勢。

1.4.3 農(nóng)藝性狀調(diào)查 各處理隨機(jī)選15株有代表性的煙株，固定掛牌標(biāo)記，按照YC/T 142—2010煙草農(nóng)藝性狀調(diào)查測量方法，觀察測定株高、葉片數(shù)、莖圍、節(jié)距及腳葉、腰葉和頂葉的葉長和葉寬。

1.4.4 病害發(fā)生情況調(diào)查 按照GB/T 23222—2008 煙草病蟲害分級(jí)及調(diào)查方法在各處理的團(tuán)棵期、旺長期和采烤前進(jìn)行病害調(diào)查，比較各處理的抗病性。

1.4.5 原煙外觀質(zhì)量及經(jīng)濟(jì)性狀統(tǒng)計(jì) 各處理煙葉在正常成熟時(shí)進(jìn)行掛牌烘烤，觀察各處理原煙外觀質(zhì)量，包括成熟度、顏色、光澤、油份、葉片結(jié)構(gòu)、葉片厚度和單葉重；統(tǒng)計(jì)各處理的煙葉經(jīng)濟(jì)性狀，包括公頃產(chǎn)量、公頃產(chǎn)值、均價(jià)、上等煙比例、中等煙比例等。

1.4.6 煙葉化學(xué)成分分析 每個(gè)處理取上部、中部和下部煙葉送云南同川農(nóng)業(yè)分析測試技術(shù)有限公司測定煙葉的總糖、還原糖、總氮、煙堿、氧化鉀和氯離子等化學(xué)成分，具體檢測方法如表1所示。

表1 煙葉檢測方法

1.5 數(shù)據(jù)處理

采用SPSS 17.0軟件中的Duncan法對(duì)主要農(nóng)藝性狀、病害發(fā)病率和病情指數(shù)等指標(biāo)進(jìn)行方差分析和多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 主要生育期

由表2可知，各處理同一年份生育期表現(xiàn)一致，且隨著時(shí)間的推移，年與年間生育期雖略有不同，但無顯著差異。處理T7(CK)相比其它處理前期生長相對(duì)緩慢，后期出現(xiàn)早花現(xiàn)象且提前完成成熟落黃，大田生育期整體縮短。施氮量最大的處理T5和處理T6的大田生育期和落黃均有所延遲，可見施氮量與煙葉的成熟有一定關(guān)系，為保證煙葉的適時(shí)落黃，要合理控制氮肥施用量。

表2 生育期調(diào)查

2.2 植物學(xué)性狀

由表3可知，各處理連續(xù)3年的植物學(xué)性狀表現(xiàn)一致，隨著施氮量的增加，煙株的葉色由淺綠到深綠逐漸加深；處理T7(CK)與其他處理相比其莖葉角度中等，田間整齊度差，脫肥導(dǎo)致全株落黃；栽后25 d，各處理長勢均表現(xiàn)為中，栽后50 d，處理T1、T2長勢為中，處理T3、T4、T5、T6長勢為強(qiáng)，處理T7(CK)長勢為弱；而不同處理在施氮水平相同條件下，兩種氮磷配比植物學(xué)性狀表現(xiàn)無明顯差異。

表3 植物學(xué)性狀調(diào)查

續(xù)表3 Continued table 3

2.3 農(nóng)藝性狀

由表4可知，隨著試驗(yàn)時(shí)間的推移，不同年份間對(duì)比，處理T1至處理T6的株高和莖圍均呈先上升后下降趨勢，處理T7(CK)的株高和莖圍均呈下降趨勢；處理T1至處理T7的有效葉片數(shù)和腳葉的長寬均呈下降趨勢；處理T1至處理T6腰葉的長寬呈先上升后下降趨勢，處理T7(CK)腰葉的長寬呈先下降后上升趨勢；處理T1至處理T6頂葉的長寬整體呈上升趨勢，處理T7(CK)頂葉的長寬呈先上升后下降趨勢。整體來看隨著種植年限的延長，烤煙農(nóng)藝性狀指標(biāo)整體表現(xiàn)呈下降的趨勢，而增加施氮量和提高氮磷配比可以在一定程度上緩解農(nóng)藝性狀指標(biāo)下降趨勢。從同一年份各處理農(nóng)藝性狀指標(biāo)的表現(xiàn)來看，處理T7(CK)其主要農(nóng)藝性狀指標(biāo)均顯著低于處理T1至處理T6；而隨著施氮量的增加，烤煙農(nóng)藝性狀指標(biāo)的表現(xiàn)呈遞增趨勢；在施氮量相同的情況下，施磷較多的處理煙株更高、有效葉數(shù)更多。

表4 主要農(nóng)藝性狀調(diào)查

2.4 病害發(fā)生情況

由表5可知，隨著試驗(yàn)時(shí)間的推移，試驗(yàn)地病害的發(fā)生情況整體呈先上升后下降的趨勢，且2018年病害發(fā)生情況較2016年嚴(yán)重；黑脛病、根黑腐病、根結(jié)線蟲病和番茄斑萎病的發(fā)生趨勢一致，馬鈴薯Y病毒病和蝕紋病的發(fā)生呈上升的趨勢。同一年份，不施肥處理的病害發(fā)生程度高于其余處理，施肥處理之間病害的發(fā)生情況差別不大。

表5 各處理主要病害病情指數(shù)調(diào)查

2.5 原煙外觀質(zhì)量

由表6可知，隨著試驗(yàn)時(shí)間的推移，各處理的油份整體呈減少的趨勢，單葉重整體呈增加的趨勢。同一年份各處理原煙外觀質(zhì)量均表現(xiàn)為成熟，除處理T7(CK)外顏色均為桔黃，光澤均為強(qiáng)，油分均為有至多，葉片結(jié)構(gòu)除處理T5、T6外均為疏松；葉片厚度處理T5、T6的稍厚，處理T7(CK)的稍薄，其余處理適中；單葉重處理T7(CK)的偏低，處理T5、T6的稍重，其余處理適中。整體看不施肥直接影響煙葉的顏色、光澤、油份和葉片厚度，施肥量過多增加葉片的厚度、重量，同時(shí)影響煙葉的葉片結(jié)構(gòu)。

表6 原煙外觀質(zhì)量調(diào)查

續(xù)表6 Continued table 6

2.6 經(jīng)濟(jì)性狀

由表7可知，除中等煙外，處理T7(CK)與其余處理在產(chǎn)量、產(chǎn)值、均價(jià)、上等煙方面有明顯差異。隨著試驗(yàn)時(shí)間的推移，試驗(yàn)地的產(chǎn)量呈上升的趨勢，其中以處理T4、T5的上升趨勢最為明顯；試驗(yàn)地的產(chǎn)值、均價(jià)和上等煙比例呈先上升后下降的趨勢，其

表7 經(jīng)濟(jì)學(xué)性狀調(diào)查

中2018年的產(chǎn)值較2016年高，2018年的均價(jià)和上等煙比例較2016年低；試驗(yàn)地的中等煙比例呈先下降后上升的趨勢，且2018年的中等煙比例較2016年高。2016年的產(chǎn)量、產(chǎn)值、均價(jià)和上等煙比例均以處理T4的最高；2017年的產(chǎn)量、產(chǎn)值、均價(jià)和上等煙比例均以處理T6的最高，處理T3、T5次之；2018年的產(chǎn)量和上等煙比例以處理T5的最高，產(chǎn)值和均價(jià)以處理T4的最高。

2.7 原煙化學(xué)成分分析

由表8可知，隨著試驗(yàn)時(shí)間的推移，總糖含量整體呈下降趨勢，以處理T7(CK)降幅最為明顯，處理T1、T3、T6次之，處理T4、T5稍??；各處理還原糖含量整體呈下降趨勢，以處理T6、T7(CK)降幅最為明顯，處理T1、T3、T5次之，處理T2、T4稍??；各處理總氮含量整體呈先下降后上升的趨勢，總氮含量整體2018年高于2016年，其中處理T7(CK)增幅最大，處理T1、T3、T6次之，處理T2、T5稍小，處理T4最??；各處理煙堿含量整體呈上升趨勢，其中處理T1增幅最大，處理T3、T4、T7次之，處理T2、T5、T6稍??；各處理的鉀含量整體呈先下降后上升趨勢，鉀含量整體2018年高于2016年，其中處理T1增幅最大，處理T3-處理T7次之，T2最?。桓魈幚淼穆入x子含量差別不大，均偏低。

表8 各處理中部煙葉化學(xué)成分分析

各處理化學(xué)成分的協(xié)調(diào)性2016年以處理T5、T6較優(yōu)，處理T1最差；2017年以處理T3、T4較優(yōu)，其余處理差別不大；2018年以處理T3最優(yōu)，處理T2最差。

3 討 論

有研究表明，連作后植煙土壤環(huán)境惡化、根系微生態(tài)失調(diào)使之營養(yǎng)吸收效率大幅降低，生長狀況變差，煙株抗性降低，病害加重，最終造成烤煙產(chǎn)質(zhì)量降低，影響經(jīng)濟(jì)效益[13-14]。氮元素是影響煙草生長的“生命元素”，它具有多種功能，適量施用可實(shí)現(xiàn)煙葉的優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)，提高煙葉的產(chǎn)量與品質(zhì)[15]。磷元素可直接影響煙株碳氮代謝活動(dòng)，促進(jìn)根系生長和葉片的成熟[16]，適宜的磷肥用量能使煙株健壯、根系發(fā)達(dá)，促進(jìn)煙株對(duì)其他營養(yǎng)的吸收和利用，從而提高煙葉的產(chǎn)量和品質(zhì)[17]。

不同的氮磷配方對(duì)煙草的生長有重大影響，汪耀富等[18]研究發(fā)現(xiàn)，氮磷、氮鉀或磷鉀兩種肥料配施比單施一種肥料對(duì)煙葉化學(xué)成分的改善效果更明顯。何永秋等[19]研究表明，氮磷的配施可以提高烤煙的致香物質(zhì)含量，但是過量的配施則對(duì)煙葉致香物質(zhì)的積累不利。齊永杰等[20]研究發(fā)現(xiàn)，不同施氮水平對(duì)煙葉的評(píng)吸質(zhì)量影響顯著，在中氮處理下煙葉的香氣質(zhì)、香氣量、勁頭、濃度、刺激性、雜氣等均有所改善，但施氮量過高會(huì)降低評(píng)吸中各指標(biāo)的得分，降低煙葉的可用性，不同施氮量對(duì)燃燒性、余味、灰分的影響不顯著。對(duì)比本研究中各處理間煙株大田生育期、植物學(xué)性狀、病害發(fā)生情況結(jié)果表明，合理控制氮肥施用量可保證煙葉的適時(shí)落黃，烤煙農(nóng)藝性狀表現(xiàn)良好，煙株葉色加深，有效葉數(shù)增多;邱寶平等[21]研究有相同結(jié)果，而煙株養(yǎng)分供應(yīng)不足會(huì)降低其抗性，增加病害發(fā)生概率。

對(duì)比本研究中各處理原煙外觀質(zhì)量結(jié)果表明，不施肥處理的煙葉顏色、光澤、油分等指標(biāo)均弱于施肥處理；但施肥量過多會(huì)增加葉片的厚度及重量，還會(huì)影響煙葉的葉片結(jié)構(gòu)。經(jīng)濟(jì)性狀統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示，施氮量97.5和120 kg/hm2都有利于烤煙產(chǎn)量和質(zhì)量的形成，以施氮量97.5 kg/hm2的處理T4總體效果較好；氮磷比為1∶1.8的處理T2、T4、T6較氮磷比為1∶1.2的處理T1、T3、T5經(jīng)濟(jì)性狀好。

化學(xué)成分是煙葉內(nèi)在質(zhì)量的直接體現(xiàn)，其含量和協(xié)調(diào)性在很大程度上確定了煙葉及其制品的煙氣特性[22]。對(duì)煙葉化學(xué)成分的檢測結(jié)果表明，煙葉化學(xué)成分的協(xié)調(diào)性施氮量97.5和120 kg/hm2好于施氮量75 kg/hm2的處理，其中又以施氮量97.5 kg/hm2的協(xié)調(diào)性較好；在施氮量相同的情況下，煙葉化學(xué)成分協(xié)調(diào)性氮磷比為1∶1.8的處理優(yōu)于1∶1.2的處理。由此可見，合理控制氮磷配比有利于養(yǎng)分比例的協(xié)調(diào)供給，為煙葉的品質(zhì)奠定了基礎(chǔ)。

4 結(jié) 論

在當(dāng)前形勢下昭通煙區(qū)按照處理T4的要求操作，即施氮量97.5 kg/hm2，m(N)∶m(P2O5)∶m(K2O)=1∶1.8∶3，為較適宜的氮磷鉀施肥配比，可保證煙株適時(shí)落黃，農(nóng)藝性狀及經(jīng)濟(jì)性狀都表現(xiàn)良好，且煙葉中化學(xué)成分協(xié)調(diào)性較好，可達(dá)到提高煙葉產(chǎn)量與品質(zhì)的效果。