氮磷鉀肥對雪茄茄芯CX-14 產(chǎn)量和經(jīng)濟效益的影響

張艷科，饒雄飛，任 濤，李小坤，楊春雷，廖世鵬

（1.華中農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，武漢 430070；2.湖北省煙草科學(xué)研究院，武漢 430030）

國內(nèi)經(jīng)濟持續(xù)良好發(fā)展，使得新興消費群體快速增長，在國內(nèi)經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)和旅游城市雪茄消費逐漸興起［1］。雪茄具有香氣量足、吃味濃、勁頭大、煙氣醇厚以及低焦油和高煙堿等特點，能較大程度地滿足吸食者的需求，其特有的抽吸方式對人體的危害遠小于其他煙草制品，受煙草消費者的喜愛，具有很大的市場潛力［2］。煙葉按其在雪茄中的作用，分為茄衣、茄套和茄芯，而茄芯作為雪茄的核心部分，對雪茄的內(nèi)在品質(zhì)起著決定性作用。中國國產(chǎn)雪茄原料生產(chǎn)處于發(fā)展階段，未形成規(guī)模，大部分優(yōu)質(zhì)雪茄煙原料依賴進口，嚴(yán)重限制了國產(chǎn)雪茄行業(yè)的發(fā)展［3，4］。研究表明，在一定環(huán)境、品種條件下，施肥是決定煙葉產(chǎn)量、產(chǎn)值的第一因子，對煙葉均價、分級也有影響［5］，而氮、磷、鉀是雪茄生長所需的三大營養(yǎng)元素，在雪茄煙株生長發(fā)育、代謝過程、產(chǎn)量和品質(zhì)等方面起著重要作用［6，7］。合理施用氮、磷、鉀肥，可以提高土壤中的有效養(yǎng)分，滿足煙株生長所需養(yǎng)分，調(diào)控其生長發(fā)育，最終實現(xiàn)煙葉產(chǎn)量和品質(zhì)的提高［8，9］。本研究通過設(shè)置“3414”田間試驗，研究氮、磷、鉀肥對雪茄茄芯CX-14 品種產(chǎn)量和經(jīng)濟效益的影響，并通過建立肥料效應(yīng)模型，根據(jù)實際生產(chǎn)情況確定氮、磷、鉀肥推薦用量，以期為國產(chǎn)雪茄茄芯合理施肥提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗于2021 年在湖北省丹江口市習(xí)家店鎮(zhèn)杏花村（32°46′N，111°10′E）大田進行。該地區(qū)屬亞熱帶季風(fēng)氣候，夏季高溫多雨，冬季溫和少雨，年平均氣溫21.6 ℃，年降雨量750～900 mm。供試土壤為黃棕壤土，試驗前土壤有機質(zhì)含量為19.65 g/kg，全氮1.45 g/kg，速效磷28.32 mg/kg，速效鉀347.57 mg/kg，pH 為6.79。供試雪茄品種為茄芯CX-14，2021 年2月8 日播種，4 月18 日移栽，7 月17 日按下部葉、中部葉、上部葉依次收獲。

1.2 試驗設(shè)計

試驗設(shè)計采用二次回歸D-最優(yōu)設(shè)計中的“3414”方案［10］，設(shè)置氮、磷、鉀3 個因素，各因素分別設(shè)置4 個水平。14 個處理如表1 所示，氮、磷、鉀肥料用量分別按N、P2O5、K2O 計。

表1 雪茄煙茄芯“3414”試驗設(shè)計方案

肥源分別為硫酸銨（含N 20%）、硝酸鉀（含N 13.5%，K2O 44.5%）、磷酸一銨（含N 11%，P2O544%）、硫酸鉀（含K2O 50%）、磷酸二氫鉀（含P2O552%，K2O 35%）、七水硫酸鎂（含MgO 16%）、硫酸鈣（含CaO 41%）、一水硫酸鋅（含ZnO 45%）、硼砂（含B 11%）。

煙苗移栽前15～20 d，于起壟前將預(yù)計的底肥和全部的磷肥開溝條施，底肥占總用肥量的1/2。移栽后30 d 左右，在煙株兩側(cè)穴施追肥，追肥用量為總用肥量的1/2。試驗小區(qū)面積為50 m2，無重復(fù)，隨機區(qū)組排列，田間管理按煙草栽培技術(shù)要求進行。

1.3 測定項目與方法

1.3.1 土壤樣品的采集與分析 土壤樣品在雪茄煙基肥施用前采集，測定土壤有機質(zhì)、全氮、速效磷、速效鉀含量及土壤pH，按照常規(guī)方法進行測定［11］。

1.3.2 煙葉產(chǎn)量及經(jīng)濟效益 按小區(qū)依次將煙草下部葉、中部葉、上部葉進行采收、晾制后，對小區(qū)煙葉進行分級，統(tǒng)計各處理單位面積產(chǎn)量及各級產(chǎn)量。參考當(dāng)?shù)責(zé)熑~收購價格，計算煙葉經(jīng)濟效益。

1.4 數(shù)據(jù)計算與分析

試驗數(shù)據(jù)利用Excel 2019 軟件進行處理，采用SPSS 20.0 軟件進行統(tǒng)計分析，采用Origin 2021 軟件繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同氮磷鉀肥處理對雪茄茄芯生育性狀的影響

由表2 可知，不同施肥水平對雪茄茄芯煙株株高、有效葉片數(shù)、葉長、葉寬、莖圍的影響有所不同。隨著氮肥用量的增加，雪茄茄芯煙株生育性狀逐漸增加；低磷、中磷處理均可提高煙株生育性狀，高磷處理部分生育性狀有所下降；與不施鉀肥相比，施用鉀肥后茄芯煙株生育性狀變化不明顯。

表2 不同氮磷鉀肥處理對雪茄茄芯生育性狀的影響

磷鉀肥用量適宜時，煙株株高、有效葉片數(shù)、葉長、葉寬、莖圍隨著施氮量的增加逐漸增加，且各指標(biāo)在N3P2K2 處理時達到最大。與N0P2K2 處理相比，N1P2K2、N2P2K2、N3P2K2 處理下煙株株高分別增加了14.51%、45.60%、65.94%，有效葉片數(shù)分別增加了7.69%、15.38%、26.92%，葉長分別增加了7.75%、18.08%、25.25%，葉寬分別增加了2.00%、22.49%、32.29%，莖圍分別增加了5.92%、11.24%、21.30%。

氮鉀肥用量適宜時，與N2P0K2 處理相比，煙株株高隨著施磷量的增加逐漸增加，N2P1K2、N2P2K2、N2P3K2 處理下株高分別增加了51.51%、82.78%、92.11%；N2P1K2、N2P2K2、N2P3K2 處理下有效葉片數(shù)分別增加了12.00%、20.00%、24.00%，葉長分別增加了21.56%、28.59%、24.06%，葉寬分別增加了2.39%、19.31%、14.53%，莖圍分別增加了5.50%、10.81%、9.43%。

氮磷肥用量適宜時，與N2P2K0 處理相比，N2P2K1 處理下煙株株高、葉長分別降低了10.60%、6.38%，2 個性狀差異均顯著，有效葉片數(shù)、葉寬、莖圍無顯著差異；N2P2K2 處理下葉寬顯著增加了7.42%，其他生育性狀與N2P2K0 處理無顯著差異；N2P2K3 處理下煙株株高、有效葉片數(shù)、葉長、葉寬、莖圍與N2P2K0 處理之間沒有顯著差異。

2.2 不同氮磷鉀肥處理對雪茄茄芯煙葉的產(chǎn)量與經(jīng)濟效應(yīng)的影響

由表3 可以看出，施用適宜的氮磷鉀肥對雪茄茄芯煙葉具有明顯的增產(chǎn)增收效果。與N0P2K2 處理相比，N1P2K2、N2P2K2、N3P2K2 處理下茄芯煙葉平均產(chǎn)量分別提高了3.52%、14.88%、22.36%，N2P2K2、N3P2K2 處 理 與N0P2K2 處 理 差 異 顯 著，N1P2K2 處理和N0P2K2 處理之間有差異，但不顯著；與N2P0K2 處理相比，N2P1K2、N2P2K2、N2P3K2處理下茄芯煙葉平均產(chǎn)量分別提高了17.48%、19.79%、22.25%，各施磷處理茄芯煙葉產(chǎn)量沒有顯著差異；與N2P2K0 處理相比，各施鉀處理茄芯煙葉產(chǎn)量有所增加，但沒有顯著差異。不同施肥處理下，茄芯煙葉產(chǎn)量隨著氮磷鉀肥用量的增加而增加，在鉀肥用量較高條件下，煙葉產(chǎn)量有所降低。

表3 不同施肥處理對雪茄茄芯煙葉產(chǎn)量的影響

由表3 可知，雪茄茄芯煙葉產(chǎn)值隨著氮磷鉀肥用量的增加而增加，且在較高肥料用量條件下，煙葉產(chǎn)值較高。從肥料成本、凈收益、產(chǎn)投比來看，隨著肥料用量的增加，肥料成本逐漸增加，N1P2K2、N2P2K2、N3P2K2 處理較N0P2K2 處理凈收益分別提高了11.30%、25.71%、30.15%，在N2P2K2 處理時產(chǎn)投比較高，達到6.39；N2P1K2、N2P2K2、N2P3K2處理較N2P0K2 處理凈收益分別提高了19.09%、17.49%、18.31%，在N2P1K2 處理下凈收益較高，產(chǎn)投比也相對較高；N2P2K1、N2P2K2 處理較N2P2K0 處理凈收益分別提高了11.69%、6.75%，N2P2K3 處理增加了1.71%，產(chǎn)投比在N2P2K1 處理時相對較高。綜上所述，N2P2K1 是經(jīng)濟效益最佳的施肥配比。

2.3 氮磷鉀肥互作效應(yīng)分析

2.3.1 不同磷鉀肥用量對茄芯煙葉施用氮肥效果的影響 由圖1 可知，磷肥用量在P2 水平時，隨著鉀肥用量的增加，低氮和中氮處理下茄芯煙葉產(chǎn)量沒有明顯變化；鉀肥用量在K2 水平時，隨著磷肥用量的增加，低氮和中氮處理下茄芯煙葉產(chǎn)量分別增加了105.6、42.3 kg/hm2，增產(chǎn)率分別為5.63%、1.96%。在中磷水平時，中氮處理茄芯煙葉產(chǎn)量在低鉀、高鉀條件下均比較高，說明中磷水平有利于氮肥肥效的發(fā)揮，而不同的鉀肥用量對氮肥肥效的發(fā)揮影響不大。

圖1 不同磷鉀肥用量對茄芯煙葉施用氮肥效果的影響

2.3.2 不同氮鉀肥用量對茄芯煙葉施用磷肥效果的影響 由圖2 可知，氮肥用量在N2 水平時，隨著鉀肥用量的增加，低磷和中磷處理下茄芯煙葉產(chǎn)量分別增加了180.9、23.3 kg/hm2，增產(chǎn)率分別為9.15%、1.07%。鉀肥用量在K2 水平時，隨著氮肥用量的增加，低磷和中磷處理下茄芯煙葉產(chǎn)量分別增加了280.9、217.6 kg/hm2，增產(chǎn)率分別為14.97%、10.98%。在中氮、中鉀水平時，低磷、中磷處理下茄芯煙葉產(chǎn)量均較高，說明中氮、中鉀水平有利于茄芯煙葉磷肥肥效的發(fā)揮。

圖2 不同氮鉀肥用量對茄芯煙葉施用磷肥效果的影響

2.3.3 不同氮磷肥用量對茄芯煙葉施用鉀肥效果的影響 由圖3 可知，氮肥用量在N2 水平時，隨著磷肥用量的增加，低鉀和中鉀處理下茄芯煙葉產(chǎn)量分別增加了199.8、42.3 kg/hm2，增產(chǎn)率分別為10.11%、1.96%。磷肥用量在P2 水平時，隨著氮肥用量的增加，低鉀和中鉀處理下茄芯煙葉產(chǎn)量分別增加了208.2、217.6 kg/hm2，增產(chǎn)率分別為10.58%、10.98%。在中氮、中磷水平時，低鉀、中鉀處理下茄芯煙葉產(chǎn)量均比較高，說明中氮、中磷水平有利于茄芯煙葉鉀肥肥效的發(fā)揮。

圖3 不同氮磷肥用量對茄芯煙葉施用鉀肥效果的影響

2.4 氮磷鉀肥料效應(yīng)模型與推薦施肥量

對茄芯CX-14 煙葉產(chǎn)量進行一元二次、三元二次肥料效應(yīng)模型擬合，擬合模型均不可用。采用線性加平臺肥料效應(yīng)模型進行擬合，推導(dǎo)出N、P2O5、K2O肥料推薦用量分別為215.01、270.98、152.82 kg/hm2，符合生產(chǎn)實際的N、P2O5、K2O 推薦用量，此肥料用量下茄芯煙葉最佳施肥產(chǎn)量分別為2 228.9、2 256.8、2 184.0 kg/hm2（表4）。

表4 線性加平臺肥料效應(yīng)模型

3 小結(jié)與討論

氮磷鉀是煙草栽培中的三大營養(yǎng)元素，合理施氮、有效施磷、高效施鉀是提高煙葉產(chǎn)量、品質(zhì)的關(guān)鍵［12，13］。本研究以雪茄茄芯CX-14 品種為研究對象，進行“3414”氮、磷、鉀肥肥效試驗，結(jié)果表明，對旺長期茄芯煙株而言，充足的氮磷肥供應(yīng)可保證煙株正常的生長發(fā)育，當(dāng)磷肥過量時對煙株生長發(fā)育會產(chǎn)生不利影響，而鉀素不同施肥水平對煙株沒有明顯影響。合理施用氮磷鉀肥可以有效促進煙草作物生長，提高煙葉產(chǎn)量［14，15］。本研究中茄芯煙葉產(chǎn)量隨著氮磷鉀肥用量的增加而增加，當(dāng)肥料用量過高時，煙葉產(chǎn)量增長緩慢或降低，其中氮、磷、鉀肥不同水平下N3P2K2、N2P3K2、N2P2K2 處理產(chǎn)量較高，分別為2 342.4、2 244.4、2 199.2 kg/hm2。從經(jīng)濟效益而言，施用氮磷鉀肥均可提高茄芯煙葉產(chǎn)值及收益，其中氮、磷、鉀肥不同水平下N2P2K2、N2P1K2、N2P2K1 處理煙葉產(chǎn)投比較高。

采用線性加平臺肥料效應(yīng)模型對茄芯煙葉產(chǎn)量進行擬合，得出N、P2O5和K2O 推薦用量為215.01、270.98、152.82 kg/hm2。鉀肥作為重要的品質(zhì)元素，對煙葉產(chǎn)量和品質(zhì)具有重要影響［2］，線性加平臺模型擬合出鉀肥推薦用量較低，不符合生產(chǎn)實際。綜合煙葉產(chǎn)量、收益及肥料成本，確定雪茄茄芯CX-14品 種N、P2O5和K2O 推 薦 用 量 為215.01、270.98、281.25 kg/hm2。