深耕与施肥对毕节烤烟生长及产质量的影响

潘金华，黄化刚，陈 雪，庄舜尧

（1.贵州省烟草公司毕节市公司，贵州 毕节 551700；2.中国科学院南京土壤研究所，土壤与农业可持续利用国家重点实验室，南京 210008）

深耕与施肥对毕节烤烟生长及产质量的影响

潘金华1,2，黄化刚1，陈 雪1，庄舜尧2*

（1.贵州省烟草公司毕节市公司，贵州 毕节 551700；2.中国科学院南京土壤研究所，土壤与农业可持续利用国家重点实验室，南京 210008）

为了解深耕措施下不同肥料用量对毕节地区烤烟生长的影响，本试验设计了4个处理：CK，旋耕15 cm+常规施肥；T1，深耕30 cm+常规用量基础上减肥10%用量；T2，深耕30 cm+增肥10%用量；T3，深耕30 cm+增肥20%用量，分析其对毕节地区烤烟生长及产质量的影响。结果表明，T1、T2及T3处理的烤烟株高、叶长、叶宽及叶面积均较CK有所增加。在深耕条件下，烤烟气候斑病和白粉病发病率随肥料用量增加而增加。其中T1处理的气候斑病发病率较CK降低了32.7%，白粉病则未发生；T2处理的气候斑病发病率较CK降低21.3%，白粉病发病率则降低49.2%；T3处理的气候斑病及白粉病发病率则高于CK。T1与T2处理的烟叶产量较CK增加6.06%与1.62%，烟叶均价则分别较CK提高了4.03%和2.42%，烟叶产值分别较CK增加了10.3%与4.35%，上中等烟叶比例均较CK有所提升。从化学成分看，烤烟烟碱、全氮含量与肥料用量呈显著正相关，氮碱比、糖碱比、糖氮比与肥料用量呈显著负相关；在深耕措施下，低的肥料用量能助于改善烤烟氮碱比、糖碱比、糖氮比，使烤烟内在化学成分渐趋合理。综上所述，采用深耕措施后，可以适当减少肥料用量并能有效保障烤烟生长发育，提升烤烟产质量。

深耕；施肥；烤烟；生长；产质量

耕作与施肥是农业生产的主要措施，农田耕作可以优化土壤环境，改善土层结构，协调土壤中水、热、气、肥的输送与循环，提高土壤通透性、持水性和供肥性能[1]；土壤施肥是提供农作物生长所需营养的主要方式，是农田系统输入养分元素的最主要途径。近年来利用各种农机对农田进行耕、翻、旋、耙等作业，对土壤连续的高强度利用及反复的重力碾压，导致土壤耕层渐薄，孔隙度减少[2]，形成质地紧密的犁底层[3]。有研究发现，犁底层会阻碍作物根系对深层土壤水分和养分的利用，加重水土流失[4]。当前农田管理以作物高产为主要目标，为达到作物单产的最大化，存在着过量施肥以及盲目施肥的现象[5]，因作物施肥每年向农田土壤中输入的氮、磷、钾等元素已远超生态环境可承受范围[6-8]；同时，年均施肥量增加，其利用率仍较低，造成土壤环境的进一步恶化，如土壤板结与酸化，土壤微生物群落的紊乱，土壤微环境的失调[9]。目前我国氮肥平均利用率低于40%[10]，磷肥利用率更低[11]。因此，科学合理且因地制宜的耕作与施肥是农田土壤环境及养分高效利用的核心。

近年来，毕节地区由于大规模的农机耕作造成土壤犁底层变薄，土壤物理性状进一步恶化[12]，同时随着自然环境的变化，加之烤烟种植过程中不合理施肥，导致了毕节地区植烟土壤环境的失调[13]。本研究以毕节地区主要植烟土壤类型为研究对象，通过深耕与增减施肥的方式，研究其对毕节烤烟生长及产质量的影响，以期为毕节烟区的耕作与施肥提供理论依据和技术支撑，从而实现毕节地区烤烟的优质与高产。

1 材料与方法

1.1研究区概况与供试品种

毕节烟区位于贵州省西北部，位于滇东高原向黔中丘原过渡的斜坡地带，地势西高东低，呈阶梯式下降；该地区属于北亚热带季风湿润气候区，同时境内立体气候明显，雨热同季，全区年均气温为10.5～15.1 ℃，最热月为7月，平均气温为17.7～25 ℃；全区年降水量在854.2～1396.6 mm，7月降雨量占全年总降雨量的50%以上；土壤以黄壤、黄棕壤、棕壤、紫色土和石灰土为主，占到全区土壤的90%以上，是毕节烟区主要的植烟土壤；毕节地区烤烟种植面积约为4.67万～5.33万 hm2，是贵州省主要的烤烟种植地之一。本试验供试的烟草品种为毕纳一号，为毕节地区主要的烟草栽培品种之一。试验于2015年4月至10月在贵州省毕节市黔西县林泉镇清塘村进行，试验地土壤基本理化性质：pH 7.46、有机质25.05 g/kg、全氮1.69 g/kg、全磷0.91 g/kg、全钾27.63 g/kg、碱解氮115.51 mg/kg、速效磷33.03 mg/kg、速效钾375.1 mg/kg、CEC 18.61 cmol/kg、电导率98.8 μS/cm、盐分0.02%。

1.2试验设计

试验共设4个处理，分别为对照（CK）：采用当地常规耕作方法，旋耕机旋耕15 cm，施烟草专用肥[m(N)：m(P2O5)：m(K2O)=12：10：24] 720 kg/hm2；T1：试验处理采用深耕机深耕30 cm，减少烟草专用肥用量10%（648 kg/hm2）；T2：深耕30 cm，增肥10%（792 kg/hm2）；T3：深耕30 cm，增肥20%（864 kg/hm2）。每处理设3次重复，共12个小区，小区面积80 m2。同时，深耕处理均加入玉米秸秆（250 g/m2）以稳定深耕效果。

1.3测定项目与方法

1.3.1 农艺性状 烤烟移栽后分别在团棵期、旺长期、成熟期和圆顶期测定不同处理的农艺性状，包括株高、茎围、叶长、叶宽、有效叶片数及叶面积（叶面积=叶长×叶宽×0.6345），每个小区随机观测记录10棵烟株。

1.3.2 生育及病情 烤烟移栽后分别记录烟株生长的移栽期、现蕾期、第一中心花开放期、脚叶成熟期、顶叶成熟期、移栽至中心花天数和大田生育期；同时参照烟草病害分级及调查方法YC/T39—1996，分别调查不同处理在团棵期、旺长期、成熟期的病害发生情况，计算烤烟发病率和病情指数，计算公式如下：发病率（%）=发病烟株数/总株数×100；病情指数（%）=100×∑（各级病叶数×各级代表值）/（调查总叶数/最高级代表值）。1.3.3 经济性状 烟叶成熟时分小区进行采收和编竿，在当地烤房按照三段式烘烤工艺进行挂牌烘烤，分级后统计各小区烟叶总质量和各等级烟叶质量，然后按照2015年烟叶收购价格计算烤烟产值，并计算各小区烟叶均价，上、中等烟比例。

1.3.4 化学成分 不同处理烟叶烤后收集C3F样品，在45 ℃条件下烘干至恒重，粉碎、过60目筛，参照文献[14]的方法测定烟叶化学成分。

1.4统计分析方法

采用Microsoft Office Excel 2013进行数据处理及作图，并运用IBM SPSS Statistics 22.0统计分析软件对数据进行统计分析。

2 结 果

2.1不同处理对烤烟农艺性状的影响

由表1可知，不同处理在各生育期间的农艺性状表现均有差异。从团棵期来看，T2处理的株高显著高于T3处理（P＜0.01），其他处理间在α=0.01水平无显著差异；各处理间的茎围差异不显著，大小排序为：T2＞CK＞T1＞T3；T1处理的有效叶数、叶长、叶面积均显著低于其他各处理；T2处理的叶宽显著高于CK处理。当烤烟进入旺长期后，T2处理的株高显著高于T3和CK处理；T2处理的叶长、叶宽和叶面积在α=0.05和0.01程度上均高于CK处理；各处理的茎围与有效叶数均无显著差异。随着烤烟进入成熟期，T2处理的株高、茎围和叶长均显著高于T1处理；T2处理的叶宽与叶面积在α=0.05和0.01水平上均高于T1和CK处理；其余各处理均无显著差异。

2.2不同处理对烤烟生育生长势及病害的影响

从表2来看，处理T2现蕾最早，其次是处理T3，再次是处理CK，处理T1最晚；处理T2和T3脚叶成熟期最早，其次是处理CK，处理T1脚叶成熟期最晚；处理T2和T3顶叶成熟期最晚，其次是处理CK，处理T1顶叶成熟期最早；大田生育期以处理T2和T3最长，为138 d，其次是处理CK，为136 d，处理T1最短，为134 d。

由图1来看，处理T3气候斑发病率和病指最高，分别为45.3%、32.5%；其次是CK，发病率与病情指数分别为32.4%、25.5%；再次是处理T2，分别为25.5%、21.7%；处理T1发病最低，分别为21.8%、19.6%。处理T3白粉病发病率和病指最高，分别为9.2%、2.7%；其次是处理CK，分别为6.5%、1.6%；再次是处理T2，其发病率与病情指数分别为3.3%、1.2%；而处理T1则未发生该病害。

表1不同处理各生育期烤烟农艺性状Table 1 Agronomic features of tobacco with various treatments

表2不同处理烤烟生育生长势Table 2 Comparison of tobacco growth with various treatments

图1不同处理烤烟病害分析Fig. 1 Tobacco disease occurrence with various treatments

2.3不同处理对烤烟经济性状的影响

从表3看，处理T1产量最高，为1942.5 kg/hm2，处理T3最低，为1809.4 kg/hm2。均价以处理T1最高，为25.8元/kg，处理T3最低，为23.6元/kg。产值以处理T1最高，为50116.5元/hm2，处理T3最低，为42629.4元/hm2。上中等烟比例以处理T1最高，为88.4%，处理T3最低，为79.4%。可见，深耕处理后，减少肥料用量可以提高烤烟的产质量，增加肥料用量反而不利于烤烟产质量的提升。

2.4不同处理对烤烟化学成分的影响

由表4可知，不同处理间化学成分差异较大。从烟碱结果来看，烟碱含量大小排序为T3＞T2＞CK＞T1，烟碱含量随肥料用量增加而增加，T3处理在α=0.05和0.01水平显著高于T1、CK处理；从全氮含量来看，各处理全氮含量大小排序为T3＞T2＞CK＞T1，与烟碱变化类似；从还原糖结果来看，不同处理间还原糖含量大小排序为CK＞T3＞T1＞T2，T3、CK处理在α=0.05和0.01水平高于T2处理；氮碱比大小排序为T1＞T2＞T3＞CK，T1处理的氮碱比显著高于T3和CK处理；糖碱比大小排序为T1＞CK＞T2＞T3；糖氮比大小排序为CK＞T1＞T3＞T2；CK、T1处理的糖碱比显著高于T3处理，而糖氮比均显著高于T2、T3处理（P＜0.01）。

表3不同处理烤烟经济性状Table 3 Economic parameters with various treatments

表4不同处理烤烟化学成分Table 4 Chemical composition analysis of tobacco leaves with various treatments

3 讨 论

烤烟各生育期间的农艺性状可以在一定程度上反映烟株生长发育状况及烤烟的产质量。本研究发现，通过深耕与增减施肥的方式，可以有效调控烤烟在各生长期的农艺性状，其中T2处理的各项农艺指标在团棵期、旺长期与成熟期相对其他各处理均表现出显著优势，表明通过深耕与增加10%肥料用量可以促进烤烟的生长发育。有研究发现，深耕可以打破犁底层，提供土壤通透性，提高土壤的蓄水保墒能力，从而达到抗旱增产的目的[15]。杨苹等[16]发现，通过深耕与插播黑麦的方式可以改善烤烟的株高、茎围、节距、叶片数和最大叶长、叶宽等农艺性状。石磊等[17]研究表明，深耕30 cm处理的烤烟株高、单株叶面积分别较15 cm处理增加47.4%、44.7%。另一些研究也发现，条带深耕措施下的烤烟根系干物质量较对照增加8.97 g，同时成熟期的烟株株高与最大叶面积均较对照有显著差异[18]。本研究发现，通过深耕减肥的方式使第一中心花开放期和顶叶成熟期提前，缩短了大田生育期，而深耕增肥的方式则使现蕾期和脚叶成熟期提前，而顶叶成熟期推后，延长了成熟期。通过深耕可以加速土壤氮素矿化[19]，如果深耕同时不施氮或减氮则土壤硝态氮含量会有短暂提高[20]，从而缩短烤烟大田生育期，加快烤烟成熟。由于深耕打破犁底层，利于烤烟根系的生长[21]，增强烟根的氮素吸收能力，再增加氮肥用量时，会造成后期氮素矿化较多[22]，从而增加烤烟的大田生长时间。随着肥料用量的增加，气候斑病与白粉病也呈增加的趋势，这与相关研究一致。游堂贵等[23]发现，随着施氮量的增加，烟株气候斑病有增加的趋势；当土壤氮素含量较低时，有利于降低中、上部烤烟的烟碱和总氮含量，从而减少了各种病害的发病率[24]。本研究发现，深耕与施肥处理随着肥料用量的增加，烟叶产量、均价、产值和中上等烟叶比例均呈下降趋势。

通常，土壤氮素是作物吸收氮素的主要来源，作物积累的氮素超过50%来自土壤[25]，而在烤烟生长中吸收的氮素有超过70.7%来自于土壤，且随着生育期的推进，对土壤氮素的吸收呈上升趋势[26]，从而造成各种经济性状与肥料用量的增加无显著相关性。烤烟烟碱的积累与氮肥的施入、土壤环境具有相关性[27]，随着追肥中氮比例的提高，烟碱中的氮超过50%来自于追肥中的氮释放[28]，而随着烟株的生长及烟叶成熟，烟叶中的氮来自于肥料氮的比例趋于增加[29]，由于烟株吸收氮素随生育时期的推进总体上呈逐步增加的趋势，而土壤与肥料中过高的氮素对烟叶的烟碱与总氮含量的增加作用尤为明显[30]。本研究发现，烟碱、总氮含量呈现出随肥料用量增加而增加的趋势，同时深耕的作用下烟株根系的向水肥性向深层土壤的延伸，使得吸收层活跃层的下移[31]，提升了耕层土壤氮含量[20]，从而造成烟株氮吸收和烟碱、总氮含量的增加。

4 结 论

总的来看，深耕与增减施肥较常规耕作与施肥能改善毕节烤烟生长发育状况，深耕与增肥10%处理提升各生育期农艺性状较为显著；深耕与减肥10%处理缩短了大田生育期，使第一中心花开放期和顶叶成熟期提前；深耕与增肥10%处理则使现蕾期和脚叶成熟期提前；深耕与增减10%肥料处理均提高了烟叶产量、产值、均价及中上等烟叶比例；深耕配合增减施肥后，烤烟内在化学成分渐趋合理。表明深耕配合增减施肥较常规做法的增产提质效果更为显著。

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Effects of Deep Tillage and Associated Fertilization on Tobacco Growth, Yield and Quality of Bijie City

PAN Jinhua1,2, HUANG Huagang1, CHEN Xue1, ZHUANG Shunyao2*
(1. Guizhou Bijie Municipal Tobacco Company, Bijie, Guizhou 551700, China; 2. State Key Lab of Soil and Sustainable Agriculture, Institute of Soil Science, Chinese Academy of Sciences, Nanjing 210008, China)

Three fertilization treatments with deep tillage (T1： 10% less fertilizer; T2： 10% more fertilizer; T3： 20% more fertilizer) and control (convention method, CK) were setup to investigate the tobacco growth, yield and quality influenced by deep tillage and associated fertilization. The results showed that T1, T2 and T3 increased the tobacco plant height, leaf length, leaf breadth and leaf area compared with CK. Under deep tillage, the rates of tobacco weather fleck and powdery mildew increased with increased fertilizer dose. In comparison with CK, tobacco weather fleck decreased by 32.7% and no powdery mildew occurred in T1; Weather fleck and powdery mildew decreased by 21.3% and 49.2% in T2; while occurrence of both diseases was higher in T3. The tobacco yields of T1 and T2 increased by 10.3% and 4.35% compared with CK. The tobacco price and profit of T1 and T2 increased as well. According to the chemical composition analysis, tobacco nicotine and total nitrogen increased with fertilizer dose, but the ratios of nitrogen to nicotine, sugar to nicotine and sugar to nitrogen were negatively related to fertilizer dose. Under deep tillage, the fertilizer dose could be reduced and be beneficial to the tobacco quality. Overall, the tobacco production would be effective using less fertilizer incorporated with deep tillage.

deep tillage; fertilization; tobacco; growth; yield and quality

S572.01

1007-5119（2017）03-0014-06 DOI：10.13496/j.issn.1007-5119.2017.03.003

贵州省烟草公司毕节市公司科技项目“土壤深耕对毕节烤烟产质量提升及机理研究”（毕节合2015-01）

潘金华（1989-），硕士，研究实习员，从事烟田土壤深耕技术研究。E-mail：isscaspjh1989@163.com

*通信作者，E-mail：syzhuang@issas.ac.cn

2016-09-20

2017-02-17