烤烟群体产量构成与氮肥减量对烟株生长及经济性状的影响

2018-02-28蒋士东何孝兵汤术开王瑞宝丁博锐邵建平

西南农业学报 2018年1期

蒋士东，何孝兵，李强，汤术开，王瑞宝，丁博锐，邵建平

(1.湖南农业大学，湖南长沙 410128;2.湖南省烟草公司永州市公司宁远县分公司，湖南宁远 425600； 3.重庆中烟工业有限责任公司, 重庆 650231; 4.云南省烟草公司曲靖市公司, 云南曲靖 655000)

【研究意义】通过调节株行距、留叶数等措施合理调控群体结构，配合合理的施氮量可以充分利用田间生态环境资源，建立适合于烤烟高光效群体建成的田间小气候，以达到烤烟优质适产的目标。【前人研究进展】适量的氮用量可以促进烟株生长点的生长和花芽的分化，提高叶片发生速度[1-2]。增加施氮量，烟株株高、茎围、最大叶面积、单叶重、有效叶片数将明显增加，且不同品种表现一致[3-5]。烤烟的株高、茎围、单叶重和叶面积都与施氮量呈显著的正相关，但随施氮量的增加,烟株的农艺性状趋于优良,但达到某个峰值后将呈下降趋势[6]。周宽余[7]和袁文[8]分别研究了氮肥用量对烤烟产量和产值的影响，结果表明随着施氮量的增加，烤烟产量及产值均表现为先提高，后渐趋稳定，最后呈下降的趋势。刘腾飞等[9]、徐树德等[10]研究表明，随着种植密度的减小，烟株现蕾期、封顶期、脚叶成熟期等生育期推迟, 随密度的增大，生育期缩短。周厚发等[11]在云南对KRK26的研究表明随着留叶数的增加，烟株的株高呈逐渐增高的趋势，腰叶长宽呈减少的趋势，以留叶数22～24片烟株，表现出较好的农艺性状。黄一兰等[12]在福建对K326研究发现留叶数越多，烟株越高，节距越长，茎围越细，单叶重越轻；留叶数对中、下部叶片的长宽影响较小，而上部叶最大单叶面积与留叶数呈显著负相关。【本研究切入点】前人对于烤烟的相关的研究多为种植密度、留叶数、施氮量单因素或两因素的研究，不同产量构成方式与施氮量互作对烤烟生长和产量产值的研究鲜见报道。本研究开展相关试验探讨在一定目标留叶数(产量)下不同群体产量构成方式及其与氮素减量施用互作对烤烟生长、产量和产值的影响。【拟解决的关键问题】为烟农在特定的烤烟群体结构下合理施氮指引正确方向，为云南曲靖烤烟优质适产控氮栽培体系的建立和发挥烤烟群体和个体效应的最大潜能提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验地点与材料

试验在云南省曲靖市罗平县九龙镇关塘村进行(东经104°19′，北纬24°58′)，选取土壤肥力中等，施肥管理水平一致的试验田块，试验地海拔1490 m，试验地前茬为油菜，植烟土壤基本农化性状为：有机质32.15 g/kg，全磷1.15 g/kg，速效磷12.35 mg/kg，全氮2.27 g/kg，碱解氮182.32 mg/kg，全钾20.21 g/kg，速效钾149.53 mg/kg，供试烤烟品种为K326，4月27日移栽。

1.2 试验设计

采用二因素随机区组设计，因素A为群体产量构成方式，设3个水平，各水平留叶数均为299 250片/hm2，构成方式不同；因素B为施氮量，设4个水平，共12个处理，3次重复，共36个小区，小区面积56.7 m2，处理组合见表1，试验区四周开边沟并设保护行,每个小区按照试验A因素设计的种植密度、垄间距及株间距栽植烤烟，同时按照每一群体结构下预定的施氮量(B因素)进行施肥，肥料种类采用当地烟草专用肥(15∶5∶25)，过磷酸钙(P2O5含量 16 %)，硫酸钾(K2O 含量 50 %)，N∶P2O5∶K2O=1∶2∶3，施用肥料以烟草专用肥为主，不足的部分以过磷酸钙和硫酸钾补齐；保证每一小区所施用的磷肥与钾肥的量相一致；钾肥和磷肥做基肥施入，70 %的氮肥作基肥，30 %纯氮肥于栽后20～25 d追施，基肥条施，追肥分3次穴施。按照试验要求的留叶数(打完底脚叶及封完顶后的留叶数)进行打顶留叶。苗期开始到采收完毕，严格按照优质烤烟大田生产管理技术规范要求执行。

1.3 测定项目及方法

表1 试验处理

表2 各处理烤烟大田生育期比较

1.3.1 烤烟大田生育期的记录记录各覆盖方式下的烤烟大田生育期(移栽时间、团棵时段、现蕾期时段、打顶时间和各部位烟叶成熟时间)，计算各处理大田生育期历时天数。

1.3.2 烤烟主要农艺性状的测定以小区为单位，分别于烟株移栽后65和75 d选取5株具有代表性的烟株，按照烟草行业颁布的《烟草农艺性状调查方法》(YC/T142-1998)调查烟株主要农艺性状(最大叶长、最大叶宽、茎围、株高、有效叶片数)，并于移栽后65 d开始自下而上测定5株烟第5叶位、10叶位、15叶位的叶长与叶宽，测算叶面积及叶面积系数。单叶叶面积(cm2)=叶长×叶宽×0.6345，叶面积系数(LAI)=平均单叶面积×单株叶数×株数/666.67m2

1.3.3 烟叶产量、产值等的测定以小区为单位，烟叶成熟时挂牌采收和烘烤，按国家烟叶分级标准分级，计算烟叶产量、产值、中上等烟比例、均价。

1.4 数据处理与分析

釆用Excel2007进行数据处理，采用SPSS21.0进行方差分析和多重比较。

2 结果与分析

2.1 群体留叶数设计与减量施氮对烤烟大田生育期的影响

由表3可知，各处理中以A1B2、A1B3、A2B2处理最早进入团棵期，较不施肥的A1B1、A2B1、A3B1处理提早了7 d；其次为A2B3、A2B4、A3B2处理，较对照处理延后了2 d，较不施肥处理提早了5 d。各处理中以A1B2、A1B3、A2B2处理最早进入现蕾期，较A1B1处理提早了4 d，较A2B1及A3B1处理提早了5 d，其次为A1B4、A2B3、A2B4、A3B2、A3B4处理，较对照延后了2 d，较A2B1及A3B1处理提早3 d。进入顶叶成熟期的时间以A3B1处理最早，较对照提早了10 d，其次为A3B4、A2B1处理，较对照提早了8 d，A2B2与A3B2处理进入顶叶成熟期的时间较对照分别提早了4、6 d。从各处理大田生育期天数来看，以A1B2及A1B3处理所需天数最多，A3B1处理所需天数最少，但A3B2及A3B3处理的大田生育期天数较对照减少了6 d，A3B4处理较对照减少了8 d。

2.2 群体留叶数设计与减量施氮对烤烟农艺性状的影响

表3 各处理烤烟农艺性状比较(移栽后65 d)

由表3可知，移栽后65 d下部叶叶面积以A1B2处理最大，A2B2处理的下部叶叶面积与A1B2相比差异不显著；以A1B1处理的下部叶叶面积最小，但A2B1、A3B1、A3B4处理的下部叶叶面积与其无显著差异；种植密度一定时，随着施氮量的增加，下部叶叶面积呈增加的趋势。中、上部叶叶面积及茎围以A1B3处理最大，其中A1B3处理的中、上部叶面积显著大于A1B2(对照)处理；A2B2处理的中、上部叶面积与A1B3处理无显著差异，两者的中部叶面积显著大于其他各处理；A1B2、A2B2、A2B3、A1B3处理之间的茎围大小无显著差异。株高以A2B2处理最大，但与A1B2及A3B2处理之间无显著差异，以A1B1处理最小，且与其他各处理之间均存在显著差异。叶数以A2B2处理最多，其次为A1B3处理，A1B2、A1B3、A2B2、A3B2、A3B3处理之间的叶数无显著差异，可以看出施氮量在B2水平时，随着种植密度增加有效叶数并无明显变化。叶面积系数以A2B2处理最大，其次为A3B2处理，两者之间的叶面积系数并无显著差异，但均显著大于其他各处理。在14250株/hm2种植密度(A1)下，下部叶面积及株高以施氮水平75 kg/hm2显著高于其他施氮水平，而其他各项农艺性状指标均以施氮水平60 kg/hm2最高，其中施氮水平60 kg/hm2的中、上部叶叶面积及叶面积系数显著高于其他施氮水平。在种植密度为16 500株/hm2(A2)，各项农艺性状指标均以施氮水平75 kg/hm2最高，除施氮水平75 kg/hm2的下部叶面积、有效叶数与60 kg/hm2水平无显著差异，其他各农艺性状指标均以施氮量75 kg/hm2水平显著高于其他各处理。在种植密度为19 500株/hm2，施氮量75 kg/hm2水平的上部叶面积、叶面积系数显著高于其他各处理，但各施氮水平之间的下部叶面积无显著差异，其他农艺性状指标与施氮量60 kg/hm2相比无显著差异。当施氮量一定时，随着种植密度增加，下部叶面积呈降低的趋势，叶面积系数呈增加的趋势，中、上部叶面积呈先增后减的趋势。

种植密度对中部叶面积、株高、叶面积系数产生极显著影响，对茎围产生显著影响，施氮量对主要农艺性状指标均产生极显著影响。而两者的交互效应对下部叶长、叶面积产生显著影响，对其他农艺性状指标均能产生极显著影响。施氮量对烟株生长发育影响最大，其次为交互效应，最后为种植密度。

移栽后75 d开始为群体产量构成与施氮量的交互作用对烤烟的影响。由表8可知，下、中、上部叶面积，茎围及叶面积系数均以A2B2处理最大，其中A2B2处理的下、中部叶面积显著大于A1B2(对照)处理。而A3B2处理的下部叶面积，A1B2、A1B3、A2B3处理的上部叶面积，A1B2、A1B3、A1B4、A2B3、A2B4的茎围与A2B2处理均无显著差异。株高最大的为A1B2(对照)处理，且与其他各处理均存在显著差异。在低密度高留叶数(A1)下，以施氮量75 kg/hm2的下部叶面积、株高、茎围、叶面积系数最大，以施氮量60 kg/hm2的中、上部叶面积最大，烟株株高在施氮量75 kg/hm2与施氮量60 kg/hm2间存在显著差异，但其他各项农艺性状指标均无显著差异。在中密度中留叶数(A2)下，除有效叶数以外的其他各项农艺性状指标均以施氮量60 kg/hm2最大，且下、中部叶面积均与其他各施氮水平存在显著差异；施氮量45 kg/hm2与不施氮的B1之间的各项农艺性状指标均无显著差异。在高密度低留叶数(A3)下，施氮量75 kg/hm2的下、中、上部叶面积、株高、叶面积系数均最大，但均与施氮量60 kg/hm2水平无显著差异，说明适当减氮并不会影响到烟株的生长。在3种产量构成下，施氮量75 kg/hm2与施氮量45 kg/hm2水平的中、下部叶面积及叶面积系数存在显著差异，说明氮肥减量幅度过大会明显影响到烟株的生长。

表4 圆顶期各处理烤烟主要农艺性状比较(移栽后75 d)

群体产量构成设计对于中、上部叶叶长、叶宽、叶面积、株高、茎围的影响均达到了极显著水平，对于下部叶叶长、叶宽及叶面积均无显著影响。施氮量对于除有效叶数以外的其他各农艺性状指标的影响均达到了极显著水平，两者的交互效应对中部叶叶长的影响达极显著影响，对中部叶叶面积的影响达显著效应。下、中、上部叶面积及叶面积系数的F值大小顺序均为F(施氮量)>F(群体产量构成设计)>F(交互)，而茎围的F值大小顺序为F(群体产量构成设计)>F(施氮量)>F(交互)，说明施氮量对于各部位叶片的生长的影响效应最大，而群体留叶数设计对于茎围的影响最大。

2.3 群体留叶数设计与减量施氮对烤后烟叶经济性状的影响

表5 群体产量构成设计与氮肥减量对烤后烟叶产量、产值及等级的影响

由表5可知，A2B2产量较对照增加了51.09 kg/hm2，增幅为1.83 %，但差异未达显著水平，其他各处理的产量较对照均有不同程度的降低，其中A1B3、A2B3、A3B2处理的产量与对照无显著差异，A1B4、A2B4、A3B3、A3B4处理的产量与对照存在显著差异，较对照分别降低了280.76、250.16、226.46和380.81 kg/hm2，降幅分别达10.09 %、8.99 %、8.14 %和13.68 %。A1B3、A2B2、A2B3、A3B2、A3B3处理的产值均高于对照，较对照分别增加了167.78、2361.06、1514.10、690.24和98.98元/hm2，增幅分别达0.22 %、3.20 %、2.05 %、0.94 %和0.13 %。不施氮处理A1B1、A2B1、A3B1的产值显著低于对照，其中以A2B2处理的产值最高。各处理的上等烟比例较对照均有提高，除A1B1处理的上等烟比例与对照无显著差异外，其他各处理的上等烟比例均显著高于对照，其中以A3B3处理的上等烟比例最高，其次为A2B3处理，两者之间并无显著差异，但两者均显著高于其他各处理，两者上等烟比例分别比对照分别高11.62和10.02个百分点。A1B1、A3B1处理的均价显著低于对照，A1B4、A2B1、A2B2处理的均价与对照无显著差异，其他各处理的均价显著高于对照，其中以A3B3处理的均价最高，其次为A2B3处理，A3B3、A2B3、A3B4处理之间无显著差异，较对照均价分别增加了2.38、1.85、2.38和1.83元/kg。

3 讨论

在群体留叶数不变和施氮量一定的前提下，增加种植密度的同时减少留叶数，能够较快的进入顶叶成熟期，同时大田生育期也较短，一方面留叶数较少能够有效减少采收次数，另一方面低留叶数改变了烟株个体的株型，高密度低留叶数配合适宜的施氮量构建的烤烟群体结构能够改善冠层的光、温、水等烟田微气候状况，促进了烟株顶叶的正常成熟落黄。而在群体结构一定时，随施氮量增加，进入顶叶成熟期延后，大田生育期天数增加。

有研究表明，施氮量和种植密度及其互作对烤烟农艺性状产生显著影响，且因各地生态和土壤条件表现各异[11-14]。从农艺性状来看，移栽后65 d，在种植密度一定时，随施氮量增加，下、上部叶面积、株高、茎围、叶数、叶面积系数均呈增加的趋势，中部叶面积无明显变化规律，与李章海等[15]研究结论基本一致。在施氮量一定时，随种植密度增加，下中部叶面积、株高、叶数呈先增后减的趋势，叶面积系数呈增加的趋势，与前人研究结果一致[16-17]。移栽后65 d种植密度对于中部叶叶长、叶宽、叶面积、株高均产生了极显著影响，但对于下、上部叶的生长的影响不显著。移栽后75 d，在群体留叶数20 000片/667m2下，高密度低留叶数下适量减氮并没有明显影响到下部叶及上部叶的生长，可能是各种因素的相互配合形成了较为合理的烤烟群体结构，改善了下部叶的光照条件和时间，同时使上部叶分配到了更多的光合产物。在高密度低留叶数处理中株高较小，成熟期是烟草的物理指标的定型期，也是烟叶内在化学成分积累的重要时期，株高势必会消耗过多的营养，而降低株高有利于养集中供应与烟叶的生长和化学物质的合成。

烤烟产量和主要经济性状是衡量施氮量、种植密度、留叶数及其互作效应的主要指标[18-19]。作物群体结构的不适宜，会恶化作物光合生理机能，致使光合能力下降，影响作物产量[20]。李文璧等[21]认为，低氮量下增加种植密度可获得较高产值；高氮下，增加密度不能增加产值，且使烟叶质量下降。其他条件一定时，减小种植密度可增大烟株个体，但产量降低，适宜的种植密度可保证产量兼顾质量[20]。本研究结果表明，在群体产量构成一定时，随施氮量增加，产量、产值、单位肥料生产量呈增加的趋势，上等烟比例、均价呈先增后减的趋势，以施氮量60 kg/hm2时上等烟比例最高，说明一定范围内适量减氮有利于生产出较多上等烟，提高烟叶均价。在群体产量构成确定时，适量减氮对产值的影响较小，减氮对于单位肥料生产量的影响较小，不施氮处理的单位肥料生产量要高于施氮处理，可能与土壤肥力较高，土壤氮素能够基本满足烟叶生长所需有关。

4 结论

与不施肥处理相比，施肥处理能够较快的进入团棵期及现蕾期；在种植密度一定时，随着施氮量的减少，进入团棵期及现蕾期的时间逐渐延后，而在施氮量一定时，随种植密度增加，进入团棵期及现蕾期时间逐渐延后。

在各施氮水平下，高密度低留叶数处理的产量均要低于低密度高留叶数处理，但均无显著差异；但高密度低留叶数的产值、均价、上等烟比例均要高于低密度高留叶数处理，其中均价和上等烟比例与低密度高留叶数处理达到了显著水平，因此高密度低留叶数群体留叶设计下施60 kg/hm2的氮肥保证了烟叶产量在不显著下降的基础上，略提高了产值，显著提高了上等烟比例和均价。群体产量构成设计对上等烟比例、均价影响要大于施氮量。

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