水溶肥替代常规追肥对黔西南烤烟产量和质量的影响

2018-03-20刘青丽张云贵李志宏郭亚利顾天宝卢光明

中国土壤与肥料 2018年1期

夏昊，刘青丽，张云贵，李志宏，郭亚利，顾天宝，卢光明，黄莺

(1.贵州大学，贵州贵阳 550025；2.中国农业科学院农业资源与农业区划研究所，烟草行业生态环境与烟叶质量重点实验室，北京 100081；3.贵州省烟草公司黔西南州公司，贵州兴义 562400;4.贵州大学烟草学院，贵州省烟叶品质研究重点实验室，贵州贵阳 550025)

黔西南地区一直是贵州优质烟叶的集中生产地之一，依靠当地优良的气候资源和种植管理技术，产出的烟叶具有香气量充足、吃味纯净舒适、替代性强、配伍性好等特点，其品质现已被众多卷烟工业厂家所认可[1-2]。随着测土配方施肥技术的普及，黔西南地区较其他地区的烟叶品质优势逐渐缩短，此外，长期大量施用单一配方化肥对烤烟生长环境造成了严重破坏，土壤养分失衡的问题日益突出，长此以往将必然导致黔西南烟区土壤质量的下滑和烟叶品质的降低[3-4]。现今，如何通过施肥改善并提高当地烟叶的品质、上部叶的可用性已成为亟待解决的问题。

水溶性肥料技术源自中东干旱农业国家，并发展了近半个世纪，在中国的探索研发也已经有

30多年。该技术现已成熟，并在国内广泛应用到瓜果蔬菜，特别是在经济类作物的生产种植中取得了良好的应用效果[5-7]。鉴于水溶性肥料技术对棉花等经济类作物的品质提高方面具有突出功效，与常规传统施肥相比产量显著提高[8]，已有专家学者尝试采用肥料兑水的方式替代常规追肥，在烤烟生产种植中进行初步探索，研究表明采用水和肥料结合的方式进行烤烟追肥，可以显著促进烤烟的生长，增加叶部的致香物质，提高初烤烟叶的内在品质[9-11]。但水溶性肥料技术对黔西南地区烤烟产量和品质的影响尚不清楚。本文旨在研究采用水溶性肥料替代常规化肥追肥，在不同基追比条件下，探索水溶性肥料对当地烤烟产量和质量的影响，为通过施用水溶性肥料改善烤烟品质提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

田间试验于2015年在黔西南布依族苗族自治州安龙县钱相乡进行，试验地位于东经105°29′17.39″，北纬25°10′49.96″，海拔1 405.7 m。属亚热带季风气候，年均气温15.3℃，年日照时数1 545.0 h，年降水量1 195.4 mm，5～10月降水量984.8 mm。试验地土壤类型为黄壤，种植模式为烤烟—烤烟，已连作2年。试验地起垄后，土壤基本理化性状如表1所示。

表1 试验地土壤基本理化性状

1.2 试验设计

试验设置6个处理，T1为对照处理，不施肥；T2为常规施肥处理，该处理按照当地烤烟生产的传统施肥模式进行施肥，基肥与追肥均为当地烤烟种植专用肥(11-12-24和12-0-33)，追肥采用穴施方式在烟株约15 cm处进行施肥，施肥后用土覆盖施肥穴；T3～T6所用基肥种类与T2相同，追肥则采用以粉状磷酸铵、硝酸钾、硫酸钾、氯化钾等为原料混合而成的水溶性肥料，追肥时将肥料按照各处理养分投入量进行溶解，待其完全溶解后，用150 mL量杯将肥水浇于距离烟株15 cm处的垄体土壤中。各处理养分投入量如表2所示。每个处理重复3次，共18个小区。小区面积48.4 m2，保护行面积300 m2。供试烤烟品种为“云烟87”，种植密度为16 500株/hm2。田间管理、采收、烘烤均同当地优质烤烟栽培管理措施。

表2 各处理养分投入量

注：追肥比例是指追肥中各养分的含量占该养分总施用量的比例。

1.3 样品采集与分析

烤烟移栽80 d时，对各小区烤烟圆顶期的农艺性状进行调查；植物样品于成熟期(移栽后120 d左右)选取代表该小区平均长势的烟株2棵，分根部、茎部、下部叶、中部叶、上部叶5个部位，采用称重法测定各部位干物质累积量，采用凯氏定氮法测定全氮含量，采用钼锑抗比色法测定全磷含量，采用火焰光度法测定全钾含量[12]，并计算烤烟各部位氮、磷、钾养分的吸收累积量；烤烟采烤结束后计算各小区的烤烟产量、各等级烟叶的质量和产值[13]。

依据烤烟分级国家标准(GB 2635—1992)按照小区对烟叶进行质量等级分级，计算上等烟、中等烟率[14]；采集C3F和B2F等级烟叶1 kg，采用流动分析法测定烟碱、总糖、还原糖、总氮、淀粉、总氯，采用火焰光度法测定总钾[15]。

1.4 数据分析

采用Excel 2013软件进行数据整理，数据分析软件为SAS 9.1，单因素方差分析采用one-way ANOVA方法，多重比较采用Duncan法(P=0.05)，并采用Sigmaplot 12.0作图。

2 结果与分析

2.1 水溶肥替代常规追肥对烤烟生长的影响

采用水溶性肥料替代常规烤烟专用追肥，氮素追肥比例对烤烟圆顶期农艺性状的影响如表3所示。不施肥的对照处理(T1)的农艺性状表现最差，株高、最大叶面积不及其余处理平均水平的50%，说明施用化肥有利于烤烟的生长与成熟。与常规施肥处理(T2)相比，采用相同氮素追肥比例处理(T4)的烤烟株高显著增加，其余指标呈现升高趋势但差异不显著，说明水溶性追肥对烤烟的生长具有一定的促进作用；由T3～T6处理比较发现，烤烟的株高、最大叶面积呈显著的升高趋势，且株高呈现显著差异，说明采用水溶肥替代常规追肥条件后，追肥比例对烤烟圆顶期的生长状况具有显著的影响作用，且追肥比例在30∶7∶40至70∶65∶70范围内，随着追肥比例的提高，有利于促进烤烟的生长。

表3 水溶肥替代常规追肥对烤烟成熟期农艺性状的影响

注：同列不同小写字母代表差异达5%显著水平。下同。

2.2 水溶肥替代常规追肥对烤烟养分吸收的影响

采用水溶肥替代常规追肥后，不同追肥比例对烤烟植株成熟期氮素、磷素、钾素3种养分的吸收累积情况如图1所示。试验各处理的氮素吸收量最大，磷素吸收量最小，钾素吸收量居中。T1处理中的烟株氮、磷、钾元素的吸收量显著低于其他处理，表明仅依靠土壤自身肥力难以满足优质烤烟的养分需求。与T2处理相比，经T4处理后的烤烟对氮、磷、钾的吸收量显著升高，增幅分别达19.2%、32.5%、42.6%，表明在相同施肥量和追肥比例条件下，采用水肥结合的方式有利于烤烟养分吸收和积累。T3～T6处理间相比，随着氮、磷、钾追肥比例的升高，3种元素的养分吸收量呈现“先升高，后降低”的变化趋势，当追肥比例为60∶55∶60时(T5)，氮、磷、钾吸收量达最大值，分别较T2处理增长36.6%、44.8%、45.2%，说明当水溶性氮、钾肥的比例达到施肥总量的60%，磷肥追肥比例达到施肥总量的55%时，最有利于烤烟对氮、磷、钾的吸收，但存在氮素养分吸收过量的风险，比较后认为采用水溶肥替代常规基肥后，氮、磷、钾3种养分的追肥比例为50∶50∶50较为适宜。

图1 水溶肥替代常规追肥对烤烟养分吸收的影响注：不同小写字母代表差异达5%显著水平。

2.3 水溶肥替代常规追肥对烤烟经济性状的影响

由表4可知，T1处理的烤烟上等烟率、中等烟率较T2处理差异不显著，而产量、产值显著低于常规施肥处理，说明使用测土配方得到的专用追肥，仅能按照土壤的养分供应规律，显著提高烤烟的产量、产值，对提高烤烟的整体品质作用不显著。采用水溶性追肥替代常规追肥(T4)后，烟叶的上、中等烟率较T2处理升高1.9个百分点，产量和产值分别显著升高12.6%、26.0%，说明在相同施肥水平和追肥比例条件下，水溶性追肥有利于提升烤烟的整体经济性状。由T3～T6处理可以看出，随着水溶性追肥基追比的增大，烤烟的上等烟率、产量及产值均呈现“先升高，后降低”的变化趋势，当采用水溶肥替代常规基肥后，氮、磷、钾追肥比例为50∶50∶50时，烤烟经济最佳，与T2处理相比，上等烟率显著升高，产量、产值分别显著提高12.6%、26.0%。

表4 水溶肥替代常规追肥对烤烟经济性状的影响

2.4 水溶肥替代常规追肥对烤烟内在品质的影响

一般认为，优质烤烟中烟碱含量应在2.20%～2.80%，总氮含量为2.00%～2.50%，还原糖含量介于18.00%～22.00%，钾含量大于2.50%，淀粉含量低于3.50%[16]。T1处理受土壤养分不足的限制，中部叶化学成分评价总分显著低于其余处理。采用常规烤烟专用追肥(T2)后，中部叶烟碱、总氮、总钾等含量较T1处理显著升高，还原糖含量处于最优范围内，中部叶整体品质显著升高，说明施用化肥有利于协调烤烟中部叶的化学成分，提高中部叶内在质量。与T2相比，采用相同追肥比例的T4处理中部叶的总氯含量显著降低，烟碱、总氮含量以及总分均显著升高，说明采用水溶性追肥有利于协调烤烟中部叶化学成分。由T3～T6处理间比较可知，随着水溶性追肥中的氮、磷、钾养分投入量的增加，总钾和淀粉含量呈现“先升高，后降低”的变化趋势，烟碱和总氮含量、化学成分评价总分均呈现逐渐升高后降低的变化趋势。

在上部叶化学成分方面，T1处理化学成分总分与施用水溶性追肥处理差异不显著；T2处理烟叶还原糖含量处于优质烟叶水平，烟碱、总氮、淀粉含量偏高，总分显著低于其他处理，说明采用常规施肥处理的上部叶化学成分协调性偏低，烟叶可用性不及水溶性追肥处理；以水溶性追肥替代常规追肥(T4)后，与T2处理相比，总糖、还原糖、总钾含量升高，烟碱、总氮、淀粉、总氯含量降低，化学成分指标均趋于优质烟叶水平，说明采用水溶性追肥可以显著改善上部叶化学成分的协调性；由T3～T6处理比较发现，随着水溶性追肥基追比的提高，上部叶中的烟碱、还原糖、总氮、总钾含量逐渐降低，化学成分总分呈现“先升高，后降低”的变化规律。综合比较各处理的烤烟中部叶和上部叶化学成分含量，采用水溶肥替代常规基肥后，氮、磷、钾3种养分的追肥比例在50∶50∶50至60∶55∶60范围内时，中、上部烟叶的化学成分协调性最佳。

表5 水溶肥替代常规追肥对烤烟中、上部叶化学成分的影响 (%)

3 讨论

施肥是优质烤烟生产的基础[17]。经过多年的实践验证，采用测土配方的方法对烤烟进行施肥取得广泛认可[3-4]。本研究中，采用测土配方得到的常规基肥和追肥按照氮肥基追比例为5∶5(T2)施用后，显著促进了烤烟生长和养分吸收，说明科学施肥对烟叶生产具有重要作用，但该施肥模式对烤烟外观品质的改善十分有限，上、中等烟率的差异不显著，与杨宇虹等[18]、朱经伟等[19]在遵义乐山的田间试验现象相同。随着工业市场对初烤烟叶品质要求的提高和社会环保意识的增强，水溶性追肥逐渐受到烟草行业的重视[20]。施用与T2处理相同氮素追肥比例(T4)的水溶肥后，烤烟长势较强，氮、磷、钾的吸收量分别提高19.2%、32.5%、42.6%，烤烟的经济性状也得到显著改善，与水溶肥的相关研究结论相同[7,9,21]。

针对亟待解决的烟叶内在品质问题，本研究对比了各处理的中、上部叶化学品质。在中部叶方面，当养分投入量和氮素追肥比例相同时，采用水溶性追肥替代常规追肥可显著改善初烤烟叶化学成分的协调性。邢云霞等[22]采用硝酸钾作烤烟追肥3次兑水施用的处理，烤烟中部叶的致香成分质量分数显著优于常规处理，与本研究的结果相同。在烤烟上部叶品质方面，T2处理烟叶化学成分的协调性较差，与近年来生产中突显的上部叶可用性降低的现象吻合[23]。采用水溶肥替代常规追肥后，烤烟上部叶的化学成分协调性得到显著改善，上部叶品质趋向优质烟叶水平，氮、磷、钾养分的追肥比例在50∶50∶50至60∶55∶60范围内的烤烟上部叶整体化学品质最佳。为了提高上部叶品质，大量研究围绕肥料种类、施肥配方、施肥量、施肥次数展开[12,18]，忽略了施肥方式对烟叶品质的改善功效。在贵州省的遵义、黔西南等烤烟产区中，相当比例的烟农早已具有以水兑肥追施烤烟的习惯，大量的田间试验研究也将该方法作为最认可的追肥措施之一[10-11]，但水溶性肥料或兑水追肥等一系列水肥结合措施对烤烟内在品质的影响机理尚不清楚，对该机理的探究或将成为水溶性肥料论证推广的研究重点。

4 结论

通过田间试验研究了水溶肥替代常规化肥追肥对烤烟产量和品质的影响，分析比较各处理认为：黔西南地区植烟土壤采用化肥补充烤烟生长所需养分是必要的，采用测土配方法得到的烤烟专用肥施用后，烤烟长势旺盛，养分吸收量增加，产量和产值提升，但不利于上部叶品质的提升；采用水溶性追肥代替常规追肥后，随着氮、磷(P2O5)、钾(K2O)3种养分追肥比例由30∶7∶40增加至70∶65∶70，烤烟株高、最大叶面积以及养分吸收累积、烤烟经济性状、初烤烟叶化学成分评价总分均呈现“先升高，后降低”的变化趋势，当追肥比例为50∶50∶50时，烤烟的长势最好，养分吸收适中，烤烟经济性状最优，且上部叶的化学成分评价总分最高，内在品质得到大幅改善，提高了上部烟叶的可用性。因此，建议黔西南烤烟产区采用水溶性追肥替代常规追肥，氮、磷(P2O5)、钾(K2O)肥均按照50∶50∶50的比例进行追肥以促进烤烟生长，提升烤烟产量和品质。

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