不同硝酸钾滴灌追肥施用量对烤烟产质量的影响

薛如君，高 天，蒋彬虎，张瑞勤，胡志明，孙军伟，赵正雄，马二登

(1.云南农业大学烟草学院，昆明 650201；2.云南省烟草公司曲靖市公司，云南 曲靖 655000；3.云南省烟草公司保山市公司， 云南 保山 678000; 4.云南省烟草公司大理州公司，云南 大理 671000; 5.云南省烟草农业科学研究院，昆明 650031)

水肥一体化作为一种现代农业技术，在提高水分和肥料利用效率[1-3]、提升作物产量与品质[4,5]、节能降耗[6]等方面均具有显著优势。农业部《到2020年化肥使用量零增长行动方案》[7]中明确要求，到2020 年，水肥一体化技术推广面积达到0.1 亿hm2、增加533.33 万hm2。烤烟是一种产量和质量并重的经济作物，烟叶产、质的形成是生态因素、遗传因素和栽培因素共同作用的结果[8]。作为全国最大烟叶产区，云南烟区近年来化肥施用量为105 kg/hm2左右，部分烟区高达135 kg/hm2。长期大量的化肥投入造成植烟土壤板结酸化、C /N 比减小、微生物活动能源降低，从而导致烟叶产量和品质下降[9,10]。因此，在烟草农业生产中，优化调整施肥方式，以减少化学肥料的投入和提高肥料利用率势在必行，水肥一体化技术则为这一问题的解决提供了较好的技术途径。

水肥一体化(灌溉施肥)的技术优势在于：它可以根据作物的需水、需肥特性，把水分和养分及时定量地输送给作物，为作物创造适宜的水、肥环境，从而有利于农作物产量和品质的提高[11,12]。番茄[13]、玉米[14]和水稻[15]等作物的研究结果表明，水肥一体化技术条件下，肥料用量可降低10%～50%，且不影响作物产量和品质。目前，有关水肥一体化技术条件下，烤烟适宜施肥量研究报道较少，且往往结论不一[15-17]。现阶段，受滴灌专用水溶肥成本和生产习惯等因素的影响，烤烟生产中往往采取基肥施用常规颗粒肥(多为塘施或环施)配以追肥滴灌水溶肥的模式是相对经济可行的水肥一体化技术方式。硝酸钾(KNO3)是烤烟生产中追肥阶段最常使用的一种水溶肥。对此，本文通过田间试验研究了4种硝酸钾滴灌追肥施用量对烤烟产质量的影响，旨在确定当地合理的烤烟滴灌追肥适宜用量，为烤烟水肥一体化技术提供科学理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验地点位于云南省烟草科学研究院研和镇试验基地，地处102°30′E，24°14′N，属中亚热带半湿润凉冬高原季风气候，年平均气温15～16 ℃，年降水量800～900 mm，日照时数2 265 h。供试土壤为红壤，pH值6.12，全氮0.57 g/kg，全磷1.25 g/kg，全钾9.08 g/kg，有机质15.4 g/kg。供试烤烟品种为K326，烟苗移栽株行距为110 cm×55 cm。

1.2 试验方法

田间试验于2016年进行，试验区当地常规烤烟全生育期施肥量为N:90 kg/hm2、P2O5:54 kg/hm2、K2O:256 kg/hm2，其中基肥(塘施)施用烟草专用复混肥450 kg/hm2(N-P2O5-K2O=10-12-24)，追肥(浇施)施用硝酸钾333 kg/hm2。据此，除对照(不施肥处理)外，试验设置4个硝酸钾滴灌追肥施用量处理：不减量处理(333 kg/hm2)；减量20%处理(266 kg/hm2)；减量40%处理(200 kg/hm2)；减量60%处理(133 kg/hm2)。共计5个处理，每个处理3次重复，每个重复约150株烟，随机区组排列。本试验中，对照CK处理烤烟全生育期不施肥料，硝酸钾不减量处理施肥量与当地常规一致。各施肥处理基肥施用方式一致， 5月14日烟苗移栽当天塘施复混肥450 kg/hm2(N-P2O5-K2O=10-12-24)；追肥施用硝酸钾(N 13.5%，K2O544.5%)。各处理施肥量(N、P2O5、K2O)设置见表1。追肥于烟苗移栽后30 d一次性通过滴灌施用。烤烟生产田间管理按优质烟叶生产技术进行，单株留叶数18～20 片。滴灌系统滴头间距为30 cm，滴头出水量1.8 L/h。

表1 各处理施肥量设置 kg/hm2

1.3 测定项目与方法

1.3.1 烟株农艺性状

选择有代表性的5株烟株，分别于移栽后30 d和50 d测量烟株叶片数、株高、叶长、叶宽，打顶前1 d除上述指标外，加测烟株茎围。

1.3.2 烟叶叶绿素含量(SPAD值)

选择有代表性的5株烟株，于烟株打顶前1 d，用手持式叶绿素测定仪( SPAD-502) 分别测定上部叶(从上往下第三片)、中部叶(从上往下第九片)和下部叶(从下往上第三片)叶绿素含量(SPAD值)，每片叶分别测定叶基、叶中和叶尖3个位置点的SPAD值。

1.3.3 烟叶主要化学成分分析

烟叶中总糖、还原糖、总氮、烟碱、氯、淀粉含量分别依据YC/T 159-2002、YC/T 161-2002、YC/T160-2002、YC/T162-2002、YC/T 216-2007利用AA3 连续流动分析仪进行分析测定，钾含量依据YC/T274-2008用PE Analyst 300 原子吸收光谱仪进行分析。

1.3.4 烟叶经济性状调查与统计

烟叶成熟后，以处理为单位进行采收烘烤，进行烟叶产量的测定和烟叶等级分级，并计算中上等烟比例、烟叶产值和剩余产值。

剩余产值(元/hm2)=产值-施肥成本。

1.4 统计分析

利用Excel 2010进行常规数据整分析，通过 SPSS(12.0)统计软件进行数据方差分析和相关分析。

2 结果与分析

2.1 不同硝酸钾滴灌追肥施用量对烟株农艺性状的影响

由表2可知，烟株移栽后30 d，与对照相比，各施肥处理农艺性状参数值均有不同程度提高，其中烟株叶片数和最大叶长达显著水平(P<0.05)；不同硝酸钾滴灌追肥施用量处理间烟株农艺性状参数值无显著差异(P>0.05)。烟株移栽后50 d，同样的，各施肥处理与对照相比，烟株农艺性状参数值均有不同程度提高，其中烟株叶片数和最大叶长达显著水平(P<0.05)；不同硝酸钾滴灌追肥施用量处理间烟株农艺性状参数值亦无显著差异(P>0.05)，随着硝酸钾滴灌追肥施用量的降低，烟株最大叶长、最大叶宽和最大叶面积均有随之减小的趋势。打顶前1 d，与对照相比，各施肥处理各农艺性状参数值提高明显，其中烟株最大叶长、最大叶宽和最大叶面积均达显著水平(P<0.05)；不同硝酸钾滴灌追肥施用量处理中，以减量60%和减量40%处理烟株平均叶面积最优，与对照相比分别显著提高了16.9%和22.6%，但处理间无显著差异(P>0.05)。

表2 各处理烟株农艺性状

注：同列数据后不同小写字母表示差异达显著水平(P<0.05)。下同。

2.2 不同硝酸钾滴灌追肥施用量对烟叶叶绿素含量(SPAD值)的影响

从表3可以看出，与对照相比，施肥处理各部位叶片叶绿素含量(SPAD值)均有不同程度提高。烤烟各部位叶片叶绿素含量(SPAD值)大致呈现出随着硝酸钾施用量的降低而减小的趋势，与不减量处理相比，减量20%处理不同部位叶片叶绿素含量(SPAD值)减小了3.9%～10.0%，减N40%处理不同部位叶片叶绿素含量(SPAD值)减小了8.9%～11.6%，减量60%处理不同部位叶片叶绿素含量(SPAD值)减小了5.1%～10.1%。方差分析表明，不同硝酸钾滴灌追肥施用量处理间各部位烟叶叶绿素含量(SPAD值)无显著差异(P>0.05)。

表3 各处理烟叶叶绿素含量(SPAD值)

2.3 不同硝酸钾滴灌追肥施用量对初烤烟叶化学成分的影响

由表4可知，与对照相比，施肥处理烟叶各主要化学成分含量(除溶性氯外)均有不同程度增加。烟叶总糖、还原糖和钾含量总体表现为下部叶>中部叶>上部叶，叶片烟碱含量则总体表现为上部叶>中部叶>下部叶。随着硝酸钾滴灌施用量的减少，各部位叶片烟碱含量大致表现为随之下降的趋势；与不减量处理相比，减量40%处理不同部位烟叶烟碱含量下降了13.6%～34.5%，减量60%处理不同部位烟叶烟碱含量下降了9.1%～37.9%。除烟碱外，不同硝酸钾滴灌追肥施用量处理间其他主要化学成分含量变化无明显规律，且差异不大。烟叶化学成分协调性方面，不同硝酸钾滴灌追肥施用量处理中，各部位烟叶氮碱比均以减量40%处理和减量60%处理相对较优。与不减量处理相比，减量40%处理和减量60%处理不同部位叶片氮碱比均提高了14.3%～40.0%。

表4 各处理初烤烟叶主要化学成分含量

2.4 不同硝酸钾滴灌追肥施用量对烤烟经济性状的影响

烤烟经济性状方面，与对照处理相比，不减量、减量20%、减量40%和减量60%处理烟叶产量分别提高了84.1%、65.0%、75.7%和65.4%，产值分别提高了76.4%、73.9%、82.6%和61.9%(表5)。不同硝酸钾滴灌追肥施用量处理中，以不减量处理烟叶产量最高，中上等烟比例和烟叶产值均以减量40%处理最高。与不减量处理相比，减量40%处理和减量20%处理中上等烟比例分别提高了11.7和9.7个百分点，其中减量40%处理烟叶产值提高了3.5%。肥料成本随着硝酸钾滴灌追肥施用量的减少而降低，以减量40%处理烤烟剩余产值最高，与不减量处理相比提高了4.5%。减量20%处理烤烟剩余产值与不减量处理基本相当。

表5 各处理烤烟经济性状

3 讨 论

3.1 硝酸钾滴灌施用量对烤烟生长及产量的影响

水肥一体化技术条件下，由于水、肥利用效率的大大提高，作物所需投入的肥料用量与常规施肥量相比，可减少10%～50%不等，同时不降低作物产量，且有利作物品质的改善[13,14]。本研究表明，烤烟追肥采用滴灌方式，硝酸钾滴灌施用量减少20%～60%对烤烟成熟期农艺性状无显著影响，烟叶产量有不同程度降低。以往不同地点追肥滴灌用量研究[15,17,18]也表明，肥料滴灌追施量减少15%～70%对烤烟成熟期农艺性状影响不大，烟叶产量有一定下降(表6)，这与本试验结果相类似。

在一定范围内，随着肥料滴灌施用量的降低，使得烤烟养分供给减少，但由于滴灌技术的水肥耦合效应，提高了肥料利用效率，从而可以基于较少的养分投入满足烤烟生长发育所需。本研究中，不同硝酸钾滴灌追肥施用量处理间，各部位烟叶叶绿素含量(SPAD值)无显著差异(表3)，这也从叶片氮素含量角度反映了硝酸钾低滴灌量处理下具有较高的养分利用效率。硝酸钾低滴灌追施量下烟叶产量有一定程度下降，这可能与烤烟叶片平均单叶重有所减小有关。

3.2 硝酸钾滴灌施用量对烤烟品质及经济效益的影响

在一定范围内，施肥是增加烟叶产量的有效手段之一[19]，但施肥量过高时往往会造成烟叶品质下降[20,21]。杨军等[17]认为，膜下滴灌方式下，烤烟总施氮量减少15.4%(82.5 kg/km2)可以满足烟株养分需求，且烤后烟叶化学品质及其内在协调性较好。本研究结果表明，硝酸钾滴灌追肥施用量减少40%～60%烟叶氮碱比更优，烟叶化学协调性更好。

表6 追肥滴灌用量对烤烟经济性状的影响

与硝酸钾不减量追施相比，虽然减量硝酸钾滴灌追施的烟叶产量有不同程度下降，但由于其中上等烟比例的提高，使得减量40%处理烟叶产值有所增加。扣除肥料成本后，也以减量40%处理剩余产值最高(表4)。以往不同地点的烤烟追肥滴灌用量试验(表6)同样发现，追肥滴灌用量减少30%～40%不影响烟叶产值[15,18]，原因也主要是烟叶等级结构的优化与提高[15]，扣除肥料成本后的剩余产值均以肥料减量33%～67%最高。水肥一体化技术的应用大大提高了烤烟水、肥的利用效率[22,23]，若仍采用传统的肥料施用量，则很可能会超过烤烟适宜施用量的阈值，从而导致烤烟营养过量，降低烟叶烘烤素质，降低烟叶化学协调性及其等级结构，最终影响到烤烟经济效益和化学品质。

与常规用量相比，追肥滴灌水肥一体化用量扣减20%～40%对烟株生长发育无显著影响，且有利于烤后烟叶等级的提升。这说明，滴灌追施量适当扣减后仍能为烤烟提供足够的养分以维持烟株正常生长发育，且更有利于烟叶的适时落黄和采收烘烤。由于烤烟品种、土壤类型和气候条件等因素对水、肥效应的发挥有着重要影响，烤烟滴灌水肥一体化肥追肥适宜用量仍需进一步探索。此外，追肥(减量)滴灌条件下，植烟土壤速效养分变化状况、肥料淋失情况及烟株养分吸收特征等方面均有待研究。

4 结 语

本研究表明，硝酸钾滴灌追肥施用量对烟株最大叶长、最大叶宽和平均叶面积均无显著影响(P>0.05)。烤烟各部位叶片叶绿素含量(SPAD值)大致呈现出随着施肥量的降低而减小的趋势。不同硝酸钾滴灌追肥施用量处理中，减量40%处理烟叶氮碱比最优，以减量40%和减量20%处理中上等烟比例最高。与不减量处理相比，减量40%和减量20%处理中上等烟比例分别提高了11.7和9.7个百分点，其中减量40%处理烟叶产值提高了3.5%，减量20%处理烤烟产值与不减量处理基本相当。

本研究区域内，总施N量90 kg/hm2条件下(基追比50%:50%)，硝酸钾滴灌追肥施用量宜减少20%～40%，有利于烤烟节肥提质增效，若进一步减少烤烟滴灌追肥用量则可能会影响烟叶产值，降低烤烟经济效益。