贵州省遵义市烟区施用钙、镁肥对烤烟K326产量和品质的影响

刘茜茜 黄莺 王小利 段建军

摘要：钙、镁、硫是植物必需中量营养元素，农业生产中主要施氮、磷、钾肥并强调其平衡施用，近些年来开始逐渐重视微量元素肥料施用，但仍然忽视并很少施用镁等中量元素肥料。因此，以烤烟K326为供试材料，通过开展钙、镁肥的二因素三水平大田试验，研究钙镁肥施用量对遵义市湄潭县烟地烤烟农艺性状、产量及品质的影响，为当地烤烟合理施用钙镁肥提供参考。结果表明，施用钙肥降低了烤烟的茎高、茎粗、最大叶长、最大叶宽和叶面积等农艺性状，而施用镁肥能改善烟株农艺性状。钙肥（CaO）施用量84 kg/hm2时显著降低了烤烟的产量和产值（P<0.05），施用镁肥均能增加烤烟的产量和产值，随着镁肥用量的增加，烤烟产量与产值表现出先增加后降低的趋势，其中施用镁肥（MgO）25 kg/hm2时产量和产值显著高于其他处理。从化学品质指标看，施用钙镁肥均会降低烟叶钾含量、提高烟叶还原糖含量和糖碱比。T1不施钙镁肥处理多数指标优于T10施烤烟专用复合肥处理，表明当前的烤烟专用肥可能存在钙镁不平衡现象。综合各指标看，遵义烟区在当前氮磷钾肥施用量基础上不施钙肥而增施镁肥25 kg/hm2更利于烤烟产量与品质的平衡以及获取更大的经济效益。

关键词：烤烟;钙肥;镁肥;产量;品质

中图分类号：S572

文献标识码：A

文章编号：1008-0457（2022）02-0059-007

国际DOI编码：10.15958/j.cnki.sdnyswxb.2022.02.009

钙、镁、硫是影响烤烟产量和品质的重要中量营养元素[1]。其中钙是偶联胞内生理生化反应与胞外信号的第二信使，对烟株体内新陈代谢调节有至关重要作用[2]。镁是叶绿素的重要组成成分，国内很多研究均表明施镁能促进烤烟生长发育，改善烤烟农艺性状，提高烤烟产量和改善烤烟品质，从而提高烤烟经济效益，增加烟农收入[3-10]。但也有研究指出施用不同镁肥对烟株农艺性状无显著影响[11-12]。因此烤烟施镁肥效果可能因土壤營养状况特别是镁营养状况和烤烟品种等不同而不同，需针对不同地区不同土壤和不同烤烟品种开展具体研究。硫可调控烤烟生长发育，提高烤烟产量和品质。研究表明，施硫能促进烤烟株高、茎围、叶面积及干物质积累量[13]，增加可溶性蛋白质及氨基酸含量[14]，提高6-磷酸葡萄糖脱氢酶、异柠檬酸裂解酶活性[15-16]，有利于烤烟营养生长和产量及产值提高。

贵州是全国重要的烤烟基地，而遵义则是贵州较大的烤烟主产市（县）之一，烤烟是遵义重要的支柱产业。贵州植烟土壤中有相当一部分存在缺钙和缺镁的现象[17-18]，但在施肥技术上较为重视氮磷钾大量元素肥料的施用，忽视钙镁硫中量营养元素肥料的平衡施用。项目组已开展了遵义地区烤烟硫肥肥效研究，发现当前施肥制度下存在硫过量的情况，并建议采用含硫量较低的重钙、草木灰等替代普钙和硫酸钾[19]。但目前钙镁肥配合施用对贵州烟区烤烟影响的研究尚较缺乏。因此本研究以烤烟K326为供试材料，通过钙、镁肥二因素三水平大田试验，研究了不同钙镁肥施用量对烤烟农艺性状、产量及品质的影响，筛选出遵义烟区烤烟适宜的钙镁肥施用量，为当地烤烟钙镁肥施用提供参考。

1材料与方法

1.1试验地概况

试验地位于贵州省遵义市湄潭县抄乐镇群星村（E 107°28′48″，N 27°46′12″），供试烤烟品种为K326，烟苗采用漂浮育苗方式，由中国烟草总公司贵州省烟草公司遵义市烟草分公司湄潭县抄乐镇烤烟科技园育苗大棚集中统一育苗并提供烟苗。试验所在地属中亚热带湿润性季风气候，多年平均降水量约1200 mm，年平均气温14.9 ℃，平均相对湿度85%，海拔820 m左右。试验地土壤为黄壤，种植制度为玉米—烤烟轮作。土壤的基本理化性质如下：土壤质地壤质粘土，土壤pH值6.8，土壤有机质、全氮、碱解氮、全磷和全钾含量分别为14.80 g/kg、 2.60 g/kg、112.00 mg/kg、1.68 g/kg和1.63 g/kg，交换性钙和交换性镁含量分别为1200.12 mg/kg和98.73 mg/kg，土壤交换性钙镁比约12.15。

1.2试验设计

试验在氮、磷、钾肥用量一致且为当前烤烟生产中施用量基础上，采用钙、镁2因素三水平完全试验方案附加1个常规施肥处理的试验设计。2因素分别为钙肥和镁肥，其中钙肥（CaO）设置0、42和84 kg/hm2三个水平;镁肥（MgO）设置0、25和50 kg/hm2 三个水平，共10个处理（表1）。每个处理重复3次，共30个小区，采用随机区组排列。小区面积30.25 m2，每小区种植烤烟5行，每行10株，每小区共50株烤烟。小区行距1.1 m，株距0.5 m，密度16 500株/hm2。处理1～9（T1～T9）施用的钙肥为碳酸钙（CaCO3，CaO 56%），镁肥为碱式氧化镁（MgO·Mg（OH）2，MgO 81.63%），均为分析纯级化学试剂;氮、磷和钾肥分别为尿素（N 46%）、磷酸二氢钾（P2O5 52%，K2O 35%）和硫酸钾（K2O 52%），购买自当地农资市场。其中磷和钙、镁肥以基肥一次性施入土壤，氮和钾肥按常规对照处理（T10）的氮、钾用量和比例分基肥和追肥施入土壤（其中钾肥基肥包括施磷酸二氢钾磷肥所带入的钾和硫酸钾两部分，追肥仅包括硫酸钾）。常规对照处理（T10）施烤烟专用复合基肥（N∶P2O5∶K2O=9∶9∶25） 825 kg/hm2、追施烤烟专用复合肥（N∶P2O5∶ K2O=15∶0∶30） 225 kg/hm2。所有基肥均于移栽前穴施于移栽垄上，并用小铁铲将所施基肥与20 cm×20 cm×20 cm内的土壤充分混合，然后打移栽孔后井窖式移栽（2017年4月20日）。追肥分别在烤烟伸根期和旺长期按1∶2的比例分两次将烤烟专用复合追肥溶于水后（每100 L水溶解2 kg烤烟专用复合肥或相应养分量的尿素和硫酸钾）浇施于烤烟烟株附近。其他田间管理与当地大田烤烟生产管理一致。烤烟成熟后分批次分部位由烟农采收、编杆、烘烤。

1.3测定项目与方法

1.3.1农艺指标

于烤烟打顶前一天（2017年7月23日）分别选取每个小区中间3行中长势一致、能够代表本小区的3株代表性烟株，测量株高、茎粗、最大叶叶宽、最大叶叶长和最大叶叶面积。其中株高为地表根茎基部到茎最顶端的距离，茎粗为从茎基部节间处的直径，用游标卡尺测量茎粗，最大叶长和叶宽为3片腰叶中面积最大的叶片的叶长和叶宽，叶长从叶柄主脉量至叶尖，叶宽量取最宽处，最大叶叶面积按照最大叶叶长×最大叶叶宽×0.6345计算。

1.3.2产量和经济性状

各小区分批次分部位分别采收、绑杆、烘烤。然后按中国烟草总公司烤烟烟叶分级标准进行分级，计算烟叶产量、产值、上等烟比例，进行烟叶产量和经济效益统计分析。

1.3.3烤后烟叶化学成分测定

从每小区选取烤后C3F等级烟叶7片左右，去除主脉后磨细过60目筛后装入自封袋中备用。全钾采用火焰光度法[20]、全氯采用银量法[21]、烟碱采用紫外分光光度法[21]、还原糖采用DNS比色法[21]测定。

1.4数据处理与分析

数据用Microsoft Office Excel 365作图，用DPS 7.05进行方差分析和新复极差多重比较（P<0.05）。

2 结果与分析

2.1钙镁肥对烤烟农艺性状的影响

钙镁肥施用对烤烟K326株高、茎粗和最大叶面积等农艺性状的影响如表2～4所示。表2结果表明，钙肥和镁肥施用对烤烟K326株高、茎粗和最大叶面积影响不显著（P>0.05），其影响主要体现在钙肥用量与镁肥用量的交互作用（P<0.05）。其中钙肥、镁肥和二者的交互效应对烤烟株高、茎粗和最大叶面积差异的贡献率分别为7.79%、6.52%和3.27%，15.23%、4.78%和9.14%以及29.69%、45.65%和42.61%。即该镁肥的交互效应对烤烟株高、茎粗和最大叶面积的影响远大于钙肥和镁肥的影响。其中对烤烟株高和最大叶面积的影响作用镁肥大于钙肥，对茎粗的影响钙肥大于镁肥。

表3结果表明，随钙肥用量增加烤烟株高、茎粗和最大叶面积均呈降低趋势，但均未达到显著性差异水平（P>0.05），即钙肥（CaO）用量为0 kg/hm2时烤烟株高、茎粗和最大叶面积最大，平均值分别为103.70 cm、2.74 cm和1328.41 cm2。而随镁肥用量增加烤烟株高、茎粗和最大叶面积呈先增加后减小趋势，但仅株高达到显著性差异水平（P<0.05），即镁肥（MgO）用量为25 kg/hm2时烤烟株高、茎粗和最大叶面积平均值分别为106.35 cm、2.72 cm和1365.66 cm2。

表4结果表明，施钙（CaO）量为0 kg/hm2时，烤烟株高、茎粗和最大叶面积均随镁肥用量增加表现出先增加后减小的趋势，但镁肥影响未达到显著性（P>0.05）。施钙量42 kg/hm2时，随镁肥用量增加烤烟株高和最大叶面积表现为逐渐增加趋势，而茎粗表现为先减少后增加，但仅最大叶面积指标达到显著性差异水平（P<0.05）。施钙量84 kg/hm2时，随镁肥用量增加，烤烟农艺性状株高、茎粗和最大叶面积均表现为先增加后减少的趋势，并均达到显著性差异水平（P<0.05）。总体来看，T2、T3、T6和T8处理烤烟农艺性状株高、茎粗和最大叶面积均大于不施钙镁肥对照处理（T1），而T4和T9处理农艺性状各指标均小于对照处理（T1）。与生产上的常规施肥处理T10相比，株高方面各处理与T10均无显著差异，茎粗方面除T2处理显著高于T10处理和T9处理显著低于T10处理外，其他各处理与T10处理均无显著差异，最大叶面积T10处理最大，并显著高于T5和T9处理。

2.2钙镁肥对烤烟化学成分的影响

烤烟化学成分是决定烟叶品质的内在因素[22-23]。烤烟全钾和全氯含量分别在2.0%以上和0.3%～0.6%之間，以及烟碱和总还原糖含量分别在2%左右和16%～22%之间，钾氯比和糖碱比均在8～12范围比较适宜[24-25]。表5和表6显示不同钙镁肥用量对烤烟化学成分及品质的影响。由表5可知，除高钙和中钙处理烟碱含量达到显著性差异水平外，钙镁肥施用对钾、氯、烟碱、还原糖和糖碱比的影响均未达到显著性差异水平。从总体趋势看，随钙肥用量增加，烤烟钾含量呈逐渐降低趋势，还原糖与糖碱比值与之相反。氯含量先减少后增加，烟碱含量则与之相反。随镁肥用量增加，烤烟钾和烟碱含量亦呈降低趋势，氯含量为先减少后增加，还原糖含量和糖碱则与之相反。

由表6可知，不施钙时，随镁肥用量增加，烟叶钾含量有逐渐降低的趋势，但均高于当前生产施肥处理烟叶钾含量;氯含量先减少后增加且均低于当前生产施肥处理烟叶氯含量;烟碱、还原糖、糖碱比均先增加后减少，其中烟碱和还原糖含量均低于生产施肥处理而糖碱比低于生产施肥处理，表明施肥对烟碱含量的降低作用略大于对还原糖含量的降低作用。施CaO 42 kg/hm2时，随镁肥用量增加，烟叶钾含量亦逐渐降低，而烟碱含量变化规律与之相反，氯、还原糖、糖碱比均先增加后减少，各指标与生产施肥处理T10规律与不施钙时相同。施CaO 84 kg/hm2时，钾含量亦呈逐渐降低趋势，氯含量与糖碱比先增加后减少，烟碱含量则与之相反，还原糖含量则逐渐增加。总体来说，烟叶钾、氯、烟碱含量均在适宜范围内，而还原糖含量和糖碱比偏高。不同钙水平下施镁对烤烟钾、氯、还原糖含量无显著性影响。与生产施肥处理T10相比，施钙和镁处理烤烟钾含量减小氯含量增加，即施钙和镁肥会抑制烤烟对钾的吸收而促进氯的吸收。

2.3钙镁肥对烤烟经济性状的影响

钙镁肥及其交互效应对烤烟产量、产值和中、上等烟率的影响如表7所示。钙、镁肥用量及钙、镁肥用量的交互作用对烤烟产量、产值、上等烟叶比率及中等烟叶比率均无显著影响。但相对而言，钙肥对烤烟产量影响贡献率最大，为19.84%，其次是钙、镁肥交互效应，贡献率为18.97%;对烤烟产值的影响是该镁肥交互效应影响最大，差异贡献率为20.61%，其次是钙肥贡献率，其值是18.11%，而镁肥对产量和产值的影响贡献率最小，分别为16.45%和12.95%。

钙、镁肥用量对烤烟经济性状影响多重比较分析（表8）结果表明，烤烟产量和产值在不同钙肥用量下存在显著差异，不同镁肥用量间产量差异不显著，产值间有显著差异，而中、上等烟率均无显著差异。总体看随钙肥施用量增加，烤烟产量、产值和上等烟叶比率均表现为先增加后减少，而中等烟率则表现为逐渐减少。从镁肥用量看，随镁用量增加，烤烟产量和产值先增加后减少，上等烟叶比率则与之相反，即随镁肥用量增加先增加后减小，中等烟率则有逐渐增加趋势。

具体到各处理看，在钙、镁肥用量及其交互作用影响下烤烟产量和产值经济性状存在显著差异（表9）。不施钙肥时，随镁肥用量增加，烤烟产量、产值和中等烟率均表现为先增加后减少趋势，而上等烟率则相反。即不施钙肥情况下产量、产值和中等烟率以25 kg/hm2镁肥（MgO）处理最优。施42 kg/hm2钙肥（CaO）水平下，随镁肥用量增加，烤烟产量与产值呈现逐渐增加趋势，上等烟率先增加后减少，而中等烟率与之相反，产量和产值均以施镁25 kg/hm2和50 kg/hm2最高。施CaO 84 kg/hm2水平时，随镁肥用量增加，烤烟产量、产值和上等烟率先增加后减少，而中等烟叶比率则与之相反，产量和产值均以施镁25 kg/hm2为最高。与生产施肥处理T10对比看，产量除高钙0镁T7和高钙高镁T9处理外，其他各处理产量均高于T10处理，T5、T6处理与之均达到显著性差异水平（P<0.05）。产值上，除T7和T9处理外，其他各处理均高于T10处理，且T6处理与之达到显著性差异水平（P<0.05）。

3结论与讨论

钙对细胞膜结构有稳定作用，有利于保持细胞膜的完整性。钙在植物对离子选择性吸收、生长、衰老、信息传递以及抗逆性等方面均有重要作用。本研究结果表明，施钙肥会抑制烤烟茎高、茎粗和最大叶面积，降低烤烟全钾含量并增加了全氯含量以及增加还原糖含量和糖碱比值。胡国松等[26]认为充足钙营养可提高烟叶糖和烟碱含量。杨宇虹等[27]研究表明烤烟施钙肥能促进烟株生长发育，使烟叶产量、品质得到提高，进而增加烤烟经济效益。孙刚等[28]研究表明施用石灰对烤烟株高和叶片数有促进作用，但对烤烟产量、等级和钾镁含量有负面影响。本研究结果与孙刚等[28]的研究结果基本一致，而与杨宇虹等[27]的研究结果不一致。可能是本研究条件下的遵义市烟地土壤交换钙含量充足，因此增施钙肥对烤烟农艺性状、产量、产值和品质均无明显促进作用，甚至有负面影响。

冯勇刚等[29]、程昌新等[30]研究表明，遵义烟区土壤交换性钙含量在丰富范围内，交换性镁含量在适中范围内，说明遵义植烟土壤不缺钙。本研究结果表明施钙肥对烤烟产量与产值没有显著促进作用，施用过量钙肥甚至降低了烤烟产量和产值，因此在遵义烤烟栽培中应减少钙肥施用或不施用钙肥并少量施用镁肥，在磷肥选用上应避免施用含钙量高的磷肥如普钙或隔1～2年施用一次普钙磷肥。

镁是烤烟生长发育必不可少的中量营养元素，对烤烟生长发育及产质量具有重要影响，合理施用镁肥可提高烤烟产量并改善烤烟品质。但镁含量过高或过量施用镁肥不利于烤烟落黄，易形成青烟，因此镁肥施用量应严格控制。本研究条件下，施用不同用量镁肥均可促进烤烟株高、茎粗和最大叶面积，增加烤烟产量与产值，降低烤烟钾含量和烟碱含量，提高烤烟还原糖含量和糖碱比值，这与前人研究结果基本一致[31-33]。同时，本研究结果表明随镁肥施用量增加，烤烟产量和产值均表现出先增加后降低的趋势，这与该试验烟区土壤交换镁含量在适宜范围内有关，生产中少量施用镁肥即可，施用50 kg/hm2鎂肥（MgO）并未显著提高烤烟产量与产值，而且比施25 kg/hm2镁肥（MgO）时产量与产值更低，说明本试验条件下施用25 kg/hm2镁肥（MgO）可获得更大经济效益。

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Effects of Calcium and Magnesium Application on Yield and Quality of Flue-cured Tobacco K326 in Zunyi City Tobacco-growing Area

Liu Xixi1，Huang Ying2，Wang Xiaoli1，Duan Jianjun2*

（1.College of Agriculture，Guizhou University，Guiyang，Guizhou 550025，China;2.Tobacco College of Guizhou University/Key Laboratory of Tobacco Quality Research of Guizhou Province，Guiyang，Guizhou 550025，China）

Abstract：Calcium，magnesium and sulfur are essential medium nutrient elements for plants.Nitrogen，phosphorus and potassium fertilizers are mainly applied in agricultural production and their balanced application is emphasized.In recent years，more attention has been paid to the application of trace element fertilizers，but magnesium and other medium element fertilizers are still ignored and rarely applied.Therefore，taking flue-cured tobacco K326 as the test material，through the field experiment of two factors and three levels of calcium and magnesium fertilizer，the effects of calcium and magnesium fertilizer application on the agronomic characters，yield and quality of flue-cured tobacco in Meitan County，Zunyi City were studied，so as to provide reference for the rational application of calcium and magnesium fertilizer in local flue-cured tobacco.The results showed that the application of calcium fertilizer decreased the agronomic characters of flue-cured tobacco，such as stem height，stem diameter，maximum leaf length，maximum leaf width and leaf area，while the application of magnesium fertilizer could improve the agronomic characters of tobacco plant.The application of calcium fertilizer（CaO） at 84 kg/hm2 significantly reduced the yield and output value of flue-cured tobacco（P<0.05）.The application of magnesium fertilizer could increase the yield and output value of flue-cured tobacco.With the increase of magnesium fertilizer，the yield and output value of flue-cured tobacco increased first and then decreased.The yield and output value of magnesium fertilizer（MgO） at 25 kg/hm2 were significantly higher than those of other treatments.From the chemical quality indexes，the application of calcium and magnesium fertilizer would reduce the potassium content of tobacco leaves and increase the reducing sugar content and sugar alkali ratio of tobacco leaves.Most indexes of T1 without calcium magnesium fertilizer treatment were better than T10 with special compound fertilizer for flue-cured tobacco，indicating that the current special fertilizer for flue-cured tobacco may have an imbalance of calcium and magnesium.According to the comprehensive indicators，it is more conducive to the balance between yield and quality of flue-cured tobacco and obtain greater economic benefits to increase the application of magnesium fertilizer at 25 kg/hm2 without calcium fertilizer on the basis of the current application amount of nitrogen，phosphorus and potassium fertilizer in Zunyi Tobacco Area.

Keywords：flue-cured tobacco;calcium fertilizer;magnesium fertilizer;yield;quality

收稿日期：2021-10-22;

修回日期：2021-11-10

基金項目：遵义烟区大量元素失调症及调控措施研究（遵义计[2016]1）

通讯作者：段建军（1976—），男，博士，副教授，主要从事烟草营养与施肥研究，E-mail：2501050402@qq.com.

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