施肥方式对烤烟根系生长发育及原烟产质量的影响

黄跃鹏， 罗福命， 田俊岭， 宗钊辉， 刘兰， 曾涛， 郭鸿雁， 王军*

(1.广东烟草韶关市有限公司，广东 韶关 512000； 2.广东烟草烟叶生产技术中心，广东 南雄 512400；3.广东省烟草南雄科学研究所,广东， 南雄 512400)

烤烟根系不仅是一种固着器官，更重要的还是吸收与合成器官[1]，烟株移栽后根系发育状况与烟株生长、抗病性、主要经济性状、烟叶化学成分和吸食品质有密切的关系[2]。在烤烟生产上，培育发达根系是提高烟叶产量和品质的重要措施之一[3-5]。

由于根系在生长过程中会同时表现出向地性、向水性以及向肥性的生长趋势[6]，在烤烟栽培中肥料施用位置直接影响肥效的发挥、烟株生长和干物质积累[7]以及烟叶的产、质量[8-10]。韩晓飞等[11]采用田间试验证实了双侧条施处理的烤烟早生快发，主要农艺性状指标、干物质积累量和累积强度均高于单条施和窝施处理，且能提高P、K在上部叶中分配比例，提高烟草对肥料的吸收和利用。陈虹[12]研究表明，不同施肥位置显著改变养分在烟垄中的空间分布，其中提前沟施促进烤烟对氮、钾素的吸收及提高烟叶干物质积累量3.99%～13.93%。

广东南雄烟区为我国传统的浓香型烟叶产区，但由于长期单一的浅翻耕、一次性成垄及基肥穴施模式使该地区植烟土壤耕层明显变浅、起垄高度不够、烟株根系欠发达等问题日益突显[3,13]，进而导致烟叶烟碱含量趋于下降、产量难以提升。本文在大田条件下，探讨了不同施肥方法对烟株生物学性状、物质积累、根系发育及原烟产质量的影响，以期为该烟区合理施肥、提升烟叶产量、改善烟叶质量提供理论参考依据。

1 材料与方法

1.1 供试材料

供试土壤为砂泥田，土壤基础理化性质：pH 4.73，有机质26.78 g·kg-1，全氮1.44 g·kg-1，全磷0.54 g·kg-1，全钾15.08 g·kg-1，水解氮148.43 mg·kg-1，速效磷33.55 mg·kg-1，速效钾40.20 mg·kg-1。供试烤烟品种粤烟97由广东省烟草南雄科学研究所提供。供试肥料种类：猪厩肥(N 0.50%，P2O50.20%，K2O 0.25%)、花生饼肥(N 4.60%，P2O51.00%，K2O 1.00%)、烟草专用复合肥(N 12%，P2O58%，K2O 6%)、硝酸钾(N 13.5%，K2O 44.5%)、硫酸钾(K2O 50%)。

1.2 处理设计

试验设4个施肥处理：T1基肥穴施(移栽前打穴，在穴边施用)、T2中间条施(移栽前烟垄中间开10～15 cm深的条状沟，沟中均匀施用)、T3双侧条施(移栽前在距烟垄中心5 cm水平距离的两边各开10～15 cm深的条状沟，沟中均匀施用)及T4不施肥处理。4个处理在土壤耕翻时均施用等量的有机肥。每处理3次重复，随机区组设计。其中每667 m2基施N 6.69 kg、P2O53.30 kg、K2O 5.83 kg(包括有机肥)，总施肥量为N 8.27 kg、P2O53.30 kg、K2O 15.00 kg。于2019年2月6日移栽，采用小苗膜下移栽，移栽密度为1.2 m×0.6 m。

1.3 测试指标

1.3.1 生物学性状

按照YC/T 142—2010《烟草农艺性状调查测量方法》调查烟株生物学性状。每小区另外选取代表性烟株小心挖取整株(保留烟株各组织完整)1株，洗净根系，吸(晾)干水分，各烟株按照根、茎、叶分开称量鲜重，然后无损杀青、烘干后称量各组织干重。

参照马新明[14]的方法测定根长密度，先刮去薄薄的表层土，在水平距离主根轴5～10 cm垂直向下0～10 cm和10～20 cm处各挖取一个深10 cm、长和宽各10 cm的土体。然后剔除土壤和杂质，取出所有根系，拍照并测量根系的长度。用单位土壤体积内的根长来表示根长密度(cm·cm-3)。

1.3.2 生理生化指标

在烟叶进入成熟期(4月23日)时取各处理代表性烟株自上而下第3～4片功能叶测定其叶绿素、硝态氮、淀粉含量及淀粉酶活性[15]。

1.3.3 烟叶产、质量调查

各小区单收单烤，测定其产量，取中部叶(C3F)和上部叶(B2F)样测定常规化学成分,并对C3F烟叶进行感官质量评价。

2 结果与分析

2.1 不同施肥处理对烟株农艺性状的影响

从表1、表2可以看出，与T4处理相比，T1、T2、T3处理均不同程度促进了烟株不同生育期的生长发育。与T1处理相比，T2处理显著提高了大田烟株旺长前期(3月31日)的株高，平均提高7.4 cm，T2与T3处理之间差异不显著；旺长中后期(4月14日)，T3处理的株高、叶片数及单株最大叶片宽度显著高于T1处理，且T3处理优于T2处理；圆顶时(4月23日)，T2处理烟株中、上部叶宽度显著增加，T2与T3处理之间差异不显著。由此可见，在广东南雄烟区，基施化学肥料采用中间条施的方法可显著提高大田烟株的株高、叶片数及叶片宽度的扩展。

表1 不同施肥处理大田烟株的农艺性状

表2 不同施肥处理中上部烟叶农艺性状

2.2 不同施肥处理对烟株干物质积累的影响

表3结果显示，与T4不施肥处理相比，3种施肥方式均增加了不同生育期的烟株干物质积累。与T1处理相比，大田烟株旺长前期(3月31日)T2和T3处理皆显著增加烟株叶器官和整株干物质积累，但对根系和茎干物质积累无显著影响；至旺长中后期(4月14日)时，T2显著增加烟株整株干物质积累量，平均每株增加20.33 g，但对各单个组织干物质积累无显著影响，而T3则显著增加了烟株茎的干物质积累量。

表3 不同施肥处理大田烟株干物质积累

2.3 不同施肥处理对烟株根系生长发育的影响

烟株根系具有向肥性的特点，所以施肥方式(位置)的不同必然会诱导烟株根系在烟垄中的空间分布差异。本试验结果(表4)表明，在0～10 cm土层，与T4不施肥处理相比，各施肥处理均改善了烤烟大田成熟前期(5月23日)烟株根系生长状况。其中，T2烟株根系区域内其根长、根重皆显著大于T1，其中根长是T1的5倍，而根重是T1的十多倍，而T3在此区域烟株根长和根重则与T1无显著差异。在10～20 cm土层，烟株根长依T1、T2、T3、T4递增，且各处理间差异显著，而T3根重显著高于其他3个处理，这可能与烟垄中肥料分布状况差异有关。

表4 不同施肥处理大田烟株成熟前期根系生长参数

2.4 不同施肥处理对烟株生理特性的影响

从烟株大田成熟前期(4月23日)叶片生理特性(图1)来看，T2叶片叶绿素含量显著高于其他3个处理，而叶片硝态氮含量则表现为T3处理显著高于T2处理，T2显著高于T1和T4。烟株叶片叶绿素和硝态氮含量的高低一定程度上反映了此期烟株叶片光合同化和对氮素吸收同化能力的强弱，因此，本试验结果充分说明了与传统化学肥料基肥穴施相比，中间条施可通过优化大田烟株根系分布来显著提升大田烟株成熟前期光合同化能力和此期对氮素的吸收和同化能力。

柱间无相同小写字母表示组间差异显著(P<0.05)。图1 不同施肥处理对大田成熟前期烟株叶片生理特性影响

从此期烟株叶片淀粉含量来看，T3淀粉含量显著低于其他3个处理，且其他3个处理之间差异不显著，对烟株淀粉酶活性而言，则是T3和T4显著高于T2和T1，这可能与该处理此期较强的氮素吸收同化而消耗较多的碳水化合物有关。

2.5 不同施肥处理对原烟经济性状的影响

从表5可以看出，与T4不施肥处理相比，3种施肥方式均增加了原烟的产量，且3个施肥处理之间差异不显著。与T1相比，T2原烟的均价增加2.35 元·kg-1，每667 m2产值增加600.27元，中上等烟比例增加7.24百分点，而T3则对原烟的各经济性状皆无显著影响。由此可见，中间条施的施肥方式主要是通过改善原烟的中上等烟比例及均价而提高原烟的经济效益，而双侧条施对提高原烟经济效益无显著效应。

表5 不同施肥处理原烟的经济性状

2.6 不同施肥处理对原烟化学成分的影响

表6结果显示，与T4不施肥处理相比，3种施肥方式均降低了中部叶(C3F)总糖和还原糖含量。与T1相比，T2和T3不同程度降低了中部叶总糖、还原糖含量，烟碱含量也略有下降，但由于总糖和还原糖含量下降幅度较大，其糖碱比也不同程度下降。对于上部叶(B2F)而言，4个处理间的变化规律与中部叶相似，综合分析发现，以T2处理烟叶化学成分最佳。

表6 不同施肥处理对烤烟化学成分的影响

3 小结与结论

从植物营养学的角度来说，中间条施和双侧条施由于将等量的肥料均匀分散在烟株根系周边，在空间上形成一种“分散相对集中、集中相对分散”的分布优势，充分满足根系所触空间的养分供给，利于烟株根系对养分的吸收利用，既能促进烟株前期早生快发，又能为后期生长奠定良好基础。这与相关研究结论[16-18]相一致。而穴施则由于肥料过于集中，烟株前期养分生长环境比较优越，但随着烟株不断生长，根系不断发育延伸，到生长中、后期，就会导致部分根系吸收的养分相对减少，造成生长反不如中间条施。而在实际操作中，双侧条施需要更多的劳动力投入，最终影响烤烟种植的效益[19]。

与穴施相比，中间条施可显著增加烟株根系在0～10 cm的根长和根重，提高大田烟株的株高、叶片数及叶片的扩展，显著增加烟株整株干物质积累量；同时中间条施可显著提高原烟产量和中上等烟叶的比例，进而增加烤烟的产值；就品质方面而言，中间条施可不同程度降低原烟的总糖、还原糖含量，烟碱含量趋于增加，烟叶的糖碱比不同程度下降，内在化学成分协调度增加。由此可见，中间条施的施肥方式适合在该烟区推广。