昆明宜良植烟区红壤养分状况与平衡施肥研究

王石发，杨青松,2，李晓宁，张智俊，袁鉴洁，张东，李杰

（1.云南民族大学民族药资源化学国家民委－教育部重点实验室，云南 昆明 650500；2.云南省烟草公司昆明市公司，云南 昆明650051；3.云南农业大学资源与环境学院，云南 昆明 650201；4.云南省烟草公司昆明市公司禄劝分公司，云南 昆明 651500）

烤烟是云南的主要经济作物和财政收入的主要来源[1]。宜良是昆明市的烤烟主产区之一，具备得天独厚的土壤、温度、光照和灌溉等适宜烤烟种植的条件，属全国种烟最适宜地区之一。宜良烤烟种植历史悠久，最早可追溯到1942 年南羊街许纯芝引种美烟。到2008年以前，宜良烟草种植面积一直处于全市前三位，但是烟叶品质却不甚理想，上中等烟比例不高，烟叶价格和烟农收入均较低[2,3]。近年来，云南省在平衡施肥研究方面做了大量工作，取得了较大进展，对提高烟叶质量起到了积极的促进作用[4]。但随着社会经济发展和烟草肥料结构的调整，植烟区土壤养分与平衡施肥的需求也在不断变化。

土壤、肥料和栽培管理始终是提高烤烟产量和质量的主要限制因素之一。为了进一步提高烤烟质量，生产出更多适应于卷烟工业需要的优质烟叶，在生态条件不能模拟和改变的情况下，必须在烟草栽培的施肥环节上下功夫，通过人为措施加以调控，采取科学合理的施肥手段，协调植烟土壤养分，改善土壤微环境，提高土壤肥力和生产性能，为优质烟叶的生产创造良好的土壤条件[5]。平衡施肥技术的应用和推广也是提高化肥的利用率，降低施肥成本和施肥对环境污染的重要途径[5]。昆明市植烟土壤红壤土占70% 左右，水稻土、紫色土及其他类型土壤占30% 左右[6]。本文对当前昆明市宜良县植烟红壤土养分特征进行分析，并在开展室内实验验证基础上制定对应的平衡施肥配方，旨在充分合理利用土壤养分资源，同时保证宜良植烟土壤的可持续发展[7]。

1 材料和方法

1.1 土壤样品分析

分别在宜良县植烟区选取代表性的耕作层土壤，于烤烟移栽前用“五点采样法”进行采样，共计取样80个，涉及全县7 个乡镇，包括安南乡、狗街镇、耿家营乡、九乡乡、马街乡、汤池镇和竹山乡。待土样风干以后送云南三标农林科技有限公司进行分析，分析项目包括pH（水土比=2.5:1）、有机质、水解性氮、速效磷、速效钾和交换性镁[8]。分析方法按照土壤农化分析国家标准。

1.2 测土配方

根据烤烟品种需肥特性和肥料性质，烤烟生育期需肥规律及肥料养分含量之间的关系，按照《测土配方施肥技术规范（2011 年修订版）》合理确定施肥配方[9]。同时根据开展室内实验的需求，结合氮肥含量的差异，设置高（N15）、中（N12）、低（N10）氮肥含量的3 种配方。施肥前，需要根据施肥方案准确计算出每盆烤烟的肥料使用量。烤烟施肥基本分为基肥和追肥，本研究主要考察追肥及其施加方式。

1.3 室内实验

室内试验土样样品选取宜良县集中连片种植区耿家营乡。选取代表性的耕作层土壤5 个点，每个点取样5 kg，共计25 kg。将每个样地土样中的杂质和大颗粒去除后，装入小花盆中，按500 g/盆分装备用。

挑选健壮的烟苗，将其移栽至盆中，移栽完成后，浇水使土壤完全湿润（定根水）。待烟苗成活后，施入不同的配方肥料，共计施肥0.3 g/盆，每个肥料设置0.1 g/（盆 次）（施肥3 次）、0.2 g/（盆 次）+0.1 g/（盆 次）（施肥2 次）、0.3g/（盆 次）（施肥1 次）共3 个处理。分次施肥处理每次施肥间隔15 d，每个处理设2 次重复。

施肥完成后15 d，用Yaxin-1102 便携式光合蒸腾仪分别测量每盆烟草的上部叶、中部叶和下部叶的光合作用参数[10]。

烤后烟叶化学成分分析按照烟草行业标准（YC/T159-2002）测定水溶性糖，（YC/T 161-2002）测定总氮，（YC/T468-2013）测定烟碱，（YC/T173-2003）测定氧化钾及（YC/T162-2011）测定水溶性氯。

2 结果与分析

2.1 宜良县植烟红壤养分现状

宜良县植烟红壤pH 范围在4.60~7.62，平均值5.88，变异系数14.54。一般认为，适宜种植烤烟的土壤pH范围为5.5~8.0[7]，本次检测结果中共有36 个取样点pH 小于5.5，未见高于8.0 的，宜良县红壤整体偏酸性。对于pH 低于5.5 这个限制的土壤应注意适量使用石灰进行调节。

植烟红壤有机质范围在6.83~69.51 g/kg，平均值28.81 g/kg，变异系数39.18。总体上是有机质较为丰富（平均值高于25 g/kg），低于15 g/kg的土壤占6.25%，介于15~25 g/kg 之间的土壤占31.25%，其余均高于25 g/kg。土壤有机质含量高、养分全面，且有一定的含氮量，能改善土壤微生物群落结构、改良土壤、维持地力及改善烤烟的品质[12]。因此，在烤烟种植中，应适当扣减化肥、特别是氮肥使用量[13]。

植烟红壤水解性氮范围为32.56~396.70 mg/kg，平均值120.57 mg/kg，变异系数45.75。速效磷范围为1.10~106.40 mg/kg，平均值37.07 mg/kg，变异系数75.47。速效钾范围为97.05~777.00 mg/kg，平均值287.86 mg/kg，变异系数46.05。交换性镁范围为39.95~887.50 mg/kg，平均值216.59 mg/kg，变异系数75.64。全市植烟土壤检测结果表明，水解性氮115.8~122.7 mg/kg，速效磷37.15~41.41 mg/kg，速效钾246.7~283.9 mg/kg，全市植烟土壤肥力现状整体表现为“中等偏上”的特点[11]。与之相比，宜良红壤水解性氮的平均水平在全市土壤结果中属于偏上的，但速效磷、钾的平均水平则偏低，低于全市平均水平范围。

表1 宜良县红壤植烟土壤营养状况Table 1 Nutrient status of the tobacco planting soil in the red soil of Yiliang County

2.2 推荐配方和施肥方法

根据宜良县植烟红壤养分现状，结合K326 品种需肥特性和肥料性质，烤烟生育期需肥规律及肥料养分含量之间的关系的原则，科学合理确定K326 施肥种类、数量、时间和方法，做到平衡施肥“大配方、小调整、定量到株”的技术要求[11]。具体推荐建议见表2。

表2 宜良县红壤植烟土壤营养分级与施肥量参考值[11]Table 2 Nutrient classification and the value of fertilization amount of the tobacco planting soil in the red soil of Yiliang County [11]

红壤土质地较为黏重，施肥量宜根据植烟土壤营养分级确定各品种的施肥量[14]。为进一步深入分析“定量到株”的施肥指导意见，本文根据施肥建议针对种植区重要品种K326，设计了高、中、低3种施肥配方，分别为A肥：15-8-25（氮磷钾N-P2O5-K2O），B肥：12-10-24，C 肥：10-12-24，并用这些配方开展室内盆栽实验。

2.3 不同施肥处理下烟草生长比较

从相同配方不同处理对比可以看出，A肥中对上部叶和中部叶处理2[施肥2次，0.2g（/盆 次）+0.1g（/盆 次）]明显好于其他两种处理，相对光合速率分别为2.825mol（/m2s）和0.975mol（/m2s），而对下部叶则是处理3[施肥1 次，0.3 g（/盆 次）]最好，相对光合速率为0.95mol（/m2s）；B 肥中则是处理1[施肥3次，0.1 g（/盆 次）]整体效果要好于其他两种处理，C肥中对上部叶和下部叶处理2 效果好于其他两种处理，而对中部叶则是处理2 效果好。从相同配方不同处理看，分次施肥效果整体更加优良，仅从烟叶质量较好的中部叶看，分3 次施肥效果要优于其他两种施肥方法。

从相同处理不同配方来看，分3次施肥中C 肥的效果整体较好，上部叶和下部叶的相对光合速率分别为0.70mol（/m2s）和0.38mol（/m2s），比其他两种处理高；中部叶的相对光合速率为0.80mol（/m2s），较B 肥低。分2 次施肥中，A 肥对上部叶和中部叶的效果较好，相对光合速率分别为2.825mol（/m2s）和0.975mol（/m2s）；1 次施肥处理中，A肥对中部叶和下部叶的效果较好，相对光合速率分别为0.325mol（/m2s）和0.95mol（/m2s）。

表3 宜良县3 种氮肥配方平衡施肥下K326 相对光合速率[ mol/（m2 s）]Table 3 Relative photosynthetic rates [ mol/(m2 s)]of K326 under 3 balanced fertilization in Yiliang County

2.4 不同施肥处理下烟草品质比较

根据云南优质烟叶化学成分的指标要求，烟叶糖质量分数15%~35%，总氮1.5%~3.5%，烟碱1.5%~3.5%，钾1.5%~6.0%，氯含量0.3%~0.7%，糖碱比5~8，氮碱比0.8~1，钾氯比4~10[15]，肥料水平的烤烟化学成分均在优质烤烟范围内。施加C 肥的烟叶总糖含量最高，这与其生长时相对光合速率优于其他两种施肥相一致。同时发现其烟叶的水溶性氯含量最低，糖碱比最高刺激性最小，氮碱比最低劲头最大。因此，从烤烟品质上看，C 肥的烤烟品质整体较好。

表4 宜良县红壤不同施肥水平下烟叶化学成分Table 4 Chemical constituents of tobacco leaves under different fertilization levels in the red soil of Yiliang County

3 讨论与结论

影响烟草生长发育及形成优质烟叶的影响因素众多，除了最基本的氮、磷和钾营养素之外，有机肥料、植烟土壤、前茬作物、中微量元素及生态因素中的气候、降雨等也是重要制约因素。本研究分析主要是针对氮、磷、钾等主要的养分因素，在实际生产中，中微量元素对烟草的生长和烟叶品质的影响也是不容忽视的[16]，同时需要考虑不同有机肥施用以及前作类型等因素[10]。已有研究证实，有机肥具有改善烟株田间生长性状、促进烟叶营养元素的积累和改善烤烟的感官评分、香味物质及化学成分等作用，同时有效地降低烟叶中的烟碱和氯离子等有害因子的含量，进而改善烟叶的品质[17,18]。刘浩等[19]的研究表明，红壤土以绿肥为前作的烤烟化学成分最适宜，相比其他前茬作物，烤烟的烟碱含量较低，钾含量最高，烤烟清香风味也较为明显，有利于优质烟叶的形成。一些中微量元素也是烟草必需的营养元素，在提高产量、调节烟叶内在成分和改善烟叶品质等方面有着不容忽视的作用[20,21]。孙彦敏等[21]研究表明，锰是烟草生长发育必需的营养元素之一，在烟草的生长发育及代谢过程中参与重要的生理功能。当土壤有效锰供应适宜时，大田烟株长势健壮，烟叶易烘烤，烤烟的燃烧性和香气质好，香气量足，吃味、产量和上中等烟比例高，经济效益明显提高[22]。因此，在实际生产中，需要因时因地制定适合当地烟草生产的平衡营养施肥配方，同时把握结合土壤肥力、前作类型及降雨量，酌情增加施肥量，把握“大配方、小调整、定量到株”的技术要求和“有效施氮、基施磷肥、钾效后移”技术原则[15]。从盆栽相对光合速率和烤烟化学品质分析来看，C肥配方用作宜良县当前烟草平衡施肥方案相对比较合适，但后期应用到田间生产过程中，综合环境、气候及雨水等各种制约因素后，对烤烟生长效果、中上等烟的比例及烤烟致香物质等是否有所提高还需进一步田间实验验证；此外，平衡施肥方案形成后，其作用效果对烤烟重金属元素的累积效应及安全性生产也需进一步探究，再综合盆栽实验和田间试验的研究结果，完善原有的平衡施肥方案，并制定科学合理的施肥策略，将是下一步工作的核心。

随着全市种植产业结构的调整，植烟区域向山区、半山区转移的趋势较为明显，植烟土壤质量下降、耕层土壤变浅和平衡施肥技术的落实出现了一些亟待解决的问题。这些亟待解决的问题对植烟土壤养分状况的全面分析以及制定科学的施肥配方等方面都有一定影响[23]。基于此本文以宜良红壤土植烟土壤为对象开展养分分析和配方设计与验证。宜良县红壤土大部分适合烟草种植，但取样点约45 %的土壤pH 低于5.5，6%的土壤有机质低于15g/kg，同时水解氮、速效磷和速效钾变异系数比较大，表明植烟部分土壤质量下降，对平衡施肥有了更高要求。

正确的烟草施肥，需要考虑四个基本原则，即烟草因气候施肥原则、因品种施肥原则、因土施肥原则和养分平衡原则[24]。例如温昌恭[25]研究表明，云烟87 基、追肥（以氮素计算）比例以6:4 较适宜；施氮水平以施纯氮142.5 kg/hm2较好。目前氮、磷、钾三要素仍是烤烟施肥中最主要的问题，其中氮是第一位的，氮不足，植株矮小，产量低，品质差；氮过多，成熟迟，叶片厚，烘烤后品质低[26]。根据土壤肥力、烤烟品种和气候条件，在烤烟种植过程中氮、磷、钾的合理配比以1:（1~2）:（2~3）为宜[27]。本文主要从土壤养分含量和烤烟养分需求为切入点，对烤烟的营养均衡作了初步的可行性分析。根据宜良县植烟红壤养分现状及烟草品种K326生长习性制定施肥配方并在室内盆栽进行验证。高氮肥配方（A肥）的确对宜良红壤植烟土具有增加肥效的作用，能够增强中部叶的相对光合速率，但从提升烟叶生产均质化水平、提高烟叶田间耐养性、易烤性以及烤烟品质考量，低氮肥配方（C肥）仍然是最优建议，同时分3 次施肥处理能够促进烟草生长。

综上所述，就室内试验研究结果看，配方肥C 不仅降低了烟叶的烟碱含量，而且促进了烟叶中糖、钾含量的积累，在一定程度上改善和提高了烟叶品质，所以，配方肥C 是宜良县红壤土值得推广的施肥措施。