施氮量对红大烤烟干物质积累与养分吸收的影响

刘久羽，李 智，阚宏伟，徐茂华，林跃平，陈继华，王洪团，付 斌，杨晓斌，李晓婷

（1.广西中烟工业有限责任公司，南宁 530000；2.云南省烟草公司保山市公司，云南 保山 678000；3.云南五佳生物科技有限公司，昆明 650106）

烤烟作为一种产、质并重的叶用经济作物，烟叶的产量和品质与烟叶干物质积累和养分吸收积累密切相关［1，2］。目前，关于氮肥施用量对烤烟干物质积累和养分吸收研究取得了大量成果［3-6］。刘卫群等［3］研究认为，K326 烤烟干物质和氮素积累主要在旺长期完成，随施氮量增加而增加，且适宜施氮量为97.5 kg/hm2；周柳强等［4］研究发现，云烟85 烟叶在不同氮肥用量下，增施氮肥烤烟增产39%以上，氮磷钾吸收高峰均在团棵期至旺长期之间；姚倩等［5］报道了高锌低氮和低锌中氮处理可促进烟叶锌含量的累积，烟叶品质较好，但是关于不同氮素水平对红大烤烟干物质及养分积累和分配的影响报道较少，尤其施氮肥对烟叶大量元素和中微量元素含量和积累的影响鲜见报道。同时，不同的环境条件也影响烤烟干物质和养分吸收的积累［7，8］。因此，本研究立足试验区域烤烟种植“前中期干旱、后期降雨偏多”的气候条件，系统研究了不同施氮水平对烤烟干物质积累、分配及烟叶氮、磷、钾、镁、锌和硼养分吸收与积累的动态变化规律，探明红大烤烟品种的养分吸收特性，筛选当地烤烟品种适宜施氮量，以期为当地烤烟施肥技术提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验于2019 年在保山市昌宁县珠街镇羊街村罗汉田地块开展。供试烤烟品种为红花大金元；供试肥料为烤烟专用有机无机专用肥（N∶P2O5∶K2O=8∶12∶19）、过磷酸钙（P2O5=18%）、氮钾肥（N∶P2O5∶K2O=16∶0∶30）以及硫酸钾（K2O=50%）；供试土壤为红壤土，肥力中等，pH 7.11、有机质22.86 g/kg、碱解氮100.68 mg/kg、速效磷11.90 mg/kg、速效钾245.10 mg/kg、有效硼0.46 mg/kg、有效镁288.40 mg/kg、有效锌0.70 mg/kg、水溶性氯离子24.93 mg/kg。

1.2 试验设计

试验共设4 个施氮水平，分别是N1（45 kg/hm2）、N2（60 kg/hm2）、N3（75 kg/ hm2）、N4（90 kg/hm2）。各处理采用随机区组设计，重复3 次，共计12 个小区，每个小区种植烤烟100 株，种植密度为行距110 cm，株距55 cm。各处理烟草专用有机无机复合肥施用依据为每个处理的氮素水平统一减去氮钾肥的氮素水平后的差值推算得到。氮钾肥施用75 kg/hm2、硫酸钾施用150 kg/hm2，其余磷肥和钾肥不足用过磷酸钙和硫酸钾补充。施肥方法为移栽时各处理按照50%有机无机复合肥、补充过磷酸钙与硫酸钾作基肥环施，移栽10 d 后75 kg/hm2氮钾肥作提苗肥对水浇施，揭膜培土时剩余50%有机无机复合肥与150 kg/hm2硫酸钾作追肥对水浇施，其他栽培措施按当地优质烟叶管理规范进行。

1.3 测定项目与方法

每个处理分别于烟株团棵期、旺长期、现蕾期和打顶后10 d 选择长势均匀一致的3 株烤烟进行采集。采集烟株时用土铲挖取，包括烟株整个根系，尽量不伤根，然后将烟株样品带回实验室，用自来水冲洗干净后再用吸水纸吸干水分，用剪刀将烟株根系、茎和烟叶分开，用电子天平分别称量三者的鲜重。称重后的烟叶、根系、茎分别放入牛皮纸文件袋内，放入105 ℃烘箱中杀青30 min，再在70 ℃烘干至恒重，用电子天平称取干重。同时测定烘干烟叶的全氮、全磷、全钾、全镁、全硼和全锌的含量，全氮含量采用硫酸双氧水消煮蒸馏法测定；全磷含量采用钒钼黄比色法测定；全钾含量采用火焰光度计法测定［8］；烟叶样品烘干，粉碎经40 目筛，采用原子吸收分光光度法测定烟叶全镁、全硼和全锌含量［7］。

1.4 数据处理与分析

试验数据采用Excel 2010 和SPSS 21.0 软件进行处理、统计分析和相关图形绘制。

2 结果与分析

2.1 不同生育期烟株干物质积累与分配变化

烤烟干物质积累量是反映烤烟生长发育状况的最重要指标。由图1 可知，各处理的红大烤烟单株烟叶、茎秆、根系干重和整株烤烟总生物量积累随着生育进程的推进而逐渐增加。其中，不同施氮量处理烟叶干重均表现为团棵期至现蕾期呈增长趋势，尤其是团棵期至旺长期呈急剧增加趋势，现蕾期至打顶期呈缓慢增加趋势；不同施氮量处理茎秆和根系干重均表现为团棵期至打顶期呈急剧增加趋势。同时，各处理烤烟干物质积累分配均表现为烟叶＞茎秆＞根系。因此，红大烤烟品种应考虑在团棵期通过合理施用肥料促进烟叶旺长期的干物质积累，有利于提高烟叶产量。从不同处理来看，随着施氮水平的增加，烤烟不同器官和整株干物质积累呈增加趋势。其中，N1 处理的干物质积累最低，其次是N2 处理，而N3 和N4 处理较优，表明红大烤烟品种配施纯氮75～90 kg/hm2有利于干物质的积累，提高其产量。同时，配施纯氮45 kg/hm2处理烤烟干重积累增加水平较低，主要表现在旺长至现蕾阶段，并且茎秆干重增加缓慢，可能氮肥施用量过低造成后期土壤供肥能力较弱，不利于烤烟地上部干物质积累，烟叶产量偏低。

图1 不同施氮量烤烟不同器官干物质的积累

2.2 不同生育期烟叶营养元素吸收量变化

烟株干物质积累与对养分的吸收密切相关。由图2 可知，随生育期推进，N1 和N2 处理的烟叶全氮含量和各处理的烟叶镁含量均呈降低趋势，在所调查的生育期中，团棵期含量最高；而N4 处理的烟叶全氮、全磷、全钾、全锌和全硼含量均呈先升高后降低的趋势，在旺长期各营养元素含量最高，N3 处理的烟叶全氮、全磷、全锌和全硼含量均呈先升高后降低的趋势，在旺长期全氮、全磷和全硼含量最高。说明红大烟叶全镁含量以及低氮处理条件下团棵期为吸收高峰，而磷、钾、锌和硼用量以及适宜氮肥用量以旺长期为吸收高峰，有利于养分吸收与干物质积累。因此，结合当地植烟土壤条件和施肥习惯，有效镁缺乏的土壤建议在基肥或追肥时应用镁肥，利于烟叶镁的高效吸收，提高烟叶品质。

图2 不同施氮量烟叶养分含量的变化

不同氮素水平影响烤烟对营养元素的吸收利用。烟叶全氮含量表现为N1 和N2 处理较低，而N3和N4 处理较高；同时烤烟适宜氮含量为1.5%～3.5%［9］，N1 和N2 处理的烟叶全氮含量处于适宜范围内下限，而N3 和N4 处理适宜，利于提高烟叶化学成分。烟叶全磷含量表现为打顶期前N4 处理较高，打顶期后较低；刘超等［10］研究发现，津巴布韦初烤烟叶磷含量变幅为0.45%～0.67%，中国烤烟磷含量变幅为0.25%～0.66%，平均值为0.43%，并且烟叶全磷含量居中和高的化学成分协调性较适宜，而本试验中各处理全磷含量为0.25%～0.30%，处于范围内下限，因此生产上在关注氮肥的同时应注意配施磷肥，且二者比例应适宜。

烟叶全钾含量表现为打顶期前N1 处理较低，N3 和N4 处理较高，但在打顶期后和烘烤期后各处理间差异较小，原因可能为前期烟叶全钾含量主要来源于肥料，后期由于土壤速效钾含量丰富而以土壤来源为主［11］，造成各处理间全钾含量差异不明显，且较丰富。烟叶全镁、全锌和全硼含量均表现为N1 处理较低，N3 和N4 处理较高。根据中国农业科学院烟草研究所对烟叶镁含量划分标准，镁含量0.4%～1.5%为正常［12］，而各施肥处理烟叶全镁含量变幅为0.41%～0.55%，烟叶镁含量正常，不存在镁不足或过量现象。同时，巴西优质烟叶锌含量为0.001%～0.003%，中国分布范围为0.002%～0.008%［13］，而各处理烟叶锌含量变幅为0.004%～0.006%，烟叶锌含量丰富。云南烟区烟叶硼含量平均值为0.002 6%［14］，而N1 和N2 处理烟叶全硼含量偏低。

因此，从不同处理对烤烟营养元素吸收和变化趋势来看，N3 和N4 处理（即施用纯氮75、90 kg/hm2）有利于营养元素的吸收和协调。但是针对烟叶磷和硼含量偏低，应根据红大烤烟对磷和硼的吸收高峰以及离子间拮抗作用，建议磷肥作基肥和追肥，硼肥在烟叶旺长期叶面喷施来提高烟叶磷和硼含量。

2.3 不同生育期烟叶营养元素积累量变化

烟株营养元素积累受生育期和不同氮素水平影响。由表1 可知，随生育期的推进，烟叶氮、磷、钾营养元素积累量均表现在现蕾期达到高峰，镁、锌和硼营养元素积累量逐渐提高。但是团棵期到旺长期是烟叶营养物质积累的关键时期，烟叶营养元素积累量以12 倍甚至58 倍增加，而旺长期至现蕾期烟叶营养元素积累仅有1 倍增加量，现蕾期至打顶期后烟叶有些营养元素积累量反而下降。随着氮素水平的增加，团棵期烟叶营养元素积累量差异不显著；旺长期，烟叶氮、磷、钾、硼元素部分处理间差异显著，N4处理的烟叶营养元素积累量最高，但与N3 处理之间差异不显著，表明氮水平提高有利于增加烟叶的产量；现蕾期和打顶期后，N3 和N4 处理的烟叶营养元素积累较高，N1 处理的烟叶营养元素积累最低。因此，N3 和N4 处理即配施纯氮75、90 kg/hm2有利于烟叶营养元素的积累，且必须在团棵期左右施肥促进烤烟旺长，有利于营养物质积累，提高烟叶产量。

表1 不同施氮量烟叶养分积累的变化

3 讨论

适宜的氮肥施用量有利于烤烟养分和干物质的积累，促进烤烟生长发育，是获得作物高产和养分高效的基础，而氮素含量过高或过低都不利于烤烟产质量［15］。李天福等［16］报道，红大品种耐肥力最低，每株施用5 g 氮素的红大烤烟产量最高，随施氮量增加产量反而降低。李银科等［17］研究表明，施用中等水平纯氮（90 kg/hm2）的云南红花大金元烟叶香味物质协调性较好，感官评吸总分较高。李娜等［18］研究建议，福建、河南、贵州以及湖南省的红大品种施氮量需适度增加，有利于提高烟叶经济效益和香气质量。大量研究表明，氮素营养与红大烤烟产量与品质的形成密切相关，不同生态环境红大品种烤烟适宜施氮量不同。干物质与养分积累是烤烟产量和品质形成的基础，增施氮水平有利于叶片干物质和氮磷钾积累［3-7］。同时孙海人等［19］研究表明，添加有机氮也有利于烤烟干物质和氮磷钾养分积累。本研究中红大配施纯氮75～90 kg/hm2的烤烟干物质和养分吸收积累较高，有利于提高烟叶产量。因此，推荐当地红大品种配施纯氮75～90 kg/hm2，这与李天福等［16］、李银科等［17］的研究结果相似，但是还需要对烟叶品质进行分析，是否提升烟叶品质，从而进一步筛选适宜施氮量。本试验研究结果发现，烟叶磷和硼含量偏低，建议增施磷肥和硼肥，并深入开展氮、磷和硼等营养元素综合调控技术，实现增产提质，为当地红大营养调控技术提供理论依据。

不同施氮水平影响烟株干物质和营养积累动态变化。刘卫群等［3］报道了不同施氮水平下烟叶旺长期内干物质积累量占比达63%～74%，氮积累量达60%～65%；高华军等［20］试验研究表明，施氮处理的氮磷钾吸收强度在移栽后51～65 d 即旺长期达到最高；李振华［21］研究了不同硼锌用量对烟叶硼锌积累的影响，发现烟叶对硼积累集中在中后期，对锌积累集中在前期和后期。本研究中，红大烟叶干重和营养元素积累均在团棵期至旺长期急剧增加，并且硼、锌和镁积累量随时期逐渐增加，这与前人的研究结果较一致［3，20］，旺长期是烟叶干物质积累和营养元素积累的关键时期。此外，本研究发现烟叶镁含量在团棵期有吸收高峰，这与李永忠等［22］研究的烤烟团棵期镁吸收最高约占55.3%的结果较一致，可在缺镁的植烟区域考虑镁肥基施。而烟叶氮、磷、钾、锌和硼含量在旺长期达到吸收高峰，加上烟叶磷和硼含量较缺乏，并且考虑营养元素间的相互作用以及烟叶对营养元素需求量和规律，建议氮、磷、钾肥等基肥和追肥在团棵期前施用，促进烤烟旺长期干物质和营养积累，硼肥在旺长期叶面喷施提高烟叶品质。总之，生产中可根据红大烤烟需氮量和氮、磷、钾、镁、锌、硼吸收积累特点，调整当地施肥措施，达到提高烤烟产量和质量的目的。