氮磷钾肥对雪茄茄芯CX-14 产量和经济效益的影响

张艳科，饶雄飞，任 涛，李小坤，杨春雷，廖世鹏

（1.华中农业大学资源与环境学院，武汉 430070；2.湖北省烟草科学研究院，武汉 430030）

国内经济持续良好发展，使得新兴消费群体快速增长，在国内经济发达地区和旅游城市雪茄消费逐渐兴起［1］。雪茄具有香气量足、吃味浓、劲头大、烟气醇厚以及低焦油和高烟碱等特点，能较大程度地满足吸食者的需求，其特有的抽吸方式对人体的危害远小于其他烟草制品，受烟草消费者的喜爱，具有很大的市场潜力［2］。烟叶按其在雪茄中的作用，分为茄衣、茄套和茄芯，而茄芯作为雪茄的核心部分，对雪茄的内在品质起着决定性作用。中国国产雪茄原料生产处于发展阶段，未形成规模，大部分优质雪茄烟原料依赖进口，严重限制了国产雪茄行业的发展［3，4］。研究表明，在一定环境、品种条件下，施肥是决定烟叶产量、产值的第一因子，对烟叶均价、分级也有影响［5］，而氮、磷、钾是雪茄生长所需的三大营养元素，在雪茄烟株生长发育、代谢过程、产量和品质等方面起着重要作用［6，7］。合理施用氮、磷、钾肥，可以提高土壤中的有效养分，满足烟株生长所需养分，调控其生长发育，最终实现烟叶产量和品质的提高［8，9］。本研究通过设置“3414”田间试验，研究氮、磷、钾肥对雪茄茄芯CX-14 品种产量和经济效益的影响，并通过建立肥料效应模型，根据实际生产情况确定氮、磷、钾肥推荐用量，以期为国产雪茄茄芯合理施肥提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验于2021 年在湖北省丹江口市习家店镇杏花村（32°46′N，111°10′E）大田进行。该地区属亚热带季风气候，夏季高温多雨，冬季温和少雨，年平均气温21.6 ℃，年降雨量750～900 mm。供试土壤为黄棕壤土，试验前土壤有机质含量为19.65 g/kg，全氮1.45 g/kg，速效磷28.32 mg/kg，速效钾347.57 mg/kg，pH 为6.79。供试雪茄品种为茄芯CX-14，2021 年2月8 日播种，4 月18 日移栽，7 月17 日按下部叶、中部叶、上部叶依次收获。

1.2 试验设计

试验设计采用二次回归D-最优设计中的“3414”方案［10］，设置氮、磷、钾3 个因素，各因素分别设置4 个水平。14 个处理如表1 所示，氮、磷、钾肥料用量分别按N、P2O5、K2O 计。

表1 雪茄烟茄芯“3414”试验设计方案

肥源分别为硫酸铵（含N 20%）、硝酸钾（含N 13.5%，K2O 44.5%）、磷酸一铵（含N 11%，P2O544%）、硫酸钾（含K2O 50%）、磷酸二氢钾（含P2O552%，K2O 35%）、七水硫酸镁（含MgO 16%）、硫酸钙（含CaO 41%）、一水硫酸锌（含ZnO 45%）、硼砂（含B 11%）。

烟苗移栽前15～20 d，于起垄前将预计的底肥和全部的磷肥开沟条施，底肥占总用肥量的1/2。移栽后30 d 左右，在烟株两侧穴施追肥，追肥用量为总用肥量的1/2。试验小区面积为50 m2，无重复，随机区组排列，田间管理按烟草栽培技术要求进行。

1.3 测定项目与方法

1.3.1 土壤样品的采集与分析 土壤样品在雪茄烟基肥施用前采集，测定土壤有机质、全氮、速效磷、速效钾含量及土壤pH，按照常规方法进行测定［11］。

1.3.2 烟叶产量及经济效益 按小区依次将烟草下部叶、中部叶、上部叶进行采收、晾制后，对小区烟叶进行分级，统计各处理单位面积产量及各级产量。参考当地烟叶收购价格，计算烟叶经济效益。

1.4 数据计算与分析

试验数据利用Excel 2019 软件进行处理，采用SPSS 20.0 软件进行统计分析，采用Origin 2021 软件绘图。

2 结果与分析

2.1 不同氮磷钾肥处理对雪茄茄芯生育性状的影响

由表2 可知，不同施肥水平对雪茄茄芯烟株株高、有效叶片数、叶长、叶宽、茎围的影响有所不同。随着氮肥用量的增加，雪茄茄芯烟株生育性状逐渐增加；低磷、中磷处理均可提高烟株生育性状，高磷处理部分生育性状有所下降；与不施钾肥相比，施用钾肥后茄芯烟株生育性状变化不明显。

表2 不同氮磷钾肥处理对雪茄茄芯生育性状的影响

磷钾肥用量适宜时，烟株株高、有效叶片数、叶长、叶宽、茎围随着施氮量的增加逐渐增加，且各指标在N3P2K2 处理时达到最大。与N0P2K2 处理相比，N1P2K2、N2P2K2、N3P2K2 处理下烟株株高分别增加了14.51%、45.60%、65.94%，有效叶片数分别增加了7.69%、15.38%、26.92%，叶长分别增加了7.75%、18.08%、25.25%，叶宽分别增加了2.00%、22.49%、32.29%，茎围分别增加了5.92%、11.24%、21.30%。

氮钾肥用量适宜时，与N2P0K2 处理相比，烟株株高随着施磷量的增加逐渐增加，N2P1K2、N2P2K2、N2P3K2 处理下株高分别增加了51.51%、82.78%、92.11%；N2P1K2、N2P2K2、N2P3K2 处理下有效叶片数分别增加了12.00%、20.00%、24.00%，叶长分别增加了21.56%、28.59%、24.06%，叶宽分别增加了2.39%、19.31%、14.53%，茎围分别增加了5.50%、10.81%、9.43%。

氮磷肥用量适宜时，与N2P2K0 处理相比，N2P2K1 处理下烟株株高、叶长分别降低了10.60%、6.38%，2 个性状差异均显著，有效叶片数、叶宽、茎围无显著差异；N2P2K2 处理下叶宽显著增加了7.42%，其他生育性状与N2P2K0 处理无显著差异；N2P2K3 处理下烟株株高、有效叶片数、叶长、叶宽、茎围与N2P2K0 处理之间没有显著差异。

2.2 不同氮磷钾肥处理对雪茄茄芯烟叶的产量与经济效应的影响

由表3 可以看出，施用适宜的氮磷钾肥对雪茄茄芯烟叶具有明显的增产增收效果。与N0P2K2 处理相比，N1P2K2、N2P2K2、N3P2K2 处理下茄芯烟叶平均产量分别提高了3.52%、14.88%、22.36%，N2P2K2、N3P2K2 处 理 与N0P2K2 处 理 差 异 显 著，N1P2K2 处理和N0P2K2 处理之间有差异，但不显著；与N2P0K2 处理相比，N2P1K2、N2P2K2、N2P3K2处理下茄芯烟叶平均产量分别提高了17.48%、19.79%、22.25%，各施磷处理茄芯烟叶产量没有显著差异；与N2P2K0 处理相比，各施钾处理茄芯烟叶产量有所增加，但没有显著差异。不同施肥处理下，茄芯烟叶产量随着氮磷钾肥用量的增加而增加，在钾肥用量较高条件下，烟叶产量有所降低。

表3 不同施肥处理对雪茄茄芯烟叶产量的影响

由表3 可知，雪茄茄芯烟叶产值随着氮磷钾肥用量的增加而增加，且在较高肥料用量条件下，烟叶产值较高。从肥料成本、净收益、产投比来看，随着肥料用量的增加，肥料成本逐渐增加，N1P2K2、N2P2K2、N3P2K2 处理较N0P2K2 处理净收益分别提高了11.30%、25.71%、30.15%，在N2P2K2 处理时产投比较高，达到6.39；N2P1K2、N2P2K2、N2P3K2处理较N2P0K2 处理净收益分别提高了19.09%、17.49%、18.31%，在N2P1K2 处理下净收益较高，产投比也相对较高；N2P2K1、N2P2K2 处理较N2P2K0 处理净收益分别提高了11.69%、6.75%，N2P2K3 处理增加了1.71%，产投比在N2P2K1 处理时相对较高。综上所述，N2P2K1 是经济效益最佳的施肥配比。

2.3 氮磷钾肥互作效应分析

2.3.1 不同磷钾肥用量对茄芯烟叶施用氮肥效果的影响 由图1 可知，磷肥用量在P2 水平时，随着钾肥用量的增加，低氮和中氮处理下茄芯烟叶产量没有明显变化；钾肥用量在K2 水平时，随着磷肥用量的增加，低氮和中氮处理下茄芯烟叶产量分别增加了105.6、42.3 kg/hm2，增产率分别为5.63%、1.96%。在中磷水平时，中氮处理茄芯烟叶产量在低钾、高钾条件下均比较高，说明中磷水平有利于氮肥肥效的发挥，而不同的钾肥用量对氮肥肥效的发挥影响不大。

图1 不同磷钾肥用量对茄芯烟叶施用氮肥效果的影响

2.3.2 不同氮钾肥用量对茄芯烟叶施用磷肥效果的影响 由图2 可知，氮肥用量在N2 水平时，随着钾肥用量的增加，低磷和中磷处理下茄芯烟叶产量分别增加了180.9、23.3 kg/hm2，增产率分别为9.15%、1.07%。钾肥用量在K2 水平时，随着氮肥用量的增加，低磷和中磷处理下茄芯烟叶产量分别增加了280.9、217.6 kg/hm2，增产率分别为14.97%、10.98%。在中氮、中钾水平时，低磷、中磷处理下茄芯烟叶产量均较高，说明中氮、中钾水平有利于茄芯烟叶磷肥肥效的发挥。

图2 不同氮钾肥用量对茄芯烟叶施用磷肥效果的影响

2.3.3 不同氮磷肥用量对茄芯烟叶施用钾肥效果的影响 由图3 可知，氮肥用量在N2 水平时，随着磷肥用量的增加，低钾和中钾处理下茄芯烟叶产量分别增加了199.8、42.3 kg/hm2，增产率分别为10.11%、1.96%。磷肥用量在P2 水平时，随着氮肥用量的增加，低钾和中钾处理下茄芯烟叶产量分别增加了208.2、217.6 kg/hm2，增产率分别为10.58%、10.98%。在中氮、中磷水平时，低钾、中钾处理下茄芯烟叶产量均比较高，说明中氮、中磷水平有利于茄芯烟叶钾肥肥效的发挥。

图3 不同氮磷肥用量对茄芯烟叶施用钾肥效果的影响

2.4 氮磷钾肥料效应模型与推荐施肥量

对茄芯CX-14 烟叶产量进行一元二次、三元二次肥料效应模型拟合，拟合模型均不可用。采用线性加平台肥料效应模型进行拟合，推导出N、P2O5、K2O肥料推荐用量分别为215.01、270.98、152.82 kg/hm2，符合生产实际的N、P2O5、K2O 推荐用量，此肥料用量下茄芯烟叶最佳施肥产量分别为2 228.9、2 256.8、2 184.0 kg/hm2（表4）。

表4 线性加平台肥料效应模型

3 小结与讨论

氮磷钾是烟草栽培中的三大营养元素，合理施氮、有效施磷、高效施钾是提高烟叶产量、品质的关键［12，13］。本研究以雪茄茄芯CX-14 品种为研究对象，进行“3414”氮、磷、钾肥肥效试验，结果表明，对旺长期茄芯烟株而言，充足的氮磷肥供应可保证烟株正常的生长发育，当磷肥过量时对烟株生长发育会产生不利影响，而钾素不同施肥水平对烟株没有明显影响。合理施用氮磷钾肥可以有效促进烟草作物生长，提高烟叶产量［14，15］。本研究中茄芯烟叶产量随着氮磷钾肥用量的增加而增加，当肥料用量过高时，烟叶产量增长缓慢或降低，其中氮、磷、钾肥不同水平下N3P2K2、N2P3K2、N2P2K2 处理产量较高，分别为2 342.4、2 244.4、2 199.2 kg/hm2。从经济效益而言，施用氮磷钾肥均可提高茄芯烟叶产值及收益，其中氮、磷、钾肥不同水平下N2P2K2、N2P1K2、N2P2K1 处理烟叶产投比较高。

采用线性加平台肥料效应模型对茄芯烟叶产量进行拟合，得出N、P2O5和K2O 推荐用量为215.01、270.98、152.82 kg/hm2。钾肥作为重要的品质元素，对烟叶产量和品质具有重要影响［2］，线性加平台模型拟合出钾肥推荐用量较低，不符合生产实际。综合烟叶产量、收益及肥料成本，确定雪茄茄芯CX-14品 种N、P2O5和K2O 推 荐 用 量 为215.01、270.98、281.25 kg/hm2。