密度與氮肥互作對烤煙圓頂期農藝及經濟性狀的影響

張喜峰，張立新*，高 梅，翟優雅，李云飛，韋成才，馬英明，陳明山，黃經輝

（1.西北農林科技大學生命科學學院，陜西 楊凌 712100；2.陜西省煙草研究所，西安 710000；3.陜西省煙草公司商洛市公司，陜西 商洛 726000）

在其他措施相同的情況下，栽培條件對烤煙生長發育和產質量具有重要影響[1-2]。其中種植密度和施氮量是決定煙葉產量和品質的關鍵因子[2]。秦煙96作為陜南煙區的一個主栽品種，由于其適應性強，抗赤星病和PVY，品質優良，受到眾多煙廠青睞。目前，隨著綜合栽培技術的全面推廣[1-2]，尋求適宜該區的密度和氮肥（氮密）組合具有重要實踐意義。前期研究表明，種植密度可通過影響植株營養狀況、冠層的光分布，協調群體與個體及產量和質量的關系[3-5]。合理施氮對穩定烤煙產量，提高煙強，抗赤星病和PVY，品質優良，受到眾多煙廠青睞。目前，隨著綜合栽培技術的全面推廣[1-2]，尋求適宜該區的密度和氮肥（氮密）組合具有重要實踐意義。前期研究表明，種植密度可通過影響植株營葉質量具顯著作用[6-12]。因此，氮密互作對煙株農藝和經濟性狀具有顯著影響[4-5]。圓頂期（打頂后7～14 d）是決定煙葉產量與品質的關鍵時期，其農藝性狀可作為衡量氮密互作效應的重要參數[13]。前人關于氮密互作效應的研究較少且不深入[4-5]。因此，本研究以陜西商洛煙區生態條件為背景，系統研究和分析氮密互作對秦煙 96圓頂期農藝和經濟性狀的影響，以期找出最優組合模式，為該區烤煙優質高產高效生產提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗于 2011年在商洛市洛南縣景村鎮張家村進行。土壤類型為黃棕壤，土層深厚，質地偏黏，其基本理化性狀為：pH 6.68，有機質7.21 g/kg，全氮 1.10 g/kg，堿解氮 97.93 mg/kg，有效磷 5.24 mg/kg，速效鉀166.28 mg/kg。

1.2 試驗品種與設計

供試品種為秦煙96。采用裂區試驗設計。密度（A）為主區，氮用量（B）為副區，隨機排列，3次重復，小區面積 66～78 m2（6行區）。密度設 3個水平，固定株距為0.5 m，行距分別為1.1 m（A1），1.2 m（A2），1.3 m（A3），分別對應的密度為 18 180株/hm2（高密度），16 660 株/hm2（中密度），15 380株/hm2（低密度）；氮素用量設 3個水平，即純氮60.0 kg /hm2（低氮，B1），純氮 82.5 kg/hm2（中氮，B2），純氮105.0 kg/hm2（高氮，B3）。磷肥和鉀肥固定，即P2O582.5 kg/hm2，K2O 165.0 kg/hm2。所用肥料為硫酸鉀、尿素、鈣鎂磷肥，均由當地煙草公司提供。按雙層施肥方法施肥，即起壟時條施總施肥量的70%，移栽時穴施30%。

采用一段式漂浮育苗技術培育煙苗，各處理均3月2日播種，5月初起壟、施肥、覆膜，5月7日移栽；6月25日培土，中耕3次：5月14日、6月17日、7月18日。田間管理按規范化栽培措施進行。

1.3 測定項目與方法

1.3.1 主要農藝性狀 在每個小區選擇長勢長相均勻一致、能夠代表小區生長狀況的煙株 10株，按照煙草農藝性狀調查方法[14]，調查每株圓頂期農藝性狀，包括株高、有效葉數、莖圍、節距及上、中、下部葉長和寬，每株自下而上標記第4位葉（下部葉），10位葉（中部葉）和16位葉（上部葉）。

單葉葉面積/cm2=0.6345×（葉長×葉寬）

1.3.2 產量、產值和單位肥料生產量 分區計產，統計煙葉產量、產值和上中等煙比例，每公頃煙葉產量、產值由小區產量、產值折算。

單位肥料生產量/（g·g-1）=每公頃煙葉產量/每公頃肥料總用量（N+P2O5+K2O）[15]

1.4 數據統計分析

采用 Excel 2003軟件進行數據初步整理，用The SAS System V8軟件包進行裂區試驗方差分析，包括：種植密度、施肥水平以及兩因素之間交互效應，多重比較用 Duncan法；同時，進行多項式回歸分析（RSREG過程）。采用DPS V7.05版軟件包對烤煙進行系統聚類分析。

2 結 果

2.1 種植密度和施氮量互作對烤煙圓頂期農藝性狀的影響

從表1可知，相同密度下，烤煙圓頂期株高、有效葉數及莖圍均為高、中氮（二者無顯著差異）優于低氮。高密度下，中、高氮的上、中、下葉面積均大于低氮；中、低密度下，上、中、下葉面積均以中氮最大。低氮下，株高為低、中密大于高密；中、高氮無明顯差異。施氮肥一定時，種植密度減小，有效葉數呈增加趨勢（低、中密除外）；莖圍變化趨勢與有效葉數相同。低、中氮下，葉面積隨密度減小，葉面積顯著增大；高氮下則無顯著差異。綜合分析，以低密中氮表現最好，中密中氮和中密高氮次之，高密低氮最差。密度只對莖圍而氮肥量則對株高、有效葉數、莖圍及上中下部葉面積產生顯著影響；氮密互作對莖圍、葉面積影響顯著。氮肥對生長發育影響最大，互作次之，密度較小。

表1 不同處理組合對烤煙圓頂期農藝性狀的影響Table 1 Effects of different treatment combination on agronomic characters of flue-cured tobacco at round top stage

2.2 種植密度和施氮量互作對烤煙產量和主要經濟性狀的影響

從表2可知，對密度而言，中、高密度下，烤煙產量隨施氮量增加而提高，低密度下，高、中氮無顯著差異且均大于低氮。對施氮量而言，低、高氮下，產量均以中密度最高；中氮下則隨密度減小而增加。單位肥料生產量變化趨勢（低密度除外）與產量相同。產值在高密度下以中氮最高；低、中密度下均以高、中氮為佳；中、高氮下，產值以中密最高，低氮下無顯著差異。中密中氮和低密高氮的上等煙比例較高，且處于同一水平，高密中氮和高密高氮次之，高密低氮最差；中等煙比例以高密低氮最好，中密低氮次之，高密高氮、高密中氮、中密中氮及低密高氮較差。高密低氮的下等煙比例最大，中密低氮次之，低密高氮最小，其他處理較小。綜合得出，以中密中氮和中密高氮表現最好，高密低氮和低密低氮最差。密度和氮肥對產量和經濟指標影響顯著，產量、均價、單位肥料生產量及中上等煙比率均表現出顯著互作效應，且氮素效應最大，互作次之，密度較小。

表2 不同處理組合對烤煙產量和主要經濟性狀的影響Table 2 Effects of different treatment combination on yield and economic characters of flue-cured tobacco

2.3 烤煙農藝性狀、產量和經濟性狀聚類分析

從圖1可知，可將9個處理組合分為5類，即A1B1和A3B1為一類，A2B1單獨為一類，A1B2和A3B2為一類，A2B2和A2B3為一類，A1B3和A3B3為一類。綜合烤煙農藝性狀、產量和經濟性狀分析可得出：表現較好的處理組合為 A2B2和A2B3，A1B2和A3B2次之，較差的組合為A1B1和A3B1。

圖1 不同處理對烤煙生長及產質量的聚類分析結果Fig.1 Cluster analysis of growth, yield and economic character of flue-cured tobacco under different treatments

2.4 烤煙產量、產值與種植密度和施氮量間的相關性分析

從表3可知，種植密度與產量和產值均呈現一定負相關，施氮量則呈顯著正相關。偏相關分析結果顯示，在無施氮干擾時，密度均與產量和產值呈現一定負相關；而無種植密度干擾時，施氮量均與產量和產值呈顯著正相關。可見，施氮量對產量和產值的影響顯著大于種植密度。

由表4可知，施氮量和密度與產量、產值效應呈二元二次雙曲面方程。經顯著性檢驗，該方程擬合度較好。產量（Y1）在 D=16 698 株/hm2，N=103.19 kg/hm2上有最大點，最大值為2 418.96 kg/hm2；產值（Y2）在 D=16 650 株/hm2，N=89.87 kg/hm2上有最大點，最大值為34 837 kg/hm2；產量和產值同時達到最大值時，種植密度相近，但施氮量相差13.32 kg/hm2。綜合分析，氮肥用量控制在 89.87 kg/hm2水平，種植密度控制在16 698 株/hm2水平，可兼顧烤煙產量和產值。

表3 烤煙產量、產值與密度和施氮量間的相關分析Table 3 Correlation analysis between yield/output value and density/ nitrogen rate.

表4 密度與施氮量的產量、產值效應曲線（n=27）Table 4 Effect equation of planting density (A) and nitrogen rate (B) (n=27).

3 討 論

圓頂期是決定煙葉產量與品質的關鍵時期，其農藝性狀與煙葉產量密切相關[1-2]。有研究表明，施氮量和種植密度及其互作對烤煙農藝性狀產生顯著影響，且因各地生態和土壤條件表現各異[3-5]。前期葉面積指數主要受施氮量影響，隨生育期推移，密度作用加強[5]。本研究表明，相同施氮下隨密度增加，有效葉數、莖圍、葉面積先增后減，與王倫梅等[16]和楊通隆等[17]研究結論一致。相同密度下，上中和下部葉面積和株高、有效葉數及莖圍，在一定范圍隨施氮量增加而增加，與李章海等[18]研究結論一致。因此，一定范圍內隨施氮量增加，種植密度相對減少更有利于煙株個體發育尤其是大田后期生長，農藝性狀表現更優更穩定。

烤煙產量和主要經濟性狀是衡量施氮量和種植密度及其互作效應的主要指標[1-2]。在黔南地區，施純氮低于150 kg/hm2時，烤煙產值和上等煙比例隨氮肥用量增加而增加；當施純氮量超過 150 kg/hm2，其產值和上等煙葉的比例反而下降；以施純氮150 kg/hm2效果最好[19]；在云南地區，烤煙要求施氮量為105～112.8 kg/hm2[17]；在藏東南地區，施N量0～150 kg/hm2范圍內，施氮量與烘烤后煙葉產量、產值顯著正相關[11]。李章海等[18]認為在相同密度下，隨施氮量增加，烤煙產量顯著增加。李文璧等[5]認為，低氮量下，增加種植密度可獲得較高產值；高氮下，增加密度不能增加產值，且使煙葉質量下降。其他條件一定時，減小種植密度可增大煙株個體，但產量降低，適宜的種植密度可保證產量兼顧質量[1-2]。本研究表明，氮肥一定時，適當減小密度會使產量降低，但單位肥料生產量和煙葉品質、產值均提高；提高密度，雖產量有所提高，但單位肥料生產量和煙葉品質、產值效益均反而降低；中密組表現優于低密組和高密組，且低密組表現較差。本試驗條件下，秦煙 96種植密度控制在16 698 株/hm2。說明，種植密度對烤煙生長及經濟性狀促進作用須在適當范圍內，同時還要兼顧施氮量。種植密度一定時，施氮對烤煙生長及產量、產值影響顯著，中氮表現與高氮相當，肥料利用效率也較高，且好于低氮。相關分析表明，烤煙產量和產值均與施氮量呈顯著正相關，本試驗條件下秦煙96氮肥用量控制在89.87 kg/hm2。可見，氮肥用量在一定范圍內，對烤煙生長及產量、產值具促進作用，超過閾值就會起阻礙作用，同時，要以烤煙種植密度為前提[1-6]。

尋求適宜的氮密組合是實現當地烤煙優質高產高效的重要栽培技術措施[17-18]。本研究綜合分析，氮密互作對烤煙圓頂期農藝、經濟性狀產生顯著影響，在該試驗條件下，低密中氮（A3B2）表現最好，中密中氮（A2B2）和中密高氮（A2B3）次之，高密低氮（A3B1）最差。密度只對烤煙有效葉數產生顯著影響；氮肥量對株高、有效葉數、莖圍及上中下部葉面積產生顯著影響；密度和氮素互作對莖圍、葉面積影響顯著；氮肥對烤煙生長發育影響最大，互作次之，密度較小。產量、均價、單位肥料生產量及中上等煙比率均表現出顯著互作效應；氮素效應顯著大于密度，密度的促進作用必須以氮肥用量為前提，其中，中密中氮（A2B2）和中密高氮（A2B3）表現較好，高密中氮（A1B2）和低密中氮（A3B2）次之。可見，密度和氮肥必須兼顧才有利于烤煙生產[1-2,4-5,19-20]。

4 結 論

種植密度和施氮量及其互作均對圓頂期烤煙農藝及經濟性狀產生顯著影響，且氮素效應最大，互作效應次之，密度效應較小；適宜的密度和氮肥量組合才能充分發揮其互作效應，密度和氮肥量過高或過低均不利于烤煙生長及產質量提高。因此，在實際生產中要注重優化種植密度和氮肥用量，提高肥料和光能利用率，達到優質高產高效。在陜南商洛地區，秦煙 96的推薦施氮量和植煙密度分別為 89.87 kg/hm2和 16 698 株/hm2。

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