密度與氮肥互作對(duì)烤煙圓頂期農(nóng)藝及經(jīng)濟(jì)性狀的影響

張喜峰，張立新*，高 梅，翟優(yōu)雅，李云飛，韋成才，馬英明，陳明山，黃經(jīng)輝

（1.西北農(nóng)林科技大學(xué)生命科學(xué)學(xué)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(duì)烤煙生長發(fā)育和產(chǎn)質(zhì)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(chǎn)量和品質(zhì)的關(guān)鍵因子[2]。秦?zé)?6作為陜南煙區(qū)的一個(gè)主栽品種，由于其適應(yīng)性強(qiáng)，抗赤星病和PVY，品質(zhì)優(yōu)良，受到眾多煙廠青睞。目前，隨著綜合栽培技術(shù)的全面推廣[1-2]，尋求適宜該區(qū)的密度和氮肥（氮密）組合具有重要實(shí)踐意義。前期研究表明，種植密度可通過影響植株?duì)I養(yǎng)狀況、冠層的光分布，協(xié)調(diào)群體與個(gè)體及產(chǎn)量和質(zhì)量的關(guān)系[3-5]。合理施氮對(duì)穩(wěn)定烤煙產(chǎn)量，提高煙強(qiáng)，抗赤星病和PVY，品質(zhì)優(yōu)良，受到眾多煙廠青睞。目前，隨著綜合栽培技術(shù)的全面推廣[1-2]，尋求適宜該區(qū)的密度和氮肥（氮密）組合具有重要實(shí)踐意義。前期研究表明，種植密度可通過影響植株?duì)I葉質(zhì)量具顯著作用[6-12]。因此，氮密互作對(duì)煙株農(nóng)藝和經(jīng)濟(jì)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(chǎn)量與品質(zhì)的關(guān)鍵時(shí)期，其農(nóng)藝性狀可作為衡量氮密互作效應(yīng)的重要參數(shù)[13]。前人關(guān)于氮密互作效應(yīng)的研究較少且不深入[4-5]。因此，本研究以陜西商洛煙區(qū)生態(tài)條件為背景，系統(tǒng)研究和分析氮密互作對(duì)秦?zé)?96圓頂期農(nóng)藝和經(jīng)濟(jì)性狀的影響，以期找出最優(yōu)組合模式，為該區(qū)烤煙優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)高效生產(chǎn)提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于 2011年在商洛市洛南縣景村鎮(zhèn)張家村進(jìn)行。土壤類型為黃棕壤，土層深厚，質(zhì)地偏黏，其基本理化性狀為：pH 6.68，有機(jī)質(zhì)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(yàn)品種與設(shè)計(jì)

供試品種為秦?zé)?6。采用裂區(qū)試驗(yàn)設(shè)計(jì)。密度（A）為主區(qū)，氮用量（B）為副區(qū)，隨機(jī)排列，3次重復(fù)，小區(qū)面積 66～78 m2（6行區(qū)）。密度設(shè) 3個(gè)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(duì)應(yīng)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(shè) 3個(gè)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(dāng)?shù)責(zé)煵莨咎峁０措p層施肥方法施肥，即起壟時(shí)條施總施肥量的70%，移栽時(shí)穴施30%。

采用一段式漂浮育苗技術(shù)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(guī)范化栽培措施進(jìn)行。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目與方法

1.3.1 主要農(nóng)藝性狀 在每個(gè)小區(qū)選擇長勢(shì)長相均勻一致、能夠代表小區(qū)生長狀況的煙株 10株，按照煙草農(nóng)藝性狀調(diào)查方法[14]，調(diào)查每株圓頂期農(nóng)藝性狀，包括株高、有效葉數(shù)、莖圍、節(jié)距及上、中、下部葉長和寬，每株自下而上標(biāo)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(chǎn)量、產(chǎn)值和單位肥料生產(chǎn)量 分區(qū)計(jì)產(chǎn)，統(tǒng)計(jì)煙葉產(chǎn)量、產(chǎn)值和上中等煙比例，每公頃煙葉產(chǎn)量、產(chǎn)值由小區(qū)產(chǎn)量、產(chǎn)值折算。

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

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

采用 Excel 2003軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)初步整理，用The SAS System V8軟件包進(jìn)行裂區(qū)試驗(yàn)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(yīng)，多重比較用 Duncan法；同時(shí)，進(jìn)行多項(xiàng)式回歸分析（RSREG過程）。采用DPS V7.05版軟件包對(duì)烤煙進(jìn)行系統(tǒng)聚類分析。

2 結(jié) 果

2.1 種植密度和施氮量互作對(duì)烤煙圓頂期農(nóng)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(shù)及莖圍均為高、中氮（二者無顯著差異）優(yōu)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(shí)，種植密度減小，有效葉數(shù)呈增加趨勢(shì)（低、中密除外）；莖圍變化趨勢(shì)與有效葉數(shù)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(xiàn)最好，中密中氮和中密高氮次之，高密低氮最差。密度只對(duì)莖圍而氮肥量則對(duì)株高、有效葉數(shù)、莖圍及上中下部葉面積產(chǎn)生顯著影響；氮密互作對(duì)莖圍、葉面積影響顯著。氮肥對(duì)生長發(fā)育影響最大，互作次之，密度較小。

表1 不同處理組合對(duì)烤煙圓頂期農(nóng)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(duì)烤煙產(chǎn)量和主要經(jīng)濟(jì)性狀的影響

從表2可知，對(duì)密度而言，中、高密度下，烤煙產(chǎn)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(duì)施氮量而言，低、高氮下，產(chǎn)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(chǎn)量變化趨勢(shì)（低密度除外）與產(chǎn)量相同。產(chǎn)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(chǎn)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(xiàn)最好，高密低氮和低密低氮最差。密度和氮肥對(duì)產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)影響顯著，產(chǎn)量、均價(jià)、單位肥料生產(chǎn)量及中上等煙比率均表現(xiàn)出顯著互作效應(yīng)，且氮素效應(yīng)最大，互作次之，密度較小。

表2 不同處理組合對(duì)烤煙產(chǎn)量和主要經(jīng)濟(jì)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(nóng)藝性狀、產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)性狀聚類分析

從圖1可知，可將9個(gè)處理組合分為5類，即A1B1和A3B1為一類，A2B1單獨(dú)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(nóng)藝性狀、產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)性狀分析可得出：表現(xiàn)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(duì)烤煙生長及產(chǎn)質(zhì)量的聚類分析結(jié)果Fig.1 Cluster analysis of growth, yield and economic character of flue-cured tobacco under different treatments

2.4 烤煙產(chǎn)量、產(chǎn)值與種植密度和施氮量間的相關(guān)性分析

從表3可知，種植密度與產(chǎn)量和產(chǎn)值均呈現(xiàn)一定負(fù)相關(guān)，施氮量則呈顯著正相關(guān)。偏相關(guān)分析結(jié)果顯示，在無施氮干擾時(shí)，密度均與產(chǎn)量和產(chǎn)值呈現(xiàn)一定負(fù)相關(guān)；而無種植密度干擾時(shí)，施氮量均與產(chǎn)量和產(chǎn)值呈顯著正相關(guān)?？梢姡┑繉?duì)產(chǎn)量和產(chǎn)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(chǎn)量、產(chǎn)值效應(yīng)呈二元二次雙曲面方程。經(jīng)顯著性檢驗(yàn)，該方程擬合度較好。產(chǎn)量（Y1）在 D=16 698 株/hm2，N=103.19 kg/hm2上有最大點(diǎn)，最大值為2 418.96 kg/hm2；產(chǎn)值（Y2）在 D=16 650 株/hm2，N=89.87 kg/hm2上有最大點(diǎn)，最大值為34 837 kg/hm2；產(chǎn)量和產(chǎn)值同時(shí)達(dá)到最大值時(shí)，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(chǎn)量和產(chǎn)值。

表3 烤煙產(chǎn)量、產(chǎn)值與密度和施氮量間的相關(guān)分析Table 3 Correlation analysis between yield/output value and density/ nitrogen rate.

表4 密度與施氮量的產(chǎn)量、產(chǎn)值效應(yīng)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(chǎn)量與品質(zhì)的關(guān)鍵時(shí)期，其農(nóng)藝性狀與煙葉產(chǎn)量密切相關(guān)[1-2]。有研究表明，施氮量和種植密度及其互作對(duì)烤煙農(nóng)藝性狀產(chǎn)生顯著影響，且因各地生態(tài)和土壤條件表現(xiàn)各異[3-5]。前期葉面積指數(shù)主要受施氮量影響，隨生育期推移，密度作用加強(qiáng)[5]。本研究表明，相同施氮下隨密度增加，有效葉數(shù)、莖圍、葉面積先增后減，與王倫梅等[16]和楊通隆等[17]研究結(jié)論一致。相同密度下，上中和下部葉面積和株高、有效葉數(shù)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(jié)論一致。因此，一定范圍內(nèi)隨施氮量增加，種植密度相對(duì)減少更有利于煙株個(gè)體發(fā)育尤其是大田后期生長，農(nóng)藝性狀表現(xiàn)更優(yōu)更穩(wěn)定。

烤煙產(chǎn)量和主要經(jīng)濟(jì)性狀是衡量施氮量和種植密度及其互作效應(yīng)的主要指標(biāo)[1-2]。在黔南地區(qū)，施純氮低于150 kg/hm2時(shí)，烤煙產(chǎn)值和上等煙比例隨氮肥用量增加而增加；當(dāng)施純氮量超過 150 kg/hm2，其產(chǎn)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(qū)，烤煙要求施氮量為105～112.8 kg/hm2[17]；在藏東南地區(qū)，施N量0～150 kg/hm2范圍內(nèi)，施氮量與烘烤后煙葉產(chǎn)量、產(chǎn)值顯著正相關(guān)[11]。李章海等[18]認(rèn)為在相同密度下，隨施氮量增加，烤煙產(chǎn)量顯著增加。李文璧等[5]認(rèn)為，低氮量下，增加種植密度可獲得較高產(chǎn)值；高氮下，增加密度不能增加產(chǎn)值，且使煙葉質(zhì)量下降。其他條件一定時(shí)，減小種植密度可增大煙株個(gè)體，但產(chǎn)量降低，適宜的種植密度可保證產(chǎn)量兼顧質(zhì)量[1-2]。本研究表明，氮肥一定時(shí)，適當(dāng)減小密度會(huì)使產(chǎn)量降低，但單位肥料生產(chǎn)量和煙葉品質(zhì)、產(chǎn)值均提高；提高密度，雖產(chǎn)量有所提高，但單位肥料生產(chǎn)量和煙葉品質(zhì)、產(chǎn)值效益均反而降低；中密組表現(xiàn)優(yōu)于低密組和高密組，且低密組表現(xiàn)較差。本試驗(yàn)條件下，秦?zé)?96種植密度控制在16 698 株/hm2。說明，種植密度對(duì)烤煙生長及經(jīng)濟(jì)性狀促進(jìn)作用須在適當(dāng)范圍內(nèi)，同時(shí)還要兼顧施氮量。種植密度一定時(shí)，施氮對(duì)烤煙生長及產(chǎn)量、產(chǎn)值影響顯著，中氮表現(xiàn)與高氮相當(dāng)，肥料利用效率也較高，且好于低氮。相關(guān)分析表明，烤煙產(chǎn)量和產(chǎn)值均與施氮量呈顯著正相關(guān)，本試驗(yàn)條件下秦?zé)?6氮肥用量控制在89.87 kg/hm2?？梢?，氮肥用量在一定范圍內(nèi)，對(duì)烤煙生長及產(chǎn)量、產(chǎn)值具促進(jìn)作用，超過閾值就會(huì)起阻礙作用，同時(shí)，要以烤煙種植密度為前提[1-6]。

尋求適宜的氮密組合是實(shí)現(xiàn)當(dāng)?shù)乜緹焹?yōu)質(zhì)高產(chǎn)高效的重要栽培技術(shù)措施[17-18]。本研究綜合分析，氮密互作對(duì)烤煙圓頂期農(nóng)藝、經(jīng)濟(jì)性狀產(chǎn)生顯著影響，在該試驗(yàn)條件下，低密中氮（A3B2）表現(xiàn)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(duì)烤煙有效葉數(shù)產(chǎn)生顯著影響；氮肥量對(duì)株高、有效葉數(shù)、莖圍及上中下部葉面積產(chǎn)生顯著影響；密度和氮素互作對(duì)莖圍、葉面積影響顯著；氮肥對(duì)烤煙生長發(fā)育影響最大，互作次之，密度較小。產(chǎn)量、均價(jià)、單位肥料生產(chǎn)量及中上等煙比率均表現(xiàn)出顯著互作效應(yīng)；氮素效應(yīng)顯著大于密度，密度的促進(jìn)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(xiàn)較好，高密中氮（A1B2）和低密中氮（A3B2）次之?？梢?，密度和氮肥必須兼顧才有利于烤煙生產(chǎn)[1-2,4-5,19-20]。

4 結(jié) 論

種植密度和施氮量及其互作均對(duì)圓頂期烤煙農(nóng)藝及經(jīng)濟(jì)性狀產(chǎn)生顯著影響，且氮素效應(yīng)最大，互作效應(yīng)次之，密度效應(yīng)較小；適宜的密度和氮肥量組合才能充分發(fā)揮其互作效應(yīng)，密度和氮肥量過高或過低均不利于烤煙生長及產(chǎn)質(zhì)量提高。因此，在實(shí)際生產(chǎn)中要注重優(yōu)化種植密度和氮肥用量，提高肥料和光能利用率，達(dá)到優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)高效。在陜南商洛地區(qū)，秦?zé)?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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