不同水肥條件對烤煙產量和質量的影響

陳振國+李進平+馮吉

摘要：為探討在大田生長過程中，土壤水分和氮肥互作對烤煙產量、品質的影響，2016年在保康縣進行了水肥耦合試驗。結果表明，增加土壤水分含量或施肥量均可促進烤煙的生長發育，提高產量和產值；高水+高肥處理的水肥互作效應明顯，能取得較高的產量和產值。綜合不同水肥條件對烤煙產量、產值、內在化學成分、評吸質量的影響，結果施氮量5～6 kg/667 m2，同時采取保水灌溉措施，能明顯提高烤煙的產值和品質；但在沒有灌溉的條件下，應降低施氮量，施氮量以5 kg/667 m2為宜。

關鍵詞：烤煙；水分；氮肥；水肥耦合；產量；質量

中圖分類號：S572：S365 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2018）02-0087-05

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2018.02.022

Abstract： Aimed to research the effect of interaction between soil moisture and fertilizer on yield and quality of flue cured tobacco in the growth of field， the experiments of water and fertilizer coupling were conducted in Baokang county in 2016. The results showed that increasing soil moisture content or fertilizer rate could promote the growth and development， yield and quality of flue-cured tobacco. The interaction between soil moisture and fertilizer was significant in the treatment with high rate of soil moisture content and fertilizer， which could lead to higher yield and quality of flue-cured tobacco. Considering different effects of soil moisture and fertilizer on yield， production value， intrinsic chemical composition and smoking quality of the flue-cured tobacco， nitrogen application rate was advised as 5～6 kg/667 m2. Furthermore， water irrigation measures could significantly improve the production value and quality of flue-cured tobacco； under the condition of no irrigation， the nitrogen application rate should be reduced to 5 kg/667 m2.

Key words： flue cured tobacco； water； nitrogen fertilizer； water and fertilizer coupling； yield； quality

中國的煙草種植面積和總產量均居世界首位[1]，煙葉生產在中國國民經濟中占有重要地位。水分和肥料是影響煙草生長發育和煙葉質量的兩大生態因素，也是人們有效調控煙草產量和質量的主要手段[2-4]，兩大因素之間存在著密切的相互關聯、相互制約關系。水肥關系失調意味著植物生長過程的衰退甚至停止，因此確定合理的施肥量，必須與水分狀況緊密結合[5，6]。現在利用水肥耦合作用原理，根據不同作物需水、需肥特性，將灌溉與施肥有機地協調起來，提高水肥利用效率，已在一些經濟作物上取得了顯著的效果[7-10]；然而目前國內外有關煙草水肥交互作用及耦合模式的報道較少。20世紀80年代以來，國內的土壤肥料、農學等科技工作者在氮素供應對煙草產量和品質形成過程的影響、煙草合理施用氮肥、提高煙田氮肥利用率和土壤植物系統氮循環及其調控等方面展開了較為系統深入的研究，取得了建立在充分灌溉基礎之上的煙草養分吸收、氮肥運籌規律等成果[11-15]。汪耀富等[4]的研究發現，單施有機肥對煙草產量影響不大，但會顯著降低上等煙比例和總氮、煙堿含量；灌水可以顯著提高烤后煙葉鐵、鋅含量和產量以及上等煙比例。但是現有的研究多為單因子比較，即在控制一定灌溉條件（充分灌溉）下來探討不同的施肥水平、施肥措施等對煙草礦質營養吸收和分配、產量及品質形成的影響；或者控制相同的施肥水平，研究節水灌溉對煙草生長發育和產量的影響。這些研究較難反映出水肥交互作用對煙草產量、品質的影響及相互關系，亦難弄清以肥調水、以水促肥的基本原理。為此，課題組開展了不同水肥條件對烤煙產量和質量的影響試驗，旨在比較大田生長過程中土壤水分和氮肥互作對烤煙產量、品質的影響及相互關系，從而為指導煙葉大田生產灌溉和施肥提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗地及材料

試驗于2016年在湖北省保康縣馬良鎮和平村實施，該村海拔890 m，供試品種為烤煙K326，試驗地耕作層（0～20 cm）土壤基礎肥力（5點取樣法）是堿解氮含量為141.14 mg/kg、速效磷46.72 mg/kg、速效鉀278.46 mg/kg、有機質5.46 g/kg，pH為6.15；土壤的飽和持水量為27.5%。氮肥用硝酸銨或含硝態氮40%左右的煙草專用復合肥，磷肥用過磷酸鈣，鉀肥用硫酸鉀或硝酸鉀。endprint

1.2 處理及設計

試驗采用兩因素三水平裂區試驗設計，主區為灌水3個處理，其中處理A為壟溝覆膜保水加灌溉、處理B為不灌水加隔壟溝覆膜保水、處理C為不灌水；副區為氮用量3個處理，其中處理1為N用量5 kg/667 m2、處理2為N用量6 kg/667 m2、處理3為N用量7 kg/667 m2，N∶P2O5∶K2O=1∶1∶2.5；共9個處理組合，各處理組合設置見表1。副區植煙60株，4行區，副區之間壟溝下埋薄膜，防止養分相互滲透。隨機排列，重復3次。灌水處理的灌水方法為膜上灌溉，具體灌水時間可在各時期干旱時進行，原則是盡可能達到各時期的土壤適宜含水量。

1.3 方法

移栽期在2016年5月10日，采用凹型結合壟，寬窄行（雙行）移栽，灌溉行距為110 cm，操作行距為120 cm，株距50 cm；施肥方法上以70%的氮肥、鉀肥和100%的磷肥作基肥，其中60%的氮肥結合“三先”技術在移栽前15 d施肥起壟并待墑蓋膜，10%的氮肥結合移栽作穴肥，要求與土壤混合均勻。30%的氮肥、鉀肥作追肥，在移栽后15-20 d施完。

1.4 測定

1.4.1 煙苗移栽前土壤測定 用5點取樣法于移栽前測定煙田0～10、10～20、20～30、30～40 cm土層的土壤容重、孔隙度、含水量、最大田間持水量以及堿解氮、銨態氮、硝態氮、速效磷和速效鉀含量。

1.4.2 煙苗移栽后土壤測定 用5點取樣法分別于移栽后3、5、7、9、11、13、15周和采收結束時測定煙田0～10、10～20、20～30、30～40 cm土層的土壤容重、孔隙度、含水量以及堿解氮、銨態氮、硝態氮、速效磷和速效鉀含量，灌水前1 d和灌水后3-5 d各加測1次。

1.4.3 煙株測定 分別于移栽后3、5、7、9、11、13、15周和采收結束時每小區取具代表性煙株3株，沖洗干凈根后拍照，稱取其鮮重，并在105 ℃下殺青，60 ℃烘干，測定根、莖、葉（打頂后分上、中、下部位）的干物質積累量，根、莖、葉樣品單獨烘干粉碎，過60目篩后備礦質營養成分含量測定。

1.4.4 農藝性狀測定 煙苗移栽后每10 d測定1次煙株的株高、莖圍、單株葉面積、最大葉面積（長×寬），每小區選6株，定點觀測，分別記載。對大田生長打頂時的農藝性狀進行歸總分析。

1.4.5 經濟性狀測定 采收結束后，統計各處理煙葉的單葉重、產量、產值、均價、上等煙比例等經濟性狀。

1.4.6 烤煙內在化學成分測定 取各處理C3F和B2F煙葉各2 kg，分析烤后煙葉的常規化學成分，其中總氮含量采用過氧化氫-硫酸消化法-半微量定氮法[16]測定，還原糖含量采用伯川法[17]測定，鉀含量采用火焰光度法[18]測定，煙堿含量采用紫外分光光度法[19]測定；計算氮堿比、糖堿比。

1.4.7 烤煙感官評吸質量鑒定 取各處理C3F和B2F煙葉各2 kg，由湖北省煙草科學研究院卷制后組織業內專家進行評吸，鑒定感官評吸質量，指標有香氣質（賦值18分）、香氣量（賦值16分）、雜氣（賦值16分）、刺激性（賦值20分）、余味（賦值22分）、燃燒性（賦值4分）、灰色（賦值4分）。

1.5 數據處理

試驗所得數據采用Microsoft Office Excel 2010程序處理，并用其制表；運用SPSS 19軟件進行統計分析。

2 結果與分析

2.1 主處理的煙田土壤平均含水量

為了解不同主處理對烤煙大田生長期間土壤含水量的影響，在試驗的過程中，對各主處理的0～40 cm土壤平均含水量采用烘干法進行了測定，并計算出了其相對含水量，結果見表2。從表2可以明顯看出，在各時期土壤的相對含水量上，主處理A、B的差異不大，但處理A、B都明顯的高于處理C，其中在伸根期提高了近9個百分點，在旺長期和成熟期提高了5個百分點左右。說明采用雙行結合壟并用薄膜覆蓋可有效地降低土壤水分的蒸發，具有良好的保水效果。處理A和處理B之間差異不明顯是因為2016年在烤煙大田生長季節里沒有出現明顯的旱情，從而沒有進行膜上灌溉造成的。故以下針對處理A、處理C的結果進行分析。

2.2 不同處理對烤煙生長發育的影響

為了解不同處理組合對烤煙生長發育的影響，試驗過程中對烤煙在大田生長打頂時的農藝性狀進行了測定，結果見表3。從表3可以看出，在主處理上，隔壟溝覆膜保水、干旱時灌水的處理A明顯的高于常規壟型的不灌溉處理C，說明土壤含水量高的處理更有利于烤煙正常生長發育。在副處理上可以看出，主處理在施氮量范圍內，隨著施氮量的增加，其農藝性狀的各項指標有升高的趨勢，說明在試驗條件下，隨著施氮量增加有利于烤煙的生長發育。綜合來看，隔壟溝覆膜保水、干旱時灌水、施氮水平在7 kg/667 m2處理的效果最好。

2.3 不同處理對烤煙產量、質量的影響

2.3.1 對烤煙產量、產值的影響 在烤煙調制結束后，按照烤煙42級分級標準對各處理組合進行分級統計產量、產值、均價、上中等煙比例，并對產量、產值作方差分析，結果見表4。從表4可見，在主處理上，產量和產值均表現為隔壟溝覆膜保水、干旱時灌水的處理高于常規壟、不灌水的處理；在副處理內，產量和產值隨著施氮量的增加而增加。在調制后煙葉的上中等煙比例和均價上，各處理的變化趨勢與產量和產值的變化趨勢相同。說明在試驗處理范圍內，隨著土壤含水量的升高，可有效地提高烤煙的產量、產值、上中等煙比例和均價；在同一水分處理下，隨著氮用量的增加，烤煙的產量和產值可以得到提高。方差分析結果表明，產量上，處理A3與C1之間存在極顯著差異（P<0.01），A2、C3、A1與C1之間存在顯著差異（P<0.05），處理C2與C1之間差異不顯著（P>0.05）；在產值上，處理A3與C2、C1之間存在極顯著差異（P<0.01），處理A2與C1之間存在極顯著差異（P<0.01），處理A1、C3與C1之間存在顯著差異（P<0.05）。這個結果說明，隨著施氮量的增加，烤煙的產量增加，在施氮量較高的情況下，配合較高的土壤含水量，才能使烤煙取得較高的產量、產值；在對烤煙產值的影響上，土壤含水量為主效因素。endprint

2.3.2 對烤煙內在化學成分的影響 煙草內在質量和其燃燒后的煙氣成分都與煙葉的內在化學成分密切相關，為了比較不同處理對烤煙內在質量的影響，試驗在調制后，取各處理的上部煙葉樣和中部煙葉樣進行了常規化學成分測定，結果見表5。從表5可以明顯地看出，在煙葉的煙堿和總氮含量上，上部葉和中部葉在各處理上所表現的趨勢基本相同，多表現為在主處理間處理A<處理C，說明隨著大田生長階段土壤含水量的降低，其煙堿含量增加，總氮有升高趨勢；在副處理內，多數是處理1<處理2<處理3，說明隨著施氮量的增加，煙葉的煙堿、總氮含量增加；在處理A內，不同副處理間的煙堿、總氮含量差異明顯小于處理C內不同副處理間煙堿、總氮含量。說明在土壤水分含量高的情況下，施氮量的增加對煙葉煙堿、總氮含量的影響較小，而在干旱條件下，施氮量的增加對煙葉煙堿、總氮含量的影響較大。煙葉的糖堿比、氮堿比反映了煙葉內在化學成分的協調性，糖堿比接近10的烤煙質量好，一般在6～10；氮堿比接近1為好。在煙葉的糖堿比、氮堿比上，表5顯示，在主處理上，處理A與處理C相比，前者的糖堿比、氮堿比更趨于協調；在副處理內，煙葉的糖堿比表現為處理1>處理2>處理3，說明土壤含水量高，可促進烤煙內在化學成分的協調；在相同的水分條件下，隨施肥量的增加，烤煙內在化學成分的協調性有變劣的趨勢，其中在土壤水分條件差的情況下則表現得更為明顯。烤煙煙葉的糖堿比隨著施氮量的增加而降低；而煙葉的氮堿比表現不明顯。總的來看，低施氮量和較高的土壤含水量有利于提高煙葉內在化學成分的協調性。

2.3.3 對烤煙感官評吸質量的影響 專家評吸結果見表6。從表6綜合得分來看，在主處理上，處理A的總體評吸質量要高于處理C；在副處理內表現為隨著施肥量的增加，其處理煙葉的內在評吸質量有降低的趨勢。說明提高土壤含水量，有利于烤煙內在質量的形成，在相同的土壤水分含量情況下，增加施肥量會降低烤煙內在品質。從試驗設置的處理來看，A1處理烤煙評吸質量最好，即較高的土壤含水量和施氮量5 kg/667 m2有利于提高烤煙的評吸質量。

3 小結與討論

試驗結果表明，煙田采用雙行結合壟可以有效地保水，提高土壤水分含量，從而促進烤煙的正常生長。隨著施肥量的增加，可促進烤煙的生長發育。總的來看，保水灌溉、7 kg/667 m2施氮量處理的效果最好，與低水平的水分處理相比，在有效葉上可提高2片左右，株高可增加10 cm；在施氮量較高的情況下，配合較高的土壤含水量，才能使烤煙取得較高的產量、產值；在對烤煙產值的影響上，土壤水分為主效因素；對烤煙內在化學成分的影響上，在土壤水分含量高的情況下，施氮量的增加對煙葉煙堿、總氮含量的影響較小，而在干旱條件下，施氮量的增加對煙葉煙堿、總氮含量的影響較大，隨著施氮量的增加，煙葉煙堿、總氮含量增加。土壤含水量高，可促進烤煙內在化學成分的協調，在相同的水分條件下，隨施肥量的增加，烤煙內在化學成分的協調性有變劣的趨勢，這在土壤水分條件差的情況下表現得更為明顯。在對煙葉的評吸質量影響上，隨著土壤相對含水量的升高，其香氣質、香氣量、雜氣、余味均有變優的趨勢，刺激性的變化趨勢不明顯；在副處理中，其香氣質、香氣量、雜氣、刺激性、余味均隨施氮量的增加有變劣的趨勢，其中土壤相對含水量較低的不灌溉處理較為明顯；綜合評吸質量得分方面，提高土壤含水量有利于烤煙內在質量的形成，在相同的土壤水分含量前提下，增加施肥量會降低烤煙內在品質。只有水肥協調，才有利于促進烤煙的正常生長發育，提高其產量質量。綜合不同水肥條件對烤煙產量、產值、內在化學成分、評吸質量的影響，施氮量5～6 kg/667 m2，同時采取保水灌溉措施能明顯提高烤煙的產值和品質；不過在沒有灌溉的條件下，應降低施氮量，施氮量以5 kg/667 m2為宜。

參考文獻：

[1] 訾天鎮，郭月清.煙草栽培[M].北京：中國農業出版社，1996.

[2] SIFOLA M I，POSTIGLIONE L. The effect of nitrogen fertilization and irrigation on dry matter partitioning，yield and quality of tobacoo（Nicotiana tabacum L.）. Burley type[J].Agricoltura Mediterranea，2002，132：33-43.

[3] CAO Z H，MINER G S，WOLLUM A G. Effect of nitrogen source soil acidity on nitrogen use efficiencyand growth of flue cured tobacco[J].Tobacco Sci，1992，36：57-60.

[4] 汪耀富，孫德梅，李群平，等.有機肥與無機肥配施及灌水對烤煙養分含量及產量、品質的影響[J].河南農業大學學報，2003， 37（7）：237-252.

[5] 張秋英，劉曉冰，金 劍，等.水肥耦合對大豆光合特性及產量品質的影響[J].干旱地區農業研究，2003，21（1）：47-49.

[6] RAJPUT R L，KAUSHIK J P，VERMA O P. Consumptive water use efficiency and moisture extraction pattern of soybean as influenced by irrigation，phosphorus and row spacing[J].Haryana Journal of Agronomy，1991，7（1）：1-6.

[7] 錢蘊壁，李英能，楊 剛，等.節水農業新技術研究[M].鄭州：黃河水利出版社，2002.

[8] 張和平，劉曉楠.黑龍港地區冬小麥生產中水肥關系及其優化灌水施肥模型研究[J].干早地區農業研究，1992，10（1）：32-38.

[9] 孫志強.隴東旱地水肥產量效應研究[J].干早地區農業研究，1992， 10（4）：57-61.

[10] 李世清，李生秀.水肥配合對玉米產量和肥料效果的影響[J].干早地區農業研究，1991，9（1）：47-53.

[11] 韓錦峰，史宏志，官春云，等.不同施氮水平和氮素來源煙葉碳氮比及其與碳氮代謝的關系[J].中國煙草學報，1996，3（1）：19-15.

[12] 周冀衡，朱顯靈，汪鄧民.不同氮肥形態、濃度對煙草生長和鉀素吸收影響的研究[J].中國煙草學報，1996，3（1）：70-73.

[13] 韓錦峰，史宏志，王彥亭，等.不同氮量和氮源的煙葉高級脂肪酸含量及其與香吃味的關系[J].作物學報，1998，24（1）：125-128.

[14] 馮柱安，彭桂芬.不同氮素形態對烤煙品質影響的研究[J].中國煙草科學，1998（4）：11-15.

[15] 郭培國，陳建軍，鄭燕玲.氮素形態隨烤煙光合特性影響的研究[J].植物學通報，1999，16（3）：262-267.

[16] YC/T 33-1996，煙草及煙草制品 總氮的測定 克達爾法[S].

[17] 王瑞新.煙草化學[M].北京：中國農業出版社，2003.

[18] YC/T 173-2003，煙草及煙草制品 鉀的測定 火焰光度法[S].

[19] YC/T 34-1996，煙草及煙草制品 總植物堿的測定 分光光度法[S].endprint