烤煙肥料養分投入及產出效益分析
——以攀枝花煙區為例

康 博，李 冰*，王昌全，曾慶賓，黃 容，茍寧倢，張宗錦

（1．四川農業大學資源學院，四川 成都 611130；2．四川省煙草公司攀枝花市公司，四川 攀枝花 617099）

烤煙是我國重要的經濟作物［1］。近年來，隨著烤煙種植規模擴大和連作年限增加，長期大量的化肥施用，引起肥料效應強但持續時間短，難以供應煙株后期生長，與煙株養分吸收規律不匹配，造成烤煙產質量下降，化肥利用效率低，同時還存在較高的環境污染風險［2-5］。作為一種葉用經濟作物，烤煙煙葉產量和品質受施肥措施的影響最大，肥料類型、施肥量及施肥時間能顯著影響烤煙田間生物性狀、經濟化學性狀和初烤后煙葉感官特征等［6］。張翔等［7］對河南烤煙施肥研究的結果表明，烤煙生產上氮、磷、鉀利用率僅分別為30%～40%、10%～25%、40%～50%，施肥措施和方法不當是導致化肥利用效率低、煙葉品質低的主要原因［6-9］。李靜等［10］、馬國雄［11］在烤煙肥料平衡和運籌管理研究中提出，烤煙產量等經濟性狀隨肥料用量先升高后降低，增施氮、磷、鉀肥類型不同，烤煙各項化學品質呈現不同的變化趨勢。由此可見，烤煙生產中肥料高投入并不一定高產出或高效益，而平衡烤煙施肥水平與烤煙產出效益是實現烤煙合理施肥、優質特色煙葉生產的保障。前人關于施肥調查和肥料養分投入的研究較多，但主要集中于糧食和果蔬作物［12-15］，而從肥料養分投入產出角度對烤煙進行深入分析鮮有報道。攀枝花作為四川主要植煙區，具備優越的自然條件，是全國典型煙葉生產基地。本文以攀枝花煙區為研究對象，調查分析攀枝花不同煙區烤煙施肥狀況，分析烤煙種植中單位肥料養分投入及產出效益，深入剖析土壤類型、田塊類型、前茬作物等對烤煙肥料養分投入及產出效益的影響，并提出烤煙生產中的施肥管理建議，以期為煙葉生產可持續發展提供科學依據和實踐指導。

1 材料與方法

1.1 研究區概況

攀枝花地處四川西南部，川滇中部高原，境內陽光充足，氣候溫暖，雨量充沛，且多為晝晴夜雨，無霜期長，地形地貌以中山、低山、丘陵和寬谷河壩為主，平均海拔1156 m，但全市海拔高度差達3258 m，植煙土壤類型主要為紅壤、紫色土，水稻土面積較少。本文在對歷年統計資料進行分析基礎上，根據烤煙種植歷史、管理方式和種植面積等選取攀枝花兩縣一區（米易縣、鹽邊縣和仁和區）具有代表性的烤煙生產區域（米易縣普威鎮、新山鄉、麻隴彝族鄉；鹽邊縣紅格鎮、紅果鄉、愛彝族鄉；仁和區平地鎮、大龍潭彝族鄉）開展土壤環境、烤煙施肥、烤煙產質量等方面的調查分析。

1.2 調查方法與內容

采用隨機抽樣方法，每個鄉/鎮選擇3 ～5 個村，每個村選擇3 ～5 個農戶進行調查，本次調查共涉及176 個農戶，采用實地調查與面訪式調查方法［16］。調查內容包括地塊基本情況（土壤類型、田塊類型、地塊面積等）、施肥情況（肥料類型、肥料養分含量、施肥次數、肥料用量、施肥時間等）以及茬口信息（前茬作物、經濟總產量、總產值等）。所調查烤煙品種均為攀枝花煙區具有代表性的云煙85、云煙87。

1.3 數據統計及分析方法

采用Excel 2010 對調查及試驗數據進行處理，包括對異常數據的剔除和有效數據的統計制表分析。化肥養分氮（N）、磷（P2O5）、鉀（K2O）含量按照化肥包裝袋上養分含量計算得出，有機肥的氮（N）、磷（P2O5）、鉀（K2O）含量按照參考文獻［17］測定。肥料養分投入量計算公式為：化肥氮（N）、磷（P2O5）、鉀（K2O）量（kg）=化肥氮（N）、磷（P2O5）、鉀（K2O）質量分數×化肥質量；有機肥氮（N）、磷（P2O5）、鉀（K2O）含量（kg）=有機肥氮（N）、磷（P2O5）、鉀（K2O）質量分數×有機肥質量；肥料總氮（N）、磷（P2O5）、鉀（K2O）=化肥氮（N）、磷（P2O5）、鉀（K2O）含量+有機肥氮（N）、磷（P2O5）、鉀（K2O）含量。根據變異系數確定變異程度［18］。

2 結果與分析

2.1 攀枝花煙區烤煙肥料投入量

從表1 可以看出，攀枝花煙區烤煙化肥平均投入量基追比接近1∶1，基肥化肥投入變異程度略高。鹽邊縣基肥和追肥中化肥投入量均高于米易縣，仁和區最低。有機肥投入量在6000 kg/hm2左右，仁和區投入量變化幅度小，投入量高；米易縣有施用有機肥的習慣，但投入水平略低。整個煙區基肥有機肥投入量屬于中等變異程度。

表1 攀枝花煙區烤煙肥料投入量

2.2 攀枝花煙區烤煙肥料N、P2O5、K2O 養分投入

從表2 可以看出，攀枝花煙區肥料養分總投入量差異較小，各區縣肥料養分N、K2O 投入量表現為鹽邊縣＞米易縣＞仁和區，P2O5投入量為米易縣＞鹽邊縣＞仁和區。化肥養分總投入量表現為鹽邊縣＞米易縣＞仁和區，有機肥養分總投入量為米易縣＞仁和區＞鹽邊縣。全市化肥養分總投入量占肥料總投入量的87%左右，化肥N、P2O5、K2O 投 入 量 分 別 是 有 機 肥 的2.85、12.13、9.06 倍。

表2 攀枝花煙區烤煙肥料養分投入量 （kg/hm2）

從肥料養分N、P2O5、K2O 投入比例來看（表3），攀枝花煙區烤煙肥料N∶P2O5∶K2O 為1∶1.34∶2.83，化肥養分N、P2O5、K2O 投入量占比分別達到74.02%、92.38%、90.09%。全市有機肥N∶P2O5∶K2O 為1∶0.39∶1.08，化肥P2O5和K2O投入比例分別為有機肥的4 和3 倍以上。3 個區縣化肥P2O5、K2O 投入比例均以米易縣最高，鹽邊縣最低，但肥料總養分投入比例呈不同變化趨勢，這與有機肥養分投入比例差異有關。此外，米易縣各種肥料K2O 投入比例均為最高，且化肥K2O 投入量占比略少，有機肥K2O 投入量占比略高。

表3 攀枝花煙區烤煙肥料養分投入比例

2.3 攀枝花煙區烤煙肥料產出效益

從表4 可知，攀枝花煙區烤煙產量平均為2803.60 kg/hm2，其中米易縣最高2998.50 kg/hm2，鹽邊縣最低2623.69 kg/hm2。從烤煙產值來看，僅米易縣產值超過50000 元/hm2，鹽邊縣最低，比全市平均水平低5613.19 元/hm2。攀枝花煙區烤煙產量和產值變異系數均以鹽邊縣最高，米易縣最低。全市烤煙中上等煙比例均值為71.50%，其中仁和區中上等煙比例較高，達到73.50%，且變異系數最低，鹽邊縣則反之。

表4 攀枝花煙區烤煙產出效益

綜合肥料養分投入和產出效益來看，攀枝花各植煙區烤煙產量、產值并不隨化肥和肥料總投入量增加而增加，但呈現隨有機肥總投入量尤其是N 投入量增加而增加的趨勢。肥料P2O5、K2O 投入比例可能顯著影響烤煙產出效益，表現出化肥P2O5、K2O投入比例增加可能增加烤煙產量、產值的趨勢，但肥料K2O 投入比例過高可能限制烤煙中上等煙比例。

2.4 烤煙養分投入產出影響因素分析

2.4.1 土壤類型

攀枝花煙區以紫色土烤煙肥料總投入量最高，達到611.54 kg/hm2，水稻土最低，為597.6 kg/hm2。其中紫色土肥料N、K2O 投入量最高，水稻土最低，肥料P2O5則以水稻土投入量最高。水稻土烤煙 產 量（＞2900 kg/hm2）、 產 值（＞53000 元/hm2）和中上等煙比例（＞75%）明顯高于紅壤和紫色土。據表5 可知，紫色土化肥N、P2O5、K2O 投入量最高，但其化肥P2O5和K2O 投入比例較低；水稻土有機肥總投入量最高，且有機肥P2O5投入量是N 的1.56 倍，明顯高于紅壤（1.26）和紫色土（1.36），故肥料P2O5投入比例較高；而紅壤有機肥和肥料P2O5、K2O 投入量和投入比例分別低、高于其他兩種土壤類型。綜上，紫色土肥料投入量較高但其烤煙產量、產值要低于水稻土，水稻土肥料投入量最低但產出效益最高，而有機肥投入量，尤其是有機肥N 投入可能是產生這一狀況的重要原因；紅壤烤煙產量、產值略高于紫色土但中上等煙比例較低的原因可能與有機肥和肥料P2O5投入量及投入比例有關。

2.4.2 田塊類型

表5 不同土壤類型烤煙養分供應及產出效益

不同田塊類型烤煙肥料總投入量由高到低依次為坡地605.1 kg/hm2、平壩593.10 kg/hm2、塝田591.15 kg/hm2（表6）。以坡地肥料N、K2O 投入量最高，平壩田最低，但后者肥料P2O5投入量最高，肥料N 與P2O5投入比為1∶1.24。從表6 可以看出，化肥P2O5、K2O 與N 的投入比例均為平壩最高（1.03、3.56 倍），坡地最低（1.02、3.45 倍）；有機肥和肥料P2O5投入量、投入比例均為平壩最高，塝田最低；塝田有機肥K2O 和肥料K2O 投入比例最高，分別達到N 投入量的2.13 和3.11 倍；坡地除了有機肥和肥料P2O5外其他養分投入量均為最高。不同田塊類型烤煙產量、產值和中上等煙比例均表現為平壩＞塝田＞坡地。綜合肥料養分投入分析可以看出，坡地烤煙產質量明顯低于平壩田的原因可能是化肥養分投入量過高而忽略了P2O5、K2O 投入比例，而平壩田產出效益高于其他田塊類型可能是化肥P2O5、K2O投入比例以及有機肥投入量較高。

2.4.3 前茬作物

表6 不同田塊類型烤煙養分供應及產出效益

不同前茬作物烤煙肥料總投入量以冬小麥最高，分別較豌豆、油菜和胡豆高5.1、14.24、21.89 kg/hm2（表7）。除肥料P2O5外，不同前茬作物間烤煙肥料養分投入量差值均未超過6 kg/hm2，總體差異較小；肥料K2O 投入量表現為豌豆和冬小麥前茬投入量高，而油菜和胡豆前茬較低；化肥N、P2O5投入量以豌豆和油菜前茬較高，冬小麥次之，胡豆最低，而化肥K2O 投入量特征與N、P2O5相似。從養分投入比例來看，肥料P2O5投入量和投入比例均為冬小麥前茬最高，胡豆最低，而有機肥K2O則表現相反。油菜和豌豆前茬N∶P2O5∶K2O 均為1∶1.23∶3.08，其中油菜化肥P2O5、K2O 投入比例最低。

表7 不同前茬作物烤煙養分供應及產出

豌豆前茬時烤煙產量和產值較高，分別為2818.59 kg/hm2和52353.82 元/hm2，而產量和產值最低分別是胡豆和油菜前茬烤煙。從表7 可以看出，豌豆前茬烤煙產量、產值最高，但其烤煙中上等煙比例較低，低于74.00%，而胡豆前茬產量雖低，但中上等煙比例為74.73%，達到最高。通過比較發現，化肥養分總投入量增加可能是豌豆前茬烤煙產量、產值略高但中上等煙比例較低的原因，而胡豆化肥養分投入量最小，其煙葉質量較高。

3 討論

3.1 烤煙肥料養分投入和產出效益

施肥是優質煙葉生產中除采收時間外最重要的人為因素，烤煙生產中施肥量、肥料種類、施肥時間和方法對烤煙產質量有十分重要的影響，科學、合理的施肥對生產優質適產的煙葉具有重要意義［19-20］。但在資金密集和技術密集的煙葉生產中，實現科學合理的肥料投入與效益產出的最佳平衡十分困難，尤其在不同植煙環境下［6，20］。通過對比不同植煙環境下烤煙施肥和產出效益的研究發現，不同地區達到最佳產出效益的推薦施肥模式差異較大［21-22］。在本研究中，攀枝花3 個縣區中鹽邊縣肥料總投入量高于米易縣，但鹽邊縣烤煙產質量遠低于米易縣；仁和區烤煙中上等煙比例略高于米易縣，但其產量、產值也遠小于米易縣。而產生上述情況的重要原因便是肥料的不合理投入。張福鎖等［5］表示高產出不是高投入的理由，高投入也不是高產出的必備條件；肥料的大量投入不一定增加烤煙產量、產值，甚至導致產量、產值下降，并且嚴重影響烤煙品質［23-24］。而適宜的氮磷鉀投入比例在土壤中表現出協同促進作用，而過量或高比例養分投入可能產生元素間的拮抗作用［25-27］；代曉燕等［28］通過不同鉀肥投入試驗表明高鉀肥投入對提高煙葉產量、產值非常有利，但烤煙中上等煙比例隨K2O 投入水平增加而降低；這與本研究中米易縣肥料養分投入產出狀況一致，其各種肥料K2O 投入比例和烤煙產量、產值顯著較高，但中上等煙比例未隨之增加。合理地施用有機肥不僅可以直接提升土壤肥力，有機肥和無機肥配合施用可以提高無機肥利用率和利用效率［3，29］。在本研究中，各植煙區縣有機N 占總施N 量的26%左右；這與唐莉娜等［29］研究結論相似，當有機N 施肥比例占總施N 量的25%時，烤煙各方面性狀表現較優，煙葉產質量均有所上升；但通過攀枝花烤煙施肥調查發現（表3），3 個區縣有機肥投入量變異系數達45.62%～53.69%，相較而言，化肥投入量變異系數為6.28%～17.37%，由此可推斷對有機肥施用的隨意性、盲目性可能是導致鹽邊縣烤煙產量、產值、中上等煙比例整體幅度和平均值較低的原因之一。

3.2 烤煙肥料養分投入產出影響因素

不同土壤類型養分供應規律不同，對烤煙產質量尤其是品質影響不同［30-31］。在本研究中，水稻土煙葉產量、產值及中上等煙比例均優于紅壤和紫色土，但水稻土化肥養分投入量最低。這與馬二登等［32］研究結果一致，在同等施肥條件下，水稻土在農藝性狀、產量、產值表現較優，并指出水稻土質地偏黏重，速效養分不易流失是主要原因；而陳若星等［31］在不同土壤類型對烤煙生長及品質特征研究中表明，紫色土在烤煙生育期內土壤生物學特征和供肥規律都利于煙葉生長和改善品質，但文中未涉及煙葉產量指標。據張宗錦等［33］對攀枝花6種植煙土壤養分調查顯示，攀枝花煙區紅壤和水稻土有機質含量較低，N、P2O5含量均以紅壤和紫色土較低，K2O 含量則表現為紅壤K2O 含量低于150 mg/kg的樣本量超過了50%。在本研究中，肥料總N、K2O 均以紫色土投入量最高，這與攀枝花紫色土養分特征相匹配，但其P2O5、K2O 投入比例較低，烤煙產量、產值也較低。究其原因，可能是紫色土多旱地和坡地煙，烤煙長勢較水稻田和平壩田弱，農戶在植煙中盲目追求煙株長勢而增施N 肥，忽略化肥P2O5、K2O 投入比例提高和有機肥的投入，從而導致烤煙肥料投入量高但產量、產值較低［6］。而紅壤煙地由于養分含量本身較低，但在烤煙時施肥投入量不足或投入比例不合理，加上紅壤分布地形涉及平壩、坡地和塝田，從而導致紅壤烤煙平均產量、產值較低。

據報道，山坡地相比平壩而言保水保肥能力差、耕層淺、有機質含量低［34］；而塝田由于地勢較高，灌溉條件差，不利于煙葉生產。李明海等［35］研究也表明山坡地烤煙產量較山間平地低30%左右。本研究中平壩田煙葉產量、產值以及中上等煙比例均優于塝田和坡地，而平壩田肥料N、K2O 投入量最低，坡地最高，但坡地有機肥投入量均偏低。同時攀枝花坡地、塝田主要為紫色土和紅壤，平壩田以水稻土較多，紅壤次之［36］；這也是坡地和塝田肥料投入高產出效益低的原因之一。綜上所述，土壤類型和田塊類型對烤煙產量、產值交互影響，而針對上述問題，攀枝花烤煙生產時也應考慮，以紫色土為主的坡地和塝田煙應在控制N 素投入基礎上提高P2O5、K2O 的投入比例，同時增加有機肥投入，達到紫色土土層厚度的提高和土壤肥力的長效提升［37］。對植煙紅壤來說，坡地和平壩田紅壤都應控制化肥投入并減小化肥P2O5的投入比例，增加有機肥尤其是有機肥P2O5的投入，將有機肥P2O5作為紅壤烤煙P2O5供應的重要來源，在維持P2O5養分供應同時降低土壤P2O5濃度，以期減少坡地P2O5的流失和平壩田P2O5的固定［38］。對平壩田水稻土而言，雖然肥料養分投入相對較少，但化肥投入量仍然較高，應在維持甚至提高當前產量、產值水平前提下盡量減少肥料尤其是化肥投入，提高肥料利用率，避免肥料浪費或長期積累影響煙葉質量。

有研究表明［39-40］，適宜的前茬作物對提升煙葉產質量具有重要影響，不同前作的施肥狀況、根系分泌物及殘留物會影響茬口土壤質量，進而影響烤煙生產。本研究中調查了冬小麥、胡豆、油菜和豌豆4 種前作，4 種前作烤煙產量為豌豆＞油菜＞冬小麥＞胡豆，烤煙產值為豌豆＞胡豆＞冬小麥＞油菜。這與李江舟等［41］研究結論有差異，其在研究中發現油菜前茬烤煙產量最高，其次是小麥和豌豆，產值狀況為小麥＞豌豆＞油菜；彭云等［42］對5 種前茬作物烤煙產量、產值研究中發現兩個不同生態區油菜和小麥前茬產量、產值對比結果相反。由此可見，不同前茬作物烤煙產量、產值與地區氣候、土壤等條件有關，與前作施肥習慣也密切相關。在本研究中，4 種前茬烤煙肥料N、P2O5、K2O的投入量均以胡豆最低，油菜第3 位；N、P2O5的投入以冬小麥最高，豌豆次之，K2O 投入則相反。研究表明，小麥等是耗地作物，油菜、豆類屬于養地作物［43］，室內培養和田間試驗也表明，種植十字花科作物（油菜）后土壤比非十字花科作物（小麥）礦化更多無機N［44］。而攀枝花煙區冬小麥前茬烤煙肥料投入高、產量低的原因可能是冬小麥消耗更多的土壤養分，因此，在小麥前茬時烤煙季肥料投入可小幅增加N、K2O 投入比例，相對減小P2O5投入比例。油菜前茬時烤煙需減少前期N 肥施用量，豆科作物考慮其固氮作用，對后茬烤煙生長具有一定促進作用，但要控制N 素投入［40，45］。

4 結論

攀枝花煙區烤煙肥料氮投入水平為116.74 kg/hm2，N、P2O5、K2O 投 入 比 為1∶1.34∶2.83，有機肥N、P2O5、K2O 投入量約占肥料總投入量的26%、8%、12%，且其投入量變異系數高達45.62%～53.69%，有機肥施用隨意性較高。有機肥和肥料投入比例對攀枝花不同植煙縣區烤煙產量、產值影響較大，其中以有機肥投入尤其是有機肥N 投入以及化肥P2O5、K2O 投入比例最為顯著；化肥P2O5、K2O 投入比例過高可能增加烤煙產量、產值，但肥料K2O 投入比例過高可能影響烤煙中上等煙比例。

土壤類型和田塊類型對烤煙肥料養分投入和產出影響較顯著，以水稻土和平壩田肥料養分投入量最少，但產量、產值分別比其他兩種土壤和田塊類型高1.07 ～1.08、1.06 ～1.3 倍，不同前茬作物烤煙肥料投入和產出效益差異較小，以胡豆和豌豆前作烤煙產出效益較優。

總體來看，攀枝花煙區應在控制肥料養分投入總量基礎上，降低化肥投入量和投入占比，增施有機肥，重視有機肥對肥料養分投入的協調作用，并重點針對紫色土和紅壤坡地，調整化肥P2O5、K2O投入比例；合理調節不同前作模式下烤煙肥料養分投入，推廣豆科作物前作的烤煙輪作模式。