基于連續三年定點試驗的烤煙施肥技術研究

龔 林，倪 霞，代惠娟，郭山虎，陳 華，陳 旭，李文陸，趙 芳，查宏波，陳玉杰，劉 敏，王明振，肖家繁，李德文

(1.云南省煙草公司昭通市公司，云南 昭通 657000；2.河北中煙工業有限責任公司，石家莊 050051；3.湖南中煙工業有限責任公司，長沙 410014；4.云南云葉化肥股份有限公司，昆明 650217)

【研究意義】烤煙是中國重要的經濟作物之一[1]，主要經濟價值在于其葉片。因此，在烤煙生產的過程中，提高煙葉產量和品質極為重要。在煙株生長發育過程中，各種養分含量對其生長和養分吸收的影響很大。其中，氮、磷、鉀是烤煙需求量較多的元素[2]，也是影響煙株生長發育的主要元素[3]，對煙株的生長和煙葉產量與品質的形成有重要的作用。其中氮元素對烤煙產量和品質的影響最大，能改善煙葉理化性狀、化學性狀和生物學性狀[4-5]，磷元素具有促進植株生理代謝，加速細胞分裂，促進煙葉早熟的作用，能增進烤煙色澤、香味，提高煙葉品質[6]。而不同的氮磷配方對煙草的生長有著重大影響，當植株吸收了氮素后，要迅速合成蛋白質，若是缺磷則非蛋白質氮化合物增多，蛋白質減少，導致植株生長緩慢[7]。因此合理施用氮肥及磷肥是煙草栽培的關鍵，也是影響煙葉中各種化學元素的關鍵。【前人研究進展】隨著現代社會工業化的發展、人口的增加，集約農業及市場經濟的壓力，導致人們在農、林、蔬菜及高經濟價值植物的栽培和耕種中，常常進行連作或連栽，而隨著栽培年限的延長，作物連作障礙問題日趨嚴重，制約了農業可持續發展，成為農業生產亟待解決的問題[8]。烤煙是忌連作的作物。連作以后，即使在正常管理的情況下，也會產生產量降低、煙葉品質變劣和生育狀況變差的現象，這一現象就是煙草連作障礙[9]。烤煙的連作效應主要體現在煙田土壤環境惡化、煙株根系微生態失調、養分吸收效率大幅降低、煙株生長狀況變差和病害加重等方面[10-11]，會造成烤煙產質量降低[12]，從而影響當地經濟效益。【本研究切入點】針對烤煙連作障礙的相關研究已有較多報道，但利用正交試驗在常年連作地塊連續3年對煙草施肥技術研究的報道較少。【擬解決的關鍵問題】選取連作狀態下的田塊，連續3年在同一地點采用不同氮肥施用量及氮磷配比的施肥方式，旨在通過定點試驗找出連作狀態下養分吸收利用率最高的施氮量及氮磷配比，達到提高煙葉產量和品質的目的。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗在昭陽區布嘎鄉花鹿坪村14組進行，試驗地塊基本平整，土壤肥力中等、均勻；種植方式：烤煙—冬閑—烤煙，連作時間10年；試驗時間為2016—2018年。

1.2 試驗材料

供試品種：云煙87(當地推廣品種)；供試肥料：復合肥(N-P2O5-K2O =11-14-22)、硝酸鉀(N-P2O5-K2O =13.5-0-44.5)、硫酸鉀(K2O≥50%)。

1.3 試驗設計

通過連續3年的定點試驗確定長年連作情況下烤煙最佳的施氮量和最適的氮磷配比。試驗采用單因素隨機區組設計，設7個處理，3次重復，共21個小區，每個小區植煙56株，每小區植煙不少于4行。每個小區單獨理墑、單獨施肥，確保每個小區連續3年的施肥模式一致。處理T1：施氮量為75 kg/hm2，m(N)∶m(P2O5)∶m(K2O)=1∶1.2∶3；處理T2：施氮量為75 kg/hm2，m(N)∶m(P2O5)∶m(K2O) =1∶1.8∶3；處理T3：施氮量為97.5 kg/hm2，m(N)∶m(P2O5)∶m(K2O) =1∶1.2∶3；處理T4：施氮量為97.5 kg/hm2，m(N)∶m(P2O5)∶m(K2O) =1∶1.8∶3；處理T5：施氮量為120 kg/hm2，m(N)∶m(P2O5)∶m(K2O) =1∶1.2∶3；處理T6：施氮量為120 kg/hm2，m(N)∶m(P2O5)∶m(K2O) =1∶1.8∶3；處理T7(CK)：空白對照，不施肥。

1.4 測定項目及方法

1.4.1 主要生育期記載 記載各處理煙株的主要生育期，包括播種期、出苗期、移栽期、團棵期、現蕾期、中心花開放期、腳葉成熟期、腰葉成熟期、頂葉成熟期，并對大田生育期進行記錄、對比。

1.4.2 植物學性狀記載 觀察記載各處理的植物學性狀，包括株型、葉型、葉色、莖葉角度、主脈粗細、田間整齊度、成熟特性、生長勢。

1.4.3 農藝性狀調查 各處理隨機選15株有代表性的煙株，固定掛牌標記，按照YC/T 142—2010煙草農藝性狀調查測量方法，觀察測定株高、葉片數、莖圍、節距及腳葉、腰葉和頂葉的葉長和葉寬。

1.4.4 病害發生情況調查 按照GB/T 23222—2008 煙草病蟲害分級及調查方法在各處理的團棵期、旺長期和采烤前進行病害調查，比較各處理的抗病性。

1.4.5 原煙外觀質量及經濟性狀統計 各處理煙葉在正常成熟時進行掛牌烘烤，觀察各處理原煙外觀質量，包括成熟度、顏色、光澤、油份、葉片結構、葉片厚度和單葉重；統計各處理的煙葉經濟性狀，包括公頃產量、公頃產值、均價、上等煙比例、中等煙比例等。

1.4.6 煙葉化學成分分析 每個處理取上部、中部和下部煙葉送云南同川農業分析測試技術有限公司測定煙葉的總糖、還原糖、總氮、煙堿、氧化鉀和氯離子等化學成分，具體檢測方法如表1所示。

表1 煙葉檢測方法

1.5 數據處理

采用SPSS 17.0軟件中的Duncan法對主要農藝性狀、病害發病率和病情指數等指標進行方差分析和多重比較。

2 結果與分析

2.1 主要生育期

由表2可知，各處理同一年份生育期表現一致，且隨著時間的推移，年與年間生育期雖略有不同，但無顯著差異。處理T7(CK)相比其它處理前期生長相對緩慢，后期出現早花現象且提前完成成熟落黃，大田生育期整體縮短。施氮量最大的處理T5和處理T6的大田生育期和落黃均有所延遲，可見施氮量與煙葉的成熟有一定關系，為保證煙葉的適時落黃，要合理控制氮肥施用量。

表2 生育期調查

2.2 植物學性狀

由表3可知，各處理連續3年的植物學性狀表現一致，隨著施氮量的增加，煙株的葉色由淺綠到深綠逐漸加深；處理T7(CK)與其他處理相比其莖葉角度中等，田間整齊度差，脫肥導致全株落黃；栽后25 d，各處理長勢均表現為中，栽后50 d，處理T1、T2長勢為中，處理T3、T4、T5、T6長勢為強，處理T7(CK)長勢為弱；而不同處理在施氮水平相同條件下，兩種氮磷配比植物學性狀表現無明顯差異。

表3 植物學性狀調查

續表3 Continued table 3

2.3 農藝性狀

由表4可知，隨著試驗時間的推移，不同年份間對比，處理T1至處理T6的株高和莖圍均呈先上升后下降趨勢，處理T7(CK)的株高和莖圍均呈下降趨勢；處理T1至處理T7的有效葉片數和腳葉的長寬均呈下降趨勢；處理T1至處理T6腰葉的長寬呈先上升后下降趨勢，處理T7(CK)腰葉的長寬呈先下降后上升趨勢；處理T1至處理T6頂葉的長寬整體呈上升趨勢，處理T7(CK)頂葉的長寬呈先上升后下降趨勢。整體來看隨著種植年限的延長，烤煙農藝性狀指標整體表現呈下降的趨勢，而增加施氮量和提高氮磷配比可以在一定程度上緩解農藝性狀指標下降趨勢。從同一年份各處理農藝性狀指標的表現來看，處理T7(CK)其主要農藝性狀指標均顯著低于處理T1至處理T6；而隨著施氮量的增加，烤煙農藝性狀指標的表現呈遞增趨勢；在施氮量相同的情況下，施磷較多的處理煙株更高、有效葉數更多。

表4 主要農藝性狀調查

2.4 病害發生情況

由表5可知，隨著試驗時間的推移，試驗地病害的發生情況整體呈先上升后下降的趨勢，且2018年病害發生情況較2016年嚴重；黑脛病、根黑腐病、根結線蟲病和番茄斑萎病的發生趨勢一致，馬鈴薯Y病毒病和蝕紋病的發生呈上升的趨勢。同一年份，不施肥處理的病害發生程度高于其余處理，施肥處理之間病害的發生情況差別不大。

表5 各處理主要病害病情指數調查

2.5 原煙外觀質量

由表6可知，隨著試驗時間的推移，各處理的油份整體呈減少的趨勢，單葉重整體呈增加的趨勢。同一年份各處理原煙外觀質量均表現為成熟，除處理T7(CK)外顏色均為桔黃，光澤均為強，油分均為有至多，葉片結構除處理T5、T6外均為疏松；葉片厚度處理T5、T6的稍厚，處理T7(CK)的稍薄，其余處理適中；單葉重處理T7(CK)的偏低，處理T5、T6的稍重，其余處理適中。整體看不施肥直接影響煙葉的顏色、光澤、油份和葉片厚度，施肥量過多增加葉片的厚度、重量，同時影響煙葉的葉片結構。

表6 原煙外觀質量調查

續表6 Continued table 6

2.6 經濟性狀

由表7可知，除中等煙外，處理T7(CK)與其余處理在產量、產值、均價、上等煙方面有明顯差異。隨著試驗時間的推移，試驗地的產量呈上升的趨勢，其中以處理T4、T5的上升趨勢最為明顯；試驗地的產值、均價和上等煙比例呈先上升后下降的趨勢，其

表7 經濟學性狀調查

中2018年的產值較2016年高，2018年的均價和上等煙比例較2016年低；試驗地的中等煙比例呈先下降后上升的趨勢，且2018年的中等煙比例較2016年高。2016年的產量、產值、均價和上等煙比例均以處理T4的最高；2017年的產量、產值、均價和上等煙比例均以處理T6的最高，處理T3、T5次之；2018年的產量和上等煙比例以處理T5的最高，產值和均價以處理T4的最高。

2.7 原煙化學成分分析

由表8可知，隨著試驗時間的推移，總糖含量整體呈下降趨勢，以處理T7(CK)降幅最為明顯，處理T1、T3、T6次之，處理T4、T5稍小；各處理還原糖含量整體呈下降趨勢，以處理T6、T7(CK)降幅最為明顯，處理T1、T3、T5次之，處理T2、T4稍小；各處理總氮含量整體呈先下降后上升的趨勢，總氮含量整體2018年高于2016年，其中處理T7(CK)增幅最大，處理T1、T3、T6次之，處理T2、T5稍小，處理T4最小；各處理煙堿含量整體呈上升趨勢，其中處理T1增幅最大，處理T3、T4、T7次之，處理T2、T5、T6稍小；各處理的鉀含量整體呈先下降后上升趨勢，鉀含量整體2018年高于2016年，其中處理T1增幅最大，處理T3-處理T7次之，T2最小；各處理的氯離子含量差別不大，均偏低。

表8 各處理中部煙葉化學成分分析

各處理化學成分的協調性2016年以處理T5、T6較優，處理T1最差；2017年以處理T3、T4較優，其余處理差別不大；2018年以處理T3最優，處理T2最差。

3 討 論

有研究表明，連作后植煙土壤環境惡化、根系微生態失調使之營養吸收效率大幅降低，生長狀況變差，煙株抗性降低，病害加重，最終造成烤煙產質量降低，影響經濟效益[13-14]。氮元素是影響煙草生長的“生命元素”，它具有多種功能，適量施用可實現煙葉的優質生產，提高煙葉的產量與品質[15]。磷元素可直接影響煙株碳氮代謝活動，促進根系生長和葉片的成熟[16]，適宜的磷肥用量能使煙株健壯、根系發達，促進煙株對其他營養的吸收和利用，從而提高煙葉的產量和品質[17]。

不同的氮磷配方對煙草的生長有重大影響，汪耀富等[18]研究發現，氮磷、氮鉀或磷鉀兩種肥料配施比單施一種肥料對煙葉化學成分的改善效果更明顯。何永秋等[19]研究表明，氮磷的配施可以提高烤煙的致香物質含量，但是過量的配施則對煙葉致香物質的積累不利。齊永杰等[20]研究發現，不同施氮水平對煙葉的評吸質量影響顯著，在中氮處理下煙葉的香氣質、香氣量、勁頭、濃度、刺激性、雜氣等均有所改善，但施氮量過高會降低評吸中各指標的得分，降低煙葉的可用性，不同施氮量對燃燒性、余味、灰分的影響不顯著。對比本研究中各處理間煙株大田生育期、植物學性狀、病害發生情況結果表明，合理控制氮肥施用量可保證煙葉的適時落黃，烤煙農藝性狀表現良好，煙株葉色加深，有效葉數增多;邱寶平等[21]研究有相同結果，而煙株養分供應不足會降低其抗性，增加病害發生概率。

對比本研究中各處理原煙外觀質量結果表明，不施肥處理的煙葉顏色、光澤、油分等指標均弱于施肥處理；但施肥量過多會增加葉片的厚度及重量，還會影響煙葉的葉片結構。經濟性狀統計結果顯示，施氮量97.5和120 kg/hm2都有利于烤煙產量和質量的形成，以施氮量97.5 kg/hm2的處理T4總體效果較好；氮磷比為1∶1.8的處理T2、T4、T6較氮磷比為1∶1.2的處理T1、T3、T5經濟性狀好。

化學成分是煙葉內在質量的直接體現，其含量和協調性在很大程度上確定了煙葉及其制品的煙氣特性[22]。對煙葉化學成分的檢測結果表明，煙葉化學成分的協調性施氮量97.5和120 kg/hm2好于施氮量75 kg/hm2的處理，其中又以施氮量97.5 kg/hm2的協調性較好；在施氮量相同的情況下，煙葉化學成分協調性氮磷比為1∶1.8的處理優于1∶1.2的處理。由此可見，合理控制氮磷配比有利于養分比例的協調供給，為煙葉的品質奠定了基礎。

4 結 論

在當前形勢下昭通煙區按照處理T4的要求操作，即施氮量97.5 kg/hm2，m(N)∶m(P2O5)∶m(K2O)=1∶1.8∶3，為較適宜的氮磷鉀施肥配比，可保證煙株適時落黃，農藝性狀及經濟性狀都表現良好，且煙葉中化學成分協調性較好，可達到提高煙葉產量與品質的效果。