施氮量及氮磷鉀配比對土壤養分及烤煙生長發育的影響

祝利，鐘廣，曹明鋒，黃松青，湯燁，曾科涵，帥開峰，徐堅強，鄧江濤，孔午圓*

(1 湖南省煙草公司常德市公司，湖南 常德 415000； 2 湖南農業大學農學院，湖南 長沙 410128)

烤煙是我國重要的經濟作物之一，施肥對優質烤煙的形成和土壤可持續利用具有重要意義[1-2]。合理的氮、磷、鉀配比不僅可以促進烤煙的生長發育，也能提高煙葉產質量[3-6]。有機肥和無機肥混施，既能提高烤煙等作物產量，也可以促進作物養分吸收利用，并具有改良土壤的作用[7-10]。土壤改良劑能提高植煙土壤pH值和養分含量，促進煙葉生長發育，提高烤后煙葉產量和品質，且具有用量少、成本低、生態環保、肥效好等特點[11-14]。

常德植煙區是湖南省重要煙葉生產區域，由于長期施用單一的化學肥料，導致本煙區植煙土壤出現板結、酸堿性失調、養分含量不均衡等問題，煙葉產質量受到了一定程度的影響[15-17]。本研究對不同的施氮量、氮磷鉀配施比例，以及有機肥、無機肥與土壤調理劑混施對土壤養分及烤煙生長發育的影響進行分析，以探討該煙區適宜的肥料管理措施，提高本煙區烤煙的產質量。

1 材料與方法

1.1 試驗材料與地點

2021年，試驗在石門縣南北鎮進行。試驗地土壤pH為 6.15，含有機質22.8 g/kg、堿解氮172.4 mg/kg、有效磷13.2 mg/kg、速效鉀213.6 mg/kg。烤煙品種為云煙87。調理劑由廣東萬山土壤修復技術有限公司生產和提供(CaO+MgO+SiO2總含量≥44.0%，pH≥10.0)，結合翻地均勻撒施；菌肥由湖南宏碩生物科技有限公司生產和提供(有機質含量約60%，微生物活菌數量≥2億個/g)；餅肥為由湖南省煙草公司生產和提供的發酵菜籽餅肥(有機質含量約64%，速效氮含量約3.2%)；其它肥料由常德市煙草公司提供。

1.2 試驗設計及處理

試驗采用隨機區組設計，共設5個不同施肥模式處理(表1)，小區面積為60 m2，3次重復。2021年2月10日播種，5月5日移栽，株距0.5 m，行距1.2 m。移栽后7 d澆施提苗肥，移栽后30、45、55～60 d按照追肥總量分別追施50%、30%、20%的KNO3和K2SO4。其他生產技術和田間管理措施均按照當地優質煙葉生產技術措施進行。

表1 試驗處理

1.3 測定項目及方法

記載大田移栽期、團棵期、旺長期、各部位(下部、中部、上部)煙葉成熟期、終采期。終采后，每個處理采用5點法取根際10 cm區域0～25 cm根層土壤，參照文獻[18]測定pH、有機質、堿解氮、有效磷、速效鉀含量。

打頂后7 d，每個處理選生長發育基本一致的10株煙，參照文獻[19]的方法，測定最大葉SPAD值、株高、莖圍、節距、葉片數、最大葉長度與寬度，計算葉面積(長×寬×0.634 5) 。然后選取3株，使用便攜式光合測定儀(LI-6400)測定最大葉凈光合速率(Pn)、氣孔導度(Gs)、胞間CO2濃度(Ci) 、蒸騰速率(Tr)等光合特性指標；剪取最大葉，采用磺胺比色法測定硝酸還原酶(NR)活性。將每個處理的3株煙根系挖出洗凈，剪成3 cm左右小段，參照文獻[20]的方法測定根系體積；取細根5 g/株，采用TTC法測根系活力。每個處理選取3株，將其根、莖、葉分開，截成2～3 cm小段，稱取鮮質量，然后置于烘箱中103 ℃殺青2 h后，78 ℃烘干至恒重，計算鮮干質量比和干質量根冠比。

1.4 數據處理及分析

采用SPSS13.0軟件進行數據分析；采用Duncan(α=0.05)法進行多重比較。

2 結果及分析

2.1 不同處理對烤煙主要大田生育時期的影響

不同施肥模式下，烤煙的大田生育時期一致，團棵期、旺長期分別為6月3日、6月20日，下部、中部、上部煙葉成熟期分別為7月15日、7月25日和8月18日，終采期為9月20日，整個大田生育期為138 d。結果表明，不同施肥處理對大田生育時期沒有影響。

2.2 不同處理對煙株主要生理指標的影響

從表2可知，打頂后7 d，最大葉SPAD值表現為T2>T3>T4>T1>CK；T2、T3無顯著差異，但均顯著高于T4、T1和CK；T4、T1無顯著性差異，且均顯著高于CK。最大葉硝酸還原酶活性表現為T2>T3>T4>T1>CK；T2顯著高于T4、T1和CK，但與T3差異不顯著；T3、T4、T1處理間差異不顯著，且均顯著高于CK。根系體積表現為T2>T3>T4>T1>CK；T2顯著高于其他各處理，T1、T3、T4間無顯著性差異，且均顯著高于CK。根系活性表現為T2>T3>T4>T1>CK；T2、T3顯著高于T1和CK，但與T4無顯著差異；T1與T4差異不顯著，且均顯著高于CK。

表2 不同處理烤煙打頂后7 d最大葉的SPAD值、NR活性以及根系的體積和活性

打頂后7 d，不同處理烤煙最大葉光合生理特性指標見表3。凈光合速率表現為T2>T3>T4>T1>CK；T2與T3差異不顯著，均顯著高于其他處理；T1與T4無顯著性差異，且均顯著高于CK。氣孔導度表現為T2>T3>T4>T1>CK；除T3與T4差異不顯著以外，其他處理間均有顯著性差異。胞間CO2濃度表現為CK>T1>T4>T3>T2；CK顯著高于T4、T3和T2，但與T1差異不顯著；T1與T4、T3無顯著性差異，但顯著高于T2；T2與T3則差異不顯著。蒸騰速率表現為T2>T3>T4>T1>CK；T2顯著高于其他各處理；T3與T4無顯著性差異，但顯著高于T1和CK；T4與T1無顯著性差異，均顯著高于CK。

結果表明，T2處理烤煙的光合作用效果最佳，其次分別為T3、T4、T1和CK。

表3 不同處理烤煙打頂后7 d最大葉光合特性指標

2.3 不同處理主要農藝性狀指標及煙株干物質積累量

打頂后7 d，不同處理烤煙的主要農藝性狀見表4。株高表現為T2>T3>T1>T4>CK，莖圍表現為T2>T3>T4>T1>CK，節距表現為T2>T3>T4>T1>CK，最大葉葉面積表現為T2>T3>T4>T1>CK，但處理間均無顯著性差異。

表4 不同處理烤煙打頂后7 d主要農藝性狀指標

打頂后7 d，不同處理干物質積累量見表5。根系干質量表現為T2>T3>T4>T1>CK，T2顯著高于T4、T1和CK；根系干鮮質量比也表現為T2>T3>T4>T1>CK，且T2、T3顯著高于CK。莖干質量表現為T2>T3>T4>T1>CK，T2、T3顯著高于CK，其他處理間無顯著性差異；莖干鮮質量比表現為T2>T3>CK>T4>T1，處理間無顯著性差異。葉干質量表現為T2>T3>T4>T1>CK，葉干鮮質量比表現為T2>T3>T1>T4>CK，處理間均無顯著性差異。全株干質量根冠比表現為T1>T2=T3>T4>CK，CK顯著低于其他各處理，其余處理間無顯著性差異。全株干質量表現為T2>T3>T4>T1>CK，T2與T3無顯著性差異，但顯著高于T4、T1和CK；T3、T4、T1處理間差異不顯著，但均顯著高于CK。

結果表明，T2處理煙株的生長發育和干質量積累表現最好，其次為T3、T4。

表5 不同處理烤煙打頂后7 d煙株干物質積累量

2.4 移栽前后土壤pH及主要養分含量變化

移栽前試驗點土壤pH為6.15，有機質含量為22.8 g/kg，堿解氮含量為192.4 mg/kg，有效磷含量為13.2 mg/kg，速效鉀含量為213.6 mg/kg。從表6可知，終采后，土壤pH表現為T1>T4>T2=T3>CK，T1、T2、T3、T4分別較CK高0.44、0.38、0.38和0.40；土壤有機質含量表現為T1>T2>T3>T4>CK，T1、T2、T3、T4分別較CK高2.6、2.3、1.8、1.2 g/kg；堿解氮表現為T2>T3>T1>T4>CK，T1、T2、T3、T4分別較CK高9.4、18.9、13.5、7.4 g/kg；有效磷表現為T4>T3>T2>CK>T1，T1、T2、T3、T4分別較CK高-1.4、3.3、5.6、8.2 g/kg；速效鉀表現為T4>T2>T3>T1>CK，T1、T2、T3、T4分別較CK高2.4、5.8、4.1、6.9 g/kg。

結果表明，與對照相比較，本試驗各施肥處理均可提高土壤pH、土壤有機質、堿解氮、有效磷和速效鉀含量，且終采后土壤速效養分含量均較高[21]。

表6 各處理終采后試驗地土壤pH及養分含量

3 討論

湖南省一般適產優質煙田的土壤pH為5.5～6.5，有機質含量均值為35.5 g/kg，全氮含量≥2.2 g/kg、全磷含量≥0.9 g/kg、全鉀含量≥18.2 g/kg、堿解氮含量≥180.0 mg/g、有效磷含量≥40.1 mg/g、速效鉀含量≥280.0 mg/g[22]。前人研究[15-17]表明，常德植煙區常年施氮量維持在150.0～172.5 kg/hm2，氮磷鉀配施比例一般為1∶1.1～1.1∶2.5～3.5。由于成土母質、生態環境條件及耕作制度和種植技術的差異，不同煙區適宜的施肥技術也不盡一致。石門煙區在總氮施用量157.5 kg/hm2、氮磷鉀施用比例1∶1.1∶2.7情況下，煙葉生長發育較好，產量和品質較高。本研究結果表明，施氮量157.5～172.5 kg/hm2、氮磷鉀施用比例1∶1.1～1.2∶2.5～2.7的施肥處理，煙葉田間生長發育較好。

相關研究[23-24]指出，配施有機肥有利于改善煙田土壤物理、化學和生物學性狀，提高土壤質量，提升烤煙產質量，實現優質煙葉生產。本研究中，配施一定量的有機肥，能有效改良土壤，提高土壤養分含量，從而促進煙葉生長發育和干物質積累。

一定施氮量及氮磷鉀比例下，配施土壤調理劑90～150 g/株，能有效提高土壤養分含量，改良土壤，形成有利于提高烤煙產量與品質的土壤環境，促進煙葉生長發育[25-27]。本研究也發現，一定量的土壤調理劑可提高土壤pH、有機質、堿解氮、有效磷和速效鉀含量，促進煙葉生長發育及干物質積累量的增加。

4 結論

常德石門煙區旱地植煙土壤條件下，采用142.5～172.5 kg/hm2施氮量、1∶1.1～1.2∶2.5～3.5氮磷鉀施用比、配施600 kg/hm2餅肥(菌肥)和1 500 kg/hm2土壤調理劑的施肥措施，有利于改良土壤、提高土壤養分含量，從而促進煙葉生長發育。