不同施肥處理對(duì)洱海流域烤煙生長(zhǎng)及氮素利用的影響

摘要：為篩選出適用于洱海流域煙田高效低損的施肥方案，以洱海流域2個(gè)烤煙主推品種（K326和紅花大金元）為研究對(duì)象，在洱海西部和北部同時(shí)設(shè)置4種施肥處理：不施氮肥處理（N0）、農(nóng)戶傳統(tǒng)處理（FP）、穩(wěn)定性氮肥處理（NOPT-1）和緩釋氮肥處理（NOPT-2）。根據(jù)烤煙經(jīng)濟(jì)性狀和表層土壤無(wú)機(jī)氮含量等指標(biāo)，分析不同施肥處理對(duì)洱海流域烤煙生長(zhǎng)和氮素利用的影響。結(jié)果表明，對(duì)于烤煙K326，NOPT-1處理較FP處理提高了產(chǎn)量、產(chǎn)值和各農(nóng)藝性狀，施氮效益提高了6 826元/hm2，氮肥偏生產(chǎn)力顯著提高78.1%，同時(shí)表觀氮素?fù)p失量降低23.9%；NOPT-2處理施氮效益較FP處理提高了4 292元/hm2，氮肥偏生產(chǎn)力顯著提高64.8%，表觀氮素?fù)p失量降低19.2%。對(duì)于烤煙紅花大金元，NOPT-1處理在產(chǎn)量、產(chǎn)值和農(nóng)藝性狀方面與烤煙K326表現(xiàn)一致，施氮效益提高了10 900元/hm2，氮肥偏生產(chǎn)力顯著提高32.9%，表觀氮素?fù)p失量降低58.0%；NOPT-2處理產(chǎn)量和產(chǎn)值低于FP處理，但提高了 3 584元/hm2 的施氮效益，氮肥偏生產(chǎn)力顯著提高24.6%，同時(shí)表觀氮素?fù)p失量降低65.5%。綜上所述，穩(wěn)定性氮肥和緩釋氮肥處理均可以提高施氮效益，并顯著提高氮肥偏生產(chǎn)力，減少氮素?fù)p失。其中，穩(wěn)定性氮肥處理綜合表現(xiàn)較好，有效兼顧了烤煙生長(zhǎng)和環(huán)境效益。

關(guān)鍵詞：洱海流域；烤煙；生長(zhǎng)；氮肥利用；優(yōu)化施肥；環(huán)境效益

中圖分類號(hào)：S572.06 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1002-1302（2023）22-0086-08

煙草是我國(guó)重要的經(jīng)濟(jì)作物之一。我國(guó)煙草種植面積雖然只占我國(guó)耕地總面積的7‰左右，但經(jīng)濟(jì)價(jià)值較高，對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展起到了重要作用［1］。大理煙區(qū)是云南省重要的煙葉產(chǎn)區(qū)之一，由于其獨(dú)特的地理位置和氣候條件，該區(qū)域烤后煙葉具有煙氣細(xì)膩、余味舒適的特點(diǎn)，常年種植面積在3.3萬(wàn)hm2［2］。近年來(lái)，由于不合理的農(nóng)業(yè)管理措施，流域內(nèi)種植業(yè)成為水環(huán)境的首要污染源，其等標(biāo)污染負(fù)荷在流域總等標(biāo)污染負(fù)荷中的占比為36.4%［3］，其中氮為首要污染物［4］。研究表明，西南煙區(qū)在實(shí)際生產(chǎn)中施入土壤中的氮肥超過(guò)60%被淋洗［5］，大大增加了水體富營(yíng)養(yǎng)化的風(fēng)險(xiǎn)，造成嚴(yán)重的環(huán)境污染和經(jīng)濟(jì)損失。

優(yōu)化施肥方案是當(dāng)下烤煙實(shí)現(xiàn)農(nóng)田養(yǎng)分資源高效利用的重要措施［6］，其核心要求是根據(jù)植物養(yǎng)分吸收規(guī)律與土壤養(yǎng)分供給規(guī)律，確定適宜的施肥量、肥料種類，并實(shí)現(xiàn)作物生育期綜合管理［7］。余小芬等研究證明，在常規(guī)施肥的基礎(chǔ)上減少氮、磷、鉀肥的施用能夠顯著提高煙葉的產(chǎn)值、品質(zhì)及肥料利用率［8］。減少15%～30%氮肥施用量可以改善煙葉品質(zhì)，增加產(chǎn)量和產(chǎn)值［9］。在合理減少氮、磷、鉀肥施用之外，根據(jù)作物和土壤特性選擇適宜的氮肥種類也至關(guān)重要［10］。研究發(fā)現(xiàn)，施用緩釋氮肥提高了煙葉的產(chǎn)量和農(nóng)藝性狀，改善了煙葉的燃燒性和糖堿比［11-12］。危躍通過(guò)田間試驗(yàn)證實(shí)了緩釋肥可以有效保持中后期土壤養(yǎng)分含量，促進(jìn)烤煙營(yíng)養(yǎng)元素吸收，提高肥料利用率［13］。穩(wěn)定性肥料是指添加脲酶抑制劑或硝化抑制劑的肥料，能減緩尿素分解及銨態(tài)氮硝化反硝化過(guò)程中產(chǎn)生的氮素?fù)p失［10］。熊艷等在玉溪煙區(qū)研究發(fā)現(xiàn)，施用硝化抑制劑能夠顯著抑制銨態(tài)氮的硝化，減少氮素?fù)p失［14］。Qiao等研究發(fā)現(xiàn)，肥料中添加硝化抑制劑可以顯著減少NO-3-N的淋溶損失，顯著提高玉米的產(chǎn)量和氮肥利用效率［15］。

有關(guān)施肥量、氮肥種類對(duì)烤煙生長(zhǎng)發(fā)育、肥料利用率及品質(zhì)的影響已有不少研究［11-15］，但僅減少施氮量或僅調(diào)整氮肥種類不能完全解決煙田養(yǎng)分利用率低所帶來(lái)的相關(guān)問(wèn)題，并且不同烤煙品種、不同土壤類型上存在差異，使得研究結(jié)果具有區(qū)域性和特定性。因此，在洱海流域開(kāi)展不同品種烤煙的養(yǎng)分管理研究，篩選適宜洱海流域烤煙高效生產(chǎn)的施肥方案，使氮素養(yǎng)分供應(yīng)與烤煙需肥特征在數(shù)量上匹配、時(shí)間上同步，對(duì)提高洱海流域烤煙產(chǎn)量、品質(zhì)以及保護(hù)洱海流域生態(tài)環(huán)境具有重要參考價(jià)值。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

研究區(qū)位于云南省大理白族自治州大理市，氣候以低緯度高原季風(fēng)氣候?yàn)橹鳎昃鶜鉁?5.1 ℃，年均降水量1 000 mm。田間試驗(yàn)于2020年5月至2021年10月在大理市灣橋鎮(zhèn)（25°81′N，100°12′E）和洱源縣三營(yíng)鎮(zhèn)（26°10′N，99°59′E）進(jìn)行（以下簡(jiǎn)稱灣橋和三營(yíng)）。本研究使用數(shù)據(jù)為2021年試驗(yàn)數(shù)據(jù)。試驗(yàn)為烤煙/冬閑種植體系，株行距為 50 cm×120 cm，栽培密度為1 100株/667 m2。灣橋試驗(yàn)點(diǎn)小區(qū)面積為83 m2，每小區(qū)種植烤煙137株，試驗(yàn)品種為K326，2021年5月7日移栽，9月23日為頂葉成熟期，全生育期139 d。三營(yíng)試驗(yàn)點(diǎn)小區(qū)面積為131 m2，每小區(qū)種植烤煙216株，試驗(yàn)品種為紅花大金元，2021年5月18日移栽，9月8日為頂葉成熟期，全生育期116 d。供試土壤基本理化性質(zhì)見(jiàn)表1。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

灣橋鎮(zhèn)和三營(yíng)鎮(zhèn)均設(shè)置4個(gè)處理：不施氮肥處理（N0）、農(nóng)戶傳統(tǒng)處理（FP）、穩(wěn)定性氮肥處理（NOPT-1）、緩釋氮肥處理（NOPT-2），每個(gè)處理3個(gè)重復(fù)，隨機(jī)區(qū)組排列。各處理均為單株定量施肥。

試驗(yàn)所用煙苗為大理市灣橋鎮(zhèn)煙葉工作站和洱源縣三營(yíng)鎮(zhèn)煙葉工作站統(tǒng)一育苗配發(fā)。農(nóng)戶傳統(tǒng)處理（FP）施肥方式由灣橋鎮(zhèn)和三營(yíng)鎮(zhèn)植煙區(qū)農(nóng)戶調(diào)研所得。試驗(yàn)所用固態(tài)和液態(tài)有機(jī)肥均為云南順豐洱海環(huán)保科技股份有限公司生產(chǎn)，緩釋氮肥為茂施農(nóng)業(yè)科技有限公司生產(chǎn)（含氮量45%，釋放期為48 d），穩(wěn)定性氮肥為云天化集團(tuán)有限責(zé)任公司生產(chǎn)（含氮量26%，硝態(tài)氮含量為10%，含有硝化抑制劑），單質(zhì)磷肥為過(guò)磷酸鈣（含16% P2O5），單質(zhì)鉀肥為農(nóng)用硫酸鉀（含52% K2O）。

灣橋鎮(zhèn)施肥方式：N0：起壟后環(huán)穴施磷肥（P2O5）40 kg/hm2、鉀肥（K2O）60 kg/hm2，移栽后 45 d 追施鉀肥（K2O）120 kg/hm2。FP：起壟后環(huán)穴施固態(tài)有機(jī)肥（N、P2O5、K2O含量分別為3.0%、3.0%、7.5%）1 500 kg/hm2，移栽后立即施用液態(tài)有機(jī)肥（N、P2O5、K2O含量分別為 7.0%、0%、6.5%）232 kg/hm2，移栽后15 d追施液態(tài)有機(jī)肥（N、P2O5、K2O含量分別為7.0%、0%、6.5%） 525 kg/hm2，移栽后45 d追施鉀肥（K2O）195 kg/hm2。NOPT-1：起壟后環(huán)穴施穩(wěn)定性氮肥30 kg/hm2、磷肥（P2O5） 40 kg/hm2、鉀肥（K2O）60 kg/hm2，移栽后45 d追施穩(wěn)定性氮肥30 kg/hm2、鉀肥（K2O） 120 kg/hm2。NOPT-2：起壟后環(huán)穴施緩釋氮肥 60 kg/hm2、磷肥（P2O5）40 kg/hm2、鉀肥（K2O） 60 kg/hm2，移栽后 45 d 追施鉀肥（K2O）120 kg/hm2。各處理養(yǎng)分總投入量見(jiàn)表2。

三營(yíng)鎮(zhèn)施肥方式：N0：同灣橋鎮(zhèn)施肥方式。FP：起壟后環(huán)穴施固態(tài)有機(jī)肥（N、P2O5、K2O含量分別為2%、4%、4%）1 500 kg/hm2，移栽后立即施用液態(tài)有機(jī)肥（N、P2O5、K2O含量分別為6%、2%、12%）225 kg/hm2，移栽后15 d追施液態(tài)有機(jī)肥（N、P2O5、K2O含量分別為 6%、2%、12%）525 kg/hm2，移栽后45 d追施鉀肥（K2O）195 kg/hm2。NOPT-1：同灣橋鎮(zhèn)施肥方式。NOPT-2：同灣橋鎮(zhèn)施肥方式。各處理養(yǎng)分總投入量見(jiàn)表2。

1.3 樣品采集與分析

煙株樣品的采集：每個(gè)小區(qū)選3株長(zhǎng)勢(shì)適中的煙株，在成熟期采集地上部樣品，采收結(jié)束時(shí)收集根、莖、葉。帶回實(shí)驗(yàn)室后用去離子水洗凈，在 105 ℃ 烘箱中殺青30 min，然后在80 ℃下烘干，恒質(zhì)量時(shí)分根、莖、葉稱質(zhì)量，裝袋待用。樣品經(jīng)H2SO4-H2O2消煮后，采用凱氏定氮法測(cè)定煙株全氮含量。

土壤樣品采集及含量測(cè)定：用土鉆采集移栽前、團(tuán)棵期、打頂期和成熟期土壤樣品，采樣深度為0～60 cm，分為0～20、20～40、40～60 cm 3層，每個(gè)小區(qū)采集2株烤煙中間位置各5點(diǎn)，采集時(shí)遠(yuǎn)離小區(qū)邊緣，以降低小區(qū)之間的干擾，混勻后形成每一采樣層的代表性樣品。將新鮮土壤樣品通過(guò)0.5 cm網(wǎng)篩，稱取12.0 g過(guò)篩后的土壤，用0.01 mol/L氯化鈣溶液浸提，振蕩60 min后過(guò)濾，通過(guò)連續(xù)流動(dòng)分析儀測(cè)定濾液無(wú)機(jī)氮濃度，并根據(jù)各土層土壤容重?fù)Q算為土壤無(wú)機(jī)氮含量。

測(cè)產(chǎn)分級(jí)：煙葉開(kāi)始成熟時(shí)按小區(qū)掛牌分批采收葉片，并按照GB 2635—1992《烤煙》標(biāo)準(zhǔn)對(duì)煙葉進(jìn)行分級(jí)，統(tǒng)計(jì)產(chǎn)量和中上等煙比例，根據(jù)大理市2021年烤煙采購(gòu)價(jià)格表計(jì)算各處理產(chǎn)值及均價(jià)。

農(nóng)藝性狀測(cè)定：煙株打頂后每個(gè)小區(qū)選取3株生長(zhǎng)狀況良好、無(wú)病害的代表性植株，按照煙草行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)YC/T 142—2010《煙草農(nóng)藝性狀調(diào)查測(cè)量方法》定點(diǎn)調(diào)查煙株的株高、莖圍、最大葉長(zhǎng)和最大葉寬等農(nóng)藝指標(biāo)，并計(jì)算最大葉面積：

最大葉面積（cm2）=最大葉長(zhǎng)×最大葉寬×0.634 5。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

經(jīng)濟(jì)分析包括成本投入和產(chǎn)值2個(gè)部分。本研究成本投入為氮肥投入成本，含氮肥自身費(fèi)用和勞動(dòng)成本。固態(tài)有機(jī)肥、液態(tài)有機(jī)肥、穩(wěn)定性氮肥和緩釋氮肥的價(jià)格分別為1.8、1.6、4.0、3.5元/kg，上述價(jià)格由大理市煙草公司綠色種植補(bǔ)貼和中國(guó)化肥網(wǎng)2021年年報(bào)價(jià)格換算而得。單次施肥的勞動(dòng)力成本為3 000元/hm2，由全國(guó)農(nóng)產(chǎn)品成本收益資料匯編換算而得。計(jì)算公式如下：

施氮肥投入（元/hm2）=氮肥成本+勞動(dòng)成本；

施氮效益（元/hm2）=總產(chǎn)值-施氮肥投入-不施氮肥小區(qū)產(chǎn)量收益；

吸氮量（kg/hm2）=氮素含量×干物質(zhì)質(zhì)量；

氮肥偏生產(chǎn)力（kg/kg）=施氮處理煙葉產(chǎn)量/施氮量；

各土層無(wú)機(jī)氮積累量（kg/hm2）=土層厚度×土壤容重×（土壤硝態(tài)氮含量+土壤銨態(tài)氮含量）；

氮素表觀礦化量=不施氮小區(qū)的氮素輸出量（不施氮處理植株氮素吸收量+成熟期0～60 cm不施氮處理土壤無(wú)機(jī)氮含量）-移栽前0～60 cm不施氮處理土壤無(wú)機(jī)氮含量；

表觀氮素?fù)p失量=施氮處理氮素輸入量（栽前0～60 cm土壤無(wú)機(jī)氮含量+氮素表觀礦化量+氮肥施用量）-施氮處理氮素輸出量（植株氮素吸收量+成熟期0～60 cm土壤無(wú)機(jī)氮含量）［7］。

上述公式所有數(shù)據(jù)基于樣品干質(zhì)量計(jì)算，試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理及圖表制作用Microsoft Excel 2019完成，用SPSS 25.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行單因素方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對(duì)烤煙經(jīng)濟(jì)性狀及施氮效益的影響

由表3可知，對(duì)于烤煙K326，施用氮肥顯著提高了其產(chǎn)量和產(chǎn)值，NOPT-1處理在產(chǎn)量、產(chǎn)值方面均取得最大值，較N0處理分別顯著提高了29.2%和29.0%，較FP處理分別提高了8.8%和6.1%，較NOPT-2處理分別提高了8.0%和8.7%。在施氮效益方面，受肥料價(jià)格和施用量的影響，NOPT-2處理氮肥費(fèi)用最低，為467元/hm2，F(xiàn)P處理氮肥費(fèi)用最高，為3 460元/hm2。在FP處理中，基施有機(jī)肥和移栽后立即施用液態(tài)有機(jī)肥為移栽當(dāng)天施肥，算作單次施肥，因此FP處理和 NOPT-1 處理均為施2次氮肥，勞動(dòng)成本均為 6 000元/hm2。NOPT-2處理僅在移栽前施用氮肥，因此勞動(dòng)成本為3 000元/hm2。NOPT-1處理施氮效益最高，其次是NOPT-2處理，分別較FP處理提高6 826、4 292元/hm2。對(duì)于烤煙紅花大金元，NOPT-1處理在產(chǎn)量、產(chǎn)值方面取得最大值，其產(chǎn)量較FP處理和NOPT-2處理分別提高了6.3%和6.7%，但各施氮處理間無(wú)顯著差異，其產(chǎn)值較FP處理提高了11.8%，較NOPT-2處理顯著提高了16.4%。在施氮效益方面，NOPT-1處理取得最大值，其次是NOPT-2處理，分別較FP處理提高了10 900、3 584元/hm2。

2.2 不同處理對(duì)烤煙打頂期農(nóng)藝性狀的影響

由表4可知，施用氮肥對(duì)烤煙各農(nóng)藝性狀指標(biāo)均有較好的提高效果，在最大葉長(zhǎng)、最大葉寬、莖圍和最大葉面積方面均有顯著性差異。對(duì)于烤煙K326，在株高、最大葉長(zhǎng)、莖圍和最大葉面積方面各處理均表現(xiàn)為NOPT-1＞NOPT-2＞FP＞N0，NOPT-1處理均取得最大值，其中，在株高、最大葉長(zhǎng)和莖圍方面與FP處理差異顯著，分別提高了6.95%、7.38%和7.14%。NOPT-2處理在株高方面與FP處理差異顯著，較其提高了5.73%。對(duì)于烤煙紅花大金元，在株高、莖圍和最大葉面積方面各處理均表現(xiàn)為NOPT-1＞NOPT-2＞FP＞N0。NOPT-1處理在最大葉寬和最大葉面積方面與FP處理差異顯著，分別較其提高了6.01%和13.40%。NOPT-2處理各項(xiàng)農(nóng)藝性狀指標(biāo)與FP處理均無(wú)顯著性差異。

2.3 不同處理對(duì)烤煙成熟期吸氮量和表觀氮素平衡的影響

由表5可知，對(duì)于烤煙K326，在施氮量方面，NOPT-1和NOPT-2處理較FP處理減少了38.8%。在成熟期吸氮量方面，施用氮肥顯著提高了煙株的吸氮量，具體表現(xiàn)為FP＞NOPT-2＞NOPT-1＞N0。在氮肥偏生產(chǎn)力方面，NOPT-1處理較FP處理顯著提高了78.1%，NOPT-2處理較FP處理顯著提高了64.8%。對(duì)于烤煙紅花大金元，在施氮量方面，NOPT-1與NOPT-2處理較FP處理減少了20%。施用氮肥顯著提高了煙株的吸氮量，具體表現(xiàn)為NOPT-2＞NOPT-1＞FP＞N0，NOPT-2和NOPT-1處理較FP處理提高了37.21%和34.06%。在氮肥偏生產(chǎn)力方面，NOPT-1 處理取得最大值，其次是NOPT2處理，NOPT-1處理和NOPT-2處理分別較FP處理顯著提高32.9%和24.6%。

由表6可知，試驗(yàn)地氮素投入項(xiàng)包括肥料投入、移栽前0～60 cm土壤無(wú)機(jī)氮含量和氮素表觀礦化量3項(xiàng)，氮素輸出項(xiàng)包括作物成熟期吸氮量、成熟期0～60 cm土壤無(wú)機(jī)氮含量2項(xiàng)。其中，氮素表觀礦化量是氮投入的主要來(lái)源，占氮素投入項(xiàng)的 34.9%～91.2%，且2個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)土壤表觀氮礦化量差異明顯，在一定程度上反映了地域和氣候等因素對(duì)土壤供氮能力的影響。

對(duì)于K326，在移栽前0～60 cm土壤無(wú)機(jī)氮含量和成熟期0～60 cm土壤無(wú)機(jī)氮含量方面，各處理之間無(wú)顯著差異，成熟期土壤無(wú)機(jī)氮含量具體表現(xiàn)為FP＞NOPT-1＞NOPT-2＞N0。最終烤煙K326的表觀氮素?fù)p失量以FP處理最高，為43.65 kg/hm2，NOPT-1與NOPT-2處理分別較FP處理降低了23.9%和19.2%。對(duì)于紅花大金元，在移栽前0～60 cm土壤無(wú)機(jī)氮含量和成熟期0～60 cm土壤無(wú)機(jī)氮含量方面，各處理之間無(wú)顯著差異。最終烤煙紅花大金元的表觀氮素?fù)p失量以FP處理最高，為32.51 kg/hm2，NOPT-1與NOPT-2處理分別較FP處理降低了58.0%和65.5%。整體而言，NOPT-1、NOPT-2處理與FP處理相比，可以有效降低成熟期0～60 cm土壤無(wú)機(jī)氮含量與表觀氮素?fù)p失量。

2.4 不同施肥處理對(duì)土壤無(wú)機(jī)氮含量的影響

圖1為灣橋和三營(yíng)試驗(yàn)點(diǎn)烤煙生育期0～20 cm土壤無(wú)機(jī)氮含量動(dòng)態(tài)變化圖。在灣橋試驗(yàn)點(diǎn)，移栽前期各處理之間無(wú)顯著差異。團(tuán)棵期時(shí)，F(xiàn)P處理土壤無(wú)機(jī)氮含量有較大提高，并顯著高于其余各處理，具體表現(xiàn)為FPgt;NOPT-2gt;NOPT-1gt;N0。打頂期時(shí)，F(xiàn)P處理土壤無(wú)機(jī)氮含量有所下降，NOPT-2 處理土壤無(wú)機(jī)氮含量有所提高，并顯著高于NOPT-1和N0處理，具體表現(xiàn)為NOPT-2gt;FPgt;NOPT-1gt;N0。成熟期時(shí)，土壤無(wú)機(jī)氮含量具體表現(xiàn)為FP＞N0＞NOPT-2＞NOPT-1，但處理之間無(wú)顯著差異，NOPT-1處理（45.7 kg/hm2）和NOPT-2處理（50.5 kg/hm2）較FP處理（77.0 kg/hm2）土壤無(wú)機(jī)氮含量分別降低了40.6%和34.4%。整體來(lái)看，各施氮處理0～20 cm土層無(wú)機(jī)氮含量呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢(shì)，各時(shí)期以團(tuán)棵期土壤無(wú)機(jī)氮含量最高，成熟期土壤無(wú)機(jī)氮含量高于移栽前。

在三營(yíng)試驗(yàn)點(diǎn)中，移栽前期各處理土壤無(wú)機(jī)氮含量無(wú)顯著差異。團(tuán)棵期，各處理土壤無(wú)機(jī)氮含量均有所提高，F(xiàn)P處理土壤無(wú)機(jī)氮含量顯著高于其余各處理。打頂期時(shí)，F(xiàn)P處理土壤無(wú)機(jī)氮含量下降較為明顯，但仍顯著高于其余各處理。成熟期，各處理間土壤無(wú)機(jī)氮含量無(wú)顯著差異。整體而言，各時(shí)期土壤無(wú)機(jī)氮?jiǎng)討B(tài)變化規(guī)律與灣橋（K326）相似，呈先升高后降低趨勢(shì)，團(tuán)棵期與打頂期土壤無(wú)機(jī)氮含量顯著高于移栽前和成熟期。

3 討論

3.1 穩(wěn)定性氮肥和緩釋氮肥對(duì)烤煙經(jīng)濟(jì)性狀及農(nóng)藝性狀的影響

在烤煙生產(chǎn)過(guò)程中，氮素是影響其經(jīng)濟(jì)性狀最為重要的營(yíng)養(yǎng)元素［16］。氮肥用量不足或過(guò)量投入都會(huì)導(dǎo)致烤煙產(chǎn)量的下降。前人研究表明，適度減少10%～20%氮肥用量有助于提高煙葉產(chǎn)量和產(chǎn)值，而氮肥用量減少超過(guò)30%之后則抑制煙株生長(zhǎng)，產(chǎn)量和產(chǎn)值降低［8］。本研究表明，在灣橋（K326）試驗(yàn)點(diǎn)相比農(nóng)戶傳統(tǒng)減氮38%后，NOPT-1處理仍可以較好地提高烤煙的經(jīng)濟(jì)性狀，這與郭廣正的研究結(jié)果［17］相符，而在三營(yíng)（紅花大金元）試驗(yàn)點(diǎn)減氮20%后，NOPT-2處理產(chǎn)值有所下降。原因可能是硝化抑制劑延緩了銨態(tài)氮向硝態(tài)氮的轉(zhuǎn)化，減少了活性氮的損失［18］，進(jìn)而提高氮肥利用率，而緩釋氮肥前期養(yǎng)分釋放較慢，肥料供氮不足。盡管三營(yíng)試驗(yàn)點(diǎn)中NOPT-2處理的產(chǎn)值較FP處理有所降低，但其肥料施用量較少，相同施肥成本的基礎(chǔ)上減少了肥料本身的費(fèi)用，因此較FP處理提高了施氮效益。綜合2個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)來(lái)看，等養(yǎng)分投入情況下，NOPT-1處理較NOPT-2處理表現(xiàn)更好，該結(jié)論印證了前人在其他作物上的研究結(jié)果［19-20］。碳氮代謝是烤煙生長(zhǎng)發(fā)育最為基本的代謝過(guò)程，其協(xié)調(diào)程度對(duì)烤煙的品質(zhì)和產(chǎn)量至關(guān)重要［21-22］。氮素通過(guò)調(diào)節(jié)氮碳代謝來(lái)影響碳水化合物的形成［23］。王芬研究表明，硝化抑制劑促進(jìn)了13C由營(yíng)養(yǎng)器官向果實(shí)的遷移，降低了果實(shí)對(duì)15N吸收和征調(diào)的能力，有利于調(diào)節(jié)營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)和生殖生長(zhǎng)之間的平衡，提高產(chǎn)量和品質(zhì)［24］。本研究中，NOPT-1處理在2個(gè)品種烤煙中均有較好表現(xiàn)，各項(xiàng)農(nóng)藝性狀指標(biāo)較FP處理均有提高，說(shuō)明硝化抑制劑對(duì)烤煙同樣具有調(diào)節(jié)效果。NOPT-2處理則整體較FP處理無(wú)顯著提高，這與何康等的研究結(jié)果［25］不同，其原因可能是本研究處理的養(yǎng)分投入量較低，前期無(wú)法滿足煙株需求，也可能是生長(zhǎng)后期肥料氮的釋放對(duì)氮代謝的減弱起到阻礙作用［26］。

3.2 穩(wěn)定性氮肥和緩釋氮肥對(duì)煙株氮素利用和表觀氮素平衡的影響

煙株吸氮量與氮肥偏生產(chǎn)力是衡量施氮是否合理的重要指標(biāo)。杜艷彩等研究表明，煙株吸氮量與施氮量呈正相關(guān)，氮肥偏生產(chǎn)力隨著施氮水平的提高而顯著下降［27］。本研究表明，施用氮肥可以顯著提高煙株成熟期吸氮量，各施氮處理的氮肥偏生產(chǎn)力與施氮量呈負(fù)相關(guān)。但隨著施氮量的增加，烤煙紅花大金元的成熟期吸氮量下降，可能是過(guò)量施氮對(duì)煙株產(chǎn)生負(fù)面作用，降低了煙株對(duì)氮素的需求［28］。本試驗(yàn)表明，NOPT-1處理可以顯著提高K326和紅花大金元的氮肥偏生產(chǎn)力，這與馮小杰等的研究結(jié)果［29］相符。王鵬等研究表明，在保山煙區(qū)施用緩釋氮肥能促進(jìn)表層土壤吸收，提高氮素利用率［30］。本研究與之相符，試驗(yàn)所用緩釋氮肥養(yǎng)分釋放曲線為“S”形，25 ℃靜水條件下控釋尿素釋放期為48 d，其氮素釋放速率與烤煙氮素吸收規(guī)律相似［31］。施用緩釋氮肥提高了K326和紅花大金元吸氮量和氮肥偏生產(chǎn)力，有利于提高養(yǎng)分利用率。

氮平衡研究是評(píng)價(jià)生態(tài)系統(tǒng)中氮素循環(huán)和氮肥去向的重要指標(biāo)，也是研究土壤氮素利用與損失的常用方法之一［32-33］。本研究顯示，灣橋和三營(yíng)試驗(yàn)點(diǎn)土壤氮素表觀礦化量存在明顯差異，可能是灣橋試驗(yàn)點(diǎn)靠近洱海，土壤含水量較高導(dǎo)致［34］。相關(guān)研究證明，施氮量與土壤無(wú)機(jī)氮含量呈顯著正相關(guān)關(guān)系，過(guò)量施用氮肥是地下水硝態(tài)氮污染的主要原因［35-36］。本研究中，F(xiàn)P處理氮肥過(guò)量投入，導(dǎo)致各生育期土壤無(wú)機(jī)氮含量較高，而NOPT-1和 NOPT-2 處理氮素供應(yīng)和作物需求趨于同步，降低了各生育期土壤無(wú)機(jī)氮積累量，從而降低了2個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)的氮素?fù)p失，這與朱經(jīng)偉等的研究結(jié)果［37］一致。前人研究證明，合理施用穩(wěn)定性氮肥或緩釋氮肥，可以提高作物的氮素利用率，減少表觀氮素?fù)p失［38］。本研究表明，NOPT-1和NOPT-2處理較FP處理減少了19.2%～65.5%的表觀氮素?fù)p失，但成熟期土壤無(wú)機(jī)氮含量仍保持在較高水平（2個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)平均為164.65 kg/hm2），遠(yuǎn)超出國(guó)外的環(huán)境承受值（50 kg/hm2）［39］，考慮到土壤中無(wú)機(jī)氮的適當(dāng)殘留有利于小春作物的吸收利用，但殘留量仍不宜超過(guò)100 kg/hm2 ［40］。因此，本試驗(yàn)下一步將繼續(xù)優(yōu)化施肥方案和管理措施，進(jìn)一步降低煙田養(yǎng)分面源污染以實(shí)現(xiàn)洱海流域煙田綠色發(fā)展。

4 結(jié)論

本研究在農(nóng)戶傳統(tǒng)施氮的基礎(chǔ)上，結(jié)合烤煙養(yǎng)分吸收規(guī)律，優(yōu)化了養(yǎng)分投入量和氮肥種類。與農(nóng)戶傳統(tǒng)處理相比，施用穩(wěn)定性氮肥處理和緩釋氮肥處理在產(chǎn)量和產(chǎn)值方面沒(méi)有顯著差異，但大幅提高了施氮效益。優(yōu)化施氮在農(nóng)藝性狀方面較農(nóng)戶傳統(tǒng)施氮有不同程度的提高，穩(wěn)定性氮肥處理對(duì)烤煙K326在煙株株高、最大葉長(zhǎng)和莖圍方面有顯著影響，對(duì)烤煙紅花大金元在最大葉寬和最大葉面積方面有顯著影響。優(yōu)化施氮在氮肥偏生產(chǎn)力方面較農(nóng)戶傳統(tǒng)處理對(duì)2個(gè)品種烤煙均有顯著提高，并降低了表觀氮素?fù)p失量。2個(gè)優(yōu)化施氮處理比較來(lái)看，穩(wěn)定性氮肥處理綜合表現(xiàn)較好，該措施能夠有效兼顧烤煙的生長(zhǎng)和氮素利用，可以達(dá)到高效低損的目標(biāo)。

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收稿日期：2023-02-05

基金項(xiàng)目：中國(guó)煙草總公司云南省公司科技計(jì)劃重點(diǎn)項(xiàng)目（編號(hào)：2020530000241005）。

作者簡(jiǎn)介：王 琛（1999—），男，山東濱州人，碩士研究生，主要從事養(yǎng)分優(yōu)化管理研究。E-mail：wangchen106069@163.com。

通信作者：孫軍偉，碩士，農(nóng)藝師，主要從事煙草栽培研究。E-mail：278836098@qq.com。