水氮協作對烤煙產量品質和水氮利用效率影響的研究進展

摘要：水和氮肥是烤煙生長發育和產量形成的重要影響因子，合理的水氮協作模式是烤煙獲得優質適產的關鍵。本文從水氮協作對烤煙產量品質、水氮利用效率的影響切入，總結烤煙水氮協作效應的研究進展，以期為烤煙水氮資源高效利用和煙草農業可持續發展提供有益參考。

關鍵詞：烤煙；水氮協作；產量；品質；水分利用效率；氮素利用效率

中圖分類號：S572 文獻標識碼：A 文章編號：1008-9500（2023）03-00-03

DOI：10.3969/j.issn.1008-9500.2023.03.023

Abstract： Water and nitrogen fertilizer are important factors affecting the growth and yield formation of flue-cured tobacco， and a reasonable water and nitrogen cooperation mode is the key to obtain high quality and suitable yield of flue-cured tobacco. This paper starts with the impact of water and nitrogen cooperation on the yield and quality of flue-cured tobacco and water and nitrogen use efficiency， and summarizes the research progress of the water and nitrogen cooperation effect of flue-cured tobacco， with a view to providing a useful reference for the efficient use of water and nitrogen resources in flue-cured tobacco and the sustainable development of tobacco agriculture.

Keywords： flue-cured tobacco; water and nitrogen cooperation; yield; quality; water use efficiency; nitrogen use efficiency

水是肥效發揮的關鍵要素，肥是打開水土系統生產效能的鑰匙，水肥關系的失調則預示作物生長過程的衰退甚至停止。在旱地農業生產中，植物營養的一般性問題是如何在一定水分條件下合理施用肥料，提高水分和肥料的利用效率。因此，要加強旱地作物的水肥協作效應，尤其是水氮協作效應的研究[1]。

1 水氮協作對烤煙產量的影響

水和氮均存在一閾值，在特定范圍內，增加施氮量和灌水量可促進烤煙植株生長發育，提高煙葉產量，但當施氮和灌水超過一定值后，經濟效益則會下降。一般情況下，干旱年型時，水分是限制產量提高的主要因素，貧水年、平水年和豐水年型時，施氮的增產效果要遠遠大于灌水[2]。謝會雅等[3]指出，無論是否灌溉，在某個特定范圍內增加氮肥施用量可明顯提高烤煙產量及上等煙比例，但超過150 kg/hm2的施氮量時，煙葉的上等煙產量和經濟性狀又會出現下降；在相同施氮量條件下，灌溉可提高烤煙產量和上等煙的比例。任亞等[4]建立了烤煙產量和產值的水氮協作模型，結果發現，水氮協作條件下，氮肥對烤煙產量的促進作用大于灌水，水氮配合為協同作用類型，施氮量越高，烤煙產量越大，但隨灌溉量的增大呈現開口向下的拋物線變化趨勢。凌壽方[5]的研究認為，在相同施氮量條件下，烤煙移栽后10～15 d與打頂前后各施肥一次，配合適宜的灌溉量，有利于上部葉的充分打開，有利于中部葉的生長發育，還有利于葉片結構的改善，顯著提高了煙葉的產量。

2 水氮協作對烤煙品質的影響

水氮協作對烤煙品質的影響主要體現在煙葉的化學成分方面。汪耀富[6]指出，在灌水不當條件下適當增施氮肥，或在同等施氮量條件下充分灌水，均可明顯改善煙葉的經濟性狀和化學成分，灌溉和施氮之間有顯著的正向交互作用。當水分虧缺時，施氮量與烤煙葉片主要化學成分有明顯的規律性，施氮量越大，煙葉中總氮和煙堿含量越高，還原糖含量越低，且施氮和不施氮處理相比，煙葉的化學成分差異十分顯著[7]。大田試驗結果表明，灌溉量300 m3/hm2結合施氮量52.5 kg/hm2可促進葉片總氮和煙堿的累積，當灌溉量為600 m3/hm2時，施氮量越高，煙葉中總氮累積量越高[8]。陳亞[9]得出了相似的結論，烤煙不同部位葉片中氮、煙堿和蛋白質含量隨施氮量的增加而增加，隨灌溉量的增加而降低，適宜的施氮量能促進烤煙對鉀素和磷素的吸收，高灌溉量則阻礙煙葉中鉀素和磷素的累積；高施氮量可增加上部葉和中部葉的氮堿比，高施氮量、高灌溉量則降低下部葉氮堿比，適宜灌溉量、高施氮量會降低煙葉的糖堿比，增加施氮量或降低灌溉量有助于提高煙葉鉀氯比。王李芳[10]于瀘州煙區開展烤煙水氮協作的大田試驗，結果表明，灌溉量、施氮量及其協作作用對煙葉中的總糖、還原糖、淀粉和煙堿含量的影響達到極顯著水平，總體而言，灌溉量300 m3/hm2和施氮量105 kg/hm2對瀘州煙區烤煙葉片化學成分的協調最為有利。任亞[11]認為，在一定灌溉條件下增施氮肥明顯提高煙葉氮和煙堿含量，但還原糖含量與施氮量呈負相關，灌水450 m3/hm2結合施氮45 kg/hm2有利于煙葉主要化學成分的協調，對提高煙葉品質有促進效果。肖金香等[12]發現，旺長期、現蕾期施氮量7.0 g/株與土壤含水量60%～70%協作，成熟期5.5 g/株與土壤含水量50%～60%協作，煙葉糖堿比和氮堿比很協調，品質較佳。

水氮協作還明顯影響煙葉中的石油醚提取物和中性致香成分的含量。不同灌溉量、施氮量對烤煙石油醚提取物含量的影響達到極顯著水平[13]。研究發現，灌溉量300 m3/hm2有利于提高烤后煙葉中的石油醚提取物含量，各灌水量處理與52.5 kg/hm2施氮量協作后煙葉石油醚提取物含量處于較高水平。相同施氮量條件下，類胡蘿卜素類降解產物、新植二烯含量在300 m3/hm2灌溉量條件下達到最大值，棕色化反應產物、類西柏烷類降解產物含量在灌溉量0～600 m3/hm2范圍內出現先降低后升高的趨勢；相同灌溉量（300 m3/hm2）條件下，類胡蘿卜素類降解產物、新植二烯、棕色化反應產物和苯丙氨酸類代謝產物與施氮量呈正相關關系，類西柏烷類降解產物含量在52.5 kg/hm2施氮量條件下達到峰值[14]。

3 水氮協作對烤煙水分利用效率和氮素利用效率的影響

3.1 水氮協作對烤煙水分利用效率的影響

對于烤煙而言，合理的水氮協作模式對提高水分利用效率有明顯的效果。施氮能提高烤煙的滲透調節能力，顯著降低煙株的蒸騰耗水，促進根系生長發育，擴大根系覓取水分的空間，促使烤煙吸收更多的土壤水分，故在總灌溉量不變或變化不大的情況下，顯著提高了土壤水分利用效率[15]。水分利用效率的高低與耗水量和產量密切相關，降低烤煙的耗水量或提高烤煙產量均能提高烤煙的水分利用效率。研究發現，各水氮協作處理烤煙產量隨施氮量的增加顯著提高，水分利用效率也隨著施氮量的增加有不同程度的上升[1]。在最適宜的水分控制條件下，施氮顯著提高了水分利用效率，但施氮量超過67.5 kg/hm2后，烤煙水分利用效率逐漸降低[16]。

3.2 水氮協作對烤煙氮素利用效率的影響

目前，我國的平均氮肥利用率約為30%，發達國家氮肥投入相對較少，氮肥利用率約為50%。我國煙廠庫存的煙葉大部分煙堿含量過高，可用性差，主要原因是煙農盲目追求最大經濟效益，忽略灌溉與施肥的協調搭配，結果導致煙葉發育過大，葉片過厚，含氮化合物含量過高，同時導致氮素利用效率下降。烤煙對氮素的吸收效率及氮素的增產效率均受到氮素用量和灌溉量的影響，合理的氮肥施用量和灌溉量能顯著提高烤煙對氮素的利用效率及氮素的增產效率，水氮協作是提高氮肥利用效率的有效途徑[16]。崔保偉等[17]將大田試驗和盆栽試驗相結合，研究水氮協作對烤煙氮肥利用效率的影響，結果發現，105 kg/hm2施氮量條件下烤煙氮肥利用效率最高，氮肥產量貢獻率隨氮肥施用量的增大而增大。

4 結論

烤煙是我國重要的經濟作物，烤煙灌溉和施肥一直是煙草領域的研究熱點。盡管目前烤煙灌溉、施肥取得一系列重要研究進展，但成果的推廣仍存在一定困難。例如，膜下滴灌等節水技術在丘陵區應用時出現管道維護成本高、工程運行能耗大等問題；滴灌施肥常發生管道或滴頭堵塞，問題無法得到妥善解決。因此，筆者認為，基礎研究和應用研究同步進行是烤煙水氮協作效應研究的發展方向。

參考文獻

1 焦學梅，錢曉剛，廖 勇.水氮耦合效應對貴州煙田土壤水分的影響[J].山地農業生物學報，2007（3）：207-210.

2 李法云，宋 麗，官春云.遼西半干旱區農田水肥耦合作用對春小麥產量的影響[J].應用生態學報，2000（4）：535-539.

3 謝會雅，朱列書，趙松義.不同施氮量對烤煙干物質積累的影響[J].作物研究，2007（1）：22-23.

4 任 亞，汪耀富，劉占卿，等.水氮耦合對煙田土壤水分時空分布和利用效率的影響[J].中國農學通報，2005（4）：194-197.

5 凌壽方.不同施肥方式及水肥調控對煙葉產質量的影響[J].煙草農業科學，2006（1）：82-86.

6 汪耀富.灌水與氮用量互作對烤煙葉片養分含量、產量、品質及氮素利用效率的影響[J].河南農業大學學報，2003（2）：119-123.

7 汪耀富，孫德梅，徐傳快.干旱脅迫下氮用量對烤煙養分積累與分配及煙葉產量和品質的影響[J].植物營養與肥料學報，2004（3）：306-311.

8 閆玉民，王玉書.烤煙膜下滴灌對土壤含水率的影響及其經濟效益分析[J].貴州農業科學，2013（1）：45-47.

9 陳 亞.水氮耦合對植煙土壤理化生物特性及烤煙生長的影響[D].重慶：西南大學，2009：11-12.

10 王李芳.水氮耦合對瀘州煙區烤煙產量和質量的影響[D].鄭州：河南農業大學，2011：15-16.

11 任 亞.水氮耦合對煙田土壤水氮動態變化及煙葉產量和品質的影響[D].鄭州：河南農業大學，2005：8-9.

12 肖金香，周紫燕，葉 清，等.水氮互作對烤煙產量和化學成分及生理特性的影響聚類分析[J].中國煙草學報，2011（5）：46-52.

13 王李芳，劉國順，張永輝，等.水氮耦合對烤煙干物質積累及產質量的影響[J].作物研究，2011（1）：51-55.

14 李立丹.水氮耦合效應對烤煙產量和品質的影響[D].鄭州：河南農業大學，2009：17-18.

15 汪德水.旱地農田肥水協同效應與耦合模式[M].北京：氣象出版社，1999：123-126.

16 劉玉青.烤煙節水灌溉條件下水氮耦合效應研究[D].南京：河海大學，2007：14-15.

17 崔保偉，陸引罡，張振中，等.烤煙生長發育及化學品質對水分脅迫的響應[J].河南農業科學，2008（11）：55-58.