增施鎂肥對(duì)富川煙區(qū)烤煙養(yǎng)分吸收及產(chǎn)質(zhì)量的影響

賈海江，范曉蘇，石保峰，郭 霜，梁瓊月，韋建玉，首安發(fā)，沈方科

（1.廣西中煙工業(yè)有限責(zé)任公司，廣西 南寧 530001；2.廣西大學(xué)農(nóng)學(xué)院，植物科學(xué)國(guó)家級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心，廣西 南寧 530004；3.廣西壯族自治區(qū)煙草公司賀州市公司，廣西 賀州 542899）

鎂是煙葉生長(zhǎng)所必需的營(yíng)養(yǎng)元素之一，煙株整個(gè)生長(zhǎng)發(fā)育時(shí)期都需要鎂元素。鎂的缺乏會(huì)影響煙葉的光合性能，使煙株出現(xiàn)碳代謝受阻、氮代謝水平降低等一系列問題，最終降低煙葉的產(chǎn)量和品質(zhì)[1]。研究表明，鉀（K）、鈣（Ca）、鎂（Mg）3 種養(yǎng)分之間存在一定的交互作用[2]。例如：在土壤有效鉀富余的情況下，可能依然無(wú)法滿足烤煙需求；當(dāng)土壤中交換性鈣鎂比值過高時(shí)，煙葉中缺鎂的現(xiàn)象也比較普遍[3]。一般認(rèn)為，土壤交換性鈣鎂比值適合的范圍為5～10，超過20 烤煙便會(huì)出現(xiàn)缺鎂癥狀[4]。研究表明，土壤中有效鉀與煙葉中鉀表現(xiàn)為正相關(guān)關(guān)系[5]，但土壤中有效鉀的供應(yīng)達(dá)到一定程度時(shí)，會(huì)抑制煙葉對(duì)鉀的吸收[6]，不利于煙葉中鉀鈣鎂的平衡。煙葉中鎂的含量與土壤中有效鎂含量呈正相關(guān)關(guān)系，煙葉對(duì)鎂的吸收同時(shí)還受氣候條件、土壤類型及養(yǎng)分間相互作用的影響[6-7]。南方地區(qū)土壤多為酸性，且風(fēng)化強(qiáng)烈，土壤中的鎂元素易被雨水淋失，因此南方地區(qū)土壤中的鎂含量普遍偏低。

富川縣是廣西重要的烤煙種植區(qū)之一。由于長(zhǎng)期植煙，該煙區(qū)土壤有效鉀與鎂的比值以及交換性鈣鎂比值普遍偏高，導(dǎo)致煙株對(duì)鎂的吸收受阻，表現(xiàn)出缺鎂現(xiàn)象，從而影響烤煙的產(chǎn)量與品質(zhì)。因此，研究以K326 為供試烤煙品種，以中量元素水溶肥（含鎂9%）為供試鎂肥，在土壤有效鉀鎂比值和有效鈣鎂比值均偏高的長(zhǎng)期植煙田開展肥效試驗(yàn)，探索增施鎂肥對(duì)平衡煙葉營(yíng)養(yǎng)元素和提高烤煙產(chǎn)質(zhì)量的效果，為科學(xué)指導(dǎo)富川煙區(qū)合理施肥提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)于2022 年3 月至8 月在富川縣富陽(yáng)鎮(zhèn)荻慶村和蘆荻塘村進(jìn)行。供試烤煙品種為K326，供試鎂肥為中量元素水溶肥（含鎂9%），供試鉀肥為硫酸鉀（含氧化鉀50%）。選取有代表性的地塊，在煙苗移栽前多點(diǎn)采集一個(gè)混合土樣，交由廣西西大檢測(cè)有限公司測(cè)得其土壤基本理化性狀為pH 值5.5，有機(jī)質(zhì)13.7 g/kg，全氮0.79 g/kg，有效磷120.5 mg/kg，速效鉀263 mg/kg，有效鈣1 428.3 mg/kg，有效鎂68.9 mg/kg，植煙區(qū)土壤有效鉀鎂比值為3.81（比值偏高），有效鈣鎂比值為20.74（比值偏高）。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

基于土壤有效鉀鎂比值小于1.4、鈣鎂比值小于20 的平衡關(guān)系，固定硫酸鉀肥施用量為369.15 kg/hm2，設(shè)計(jì)3 個(gè)鎂肥用量（表1），分別為67.50、135.15 和270.30 kg/hm2，以不施用鎂肥為對(duì)照（CK）；每個(gè)處理3 次重復(fù)，各小區(qū)隨機(jī)區(qū)組排列；小區(qū)面積33 m2，種植烤煙50 株，行距110 cm，株距55 cm。硫酸鉀和中量元素水溶肥作為追肥于烤煙大培土?xí)r一次性施用；其他烤煙栽培管理措施按賀州市煙草公司優(yōu)質(zhì)煙葉栽培規(guī)程操作。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目與方法

打頂期，每個(gè)處理隨機(jī)挑選15 株烤煙，采摘上、中、下部各1 片煙葉樣品（即每個(gè)處理15 片煙葉樣品），帶回實(shí)驗(yàn)室，用烘箱105℃殺青30 min，65℃烘干至恒重，粉碎后過60 目篩，裝入密封袋中保存，測(cè)定煙葉N、P、K、Ca、Mg 的含量。成熟期，各處理煙葉采收后，按賀州市煙草公司煙葉烘烤規(guī)程進(jìn)行烘烤，統(tǒng)計(jì)各處理烘烤后產(chǎn)量、產(chǎn)值，同時(shí)每個(gè)處理挑選具有代表性的烤后煙葉樣品1 kg 左右，粉碎后過60 目篩，裝入密封袋保存，測(cè)定煙葉N、K、Ca、Mg、總糖、還原糖、煙堿、粗蛋白質(zhì)等的含量，計(jì)算施木克值（蛋白質(zhì)與糖分含量的比值）、糖氮比、糖堿比。除磷之外的各指標(biāo)測(cè)定參照YC/T 159～162、YC/T 173～175 中的方法進(jìn)行，全磷采用消煮釩鉬黃比色法[8]進(jìn)行。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Microsoft Excel 2019 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，采用SPSS 26.0 軟件進(jìn)行方差分析及差異顯著性比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 增施鎂肥對(duì)烤煙產(chǎn)量和產(chǎn)值的影響

由表2 可知，施用鎂肥可不同程度地提高煙葉的產(chǎn)量和產(chǎn)值。隨著施鎂量的增加煙葉的產(chǎn)量與產(chǎn)值呈現(xiàn)增長(zhǎng)趨勢(shì)，與對(duì)照相比，各處理煙葉產(chǎn)量分別增加了18.82%、22.15%、45.48%，產(chǎn)值分別提高了33.71%、34.03%、52.22%，差異均達(dá)顯著水平

2.2 增施鎂肥對(duì)烤后煙葉化學(xué)成分的影響

由表3 可知，施用鎂肥對(duì)煙堿含量沒有產(chǎn)生顯著影響，但是隨著鎂肥施用量的增加煙葉煙堿含量呈先增后減的趨勢(shì)。與對(duì)照相比，施用鎂肥提高了煙葉中粗蛋白質(zhì)的含量，降低了煙葉中總糖和還原糖的含量，總氮含量也明顯增加；其中，T1 和T2處理的粗蛋白質(zhì)和總氮含量顯著高于CK，T2 和T3處理的總糖含量顯著低于CK，T1～T3 處理的還原糖含量顯著低于CK。從化學(xué)成分協(xié)調(diào)性來看，各處理的糖堿比差異不明顯，在13.55～15.56 之間； CK 的糖氮比和施木克值均顯著高于T2 處理，其他處理間差異均不顯著；但3 個(gè)施鎂處理中，T3 的糖氮比、糖堿比和施木克值均最高。綜合來看，在該煙區(qū)土壤有效鉀鎂比值和有效鈣鎂比值均較高的情況下，追施369.15 kg/hm2的硫酸鉀肥和67.50 kg/hm2的中量元素水溶肥（T1 處理）有利于提升烤煙的內(nèi)在化學(xué)成分協(xié)調(diào)性。

表3 各處理烤后煙葉的化學(xué)成分含量及協(xié)調(diào)性

2.3 增施鎂肥對(duì)煙葉營(yíng)養(yǎng)元素的影響

由圖1 可知，高水平鎂處理（T3）顯著提高了打頂期上部煙葉、中部煙葉中氮元素的含量，說明增施鎂肥有利于煙葉對(duì)氮的吸收；增施鎂肥對(duì)各部位煙葉磷含量沒有產(chǎn)生顯著性影響，隨著施用鎂水平的提高，上部、中部、下部煙葉中磷含量呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)，可見煙葉中磷含量與施鎂水平呈負(fù)相關(guān)關(guān)系；增施鎂肥的烤煙上、中、下部煙葉中鎂的含量均得到顯著提高。與CK 相比，施用鎂肥后顯著降低了上部、中部煙葉中鉀的含量，下部煙葉中鉀含量沒有產(chǎn)生明顯變化，但各部位間以下部葉T3 處理煙葉的鉀含量最高，可能是土壤中鎂與鉀產(chǎn)生了拮抗作用。增施鎂肥后，除了下部葉T1 處理顯著降低了煙葉鈣含量外，上、中、下部煙葉中鈣的含量雖未產(chǎn)生顯著性變化但均表現(xiàn)為下降趨勢(shì)，說明施鎂不利于煙葉對(duì)鈣的吸收。因此在施用鎂肥的過程中，也應(yīng)考慮鎂與磷、鎂與鉀、鎂與鈣之間的拮抗關(guān)系，調(diào)節(jié)適宜的施鎂水平，以提高煙葉的品質(zhì)。

圖1 各處理打頂期不同部位煙葉的營(yíng)養(yǎng)元素含量

2.4 增施鎂肥對(duì)煙葉鉀鎂比與鈣鎂比的影響

不同施鎂水平對(duì)煙葉鉀鎂比與鈣鎂比的影響如表4 所示，在煙區(qū)土壤有效鉀鎂比值和有效鈣鎂比值均較高的情況下，增施鎂肥后上部煙葉、中部煙葉與下部煙葉的鉀鎂比與鈣鎂比均顯著降低。其中，不同施鎂水平的上部煙葉鉀鎂比均降到臨界值（15）以下；高水平鎂處理（T3）的中部煙葉鉀鎂比都降到臨界值（15）以下，增施鎂肥后煙葉的鉀鎂比更趨于平衡狀態(tài)。不同鎂肥處理上部煙葉鈣鎂比都降到臨界值（8）以下，而中部、下部煙葉鈣鎂比也更趨于平衡狀態(tài)。

表4 各處理不同部位煙葉的鉀鎂比與鈣鎂比

3 結(jié)論與討論

試驗(yàn)結(jié)果表明，增施鎂肥在不同程度上提高了烤煙的產(chǎn)量與產(chǎn)值，且達(dá)到顯著性效果，與前人[9-11]的研究結(jié)果一致。這可能與增施鎂肥提高了煙葉鎂含量，從而增強(qiáng)了葉片光合作用能力、提高了干物質(zhì)積累量、促進(jìn)了生理代謝等有關(guān)[12]。這說明在一定范圍增施鎂肥能夠提高烤煙的經(jīng)濟(jì)性狀。

分析增施鎂肥對(duì)煙葉中N、P、K、Ga、Mg 含量的影響可知，高水平鎂處理顯著提高了上部煙葉、中部煙葉中氮的含量，施鎂水平與煙葉中鎂的含量呈正相關(guān)關(guān)系，與煙葉中磷含量呈負(fù)相關(guān)關(guān)系。該結(jié)論與曾睿等[13]報(bào)道的類似，但與梁兵等[14]的結(jié)論不一致，這可能與各試驗(yàn)施用鎂肥的水平不一致以及烤煙對(duì)鎂肥的吸收利用率不同有關(guān)。

富川植煙區(qū)土壤有效鎂處于缺乏狀態(tài)，增施鎂肥后仍未達(dá)到豐富狀態(tài)，因此在缺鎂的情況下烤煙吸收磷受阻，則鎂與磷之間可能同時(shí)存在協(xié)同與拮抗的關(guān)系。試驗(yàn)結(jié)果還發(fā)現(xiàn)，施用鎂肥后顯著降低了上部、中部煙葉中的鉀含量，上、中、下部煙葉中的鈣含量也均呈下降趨勢(shì)，但是煙葉鉀、鈣含量與施鎂水平的提高沒有產(chǎn)生明顯規(guī)律，這與朱英華等[15]的研究結(jié)果一致。研究表明，烤煙中鉀、鈣、鎂離子間存在交互作用，煙株中Mg2+與Ca2+間具有拮抗作用，Mg2+與K+間存在拮抗作用，K+與Ca2+間存在協(xié)同作用。因此，在解決富川植煙區(qū)烤煙缺鎂情況時(shí)，調(diào)節(jié)施肥措施中不僅需要增施鎂肥，同時(shí)也需要考慮降低土壤有效鈣的積累。

試驗(yàn)結(jié)果表明，基于富川植煙區(qū)土壤有效鉀鎂比值和有效鈣鎂比值均偏高的情況，增施鎂肥能夠顯著降低上部、中部及下部煙葉的鉀鎂比與鈣鎂比。前人已報(bào)道，煙葉中鉀鎂比值在4～5 間為適合范圍，5～10 間出現(xiàn)煙葉不顯著缺鎂狀態(tài)，15～20 間出現(xiàn)典型缺鎂癥狀，煙葉鈣鎂比值大于8 也會(huì)出現(xiàn)缺鎂現(xiàn)象[16]。在該研究中，高水平鎂處理的上部、中部煙葉鉀鎂比值在15 的臨界值以下，而3 個(gè)鎂水平處理只有上部煙葉的鈣鎂比處于8 的臨界值以下，由此可知，土壤增施鎂肥對(duì)促進(jìn)煙葉吸收鎂，降低煙葉鈣鎂比值和鉀鎂比值起到了積極作用，同時(shí)也有利于煙葉中鉀鈣鎂元素的平衡，這與段宗顏等[17]的研究結(jié)果相似。總體而言，該研究中烤煙煙株仍處于缺鎂狀態(tài)，但增施鎂肥在一定程度上改善了該植煙區(qū)中烤煙缺鎂嚴(yán)重的情況。

增施鎂肥后，煙葉的品質(zhì)并未隨著施鎂量的增加而提升，反而呈下降趨勢(shì)，可能與鎂肥的供應(yīng)量超過了烤煙營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的臨界期有關(guān)。在3 個(gè)鎂肥處理水平中，以低鎂水平煙葉中煙堿、粗蛋白質(zhì)、總糖、還原糖、氮含量最高，高鎂水平煙葉的施木克值、糖氮比、糖堿比最高，這可能是與植煙土壤本身的鉀鎂比和鈣鎂比偏高有關(guān)[17]。該研究中，以追施369.15 kg/hm2的硫酸鉀肥和67.50 kg/hm2的中量元素水溶肥（T1）的處理能夠有效提升烤煙的吸食品質(zhì)。張國(guó)等[11]在皖南煙區(qū)的研究表明，隨著施鎂量的增加，煙葉煙堿含量有增加的趨勢(shì)，而總糖、還原糖含量沒有明顯變化規(guī)律。而徐暢等[18]認(rèn)為，在重慶煙區(qū)施用鎂肥能夠明顯增加煙葉中還原糖和總糖的含量。周芳芳等[19]認(rèn)為，在楚雄市蒼嶺鎮(zhèn)煙區(qū)增施適量鎂肥能夠改善煙葉品質(zhì)，過量施用則對(duì)煙葉品質(zhì)的改善作用不明顯。潘金華等[20]研究認(rèn)為，在玉溪煙區(qū)，隨著土壤中有效鎂含量的增加，煙堿含量表現(xiàn)出先增后減的趨勢(shì)，而總糖、還原糖、糖堿比及氮堿比表現(xiàn)出先減后增的趨勢(shì)。呂世保等[9]研究發(fā)現(xiàn)，楚雄州姚安縣植煙區(qū)煙葉總糖、還原糖含量隨著施鎂量的增加而增加，施鎂肥提高了糖堿比值和氮堿比值。由此可見，施鎂水平對(duì)烤煙品質(zhì)的影響并不固定，而是多元的，這可能與不同植煙區(qū)的土壤類型、氣候條件、海拔及當(dāng)?shù)赝寥谰C合養(yǎng)分狀況有關(guān)。

基于富川植煙區(qū)土壤有效鉀鎂比值和有效鈣鎂比值均較高的情況，綜合考量增施鎂肥對(duì)烤煙經(jīng)濟(jì)性狀、養(yǎng)分吸收狀況及烤煙品質(zhì)的影響，筆者認(rèn)為：施鎂水平在67.50～135.15 kg/hm2時(shí)對(duì)該植煙區(qū)烤煙缺鎂情況有所緩解，同時(shí)提高了烤煙的經(jīng)濟(jì)性狀及煙葉品質(zhì)。該結(jié)論可為富川植煙區(qū)烤煙科學(xué)施肥提供參考。