□高 明 李 舟 熊維亮 楊章明 甘 勇

烤煙是是一種重要的經濟作物，在我國農業(yè)生產中占有重要地位，對促進農民增收、農村發(fā)展具有重要作用?？緹熓且允斋@煙葉為目標的特殊經濟作物，煙葉外觀質量和內在品質在很大程度上受品種、生態(tài)條件和施肥的影響，在特定的生態(tài)條件下，對固定品種可通過施肥調節(jié)植物營養(yǎng)養(yǎng)分，改善煙葉品。施肥不僅是決定煙葉產量、產值的第一因子，而且對均價、上等煙比例也影響較大，對煙葉香吃味的貢獻則僅次于品種，占2 4.8 0％，而施肥對煙堿、燃燒性也具有重要作用。

施肥技術是煙葉生產最關鍵且最不易掌握的技術之一，受到許多因素的影響，如土壤養(yǎng)分含量、土壤質地、灌溉條件、氣候因素、產量水平、煙葉品種、養(yǎng)分利用率等諸多因素，這些因素不僅本身可分解為許多子因素，而且彼此間是相互聯(lián)系和相互制的。在生產過程中，常常出現(xiàn)單一施肥、偏好施肥、施肥過量或不足等現(xiàn)象，大多數(shù)煙農以經驗施肥為主，缺乏科學可靠的施肥依據。盲目施用化肥不僅造成寶貴資源的浪費、生產成本的增加，更嚴重的是以化肥過量施用為首的農業(yè)面源污染已成為我國環(huán)境污染的主要源頭之一。

為了解決烤煙施肥中的種種矛盾，廣大的科技工作者在烤煙平衡施肥方面做了大量的工作，本文綜合分析了測土配方施肥技術、G I S和計算機結合的現(xiàn)代高新技術等方面在我國烤煙平衡施肥上的研究應用現(xiàn)狀，并對烤煙平衡施肥研究中的問題提出建議，希望對后面的相關研究有所幫助。

一、測土配方施肥在烤煙平衡施肥上的應用

測土配方施肥是以土壤測試、肥料田間試驗為基礎，根據作物的需肥規(guī)律、土壤的供肥性能和肥料效應，在合理施用有機肥的基礎上，提出科學合理的氮、磷、鉀以及中、微量元素等肥料的施用品種、數(shù)量、施肥時期和施用方法，以滿足作物生長的需要，從而達到提高作物產量、改善煙葉品質、提高肥料利用率、減少環(huán)境污染的目的。測土配方施肥主要包括5個核心環(huán)節(jié)，即測土、配方、配肥、供應、施肥指導。

烤煙測土配方施肥，通常采用三因素四水平或者三因素五水平的優(yōu)化實驗方案進行，通過選擇試驗區(qū)域內有代表性的土壤開展田間肥效試驗，建立施肥模型，從而得到研究區(qū)域的烤煙肥料配方。

閆克玉等采用三因素五水平等試驗設計，研究得出豫中煙區(qū)肥力中等偏下的壤土條件下，N、P2O5、K2O分別為5 2.5，6 7.5，2 3 2.5k g/h m2的處理組合施肥效果最佳，煙株生物學性狀和煙葉產質表現(xiàn)最好。朱信寧等，采用三因素五水平二次正交旋轉組合設計田間試驗，運用灰色關聯(lián)度分析法，得出在試驗區(qū)域的烤煙施肥最佳配比為氮肥6 2.8 4 k g/h m2磷肥 1 0 1.7 5 k g/h m2，鉀肥1 9 7.4 3 k g/h m2。孫虎等采用三因素五水平二次正交旋轉組合設計田間試驗，通過計算機優(yōu)化所建立的氮、磷、鉀肥與烤煙產量的回歸模型，得出了渭北地區(qū)的最佳施肥組合

高林等則采用3 4 1 4完全試驗方案設計，研究了不同肥料效應對烤煙生長發(fā)育以及產量質量等方面的影響，并建立肥料效應三元二次數(shù)學模擬方程：Y=1 3 8.3 6+2 3.1 8 X 1－0.8 3 X 1 2－4.3 2 X 2+0.3 4 X 2 2－4.4 0 X 3+0.0 9 X 3 2－1.0 2 X 1 X 2－0.3 5 X 1 X 3+0.6 4 X 2 X 3（式中，X 1、X 2、X 3分別代表 N、P2O5、K2O用量），用于預測最大施肥量和最佳施肥量；尹鵬達等同樣采用“3 4 1 4”回歸最優(yōu)設計，建立N、P、K肥與烤煙產量的回歸效應模型，并對各因子及交互作用進行了分析，計算了土壤豐缺指標及基礎肥力貢獻率，建立了東北烤煙的優(yōu)化施肥方案。尹鵬達等還采用“3 4 1 4”回歸最優(yōu)設計，建立了氮磷鉀肥與烤煙產量及煙葉主要化學成分的偏最小二乘回歸施肥模型，結果表明：若以獲得最大經濟效益為目的，最佳氮磷鉀比例為1∶1.6∶2.1；若以改善烤煙煙葉香氣、燃燒性及吸煙的安全性為目的，最佳氮磷鉀比例為1∶1.3∶2.9。吳昊和鄭傳剛采用五元二次正交旋轉組合設計，研究不同氮、磷、鉀、微肥和有機肥施用量對四川涼山煙區(qū)烤煙的效應。

測土配方施肥技術具有準確、高效等特點，在實施過程中需要各個步驟緊密相連，任何一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，都會影響該技術在烤煙平衡施肥中的作用。在烤煙平衡施肥研究中需要不斷加強田間試驗、土壤養(yǎng)分測試技術、肥料配制、數(shù)據處理等方面的創(chuàng)新，不斷提升測土配方施肥技術與烤煙營養(yǎng)規(guī)律之間的耦合，更好的發(fā)揮該技術的優(yōu)點在烤煙平衡施肥中的作用。

二、現(xiàn)代高新技術在烤煙平衡施肥中的應用研究

隨著全球信息化的發(fā)展，農業(yè)信息化的建設也越來越受到大家的關注。近十幾年來，信息化技術已在農業(yè)領域中得到了廣泛的應用，國內外農業(yè)信息化產品不斷出現(xiàn)，已經涉及到農業(yè)生產和管理的各個方面。農業(yè)專家系統(tǒng)，作為農業(yè)領域中的一項高新技術，也已經在我國得到了廣泛的使用。農業(yè)專家系統(tǒng)運用人工智能算法，將農業(yè)領域知識和專家經驗相結合，以智能推理為主體，為農業(yè)生產提供咨詢服務和決策方案[1 9]。

程功等分析影響煙葉施肥的因素及相互作用關系，運用農業(yè)系統(tǒng)工程分析的原理和方法，總結與匯集煙草專家的施肥經驗，建立數(shù)學模型，研究出“烤煙配方施肥專家系統(tǒng)”。楊勇等應用V i a u a l B a s i c高級程序設計語言建立了計算機推薦施肥應用系統(tǒng)。應用系統(tǒng)可根據對不同土壤區(qū)域的土壤有效養(yǎng)分含量與施肥量的定量分析對肥料施用數(shù)學模型進行數(shù)據優(yōu)化并給出最佳施肥方案。許珂對影響烤煙生長的土壤肥力情況進行了評價，在此基礎上建立了基于最小二乘支持向量機的烤煙智能施肥推薦模型，并借助G I S技術建立了烤煙智能施肥推薦系統(tǒng)。該系統(tǒng)能夠科學、準確地預測出烤煙施肥量，同時能方便，快捷地為煙農提供當?shù)乜緹熓┓释扑]方案。王小霞建立了基于B P網絡和最小二乘支持向量機的智能施肥推薦模型，設計開發(fā)了B P網絡和最小二乘支持向量機兩種施肥推薦平臺，并結合G I S技術用于指導烤煙施肥。所建平臺能有效地實現(xiàn)烤煙智能施肥推薦，具有較高的通用性、直觀性和實用價值。

隨著G I S技術和計算機技術等高新技術的發(fā)展，現(xiàn)代烤煙精準施肥得以實現(xiàn)。宋晶等利用G I S，在分析了河南省洛陽烤煙種植區(qū)各項肥力指標，劃分了河南土壤肥力等級的基礎上，建立了具有施肥咨詢與配方推薦等功能的煙田施肥推薦支持決策系統(tǒng)；陳偉強等提出了基于G I S的煙草精準施肥配方系統(tǒng)框架，建立了平頂山煙區(qū)生態(tài)環(huán)境空間數(shù)據庫、精準施肥配方模型，并通過實驗和專家經驗建立了模型參數(shù)以及參數(shù)修正的專家模型。

G I S與計算機結合建立的施肥系統(tǒng)是未來烤煙生產平衡施肥、精準施肥的發(fā)展方向。隨著科技的進步，施肥系統(tǒng)的研究會向著多尺度、高精準、便捷等方向發(fā)展，最終成為農業(yè)現(xiàn)代化中重要的一環(huán)。

三、目前的平衡施肥技術存在的問題及建議

測土配方施肥法能夠考慮到多種肥料對作物的綜合影響，但是針對不同土壤、氣候、耕作等條件需要布置多點不同試驗，費時費工。測土、配方、配肥、供應、施肥指導，五個環(huán)節(jié)環(huán)環(huán)相扣，任一環(huán)節(jié)出現(xiàn)紕漏，都會影響到平衡施肥的效果。隨著種植制度的改變、連年的肥料投入、氣候環(huán)境的變化等，導致土壤養(yǎng)分的變化，就得重新進行測土配肥，這是測土配方施肥技術最大的短板。

在現(xiàn)代高新技術在烤煙平衡施肥中的應用研究中，3 S（G P S、R S、G I S）技術相關的精準農業(yè)脫穎而出，同時在施肥上提出了精準施肥技術。精準施肥技術主要是借助3 S技術與計算機技術形成了系統(tǒng)化、科學化和精確化的動態(tài)施肥方案，其主要特點是在過去的測土配方施肥的基礎上，進一步綜合系列施肥相關數(shù)據，包括的大田試驗數(shù)據、小區(qū)試驗數(shù)據以及3 4 1 4等試驗數(shù)據等，經規(guī)范處理、存儲，結合專家知識和施肥模型在計算機推理機下自動完成土壤肥力的評估和施肥量的計算。該技術主要依賴于前期的數(shù)據準確性和可靠性，一旦系統(tǒng)的測土、配方、配肥、供應、施肥指導建立完成，以后只需定期補充新的樣點的測土數(shù)據，就可以保持系統(tǒng)的精準性，不需要再次做大量田間試驗，節(jié)約了人力和物力，并適合大面積推廣使用。