孫澤東，梁曉芳，石 屹，馬興華

(中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院煙草研究所，農(nóng)業(yè)部煙草生物學(xué)與加工重點實驗室，山東 青島 266101)

烤煙是我國重要的經(jīng)濟(jì)作物，施用氮肥是提高煙葉產(chǎn)量和改善品質(zhì)的主要措施之一[1-2]。我國烤煙生產(chǎn)中氮肥施用存在前重后輕的現(xiàn)象，一般60%～70%作基肥，30%～40%作追肥[3]。研究表明，適當(dāng)減少基肥施用比例，增加追肥比例可以促進(jìn)烤煙對肥料氮的吸收，提高氮肥利用率，增加煙葉產(chǎn)值[4-5]。目前烤煙生產(chǎn)中，肥料多采用條施和穴施的方式施入，肥料利用率較低[6]。而滴灌施肥技術(shù)將滴灌與施肥相結(jié)合，具有減工降本、提高肥料利用率的優(yōu)勢[7]。有研究表明，滴灌等量施肥和滴灌減量施肥20%條件下生姜的氮肥利用率分別比傳統(tǒng)溝灌施肥高19.85%和37.06%[8]。土壤中無機氮素形態(tài)主要為銨態(tài)氮和硝態(tài)氮兩種，銨態(tài)氮易為膠體所吸附，而硝態(tài)氮易隨水分的運動而移動，是作物吸收利用的主要氮素形態(tài)[9]。土壤中氮素的氮肥替代值較高，而且土壤剖面中的硝態(tài)氮累積量對氮肥肥效的發(fā)揮有顯著影響[10]。如果土壤剖面中累積的硝態(tài)氮處理不當(dāng)以及降水或灌水較多時,硝態(tài)氮具有向下層土壤遷移的趨勢，污染土壤及地下水[11]。當(dāng)前滴灌施肥的研究主要集中在與傳統(tǒng)施肥的比較[12-13]和不同施氮量[14-15]等方面，而關(guān)于滴灌施氮對烤煙氮素吸收利用及土壤無機氮的影響報道較少。因此，本文從滴灌施氮對烤煙氮素吸收、分配和利用及土壤無機氮含量與分布的影響，提出了適合烤煙生長的施氮和灌溉策略。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

盆栽試驗于2015年5～10月在濰坊煙草技術(shù)中心諸城洛莊試驗站溫室大棚內(nèi)進(jìn)行。供試土壤為褐土，土壤有機質(zhì)含量9.62 g·kg-1，全氮含量0.42 g·kg-1，堿解氮含量58.5 mg·kg-1，有效磷含量8.46 mg·kg-1，速效鉀含量191 mg·kg-1。供試烤煙品種為K326。

1.2 試驗設(shè)計

試驗設(shè)10個處理，各處理具體施氮時間、比例見表1。每株施純氮4 g，N∶P2O5∶K2O=1∶1∶3，氮肥為硫酸銨，磷肥為過磷酸鈣，鉀肥為硫酸鉀，磷、鉀肥均作基肥與土壤混勻施入。氮肥均通過滴灌施入，基肥于移栽時施入，追肥按試驗設(shè)計的時間與比例施入。植煙容器為PVC方形框，上口寬40 cm，下底寬30 cm，高28 cm，每盆裝土65 kg，栽煙1株，每處理24株。利用重力滴灌裝置進(jìn)行滴灌，滴頭距煙株距離3 cm，滴速為0.7 L·h-1，每株煙設(shè)置一個滴灌裝置。移栽時、移栽后28和42 d各處理進(jìn)行滴灌施氮，首先滴灌清水0.5 h，然后將每處理的氮肥溶解于2 L水中，利用重力滴灌裝置約3 h滴灌施入，最后滴灌清水0.5 h。采用農(nóng)業(yè)氣象監(jiān)測系統(tǒng)V3.0(TNHY-12G)和烘干法相結(jié)合測定土壤含水量，通過滴灌使各處理伸根期、旺長期和成熟期土壤含水量分別達(dá)到最大田間持水量的60%～70%、70%～80%和60%～70%。各處理烤煙盛花期打頂，每株留葉24片。

表1 各處理滴灌施氮時間及比例 (%)

1.3 樣品采集與測定

成熟期采集全株樣品，每處理選取長勢一致的3株。每株分為根、莖、葉，105 ℃殺青15 min，80 ℃烘干至恒重，稱重后粉碎。采用凱氏定氮法測定各器官全氮含量，計算氮素積累量、氮素分配比例及氮素利用率。表觀氮素利用率(%)=(施氮區(qū)植株總吸氮量-無氮區(qū)植株總吸氮量)/施氮量×100。

采集煙株的同時采集土樣。以滴注點為原點，按5 cm的距離，在水平方向0～5、5～10、10～15和15～20 cm，垂直方向0～5、5～10、10～15、15～20和20～25 cm的剖面范圍內(nèi)，采集20個5 cm×5 cm×5 cm的塊狀土壤樣品。將采集的土樣利用1 mol·L-1KCl溶液振蕩浸提30 min后過濾，濾液用連續(xù)流動分析儀測定硝態(tài)氮和銨態(tài)氮含量。計算土壤氮素表觀盈虧量，土壤氮素表觀盈虧量=(土壤無機氮起始總量+施氮量)-(土壤無機氮殘留總量+作物吸氮量)[16]。

1.4 數(shù)據(jù)分析及處理方法

采用Excel 2007軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)整理，SAS 9.3數(shù)據(jù)分析軟件進(jìn)行統(tǒng)計分析，單因素方差分析進(jìn)行差異顯著性檢驗(α=0.05)，均值多重比較采用LSD法。

2 結(jié)果與分析

2.1 滴灌施氮對烤煙各器官氮素含量與氮素積累量的影響

由表2可以看出，施氮顯著提高烤煙各器官氮素含量。移栽后28 d滴灌追氮一次的處理，根的氮素含量T1最高，T3最低，莖的氮素含量為T6T3>T1。移栽后28和42 d追氮兩次的各處理間根的氮素含量無顯著差異，莖的氮素含量T9顯著高于T2，其余各處理間無顯著差異。移栽時施氮50%的處理，葉片氮素含量T2顯著高于T1。移栽時施氮30%或10%，滴灌追氮兩次對各器官的氮素含量無顯著影響。

表2 烤煙各部位氮素含量及氮素積累量

注：表中同一列內(nèi)不同小寫字母表示處理間差異達(dá)5%顯著水平，下同。

施氮顯著提高煙株各器官和整株的氮素積累量。滴灌追氮一次處理的根和莖的氮素積累量為T3>T1>T6，葉片的氮素積累量為T6>T3>T1。移栽時施氮50%，追氮兩次處理的各器官和整株氮素積累量均高于移栽時施氮30%或10%的處理。移栽時施氮50%，T2的根、葉和整株氮素積累量均顯著高于T1。移栽時施氮30%或10%，追氮兩次處理的各器官和整株氮素積累量均低于追氮一次處理。

2.2 滴灌施氮對烤煙各器官氮素分配比例的影響

施氮處理的根、莖和葉的平均氮素分配比例分別為12.50%、12.97%和74.53%(圖1)。追氮一次的處理，根的氮素分配比例為T1>T3>T6，達(dá)顯著水平；T1和T3莖的氮素分配比例均顯著高于T6，T1莖的氮素分配比例比T3高12.59%；葉的氮素分配比例T6>T3>T1，達(dá)顯著水平。移栽時施氮相同，追氮兩次的處理根的氮素分配比例小于追氮一次處理，而葉的氮素分配比例大于追氮一次處理。移栽時施氮50%或30%，追氮兩次的處理莖的氮素分配比例小于追氮一次處理。移栽時施氮10%，追氮兩次的處理莖的氮素分配比例大于追氮一次處理，且隨移栽后42 d追氮比例的增加而增加。

圖1 氮素在烤煙各器官中的分配比例

2.3 滴灌施氮對烤煙表觀氮素利用率的影響

由圖2可以看出，T2表觀氮素利用率最高，T6次之，T1最低。追氮一次的處理，隨追氮比例增加，氮素利用率提高，T3和T6比T1分別高15.13和15.45個百分點。追氮兩次的處理，氮素利用率T2最高，T4次之，T8最低。移栽時施氮50%的處理中，T2氮素利用率比T1高23.57個百分點。移栽時施氮30%或10%，追氮兩次處理的氮素利用率低于滴灌追氮一次的，且隨移栽后42 d追氮比例的增加呈降低趨勢。

圖2 不同處理烤煙表觀氮肥利用率

注：誤差棒代表平均值的標(biāo)準(zhǔn)誤，不同小寫字母表示處理間差異達(dá)5%顯著水平，下同。

2.4 滴灌施氮對土壤無機氮含量與分布的影響

施氮處理土壤無機氮含量為無氮處理的1.28～1.77倍(表3)。滴灌條件下，無氮處理的土壤無機氮主要集中在15～25 cm土層，含量約占總無機氮含量的56.55%；施氮處理的土壤無機氮主要集中在0～10 cm土層，約占無機氮總含量的49.10%～55.17%。

垂直方向，移栽后28 d滴灌追氮一次的處理，距滴注點不同距離土層的土壤無機氮含量T3、T6均高于T1；距滴注點0～15 cm土層的土壤無機氮含量T6高于T3，15～25 cm土層的土壤無機氮含量低于T3。移栽時施氮50%的處理，距滴注點5～20 cm土層的無機氮含量T2比T1高12.72%。移栽時施氮30%的處理，距滴注點0～15 cm土層的土壤無機氮含量T4和T5均高于T3。移栽時施氮10%的處理，距滴注點0～15 cm土層的土壤無機氮含量T7和T9均高于T6。移栽時施氮比例相同條件下，追氮兩次處理的距滴注點20～25 cm土層的土壤無機氮含量均低于追氮一次處理。

水平方向，各處理距滴注點15～20 cm土層的土壤無機氮含量均高于其他土層。移栽后追氮一次的處理，距滴注點不同距離土層的土壤無機氮含量T3、T6均高于T1，且距滴注點5～20 cm土層的土壤無機氮含量T6高于T3，其中15～20 cm達(dá)顯著水平。移栽時施氮50%的處理，距滴注點0～10 cm土層的土壤無機氮含量T2高于T1，而10～20 cm土層的土壤無機氮含量低于T1。基施氮肥30%或10%，移栽后28和42 d滴灌追氮比例較高的T5、T9處理，其距滴注點15～20 cm土層的土壤無機氮含量較高。

表3 不同處理各土層土壤無機氮含量 (mg·kg-1)

2.5 滴灌施氮對土壤無機氮表觀盈余量的影響

施氮處理的土壤氮素表觀盈虧量均為正值，表現(xiàn)為氮素盈余(圖3)。移栽后28 d滴灌追氮一次的處理，氮素表觀盈余量T3和T6顯著低于T1，T3比T6高0.99%。移栽后28和42 d滴灌追氮兩次的處理，氮素表觀盈余量T2顯著低于T4、T5、T7、T8和T9。移栽時施氮50%，移栽后滴灌追氮兩次的T2氮素表觀盈余量顯著低于滴灌追氮一次的T1。移栽時施氮30%，T4和T5的氮素表觀盈余量分別比T3高8.80%和2.32%。移栽時施氮10%，T7、T8和T9的氮素表觀盈余量均顯著高于T6。

圖3 不同處理土壤無機氮素表觀盈余量

3 討論

施氮對烤煙的氮素吸收利用具有明顯的促進(jìn)作用，且不同的施氮方式，烤煙對氮素的吸收利用不同。王軍等[17]研究發(fā)現(xiàn)，低施氮量條件下氮肥全部基施，可以滿足烤煙氮素需求，氮肥利用率較高。然而基肥比例過高時，土壤供氮特性與煙株的需肥規(guī)律不相吻合，產(chǎn)量和質(zhì)量矛盾突出，因此要獲得高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)煙葉，應(yīng)適當(dāng)增加追肥比例，保證土壤供氮和煙株需氮規(guī)律相吻合，進(jìn)而提高肥料利用率[18]。馬興華等[19]在山東諸城的研究發(fā)現(xiàn)，施氮量為60和90 kg·hm-2時，隨追肥比例的增加，氮肥利用率提高。本研究中，移栽后28 d滴灌追氮一次，增加追氮比例，葉片氮素積累量與氮素分配比例以及烤煙氮肥利用率升高，與夏曉亮等[20]和杜世州等[21]在小麥上的研究結(jié)果一致。

方棟平[22]對溫室黃瓜的研究發(fā)現(xiàn)，采用“少量多次”的滴灌施肥模式增產(chǎn)效果顯著，肥料利用效率較高。本研究中，移栽時施氮50%，滴灌追氮兩次促進(jìn)了烤煙的氮素吸收，降低了土壤無機氮素殘留量和表觀盈余量，提高了氮素利用率，可能是此施氮方式促進(jìn)了旺長期氮素的吸收。而且，追氮兩次，濕潤邊界的無機氮含量降低，可能是因為追氮比例低，滴灌施肥時肥液濃度低，減弱了硝態(tài)氮的運移[23]。而移栽時施氮30%或10%，追氮兩次，氮素積累量和氮素利用率均較低，可能是由于本試驗土壤的肥力水平較低，伸根期需要較多的氮素養(yǎng)分促其早生快發(fā)，保證快速生長期大量吸收養(yǎng)分，若前期氮素供應(yīng)不足或較低，可能影響到烤煙伸根期氮素營養(yǎng)供應(yīng)[24]，烤煙生長緩慢，即使快速生長期供應(yīng)較多的養(yǎng)分，煙株也不能充分吸收，而且烤煙生育后期，烤煙氮素同化代謝能力持續(xù)下降，烤煙養(yǎng)分需求相應(yīng)減少，無法利用過多的氮素[25]，導(dǎo)致養(yǎng)分吸收積累較低，利用率較低，土壤氮素盈余量高。追氮兩次與追氮一次相比，中層土壤無機氮含量增加，底層土壤無機氮含量降低，一定程度上減少土壤無機氮素的淋溶損失[26]。

4 結(jié)論

移栽后28 d滴灌追氮一次，增加追氮比例，促進(jìn)烤煙氮素吸收利用，降低土壤無機氮素盈余量。移栽后追氮兩次增加葉片的氮素分配比例，降低深層土壤無機氮含量，減少硝態(tài)氮淋洗的可能。當(dāng)追氮比例為70%或90%時，增加滴灌追施次數(shù)，烤煙氮素積累量和表觀氮素利用率降低。綜合考慮氮素吸收積累及利用，土壤無機氮分布及盈余量等，移栽時施氮50%，移栽后28 d滴灌追氮35%，42 d滴灌追氮15%可作為烤煙生產(chǎn)中滴灌施氮方式的參考。