余垚穎，王明富，何佶弦，張啟莉，陳利平，蔣 豪，顧會(huì)戰(zhàn)

（1四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所，成都 610066；2四川省煙草公司廣元市公司，四川廣元 628000；3中國(guó)科學(xué)院水利部成都山地災(zāi)害與環(huán)境研究所，成都 610041）

0 引言

在一定的環(huán)境和品種條件下，科學(xué)合理的營(yíng)養(yǎng)元素管理是煙葉質(zhì)優(yōu)量高的重要保障[1-3]。N、P、K作為烤煙生長(zhǎng)所必需的大量營(yíng)養(yǎng)元素，可促進(jìn)烤煙正常生長(zhǎng)和成熟落黃[4-5]。關(guān)于烤煙大量營(yíng)養(yǎng)元素的研究主要集中在單一元素施用量及其基追比例和N、P、K合理配比等方面。如謝會(huì)雅等[6]研究表明：施純氮180kg/hm2、N:P:K=1:0.8:3在烤煙產(chǎn)量和質(zhì)量上效果最佳；楊金陸等[7]研究表明：基肥配方為N:P:K=2:3:5.4，追肥配方為N:P:K=10.1:0:36.6，更有利于生育后期烤煙生長(zhǎng)；譚波等[8]研究表明：氮肥40%作基肥，60%作追肥的施肥模式最好；湯宏等[9]研究表明：在黔東南州及相鄰煙區(qū)種植煙草，其推薦施磷量以75～112.5 kg/hm2為宜。目前對(duì)氮磷鉀交互作用和氮、鉀的基追比進(jìn)行結(jié)合研究的尚未見報(bào)道，與此同時(shí)，由于土壤、氣候條件及品種的不同，在烤煙氮磷鉀肥施用中依然存在一定的盲目和不合理性。廣元作為四川五大烤煙產(chǎn)區(qū)之一，位于四川北部邊緣，地理位置為31°31′—32°56′N，104°36′—106°45′E之間[10]，其植煙區(qū)的土壤類型以石灰性紫色土為主。隨著氣候變化，存在降雨量分配與烤煙生長(zhǎng)所需水不協(xié)調(diào)及肥料養(yǎng)分釋放與烤煙養(yǎng)分吸收關(guān)系協(xié)調(diào)性差的現(xiàn)象。因此，本研究在探討氮磷鉀不同用量及其交互作用效果的同時(shí)，開展了氮鉀基肥與追肥養(yǎng)分供應(yīng)分配對(duì)烤煙生長(zhǎng)及產(chǎn)質(zhì)量的影響研究，集成了石灰性紫色土烤煙栽培氮磷鉀的最佳用量及其基追比例的施肥方案，進(jìn)一步優(yōu)化了烤煙的施肥體系，以期為‘中棵煙’生長(zhǎng)環(huán)境營(yíng)造提供了強(qiáng)有力的技術(shù)保障，促進(jìn)廣元煙草可持續(xù)性發(fā)展。

1 材料與方法

1.1 材料與方法

供試烤煙品種：‘云煙87’。

供試肥料：煙草專用復(fù)合肥(N:P2O5:K2O=10:15:25)、生物有機(jī)肥、油枯、硝酸鉀、硫酸鉀、磷酸一銨、過(guò)磷酸鈣、煙草專用追肥(N:P2O5:K2O=5:10:35)。

供試土壤基本情況：NPK養(yǎng)分均衡施肥試驗(yàn)，石灰性紫色土，pH 7.62，有機(jī)質(zhì)14.15 g/kg，速效鉀95.60 mg/kg，堿解氮68.12 mg/kg，有效磷10.14 mg/kg；基肥與追肥NK養(yǎng)分供應(yīng)分配試驗(yàn)，石灰性紫色土，pH 7.74，有機(jī)質(zhì)15.14 g/kg，速效鉀87.63 mg/kg，堿解氮72.43 mg/kg，有效磷14.56 mg/kg。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與處理

NPK養(yǎng)分均衡施肥試驗(yàn)：于2018年在廣元市普安鎮(zhèn)光榮村進(jìn)行，試驗(yàn)采用3因素(NPK)3水平L9(34)正交設(shè)計(jì)，N施用量：N1為82.5 kg/hm2，N2為97.5 kg/hm2，N3為 112.5 kg/hm2；P 施用量：P1為 105 kg/hm2，P2為127.5 kg/hm2，P3為 150.0 kg/hm2；K施用量：K1為270.00 kg/hm2，K2為 315.0 kg/hm2，K3為 360.0 kg/hm2，共9個(gè)處理，3次重復(fù)，共計(jì)27個(gè)小區(qū)，具體正交試驗(yàn)方案見表1，煙苗移栽時(shí)間為4月22日，行距為120 cm，株距為50 cm，田間管理措施按廣元優(yōu)質(zhì)煙葉生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)行。

表1 均衡施肥試驗(yàn)正交方案表

基肥與追肥NK養(yǎng)分供應(yīng)分配試驗(yàn)：于2019年在廣元市普安鎮(zhèn)光榮村進(jìn)行，試驗(yàn)采用兩因素三水平完全正交設(shè)計(jì)，NPK施肥量根據(jù)2018年研究確定為97.5、150、315 kg/hm2，其中N的基追比例3個(gè)水平分別為7:3、6:4、5:5，K 3個(gè)水平分別為5:5、4:6、3:7，共設(shè)9個(gè)處理（見表2），重復(fù)3次，共計(jì)27個(gè)小區(qū)，煙苗移栽時(shí)間為4月18日，行距為120 cm，株距為50 cm，田間管理措施按廣元優(yōu)質(zhì)煙葉生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)行。

表2 NK基肥與追肥不同比例試驗(yàn)正交方案表

1.3 采樣與測(cè)定

農(nóng)藝性狀和SPAD值：每小區(qū)定15株，在煙苗移栽后40天和60天時(shí)，進(jìn)行株高、節(jié)距、莖圍等指標(biāo)測(cè)定；同時(shí)用手持式葉綠素測(cè)定儀(SPAD-502)測(cè)定從上往下第四片完全展開的煙葉SPAD值，每片葉以主葉脈為界分為左右兩邊，分別測(cè)定葉基、葉中和葉尖3個(gè)位置點(diǎn)，以6點(diǎn)平均值代表該葉片SPAD值。

化學(xué)成份：2018年煙葉烘烤結(jié)束后，選取不同處理的上、中部位煙葉，利用MATRIX-Ⅰ近紅外光譜儀（德國(guó)布魯克公司）檢測(cè)其還原糖、植物堿、鉀、氮、氯、淀粉[11]等。

感觀質(zhì)量評(píng)定：2019年煙葉烘烤結(jié)束后，選中部煙葉送至四川中煙公司進(jìn)行單料煙制樣，按單料煙評(píng)吸基本要求，以YC/T 138—1998煙草及煙草制品感官評(píng)價(jià)方法為基礎(chǔ)，由專職評(píng)吸人員進(jìn)行感官品質(zhì)鑒定，按單料煙9分制方法評(píng)分。

產(chǎn)值產(chǎn)量測(cè)定：以小區(qū)為單位采收煙葉并進(jìn)行標(biāo)記，待煙葉烘烤結(jié)束后，計(jì)算其煙葉產(chǎn)量產(chǎn)值。

1.4 煙葉化學(xué)成分評(píng)價(jià)

選擇煙葉總糖、還原糖、煙堿、總氮、鉀、氯、糖堿比、氮堿比與鉀氯比9項(xiàng)指標(biāo)作為煙葉化學(xué)成分的綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)[12]。根據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和參照相關(guān)研究的結(jié)果的試驗(yàn)評(píng)價(jià)方法[13-14]，確定9項(xiàng)化學(xué)成分指標(biāo)所選用的隸屬函數(shù)的類型及相應(yīng)參數(shù)范圍值[見式(1)S型隸屬函數(shù)、式(2)拋物線型隸屬函數(shù)、表3各函數(shù)拐點(diǎn)及烤煙各化學(xué)成分指標(biāo)的權(quán)重值]。利用乘法原則得出化學(xué)成分綜合指標(biāo)值I[公式(3)]。I值范圍0～1，值越高，表明煙葉化學(xué)成分質(zhì)量越好。

表3 煙葉化學(xué)成分屬隸屬函數(shù)的類型、隸屬度與權(quán)重

式中：Ni和Wi分別為第i種化學(xué)成分含量的隸屬值和相應(yīng)的權(quán)重系數(shù)。

1.5 煙葉化學(xué)成分評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)處理

采用IBM Statistics SPSS 20.0和Microsoft Excel 2016軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 NPK養(yǎng)分均衡施肥試驗(yàn)結(jié)果

2.1.1 氮磷鉀不同用量對(duì)農(nóng)藝性狀影響 表4～5表明：煙苗移栽40天，P因素的株高和莖圍Sig.值小于0.05；煙苗移栽60天，NK因素的葉長(zhǎng)、葉寬、節(jié)距和P因素的葉寬Sig.值均小于0.05，表明煙苗移栽40天時(shí)P和煙苗移栽60天后NPK對(duì)農(nóng)藝性狀的部分指標(biāo)存在顯著性影響，因此對(duì)其對(duì)應(yīng)的農(nóng)藝性狀進(jìn)行多重比較表明：N的最佳水平N2；P為P2和P3，其中P2略好于P3但兩者之間不存在顯著性差異；K為K2和K3，其中K3略好于K2（表6）。從農(nóng)藝性狀分析來(lái)看，N2P2K3、N2P2K2、N2P3K3和N2P3K2施肥組合更有利于烤煙生長(zhǎng)。

表4 煙苗移栽40天煙株農(nóng)藝性狀主體間效應(yīng)

續(xù)表4

表5 煙苗移栽60天煙株農(nóng)藝性狀主體間效應(yīng)

續(xù)表5

表6 NPK三因素的農(nóng)藝性狀多重比較表

2.1.2 氮磷鉀不同用量對(duì)SPAD的影響 由表7～8可知：煙苗移栽40天，NPK對(duì)葉綠素的影響差異不顯著性；煙苗移栽60天，N對(duì)葉綠素的影響存在顯著性，對(duì)煙苗移栽60天時(shí)N因素的葉綠素進(jìn)行多重比較：N2和N3顯著好于N1，其中以N2最好。

表7 SPAD主體間效應(yīng)的檢驗(yàn)

表8 SPAD多重比較表

2.1.3 氮磷鉀不同用量對(duì)煙葉產(chǎn)量的影響 由表9～10可知：N、P對(duì)煙葉的產(chǎn)量存在顯著性，對(duì)NP兩因素的產(chǎn)量進(jìn)行多重比較表明，N因素對(duì)產(chǎn)量的影響的排序?yàn)?N3＞N2＞N1，N2和 N3顯著好于 N1，且 N2與 N3之間不顯著；P因素對(duì)產(chǎn)量的影響的排序?yàn)镻3＞P2＞P1，P3顯著好于P1和P2。N2P3K2、N3P3K2施肥組合有利于提高煙葉產(chǎn)量。

表9 產(chǎn)量主效應(yīng)分析

表10 產(chǎn)量多重比較 kg/hm2

2.1.4 氮磷鉀不同用量對(duì)煙葉化學(xué)成份的影響 由表11～12可知：上部煙葉NPK三因素對(duì)煙葉化學(xué)成份綜合指數(shù)的影響差異不顯著；中部煙葉N對(duì)煙葉化學(xué)成份綜合指數(shù)的影響存在顯著性差異，其中N2顯著好于N1。因此僅從煙葉化學(xué)成份的數(shù)據(jù)分析來(lái)看，最佳施肥組合為N2P3K2。

表11 化學(xué)成份綜合指數(shù)主效應(yīng)分析

表12 化學(xué)成份綜合指數(shù)多重比較

2.2 基肥與追肥NK養(yǎng)分供應(yīng)分配試驗(yàn)

2.2.1 農(nóng)藝性狀分析 由表13可知：煙葉移栽60天時(shí)，最大葉寬各處理存在顯著性差異，以C3處理最高，其余指標(biāo)各處理間存在差異，但不顯著。由此表明，（N基:追=7:3和K基:追=3:7）處理更有利于煙株生長(zhǎng)。

表13 農(nóng)藝性狀分析

2.1.2 產(chǎn)值產(chǎn)量分析 由表14可知：煙葉采摘烘烤后，產(chǎn)量與產(chǎn)值排序?yàn)?：C3＞C2＞C5＞C9＞C7＞C1＞C6＞C8＞C4，C3與 C1、C4、C6、C7、C8和 C9之間存在顯著性差異。表明，（N基:追=7:3；K基:追=3:7）處理煙葉產(chǎn)量與產(chǎn)值最好，其次為（N基:追=7:3；K基:追=4:6），（N基:追=6:4；K基:追=4:6）次之，前期多氮，后期多鉀，更有利于提高烤煙產(chǎn)量。

表14 產(chǎn)量產(chǎn)值分析

2.1.3 煙葉感觀質(zhì)量分析 送中部煙葉至四川中煙公司進(jìn)行感觀質(zhì)量評(píng)價(jià)表明：C4＞C3＞C1＞C6＞C2＞C5、C7、C8＞C9，C4表現(xiàn)為：甜度好，流暢，勁頭濃度適中，刺激較小，同時(shí)C3與C4感觀評(píng)吸相近（表15）。表明，采用（N基:追=6:4；K基:追=5:5）施肥處理煙葉感觀質(zhì)量最優(yōu)，（N基:追=7:3；K基:追=3:7）次之。

表15 煙葉感官質(zhì)量評(píng)吸表

3 結(jié)論

本研究以煙草為研究對(duì)象，通過(guò)煙葉農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量、產(chǎn)值以及煙葉化學(xué)成分和感觀質(zhì)量等指標(biāo)的研究和綜合分析后明確了，四川省廣元植煙區(qū)烤煙栽培營(yíng)養(yǎng)均衡施肥體系為：N、P2O5、K2O施用量分別為97.5、150、315 kg/hm2，氮、鉀基肥與追肥養(yǎng)分分配比：N基:追=7:3；K基:追=3:7，氮肥前多后少，鉀肥后移的養(yǎng)分分配方式更用利于提高煙葉內(nèi)在質(zhì)量，有助于‘中棵煙’的形成。

4 討論

煙草作為一類特殊的肥料效應(yīng)作物，不僅注重產(chǎn)量還要追求烤煙內(nèi)在質(zhì)量[15-16]。氮磷鉀施用過(guò)多，會(huì)導(dǎo)致內(nèi)在質(zhì)量下降，如試驗(yàn)中當(dāng)施氮量為N3水平時(shí)，雖產(chǎn)量最高，但化學(xué)指標(biāo)協(xié)調(diào)性下降，化學(xué)成份綜合指數(shù)下降，這可能是氮肥過(guò)多造成奢侈生長(zhǎng)，煙葉落黃差，不利于烘烤，影響其內(nèi)在質(zhì)量。在烤煙的實(shí)際生產(chǎn)中，其產(chǎn)量、質(zhì)量與營(yíng)養(yǎng)供應(yīng)密切相關(guān)，特別是氮磷鉀三大營(yíng)養(yǎng)元素的供應(yīng)，本研究通過(guò)開展氮磷鉀不同用量研究，綜合分析農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量產(chǎn)值及化學(xué)指標(biāo)等表明：N2P3K2組合為廣元烤煙種植的最佳施肥組合，即純N、P2O5、K2O施用量97.5、150、315 kg/hm2。

大量試驗(yàn)結(jié)果表明，烤煙的施肥效果不僅取決于肥料的施用量、還取決于施肥時(shí)期及比例，只有適宜的養(yǎng)分配比才能提高肥料利用率，保證煙葉的產(chǎn)量和品質(zhì)[17-19]。氮、鉀基追比對(duì)煙葉產(chǎn)量和品質(zhì)的形成有重要影響，在一定施肥水平下，不合理的基追比，易造成氮、鉀素的損失或煙葉貪青晚熟，煙葉感官質(zhì)量差[20-21]。因此，本研究在確定氮磷鉀最佳施用量組合的情況下，開展了氮鉀不同基追比例交互作用的研究，結(jié)果表明：（N基:追=7:3；K基:追=3:7）處理農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量及產(chǎn)值上好于其他處理；（N基:追=6:4；K基:追=5:5和（N基:追=7:3；K基:追=3:7）處理在感觀質(zhì)量上表現(xiàn)為甜度好，流暢，勁頭濃度適中，刺激較小。綜上所述，（N基:追=7:3；K基:追=3:7）為廣元烤煙種植施肥的最佳基追比例，這與張芬芬等[22]研究氮肥基追比為40%:60%存在一定的差異，可能與品種及各地土壤肥力及環(huán)境因素相關(guān)，加之前者均是對(duì)單一的氮肥基追比進(jìn)行研究，本研究對(duì)氮鉀兩因素不同基追比例同時(shí)進(jìn)行研究，兩者之間存在一定交互效應(yīng)。