不同水肥条件对烤烟产量和质量的影响

陈振国+李进平+冯吉

摘要：为探讨在大田生长过程中，土壤水分和氮肥互作对烤烟产量、品质的影响，2016年在保康县进行了水肥耦合试验。结果表明，增加土壤水分含量或施肥量均可促进烤烟的生长发育，提高产量和产值；高水+高肥处理的水肥互作效应明显，能取得较高的产量和产值。综合不同水肥条件对烤烟产量、产值、内在化学成分、评吸质量的影响，结果施氮量5～6 kg/667 m2，同时采取保水灌溉措施，能明显提高烤烟的产值和品质；但在没有灌溉的条件下，应降低施氮量，施氮量以5 kg/667 m2为宜。

关键词：烤烟；水分；氮肥；水肥耦合；产量；质量

中图分类号：S572：S365 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2018）02-0087-05

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2018.02.022

Abstract： Aimed to research the effect of interaction between soil moisture and fertilizer on yield and quality of flue cured tobacco in the growth of field， the experiments of water and fertilizer coupling were conducted in Baokang county in 2016. The results showed that increasing soil moisture content or fertilizer rate could promote the growth and development， yield and quality of flue-cured tobacco. The interaction between soil moisture and fertilizer was significant in the treatment with high rate of soil moisture content and fertilizer， which could lead to higher yield and quality of flue-cured tobacco. Considering different effects of soil moisture and fertilizer on yield， production value， intrinsic chemical composition and smoking quality of the flue-cured tobacco， nitrogen application rate was advised as 5～6 kg/667 m2. Furthermore， water irrigation measures could significantly improve the production value and quality of flue-cured tobacco； under the condition of no irrigation， the nitrogen application rate should be reduced to 5 kg/667 m2.

Key words： flue cured tobacco； water； nitrogen fertilizer； water and fertilizer coupling； yield； quality

中國的烟草种植面积和总产量均居世界首位[1]，烟叶生产在中国国民经济中占有重要地位。水分和肥料是影响烟草生长发育和烟叶质量的两大生态因素，也是人们有效调控烟草产量和质量的主要手段[2-4]，两大因素之间存在着密切的相互关联、相互制约关系。水肥关系失调意味着植物生长过程的衰退甚至停止，因此确定合理的施肥量，必须与水分状况紧密结合[5，6]。现在利用水肥耦合作用原理，根据不同作物需水、需肥特性，将灌溉与施肥有机地协调起来，提高水肥利用效率，已在一些经济作物上取得了显著的效果[7-10]；然而目前国内外有关烟草水肥交互作用及耦合模式的报道较少。20世纪80年代以来，国内的土壤肥料、农学等科技工作者在氮素供应对烟草产量和品质形成过程的影响、烟草合理施用氮肥、提高烟田氮肥利用率和土壤植物系统氮循环及其调控等方面展开了较为系统深入的研究，取得了建立在充分灌溉基础之上的烟草养分吸收、氮肥运筹规律等成果[11-15]。汪耀富等[4]的研究发现，单施有机肥对烟草产量影响不大，但会显著降低上等烟比例和总氮、烟碱含量；灌水可以显著提高烤后烟叶铁、锌含量和产量以及上等烟比例。但是现有的研究多为单因子比较，即在控制一定灌溉条件（充分灌溉）下来探讨不同的施肥水平、施肥措施等对烟草矿质营养吸收和分配、产量及品质形成的影响；或者控制相同的施肥水平，研究节水灌溉对烟草生长发育和产量的影响。这些研究较难反映出水肥交互作用对烟草产量、品质的影响及相互关系，亦难弄清以肥调水、以水促肥的基本原理。为此，课题组开展了不同水肥条件对烤烟产量和质量的影响试验，旨在比较大田生长过程中土壤水分和氮肥互作对烤烟产量、品质的影响及相互关系，从而为指导烟叶大田生产灌溉和施肥提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验地及材料

试验于2016年在湖北省保康县马良镇和平村实施，该村海拔890 m，供试品种为烤烟K326，试验地耕作层（0～20 cm）土壤基础肥力（5点取样法）是碱解氮含量为141.14 mg/kg、速效磷46.72 mg/kg、速效钾278.46 mg/kg、有机质5.46 g/kg，pH为6.15；土壤的饱和持水量为27.5%。氮肥用硝酸铵或含硝态氮40%左右的烟草专用复合肥，磷肥用过磷酸钙，钾肥用硫酸钾或硝酸钾。endprint

1.2 处理及设计

试验采用两因素三水平裂区试验设计，主区为灌水3个处理，其中处理A为垄沟覆膜保水加灌溉、处理B为不灌水加隔垄沟覆膜保水、处理C为不灌水；副区为氮用量3个处理，其中处理1为N用量5 kg/667 m2、处理2为N用量6 kg/667 m2、处理3为N用量7 kg/667 m2，N∶P2O5∶K2O=1∶1∶2.5；共9个处理组合，各处理组合设置见表1。副区植烟60株，4行区，副区之间垄沟下埋薄膜，防止养分相互渗透。随机排列，重复3次。灌水处理的灌水方法为膜上灌溉，具体灌水时间可在各时期干旱时进行，原则是尽可能达到各时期的土壤适宜含水量。

1.3 方法

移栽期在2016年5月10日，采用凹型结合垄，宽窄行（双行）移栽，灌溉行距为110 cm，操作行距为120 cm，株距50 cm；施肥方法上以70%的氮肥、钾肥和100%的磷肥作基肥，其中60%的氮肥结合“三先”技术在移栽前15 d施肥起垄并待墒盖膜，10%的氮肥结合移栽作穴肥，要求与土壤混合均匀。30%的氮肥、钾肥作追肥，在移栽后15-20 d施完。

1.4 测定

1.4.1 烟苗移栽前土壤测定 用5点取样法于移栽前测定烟田0～10、10～20、20～30、30～40 cm土层的土壤容重、孔隙度、含水量、最大田间持水量以及碱解氮、铵态氮、硝态氮、速效磷和速效钾含量。

1.4.2 烟苗移栽后土壤测定 用5点取样法分别于移栽后3、5、7、9、11、13、15周和采收结束时测定烟田0～10、10～20、20～30、30～40 cm土层的土壤容重、孔隙度、含水量以及碱解氮、铵态氮、硝态氮、速效磷和速效钾含量，灌水前1 d和灌水后3-5 d各加测1次。

1.4.3 烟株测定 分别于移栽后3、5、7、9、11、13、15周和采收结束时每小区取具代表性烟株3株，冲洗干净根后拍照，称取其鲜重，并在105 ℃下杀青，60 ℃烘干，测定根、茎、叶（打顶后分上、中、下部位）的干物质积累量，根、茎、叶样品单独烘干粉碎，过60目筛后备矿质营养成分含量测定。

1.4.4 农艺性状测定 烟苗移栽后每10 d测定1次烟株的株高、茎围、单株叶面积、最大叶面积（长×宽），每小区选6株，定点观测，分别记载。对大田生长打顶时的农艺性状进行归总分析。

1.4.5 经济性状测定 采收结束后，统计各处理烟叶的单叶重、产量、产值、均价、上等烟比例等经济性状。

1.4.6 烤烟内在化学成分测定 取各处理C3F和B2F烟叶各2 kg，分析烤后烟叶的常规化学成分，其中总氮含量采用过氧化氢-硫酸消化法-半微量定氮法[16]测定，还原糖含量采用伯川法[17]测定，钾含量采用火焰光度法[18]测定，烟碱含量采用紫外分光光度法[19]测定；计算氮碱比、糖碱比。

1.4.7 烤烟感官评吸质量鉴定 取各处理C3F和B2F烟叶各2 kg，由湖北省烟草科学研究院卷制后组织业内专家进行评吸，鉴定感官评吸质量，指标有香气质（赋值18分）、香气量（赋值16分）、杂气（赋值16分）、刺激性（赋值20分）、余味（赋值22分）、燃烧性（赋值4分）、灰色（赋值4分）。

1.5 数据处理

试验所得数据采用Microsoft Office Excel 2010程序处理，并用其制表；运用SPSS 19软件进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 主处理的烟田土壤平均含水量

为了解不同主处理对烤烟大田生长期间土壤含水量的影响，在试验的过程中，对各主处理的0～40 cm土壤平均含水量采用烘干法进行了测定，并计算出了其相对含水量，结果见表2。从表2可以明显看出，在各时期土壤的相对含水量上，主处理A、B的差异不大，但处理A、B都明显的高于处理C，其中在伸根期提高了近9个百分点，在旺长期和成熟期提高了5个百分点左右。说明采用双行结合垄并用薄膜覆盖可有效地降低土壤水分的蒸发，具有良好的保水效果。处理A和处理B之间差异不明显是因为2016年在烤烟大田生长季节里没有出现明显的旱情，从而没有进行膜上灌溉造成的。故以下针对处理A、处理C的结果进行分析。

2.2 不同处理对烤烟生长发育的影响

为了解不同处理组合对烤烟生长发育的影响，试验过程中对烤烟在大田生长打顶时的农艺性状进行了测定，结果见表3。从表3可以看出，在主处理上，隔垄沟覆膜保水、干旱时灌水的处理A明显的高于常规垄型的不灌溉处理C，说明土壤含水量高的处理更有利于烤烟正常生长发育。在副处理上可以看出，主处理在施氮量范围内，随着施氮量的增加，其农艺性状的各项指标有升高的趋势，说明在试验条件下，随着施氮量增加有利于烤烟的生长发育。综合来看，隔垄沟覆膜保水、干旱时灌水、施氮水平在7 kg/667 m2处理的效果最好。

2.3 不同处理对烤烟产量、质量的影响

2.3.1 对烤烟产量、产值的影响 在烤烟调制结束后，按照烤烟42级分级标准对各处理组合进行分级统计产量、产值、均价、上中等烟比例，并对产量、产值作方差分析，结果见表4。从表4可见，在主处理上，产量和产值均表现为隔垄沟覆膜保水、干旱时灌水的处理高于常规垄、不灌水的处理；在副处理内，产量和产值随着施氮量的增加而增加。在调制后烟叶的上中等烟比例和均价上，各处理的变化趋势与产量和产值的变化趋势相同。说明在试验处理范围内，随着土壤含水量的升高，可有效地提高烤烟的产量、产值、上中等烟比例和均价；在同一水分处理下，随着氮用量的增加，烤烟的产量和产值可以得到提高。方差分析结果表明，产量上，处理A3与C1之间存在极显著差异（P<0.01），A2、C3、A1與C1之间存在显著差异（P<0.05），处理C2与C1之间差异不显著（P>0.05）；在产值上，处理A3与C2、C1之间存在极显著差异（P<0.01），处理A2与C1之间存在极显著差异（P<0.01），处理A1、C3与C1之间存在显著差异（P<0.05）。这个结果说明，随着施氮量的增加，烤烟的产量增加，在施氮量较高的情况下，配合较高的土壤含水量，才能使烤烟取得较高的产量、产值；在对烤烟产值的影响上，土壤含水量为主效因素。endprint

2.3.2 对烤烟内在化学成分的影响 烟草内在质量和其燃烧后的烟气成分都与烟叶的内在化学成分密切相关，为了比较不同处理对烤烟内在质量的影响，试验在调制后，取各处理的上部烟叶样和中部烟叶样进行了常规化学成分测定，结果见表5。从表5可以明显地看出，在烟叶的烟碱和总氮含量上，上部叶和中部叶在各处理上所表现的趋势基本相同，多表现为在主处理间处理A<处理C，说明随着大田生长阶段土壤含水量的降低，其烟碱含量增加，总氮有升高趋势；在副处理内，多数是处理1<处理2<处理3，说明随着施氮量的增加，烟叶的烟碱、总氮含量增加；在处理A内，不同副处理间的烟碱、总氮含量差异明显小于处理C内不同副处理间烟碱、总氮含量。说明在土壤水分含量高的情况下，施氮量的增加对烟叶烟碱、总氮含量的影响较小，而在干旱条件下，施氮量的增加对烟叶烟堿、总氮含量的影响较大。烟叶的糖碱比、氮碱比反映了烟叶内在化学成分的协调性，糖碱比接近10的烤烟质量好，一般在6～10；氮碱比接近1为好。在烟叶的糖碱比、氮碱比上，表5显示，在主处理上，处理A与处理C相比，前者的糖碱比、氮碱比更趋于协调；在副处理内，烟叶的糖碱比表现为处理1>处理2>处理3，说明土壤含水量高，可促进烤烟内在化学成分的协调；在相同的水分条件下，随施肥量的增加，烤烟内在化学成分的协调性有变劣的趋势，其中在土壤水分条件差的情况下则表现得更为明显。烤烟烟叶的糖碱比随着施氮量的增加而降低；而烟叶的氮碱比表现不明显。总的来看，低施氮量和较高的土壤含水量有利于提高烟叶内在化学成分的协调性。

2.3.3 对烤烟感官评吸质量的影响 专家评吸结果见表6。从表6综合得分来看，在主处理上，处理A的总体评吸质量要高于处理C；在副处理内表现为随着施肥量的增加，其处理烟叶的内在评吸质量有降低的趋势。说明提高土壤含水量，有利于烤烟内在质量的形成，在相同的土壤水分含量情况下，增加施肥量会降低烤烟内在品质。从试验设置的处理来看，A1处理烤烟评吸质量最好，即较高的土壤含水量和施氮量5 kg/667 m2有利于提高烤烟的评吸质量。

3 小结与讨论

试验结果表明，烟田采用双行结合垄可以有效地保水，提高土壤水分含量，从而促进烤烟的正常生长。随着施肥量的增加，可促进烤烟的生长发育。总的来看，保水灌溉、7 kg/667 m2施氮量处理的效果最好，与低水平的水分处理相比，在有效叶上可提高2片左右，株高可增加10 cm；在施氮量较高的情况下，配合较高的土壤含水量，才能使烤烟取得较高的产量、产值；在对烤烟产值的影响上，土壤水分为主效因素；对烤烟内在化学成分的影响上，在土壤水分含量高的情况下，施氮量的增加对烟叶烟碱、总氮含量的影响较小，而在干旱条件下，施氮量的增加对烟叶烟碱、总氮含量的影响较大，随着施氮量的增加，烟叶烟碱、总氮含量增加。土壤含水量高，可促进烤烟内在化学成分的协调，在相同的水分条件下，随施肥量的增加，烤烟内在化学成分的协调性有变劣的趋势，这在土壤水分条件差的情况下表现得更为明显。在对烟叶的评吸质量影响上，随着土壤相对含水量的升高，其香气质、香气量、杂气、余味均有变优的趋势，刺激性的变化趋势不明显；在副处理中，其香气质、香气量、杂气、刺激性、余味均随施氮量的增加有变劣的趋势，其中土壤相对含水量较低的不灌溉处理较为明显；综合评吸质量得分方面，提高土壤含水量有利于烤烟内在质量的形成，在相同的土壤水分含量前提下，增加施肥量会降低烤烟内在品质。只有水肥协调，才有利于促进烤烟的正常生长发育，提高其产量质量。综合不同水肥条件对烤烟产量、产值、内在化学成分、评吸质量的影响，施氮量5～6 kg/667 m2，同时采取保水灌溉措施能明显提高烤烟的产值和品质；不过在没有灌溉的条件下，应降低施氮量，施氮量以5 kg/667 m2为宜。

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