郑登峰 熊 晶 文德锋 韦顺秀 胡 锦 刘仁祥 刘金亮 高焕晔③
(1 贵州省烟草公司毕节市公司 贵州毕节551700;2 贵州大学烟草学院 贵州贵阳550025)
烟草在中国分布广泛,年种植面积和总产量均居世界首位[1],是中国重要的经济作物之一,虽然在种植业结构中占比不到0.7%,但经济价值较大,对国家发展和烟农致富有重大意义。
烤烟的种植密度和施肥量是影响烟草生长发育和产量质量的重要因素,同时,也是有效控制烟草产量、质量的关键手段。适当的施氮量、合理的种植密度和单株留叶数是获得理想产 量和 优质 烟叶 的基 础[2-3]。尹 冬 等[4]、刘云等[5]研究发现,随着施氮量的增加,烤烟的生育期随之增加。增施氮肥,烟株初期生长较快,可提前进入团棵期,但烟株成熟期变慢,大田生育期延长;施氮达到一定量时,密度小的烟株比密度大的烟株前期生长得快,顶叶成熟期较晚,但脚叶成熟期与密度无关。
留叶是调节烟叶营养水平的重要手段,对烤烟的农艺性状有重要的作用。曹务栋等[6]的研究表明,留叶数与大田生育长短呈一定的正相关关系。刘国[7]的研究表明:烟株的株高、茎围、有效叶片数、节距、产量等随施氮量的增加而增大,随密度的增加有减少的趋势。申宴斌等[8]、张黎明等[9]研究发现,留叶数与株高有明显的正相关关系,当主茎留叶数一定时,适当增加烟杈的留叶数可增加烟株的高度;留叶数对茎围、节距的作用较小但对下部叶长和叶宽的作用较大,留叶较多时,下部叶长且宽,叶面积较大。覃潇等[10]研究指出:上部叶和下部叶的单叶重与种植密度呈负相关,中部叶与种植密度呈正相关;中下部叶的叶长受密度的影响较大;同时上中部叶的叶宽受密度的作用也较大,随种植密度的增加,呈先增加后减少的趋势。
烤烟的施肥量、密度及留叶数对烤烟产量质量均有显著的作用。李树利等[11]在朝阳烟区的研究发现,留叶数、施氮量和密度都会影响烤烟的经济性状,其中留叶数是影响产量、产值的首要因素,密度次之,施氮量最小。杨学书等[12]研究发现,‘云烟87’增施氮肥,可显著增加烤烟的产量、产值、均价、上等烟比例等,随着施氮量的增加,呈先增加后减少的变化趋势。黄敏[13]研究表明,种植密度与各经济指标均有极显著的相关性,留叶数对产量显著相关,施氮量对产值、上等烟比例影响较大。本试验主要研究适宜‘云烟87’的最佳施肥量、种植密度和留叶数组合,以达到降低生产成本、增加经济效益、提高烟叶质量、高产高效的目的,为‘云烟87’在威宁烟区优化栽培技术提供参考。
烤烟品种为‘云烟87’。肥料为烟草专用肥(其中N∶P2O5∶K2O=9∶13∶22)。
田间试验于2018 年在毕节市威宁县黑石头镇进行,该镇属亚热带季风湿润气候区,年均温度16℃,年降水量626 mm,无霜期191 d。试验地地势平整、排灌方便、肥力中上等且较均匀,上一年度未栽种烤烟或茄科作物、上一种烟季节未发生青枯病、黑胫病及根结线虫病等病虫害。
试验设置施肥量、种植密度和留叶数3 个因素,采用三因素二次饱和D-最优设计,共设10 个处理,3 次重复,30 个小区,小区规格为4 行区,行距为1.1 m,固定小区面积40 m2。肥料分基肥和追肥2 次施用,其中基肥占70%,追肥30%。施肥量、密度、留叶数三因素二次饱和D-最优设计方案见表1。
1.3.1 生育进程
移栽后观察和记录各处理的生育时期, 包括移栽期、团棵期、现蕾期、脚叶成熟期、腰叶成熟期、顶叶成熟期,以月-日表示。
表1 施肥量、密度、留叶数三因素二次饱和D-最优设计方案
1.3.2 农艺性状
分别于烟株团棵期、现蕾期每处理选取5株具有代表性、长势相对均衡的烟株,按烟草行业标准YC/T 142-2010,测量烟株农艺性状。包括株高、茎围、茎高、出叶数、最大叶长和叶宽、单株叶面积,取平均值。
1.3.3 经济性状
将每处理成熟烟叶挂牌采收,挂牌绑竿,挂牌烘烤,单独存放,并按42 级烤烟国家标准(GB 2635-92)由基地单元主检定级、称重,按2018 年烟叶收购价统计各处理亩产量、亩产值、均价、上等烟率、中上等烟率等烤烟经济性状指标。
试验数据采用Excel 2010、DPS7.05 和design expert 11.0 统计软件,结合降维法、因素互作、频数统计法、贡献率进行统计分析。
由表2可知,‘云烟87’不同处理生育进程中,移栽期时间相同,之后进入各生育时期的时间有所差别。
各处理进入团棵期的时间存在差异,且最大相差4 d;各处理进入现蕾期阶段的时间存在差异,且最大相差5 d;各处理进入脚叶成熟期阶段的时间存在差异,但相对较小,最大相差3 d,处理3和处理7 脚叶最先成熟,处理2 的脚叶最晚成熟;各处理进入腰叶成熟期的时间相同。各处理进入顶叶成熟期的时间存在差异,最大相差4 d;不同处理中处理2 的单株施肥量最高,进入团棵期最早,烟株成熟期最晚,延迟了烟株的大田生育期。
2.2.1 对团棵期的影响
由表3可知,处理1的烟株最高,为16.74 cm,处理7 的株高最矮,为10.34 cm,处理1 株高比处理7 增加6.40 cm,增加比例为61.9%;处理1与处理6、处理8、处理9 间均差异不显著,处理2 与处理3~10 间差异均不显著。
处理1 的最大叶长、最大叶宽分别为32.84、14.84 cm,处理5 的最大叶长、最大叶宽分别为23.50、8.62 cm,处理1 最大叶长比处理5 增加9.34 cm,增加比例为39.7%,处理1 最大叶宽比处理5 增加6.22 cm,增加比例为72.2%。表明在一定范围内,种植密度与烟叶叶长、叶宽有一定关系。处理1 与处理5 的最大叶长、最大叶宽均存在显著差异。
处理1 单株叶面积最大,为1 160.81 cm2,处理4 单株叶面积最小,为531.10 cm2,两者间差异显著。处理1 与处理8 间差异不显著,但与其它处理均达显著差异。
2.2.2 对现蕾期的影响
烟株到达现蕾期后,烟株生长速度逐渐减缓,如不进行烟株的打顶,烟株就会进入生殖生长,营养生长减弱,不利于收获烟叶。由表4可知,烟株的株高为56.80~97.84 cm,处理4 与其它处理间均存在差异显著。
表2 不同处理云烟87的大田生育进程
表3 不同处理团棵期的农艺性状
处理2 烟株茎高最大,为91.04 cm,处理4 最小,为45.74 cm,两个处理相差45.30 cm。处理1 与其它各处理间株高差异均不显著。
烟株的茎围在一定程度上表明烟株的健壮情况,处理2 茎围最大,为7.94 cm;处理4 茎围最小,为5.77cm。处理4 与处理2、处理8 均达显著性差异水平。处理4与其它处理间出叶数均达显著性差异水平;出叶数最多也不超过20 片叶,说明烟株的出叶数除了与烤烟的品种有关,还与烤烟的栽培技术有关。
烟株的最大叶长、叶宽分别为64.82~55.02 cm、22.24~17.60 cm。处理2 最大叶长最大,处理4 最小;处理1 最大叶宽最大,处理4 最小。处理4 与处理5、处理2 间最大叶长均存在显著差异;处理4 与处理1、处理2、处理8、处理9、处理10 间最大叶宽均存在显著差异。处理2 的单株叶面积最大,为11 700.17 cm2,各处理间烟株的单株叶面积差异均不显著。
由表5 可知,不同处理烟叶产量为102.31~124.18 kg/667m2,其中,处理9 最高,处理4 最低。处理6产值最高,为2 570.72元/667m2,处理4 最低,为1 857.20 元/667m2。上等烟率为28.06%~43.63%。处理7中上等烟率最高,为90.12%,处理4最低,为78.04%。
对各处理烟叶的产量、均价和产值进行降维法、因素互作、频数统计法和贡献率分析,各处理间的产量、均价和产值差异显著。以施肥量(纯氮)、密度和留叶数的编码值为自变量,产量、均价和产值为因变量,通过最小二乘法建模,各数学模型均达显著(α=0.05),失拟合均不显著。对模型进行解析,结果表明,施肥量、密度和留叶数3 个因素均有显著影响,3 个因素对均价、产量和产值的贡献度均为3.00、3.00和3.00。
表4 不同处理现蕾期农艺性状
表5 不同处理烟叶经济性状
由表6 可知,本试验产值表现为|A2|>|A1|>|A3|,说明种植密度是影响产值的首要因素,其次是施肥量(纯氮),作用最小的是留叶数。所以,确定适宜的种植密度是现阶段威宁烟区‘云烟87’栽培获得高产的首要因素。
由表6 二元系数可得到|A1A3|>|A2A3|>|A1A2|,说明3 个因素互作对产值有一定的影响。施肥量(纯氮)与留叶数的互作效应对产值的影响最大,且为正效应,其次为种植密度和留叶数、施肥量(纯氮)和种植密度的互作效应。
利用降维法将表6 数学模型中任意2 个自变量定义为0,分析另一个自变量与各经济性状指标的关系。由图1 可知,均价随着施肥量、密度和留叶数的增加呈先升高后降低的变化趋势;产量随着施肥量的增加而增加,随着密度的增加而逐渐降低,随着留叶数的增加而呈先增加后降低的变化趋势;产值随着施肥量和留叶数的增加而呈先增加后降低的趋势,随着密度的增加而逐渐降低。将上述各数学模型中的任意一个自变量定义为0,得另2 个自变量互作对各经济性状指标关系,如图2~4 所示。
对上述各经济性状指标的数学模型进行统计频数法选优,获得均价大于21.00 元/kg(n =28)时, 95% 置信区间分别为: 施肥量(纯氮):-0.16 ~0.13,密度:-0.57~-0.21,留叶数:-0.13~0.16;获得产量大于120 kg/667m2(n =20)时的95%置信区间分别为:施肥量(纯氮):0.81~0.99,密度:-0.67~-0.08,留叶数:0.05~0.55;获得产值大于2 450 元/667m2(n =29) 时的95% 置信区间分别为:施肥量(纯氮):0.39~0.68,密度:-0.66~-0.34,留叶数:0.08~0.44。
图1 施肥量、密度和留叶数对经济性状的影响
图2 施肥量、密度和留叶数对均价的影响
图3 施肥量、密度和留叶数对产量的影响
施肥量和密度对烤烟的生育进程有一定的影响。本试验中,单株施肥量最多(88.9 g/株)、密度最小(1 000 株/667m2)的处理2,提前进入团棵期,烟叶成熟期变慢,大田生育期延迟。这与孙敬钊[1]、刘云[5]等的研究结果一致。
团棵期阶段,处理1 的株高最高(16.74 cm)。本试验株高整体偏矮,最大叶长、叶宽也偏小,这可能是由于一方面烟株移栽后遇天气干旱缺水,导致烟株矮小;另一方面是由于烟株生长前期肥料没有发挥作用,导致烟株矮小。
现蕾期阶段,处理2 烟株的株高(97.84 cm)、茎高(91.04 cm)、出叶数(20片)、茎围(7.94 cm)、最大叶长(64.82 cm)、单株叶面积(11 700.17 cm2)均达到最大;种植密度为1 000~1 400 株/667m2,株高随单株施纯氮量的增加而增加,这与前人[14]研究结论一致。处理4 的株高、茎高、最大叶长、叶宽等农艺性状较低,经观察发现,处理4在田间生长期间烟株有根结线虫病,导致烟株长相长势弱。
图4 施肥量、密度和留叶数对产值的影响
表6 经济性状回归模型的各指标回归系数
烤烟的经济性状的产量、均价和产值等指标直接影响烟农的经济收入,进而影响农民种烟的积极性。本试验中,施肥量、密度和留叶数对‘云烟87’的产量、产值和均价均有显著的影响,其中种植密度是影响产值的首要因素,其次是施肥量(纯氮),作用最小的是留叶数;施肥量、密度和留叶数3 个因素的互作效应对烤烟的产值也有一定的影响。这与徐敏[15]、刘仁祥[16]等的研究结果存在差异。可能是供试的品种、气候条件及水肥条件不同所致,同时也说明在不同生态条件下,不同品种所需要的栽培技术不同,应进行针对性分析。因本试验只进行1 年,还需重复性实验,且不同地块的肥力有一定差异,因此,本试验结论仅供参考。
综上所述,从烤烟的生育进程、农艺性状和经济性状综合考虑,处理9的综合性状较好。