镁硼配施对红壤烤烟镁、硼含量及经济性状的影响

孙兴权，顾毓敏，夏贤仁，卢晓华，王瑞宝，王全贞*

(1.云南瑞升烟草技术(集团)有限公司，云南 昆明 650106；2.上海烟草集团有限责任公司，上海 200082；3.云南省烟草公司 曲靖市公司，云南 曲靖 655000)

镁(Mg)和硼(B)是烤烟正常生长必需的营养元素[1]。烤烟属于喜镁、中等需硼的作物[2-3]，镁、硼营养对烟株生理生化代谢和烟叶产质量的形成具有重要作用，其中镁是植物结构组分元素，参与叶绿素分子的转化与形成，是多种酶的辅助因子，激活碳水化合物代谢中几乎每种磷酸化酶的活性[4-5]；硼参与细胞壁物质、蛋白质和核酸的合成，影响碳水化合物运输与酚类物质等代谢，促进生殖器官的发育和叶绿素合成，提高光合强度和蒸腾速率[6-7]。烤烟所需镁、硼元素主要从土壤中吸取，烟叶镁、硼含量与土壤中交换性镁和有效硼水平有显著的正相关关系，在镁、硼缺乏的植烟土壤增施镁、硼肥料能提高烟叶镁、硼营养水平，是烤烟增产增效的有效途径之一[8-10]。但烟株对土壤镁、硼营养的吸收利用受养分间的相互作用和管理水平等随机因素的影响较大，造成了烟株吸收利用率低，限制了烟叶产、质量的提高[11-12]。据报道，南方烟区土壤中镁和硼较为缺乏[13]，宣威市植烟土壤有效硼含量普遍极缺乏[14]，而红壤在宣威烟区分布广泛，是主要的植烟土壤类型[15]，其有效镁含量处于较低水平，烟叶镁含量大多为轻度缺乏和重度缺乏[16]。有关学者在不同类型植烟土壤上开展了镁、硼适宜用量的研究[17-18]，认为镁、硼配施对烤烟的生长发育、养分吸收和产、质量等有一定促进作用，适宜用量因植烟区的差异不尽相同，这些研究主要对镁、硼单施和配施的效果进行比较，关于镁、硼的独立效应和交互作用的分析尚不多见。本研究通过小区试验，探讨了不同镁、硼肥配施水平对烟叶镁、硼含量和经济效益的独立效应和交互作用，以期为宣威红壤烟区优质烟叶生产提供一定的参考和依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地位于云南省曲靖市宣威热水镇(海拔1987.0 m，地理位置：26°11′ N，103°76′ E)。土壤类型为当地典型、有代表性的旱地红壤，前茬为紫花木苕，供试土壤基本肥力状况：pH值6.32，有机质37.56 g/kg，全氮1.94 g/kg，全磷2.43 g/kg，全钾16.68 g/kg，碱解氮167.72 mg/kg，速效磷5.41 mg/kg，速效钾121.07 mg/kg，交换性镁52.54 mg/kg，有效硼0.08 mg/kg。

1.2 试验材料

供试烤烟品种为云烟105；供试肥料为烤烟专用复合肥(N∶P2O5∶K2O=14∶10∶24)、农用硝酸钾(N:P2O5∶K2O=13.5∶0∶44.5)、普通过磷酸钙(15.0% P2O5)、硫酸镁(70% MgSO4·7H2O)和硼砂(95% Na2B4O7·10H2O)。

1.3 试验设计

采用双因素完全随机试验设计，设3个镁肥水平分别为Mg1：施用90 kg/hm2硫酸镁，Mg2：180 kg/hm2硫酸镁，Mg3：270 kg/hm2硫酸镁；配施硼水平分别为B1：15 kg/hm2硼砂，B2：30 kg/hm2硼砂，B3：45 kg/hm2硼砂。共9个处理，3次重复，每小区植烟150株，随机区组排列。镁肥50%作为基肥塘施，50%于移栽后30 d兑水浇施，硼肥100%基施。试验于2016 年4月25日以常规方式统一移栽，种植株行距0.6 m×1.2 m，基肥按纯氮用量75 kg/hm2塘施烤烟专用复合肥，普通过磷酸钙300 kg/hm2塘施，移栽后35 d按纯氮用量15 kg/hm2兑水追施农用硝酸钾，总氮∶磷∶钾约为1∶1∶2。其余大田栽培管理措施按当地优质烟叶生产技术规范进行。

1.4 测定项目及方法

各小区初烤烟叶回潮后按照GB 2635─1992进行分级、测产，并计算烟叶产量、产值、中上等烟比例和均价。选取C3F(中橘三)烟叶样品1.5 kg，采用干灰化法测定烟叶镁、硼含量[19]。

1.5 数据分析

采用Excel 2010进行数据整理，以SPSS 18.0进行方差分析和多重比较(Duncan’s新复极差法)，显著性水平P取值0.05，极显著水平取值0.01。当方差分析检定为显著性差异时，同时引入偏(Eta)2比较镁、硼主效应和镁、硼交互作用(Mg×B)对各指标变异的贡献率，0.01<偏(Eta)2<0.06，表示低度影响效应；0.06<偏(Eta)2<0.14，表示中度影响效应；偏(Eta)2>0.14表示高度影响效应[20-21]；并在交互作用显著时对变量不同水平的影响进行简单效应分析[22]。

2 结果与分析

2.1 镁硼配施对初烤烟叶镁、硼含量的影响

由表1可知，各处理烟叶镁含量在同镁水平下的差异不显著(P>0.05)；同硼水平下，烟叶镁含量均随镁用量的增加而提高，其中B1水平时，Mg3B1烟叶镁含量显著高于Mg1B1和Mg2B1(P<0.05)；B2水平时,Mg3B2烟叶镁含量显著高于Mg1B2；B3水平时，Mg3B3显著高于Mg1B3。一般认为，烟叶镁含量小于2.0 g/kg时为明显缺镁，在2.0～4.0 g/kg为轻度缺镁，4.0～15.0 g/kg为正常[23]。除Mg1B1外，各处理均达到正常范围，其中Mg3B2烟叶镁含量最高，为6.38 g/kg。

烟叶硼含量在同镁水平下表现为Mg1B3显著高于Mg1B1和Mg1B2，Mg2B3和Mg2B2烟叶硼含量显著高于Mg2B1，Mg3组内3个处理差异不显著；在同硼水平下，烟叶硼含量均随镁用量的增加而提高，其中，Mg3B1烟叶硼含量显著高于Mg1B1和Mg2B1，Mg2B2和Mg3B2显著高于Mg1B1，Mg1B3、Mg2B3和Mg3B3处理间差异不显著。烟叶硼含量适中范围在22.96～58.16 mg/kg[9]，结果表明，Mg2B2、Mg2B3和Mg3B2处理烟叶硼含量达到适中范围，其中Mg2B3最高，为25.07 mg/kg。

表1 不同处理初烤烟叶镁、硼含量

注：表中数据代表均值±标准差，小写字母表示在0.05水平上的差异显著，字母相同则差异不显著，不同则显著。下同。

2.2 镁、硼及其互作对烟叶镁、硼含量的贡献率

由表2可知，对烟叶镁含量的贡献率Mg>B>Mg×B，Mg和B偏(Eta)2大于0.14，其中Mg对烟叶镁含量的影响达到极显著水平(P<0.01)，说明Mg对于烟叶镁含量存在高度的影响效应，B对烟叶镁含量的效应较小，相对而言，镁、硼配施对烟叶镁含量的影响不存在交互作用。

表2 镁、硼及其互作对烟叶镁、硼含量的影响

对烟叶硼含量的贡献率B>Mg>Mg×B>0.14，Mg和B对烟叶硼含量的影响均达到了极显著水平，Mg、B对烟叶硼含量存在显著的交互作用(表2)。对Mg-B交互作用进行简单效应分析，结果表明(表3)：固定B用量时，在Mg2水平下,B对烟叶硼含量的影响最大(F=14.05，P=0.00)，Mg1水平次之(F=6.00，P=0.01)，差异均为极显著，M3水平下B对烟叶硼含量几乎没有影响(F=0.10，P=0.1)；固定Mg用量时，B2水平下,Mg对烟叶硼含量的影响最大(F=9.02，P=0.00)，B1水平次之(F=8.00，P=0.00)，差异均极显著，B3水平下,Mg对烟叶硼含量的影响不显著(F=2.32，P=0.13)。相对而言，在Mg2水平下,配施硼肥对烟叶硼含量的效应最大。

表3 镁-硼互作对烟叶硼含量的简单效应分析

2.3 镁硼配施对烤烟经济性状的影响

由表4可知，烤烟产量和产值均为Mg2B2处理最高，Mg3B2次之；中上等烟比例最高为Mg2B2，Mg2B3处理次之；不同组合间存在显著性差异；均价最高为Mg1B3，Mg2B2处理次之，不同组合间没有显著性差异，Mg1B1处理经济性状各指标均最低。

2.4 镁、硼及其互作对烤烟经济性状的贡献率

由表5可知，对烤烟产量的贡献率Mg>Mg×B>B>0.14，其中Mg对烤烟产量的影响达极显著水平，Mg×B和B的影响不显著，说明Mg对烤烟产量存在高度的影响效应，而B和Mg×B的效应相对较小。

对烤烟产值的贡献率Mg>Mg×B>B>0.14，Mg和B对烤烟产值的影响分别达到了极显著和显著水平，Mg、B对烤烟产值存在显著的交互效应。对Mg-B互作进行简单效应分析，结果表明(表6)，固定B用量时，Mg1水平下，B对烤烟产值的影响最大(F=7.52，P=0.00)，差异极显著，Mg2水平次之(F=2.05，P=0.16)；Mg3水平下，B对烤烟产值的影响最小(F=1.15，P=0.34)；固定Mg用量时，在B2水平下，Mg对烤烟产值的影响最大(F=7.67，P=0.00)，B1水平次之(F=6.47，P=0.01)，差异均极显著；B3水平下，Mg对烤烟的产值几乎没有影响(F=0.42，P=0.66)。相对而言，在B2水平下Mg对烤烟产值的效应最大。

表4 不同处理烤烟经济性状

对中上等烟比例的贡献率表现为Mg>B>Mg×B>0.14，其中Mg和B对烤烟中上等烟比例的影响分别达到了极显著和显著水平，说明镁、硼对烤烟中上等烟比例有高度的影响效应，而Mg-B互作对该指标的效应相对较小。对均价的贡献率表现为Mg×B>B>Mg，Mg、B及Mg-B互作对烤烟均价的影响效应均不显著。

表5 镁、硼配施对烤烟经济性状的影响

表6 镁-硼互作对烤烟产值的简单效应分析

3 讨论

镁、硼含量的高低是反映烟叶品质的重要指标[24-25]。本研究认为，镁、硼肥配施对烟叶镁含量的影响主要是镁的独立效应，烟叶硼含量除受硼独立效应的影响外，还与镁有显著的交互作用，镁-硼互作对硼含量的影响在镁肥用量为180 kg/hm2和硼肥用量为30 kg/hm2时效应最大，在270 kg/hm2镁肥和45 kg/hm2硼肥水平下，镁、硼配施对烟叶的硼含量没有影响。说明在宣威红壤上，施镁不仅能提高烟叶镁含量，也是促进烤烟吸收硼营养的重要因素，但过量施用镁肥会导致土壤中Mg2+与Ca2+、H+等阳离子的拮抗作用增强，进一步影响烟株对养分的均衡吸收，导致生长发育受阻，从而影响烤后烟叶的品质[26]。因此，在缺硼烟区烤烟生产过程中，建议优先增施适量镁肥(180 kg/hm2左右)，调节镁、硼营养均衡的同时进一步促进烟叶对硼的吸收利用。

有研究表明[27]，镁和镁-硼互作对烤烟当季的产值有显著影响，硼对产值的影响不明显，本研究结果与之有所异同，即镁对烤烟产量、产值和中上等烟比例有极显著的影响效应，镁、硼配施对烤烟产值的交互作用有显著的影响效应，硼对产值和中上等烟比例也有显著的影响效应，这可能与供试土壤缺硼程度较高有关。镁-硼对烤烟产值的交互作用在30 kg/hm2硼肥和90 kg/hm2镁肥水平下差异最大，而镁肥用量为270 kg/hm2或硼肥用量为45 kg/hm2时，镁、硼对产值的影响效应均较小。说明在宣威红壤上，镁、硼均为影响烤烟经济效益的重要因子，控施镁肥对烤烟的产值有关键作用，利用镁-硼互作的效应，控制镁肥用量在90～180 kg/hm2，并配施30 kg/hm2硼肥是提高烤烟收益的有效措施。

矿质元素在烟草-土壤系统内存在复杂的交互作用，烤烟对营养元素的吸收受诸多因素的影响[28]。本文仅以镁、硼为变量探讨二者的主效应和交互作用，存在一定的局限性，镁、硼所表现出的效应是否受其他矿质元素或生态环境条件的影响，有待开展深入研究。在宣威红壤烟区，镁肥用量为180 kg/hm2时配施硼肥30 kg/hm2，烟叶镁、硼含量均达到适宜水平，产量、产值和中上等烟比例最高，相对而言效果最好。