海拔高度、施氮量和栽培密度及其交互效应对利川烟区烤烟产质量的影响

师 超，余凤敏，上官力，高艳波

（恩施州烟草公司利川市烟叶分公司，湖北 利川 445400）

研究表明，在品种、生态环境和调制措施相同的条件下，栽培措施特别是施肥和栽培密度是影响烤烟生长发育和产质量的重要因素［1-4］。适宜的施氮量有利于平衡烟叶碳氮化合物之间的比例，这对烟叶产质量的提升具有显著作用［5，6］。密度通过影响植株营养状况、冠层的光截获、光分布特征，进而对群体干物质生产能力产生显著影响［1，7］。在一定范围内，减小种植密度可增大烟株个体，但产量会降低，适宜的植烟密度保证产量兼顾质量［8，9］。合理的施氮量和种植密度是保证烟叶产量、提高烟叶质量和经济效益的主要途径［9］。大量的研究表明氮肥用量和栽培密度的交互作用显著影响烟株和经济性状［1，10，11］，因此，随着综合栽培技术的全面推广，寻求适宜该区的密度和氮肥组合具有重要实践意义［12，13］。

利川市位于湖北省西南边陲，属大巴山东南流脉和武陵山北上余脉交汇部，具有丰富的生态资源和优越的气候条件，烤烟的种植主要集中在海拔800～1 300 m。海拔的变化可能首先引起气候条件和土壤条件的变化，进而对烟草的生长与品质产生影响［14，15］。研究认为在同一地域内，海拔高度对烟叶化学成分的影响程度甚至大于土壤农化条件［16］。因此，如何根据海拔高度确定合理的施氮量和栽培密度，以提高烟叶产量和品质是当前利川烟草栽培需要解决的关键问题。基于此，本研究拟开展不同海拔高度条件下，研究氮肥用量和栽培密度交互对烤烟产质量的影响，以期为该区域烤烟栽培技术的推广应用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

研究区位于湖北省恩施州利川市，属于中亚热带季风湿润型山地气候，年平均气温13.4 ℃，年降水量1 200～1 600 mm，年日照时数1 409 h。分别选择海拔高度1 000～1 100 m 的团堡乡官田坝14 组和文斗乡鞍山1 组、海拔高度1 100～1 200 m 的柏杨坝齐心14 组和南坪云上7 组，以及海拔高度1 200～1 300 m 的元堡瑞坪4 组和忠路金堰2 组为试验点，试验地光照好，土壤结构疏松，肥力均匀、中等，往年无土传病害和烟叶病害发生。试验点的基本理化性质如下：pH 5.74，有机质22.56 g/kg，碱解氮113.05 mg/kg，速效磷38.14 mg/kg，速效钾158.02 mg/kg。

1.2 试验设计

分别于2017 年和2018 年在上述6 个试验点3 种海拔条件下开展不同施氮量和栽培密度对烟叶产质量的影响试验。施氮量设置3 个梯度：82.5、97.5、112.5 kg/hm2，栽培密度设置3个梯度：13 890、15 150、16 665 株/hm2，详见表1。每个海拔条件下共计9 个处理，每个处理重复3 次，整个试验合计27 个处理。施肥方法：复合肥、磷肥、生物有机肥、饼肥、农家肥在“三先”时平地条施，后起垄。追肥：100%硝铵磷肥在烟苗移栽后10 d 作提苗肥兑水施用，在离烟苗10 cm处打孔（8～10 cm深）、穴施、封口。100%硫酸钾在烟叶移栽后30 d 左右，在离烟苗20～25 cm 处打孔（8～10 cm 深）、穴施、封口。其他栽培管理措施同优质烤烟生产技术规范。

表1 试验处理与施肥

1.3 分析测定方法

打顶和去除脚叶后（留叶数14），每个小区选择有代表性的3 株烟株，测量全部叶片的长和宽。叶面积测定采用校正系数法（校正系数0.634 5），即叶面积=叶长×叶宽×0.634 5［17］。采集成熟期烤烟烟叶，烘干后称重。

1.4 数据处理

试验结果用算术平均数和标准误表示测定结果的精密度（mean±SD）。利用Microsoft Excel 2003 软件、SPSS 16.0 数据分析软件进行试验数据的计算、统计检验、单因素和多因素方差分析（Duncan）。当方差分析检定为显著性差异时，同时引入偏Eta方［18，19］大小来比较种植密度和施氮量及其互作对烤烟经济性状指标变异的贡献率。0.01＜偏Eta 方＜0.06，表示低度影响效应，0.06＜偏Eta方＜0.14 表示中度影响效应，偏Eta方＞0.14 为高度影响效应［20］。

2 结果与分析

2.1 不同处理对上部叶和中部叶叶面积的影响

图1 不同处理上部烟叶叶片面积

图1 表示不同海拔条件下各处理上部烟叶叶片面积。在2017年，随着海拔高度的增加，上部叶叶面积呈现出逐渐增加的趋势。对于2017 年而言，海拔1 000～1 100 m、1 100～1 200 m 和1 200～1 300 m 条件下，只有T8处理始终能够获得较大的叶面积，且分别达到了842.15、725.40和605.70 cm2，比其他处理分别增加了 11.21%～31.56%、9.77%～31.41% 和 5.58%～37.44%。对于2018 年而言，T4、T5、T6、T7 和T8 处理叶片面积相当。2018年不同海拔条件下上部烟叶叶面积比2017 年分别增加了37.53%（1 000～1 100 m）、55.85%（1 100～1 200 m）和87.39%（1 200～1 300 m）。

从表2 可以看出，2017 年海拔高度对上部烟叶面积的影响达到显著水平，而2018 年则没有显著影响。施氮量和栽培密度对上部烟叶面积均没有显著影响。偏Eta 方又称为关联强度，表示因变量的变异被自变量解释的百分比。从表2 中可以看出，在2017 年海拔和栽培密度对上部烟叶面积影响较大，而2018 年则施氮量影响较大。综合两年的结果可以看出，海拔、施氮量和栽培密度与上部烟叶面积的相关性分别为-0.166、0.098 和-0.065（表8）。

表2 上部烟叶面积三因素方差分析

图2 表示不同海拔条件下各处理中部烟叶叶片面积。在2017 年，随着海拔高度的增加，中部叶面积呈现出逐渐降低的趋势，而2018 年则表现出增加的趋势。对于2017 年而言，海拔1 000～1 100 m、1 100～1 200 m 和 1 200～1 300 m 条件下，T5、T6、T7和T8 处理中部烟叶叶面积较大。对于2018 年而言，各处理之间中部叶片面积差异较小，变异系数分别为7.35%（1 000～1 100 m）、5.65%（1 100～1 200 m）和6.43%（1 200～1 300 m）。2018 年不同海拔条件下中部烟叶叶面积比2017 年分别增加了20.53%（1 000～1 100 m）、37.33%（1 100～1 200 m）和78.12%（1 200～1 300 m）。

图2 不同处理中部烟叶叶面积

从表3 可以看出，2017 年海拔对中部烟叶叶面积的影响达到显著水平，而2018 年则没有显著影响。施氮量和栽培密度对中部烟叶面积均没有显著影响。综合2017 年和2018 年的偏Eta 方可以看出，海拔和施氮量对中部烟叶面积的影响较大。综合两年的结果可以看出，海拔、施氮量和栽培密度与中部烟叶面积的相关性分别为-0.086、0.145 和-0.034（表8）。

2.2 不同处理对烤烟烟叶单叶重的影响

从表4 可以看出，在2017 年，不论在哪个海拔高度，均以T6 和T7 处理烟叶产量较高。就不同施氮量而言，海拔1 000～1 100 m 条件下，中等和高施氮量处理均与低施氮量处理差异达显著水平（P<0.05）；而1 100～1 200 m 则是中等和高施氮量处理均与低施氮量处理差异达显著水平（P<0.05）；1 200～1 300 m海拔条件下则是中等施氮量处理均与低施氮量处理差异达显著水平（P<0.05）。海拔 1 000～1 100 m 和1 100～1 200 m 处理均与海拔 1 200～1 300 m 处理间单叶重差异达到显著水平（P<0.05）。

表3 中部烟叶面积三因素方差分析

表4 表明，在2018 年，不论在哪个海拔高度，T4、T5、T6、T7 和 T8 处理烟叶产量较高。就不同施氮量而言，在海拔1 000～1 100 m 条件下，中等施氮量处理均与低施氮量处理差异达显著水平（P<0.05）；而1 100～1 200 m 则是中等和高施氮量处理均与低施氮量处理差异达显著水平（P<0.05）；1 200～1 300 m海拔条件下则是中等施氮量处理均与低施氮量处理差异达显著水平（P<0.05）。海拔1 000～1 100 m和 1 100～1 200 m 处理均与海拔 1 200～1 300 m 处理间单叶重差异达显著水平（P<0.05）。

在2017 年海拔和施氮量显著影响了单叶重，而在2018 年只有施氮量显著影响单叶重，综合两年的结果发现，海拔和施氮量均会对单叶重产生显著影响（表5）。综合两年的结果可以看出，海拔、施氮量和栽培密度与单叶重的相关性分别为-0.227、0.391和0.093（表8）。

2.3 不同处理对烤烟烟叶产量的影响

从图3 可以看出（2017 年），不论在哪个海拔高度，均以T3、T6 和T9 处理烟叶产量较高，且分别达到了1 916.78～2 040.68 kg/hm2（1 000～1 100 m）、1 935.60～2 005.65 kg/hm2（1 100～1 200 m）和1 865.48～1 911.45 kg/hm2（1 200～1 300 m）。就不同施氮量而言，不同施氮量之间差异不显著。不同海拔条件下各处理烤烟烟叶平均产量分别达到1 842、1 849、1 722 kg/hm2。

表4 不同处理烤烟单叶重 （单位：g/片）

表5 不同处理单叶重三因素分析

图3 不同处理对烤烟产量的影响（2017 年）

在2018年（图4），在海拔1 000 m、1 100～1 200 m和 1 200～1 300 m 条件下，只有 T8 处理能够获得较高的烟叶产量，分别达到1 903.58、1 928.85、1 953.68 kg/hm2。就不同施氮量而言，在海拔1 000～1 100 m条件下，低施氮量和中等施氮量处理间差异显著（P<0.05）；而 1 100～1 200 m 则是低施氮量和高施氮量处理间差异达显著水平（P<0.05）；1 200～1 300 m 海拔条件下则是低施氮量与中、高施氮量处理间差异均达显著水平（P<0.05）。不同海拔条件下各处理间差异均不显著。

图4 不同处理对烤烟产量的影响（2018 年）

在2017 年（表6），海拔、施氮量和栽培密度都显著影响烤烟烟叶产量，且对烤烟产量的贡献率均比较大。2018 年则仅有施氮量显著影响烤烟烟叶产量，且对烤烟产量的贡献率也比较大。综合两年的结果可以看出，海拔、施氮量和栽培密度与产量的相关性分别为-0.205、0.383 和0.374（表8）。

表6 烤烟烟叶产量三因素方差分析

2.4 不同处理对烤烟产值的影响

图5 不同处理对烤烟产值的影响（2017 年）

在2017年（图5），不论在哪个海拔，T6处理的产值均最高，分别达到了4.91万、4.81万、4.53万元/hm2。就不同施氮量而言，在海拔1 000～1 100 m 条件下高施氮量与低施氮量处理间差异达显著水平（P<0.05）；而1 100～1 200 m 和 1 200～1 300 m 海拔条件下差异不显著。不同海拔条件下各处理烤烟烟叶平均产量分别达到 4.35 万、4.27 万、3.98 万元/hm2。

在2018 年（图6），不论在哪个海拔，T4、T5、T6、T8 和T9 处理的产值均最高，分别达到了5.09 万～5.68 万元/hm2、5.07 万～5.49 万元/hm2和 5.28 万～5.69万元/hm2。就不同施氮量而言，在海拔1 000～1 100 m条件下低施氮量与高施氮量处理差异达显著水平（P<0.05）；而1 100～1 200 m 则低施氮量与高施氮量处理差异达到显著水平（P<0.05）；1 200～1 300 m 海拔条件下则是低施氮量处理与中等施氮量和高施氮量处理间差异均达到显著水平（P<0.05）。不同海拔条件下各处理烤烟烟叶平均产值分别达到4.35 万、4.27 万、3.98 万元/hm2。

图6 不同处理对烤烟产值的影响（2018 年）

从表7 可以看出，施氮量和栽培密度均显著影响烤烟烟叶产值，而不同年份海拔对产值的影响不一。海拔与施氮量之间的交互作用对产值影响最大，其次是施氮量与栽培密度，最后是海拔与栽培密度。综合两年的结果可以看出，海拔、施氮量和栽培密度与产值的相关性分别为-0.100、0.282 和0.273（表8）。

表7 烟叶产值三因素方差分析

表8 不同因子与烤烟产值和产量相关性分析

3 小结与讨论

试验结果表明，海拔高度与叶面积、单叶重、产质量呈现负相关，而施氮量则呈正相关。虽然栽培密度与叶面积呈负相关，但是与单叶重和产质量呈正相关。海拔1 000～1 100 m最适施氮量为97.5 kg/hm2，栽培密度为15 150～16 650株/hm2；海拔1 100～1 200 m，施氮量为 97.5 kg/hm2时栽培密度 15 150株/hm2，施氮量为112.5 kg/hm2时栽培密度16 650 株/hm2；海拔1 200～1 300 m最适施氮量为97.5 kg/hm2，栽培密度为16 650 株/hm2。氮肥对烤烟产质量的影响较大，其次为密度，两者交互效应较小。海拔对烤烟产质量的影响排在施氮量和栽培密度之后，两两之间的交互作用以施氮量与栽培密度最大。

目前，有关施氮量、栽培密度以及施氮量与栽培密度交互作用方面的研究较多［1，21-24］，以及在不同海拔条件下的栽培技术研究［15，25］，然而有关不同海拔条件下的施氮量与栽培密度三因素方面的综合研究较少。本研究主要针对恩施州利川烟区，研究不同海拔条件下的施氮量与栽培密度三者交互作用，以期为当地的优质烟叶生产提供理论依据。

在本试验中，整体而言海拔对产量（R=0.329，P=0.029）和产值（R=0.568，P=0）的影响均达到显著水平。虽然叶面积、单叶重均、产量和产值均与海拔呈现出负相关，但是以1 000～1 200 m 海拔烟叶产值和产量较高，不同海拔之间的烟叶产量和产值并没有显著差异。然而王瑞等［25］研究发现，在恩施烟区海拔900 m 是烤烟生产的最佳适宜区，其次为海拔1 300 m。云烟87-900 m 是最佳的海拔、品种组合，其次为云烟87-500 m 和云烟87-1 300 m。这可能是由于试验地点不同导致相同海拔条件产生的不同气候条件所致，且本试验区域所在的利川市，烟区主要分布在海拔1 000～1 300 m 区域。

在本研究中，氮肥用量显著影响烤烟单叶重、产量和产值，这与相关研究［26-28］结果一致。赵冏炅［29］对种烟密度为 13 500、15 000、16 500 株/hm2进行试验，研究表明在同一施氮量条件下，随烟草种植密度的增大，烟叶产值、产量呈递增现象，这与本研究烟叶产值结果一致。周文亮等［20］认为，广西百色烟区烤烟合理种植密度16 680 株/hm2及施氮量112.5 kg/hm2能够得到较好的经济效益和烟叶质量；杨跃华等［30］认为，云南玉溪烟区烤烟种植密度16 680 株/hm2及施氮量90 kg/hm2为宜。在本试验条件下，海拔1 000～1 100 m最适施氮量为97.5 kg/hm2，栽培密度为15 150～16 650 株/hm2；海拔 1 100～1 200 m，最适施氮量为97.5 kg/hm2时栽培密度15 150株/hm2，最适施氮量为 112.5 kg/hm2时栽培密度为16 650 株/hm2；海拔1 200～1 300 m最适施氮量为97.5 kg/hm2，栽培密度为16 650 株/hm2。这可能是不同烟区的土壤类型、气候条件和栽培习惯存在较大差异，从而导致烤烟种植密度和施氮量不同。同时也说明了种植密度、氮肥用量在一定范围内对烤烟的生长及产质量具有促进作用，且二者要相互兼顾，不可偏废［1］。因此，因地制宜地制定各烟区合理种植密度和最佳施氮量，才能使烤烟种植效益最大化。

目前有关施氮量和栽培密度交互作用的研究较多［10，11，21］，且研究结果表明氮肥对烤烟产质量的影响较大，其次为密度，两者交互效应较小［1，31］。这与本试验结果一致。此外，在本试验中，海拔对烤烟产质量的影响排在施氮量和栽培密度之后，两两之间的交互作用以施氮量与栽培密度最大。