NPK用量及基追养分分配对烟叶产质量的影响研究

余垚颖，王明富，何佶弦，张启莉，陈利平，蒋 豪，顾会战

（1四川省农业科学院植物保护研究所，成都 610066；2四川省烟草公司广元市公司，四川广元 628000；3中国科学院水利部成都山地灾害与环境研究所，成都 610041）

0 引言

在一定的环境和品种条件下，科学合理的营养元素管理是烟叶质优量高的重要保障[1-3]。N、P、K作为烤烟生长所必需的大量营养元素，可促进烤烟正常生长和成熟落黄[4-5]。关于烤烟大量营养元素的研究主要集中在单一元素施用量及其基追比例和N、P、K合理配比等方面。如谢会雅等[6]研究表明：施纯氮180kg/hm2、N:P:K=1:0.8:3在烤烟产量和质量上效果最佳；杨金陆等[7]研究表明：基肥配方为N:P:K=2:3:5.4，追肥配方为N:P:K=10.1:0:36.6，更有利于生育后期烤烟生长；谭波等[8]研究表明：氮肥40%作基肥，60%作追肥的施肥模式最好；汤宏等[9]研究表明：在黔东南州及相邻烟区种植烟草，其推荐施磷量以75～112.5 kg/hm2为宜。目前对氮磷钾交互作用和氮、钾的基追比进行结合研究的尚未见报道，与此同时，由于土壤、气候条件及品种的不同，在烤烟氮磷钾肥施用中依然存在一定的盲目和不合理性。广元作为四川五大烤烟产区之一，位于四川北部边缘，地理位置为31°31′—32°56′N，104°36′—106°45′E之间[10]，其植烟区的土壤类型以石灰性紫色土为主。随着气候变化，存在降雨量分配与烤烟生长所需水不协调及肥料养分释放与烤烟养分吸收关系协调性差的现象。因此，本研究在探讨氮磷钾不同用量及其交互作用效果的同时，开展了氮钾基肥与追肥养分供应分配对烤烟生长及产质量的影响研究，集成了石灰性紫色土烤烟栽培氮磷钾的最佳用量及其基追比例的施肥方案，进一步优化了烤烟的施肥体系，以期为‘中棵烟’生长环境营造提供了强有力的技术保障，促进广元烟草可持续性发展。

1 材料与方法

1.1 材料与方法

供试烤烟品种：‘云烟87’。

供试肥料：烟草专用复合肥(N:P2O5:K2O=10:15:25)、生物有机肥、油枯、硝酸钾、硫酸钾、磷酸一铵、过磷酸钙、烟草专用追肥(N:P2O5:K2O=5:10:35)。

供试土壤基本情况：NPK养分均衡施肥试验，石灰性紫色土，pH 7.62，有机质14.15 g/kg，速效钾95.60 mg/kg，碱解氮68.12 mg/kg，有效磷10.14 mg/kg；基肥与追肥NK养分供应分配试验，石灰性紫色土，pH 7.74，有机质15.14 g/kg，速效钾87.63 mg/kg，碱解氮72.43 mg/kg，有效磷14.56 mg/kg。

1.2 试验设计与处理

NPK养分均衡施肥试验：于2018年在广元市普安镇光荣村进行，试验采用3因素(NPK)3水平L9(34)正交设计，N施用量：N1为82.5 kg/hm2，N2为97.5 kg/hm2，N3为 112.5 kg/hm2；P 施用量：P1为 105 kg/hm2，P2为127.5 kg/hm2，P3为 150.0 kg/hm2；K施用量：K1为270.00 kg/hm2，K2为 315.0 kg/hm2，K3为 360.0 kg/hm2，共9个处理，3次重复，共计27个小区，具体正交试验方案见表1，烟苗移栽时间为4月22日，行距为120 cm，株距为50 cm，田间管理措施按广元优质烟叶生产技术进行。

表1 均衡施肥试验正交方案表

基肥与追肥NK养分供应分配试验：于2019年在广元市普安镇光荣村进行，试验采用两因素三水平完全正交设计，NPK施肥量根据2018年研究确定为97.5、150、315 kg/hm2，其中N的基追比例3个水平分别为7:3、6:4、5:5，K 3个水平分别为5:5、4:6、3:7，共设9个处理（见表2），重复3次，共计27个小区，烟苗移栽时间为4月18日，行距为120 cm，株距为50 cm，田间管理措施按广元优质烟叶生产技术进行。

表2 NK基肥与追肥不同比例试验正交方案表

1.3 采样与测定

农艺性状和SPAD值：每小区定15株，在烟苗移栽后40天和60天时，进行株高、节距、茎围等指标测定；同时用手持式叶绿素测定仪(SPAD-502)测定从上往下第四片完全展开的烟叶SPAD值，每片叶以主叶脉为界分为左右两边，分别测定叶基、叶中和叶尖3个位置点，以6点平均值代表该叶片SPAD值。

化学成份：2018年烟叶烘烤结束后，选取不同处理的上、中部位烟叶，利用MATRIX-Ⅰ近红外光谱仪（德国布鲁克公司）检测其还原糖、植物碱、钾、氮、氯、淀粉[11]等。

感观质量评定：2019年烟叶烘烤结束后，选中部烟叶送至四川中烟公司进行单料烟制样，按单料烟评吸基本要求，以YC/T 138—1998烟草及烟草制品感官评价方法为基础，由专职评吸人员进行感官品质鉴定，按单料烟9分制方法评分。

产值产量测定：以小区为单位采收烟叶并进行标记，待烟叶烘烤结束后，计算其烟叶产量产值。

1.4 烟叶化学成分评价

选择烟叶总糖、还原糖、烟碱、总氮、钾、氯、糖碱比、氮碱比与钾氯比9项指标作为烟叶化学成分的综合评价指标[12]。根据生产实践经验和参照相关研究的结果的试验评价方法[13-14]，确定9项化学成分指标所选用的隶属函数的类型及相应参数范围值[见式(1)S型隶属函数、式(2)抛物线型隶属函数、表3各函数拐点及烤烟各化学成分指标的权重值]。利用乘法原则得出化学成分综合指标值I[公式(3)]。I值范围0～1，值越高，表明烟叶化学成分质量越好。

表3 烟叶化学成分属隶属函数的类型、隶属度与权重

式中：Ni和Wi分别为第i种化学成分含量的隶属值和相应的权重系数。

1.5 烟叶化学成分评价数据处理

采用IBM Statistics SPSS 20.0和Microsoft Excel 2016软件进行数据处理和统计分析。

2 结果与分析

2.1 NPK养分均衡施肥试验结果

2.1.1 氮磷钾不同用量对农艺性状影响 表4～5表明：烟苗移栽40天，P因素的株高和茎围Sig.值小于0.05；烟苗移栽60天，NK因素的叶长、叶宽、节距和P因素的叶宽Sig.值均小于0.05，表明烟苗移栽40天时P和烟苗移栽60天后NPK对农艺性状的部分指标存在显著性影响，因此对其对应的农艺性状进行多重比较表明：N的最佳水平N2；P为P2和P3，其中P2略好于P3但两者之间不存在显著性差异；K为K2和K3，其中K3略好于K2（表6）。从农艺性状分析来看，N2P2K3、N2P2K2、N2P3K3和N2P3K2施肥组合更有利于烤烟生长。

表4 烟苗移栽40天烟株农艺性状主体间效应

续表4

表5 烟苗移栽60天烟株农艺性状主体间效应

续表5

表6 NPK三因素的农艺性状多重比较表

2.1.2 氮磷钾不同用量对SPAD的影响 由表7～8可知：烟苗移栽40天，NPK对叶绿素的影响差异不显著性；烟苗移栽60天，N对叶绿素的影响存在显著性，对烟苗移栽60天时N因素的叶绿素进行多重比较：N2和N3显著好于N1，其中以N2最好。

表7 SPAD主体间效应的检验

表8 SPAD多重比较表

2.1.3 氮磷钾不同用量对烟叶产量的影响 由表9～10可知：N、P对烟叶的产量存在显著性，对NP两因素的产量进行多重比较表明，N因素对产量的影响的排序为 N3＞N2＞N1，N2和 N3显著好于 N1，且 N2与 N3之间不显著；P因素对产量的影响的排序为P3＞P2＞P1，P3显著好于P1和P2。N2P3K2、N3P3K2施肥组合有利于提高烟叶产量。

表9 产量主效应分析

表10 产量多重比较 kg/hm2

2.1.4 氮磷钾不同用量对烟叶化学成份的影响 由表11～12可知：上部烟叶NPK三因素对烟叶化学成份综合指数的影响差异不显著；中部烟叶N对烟叶化学成份综合指数的影响存在显著性差异，其中N2显著好于N1。因此仅从烟叶化学成份的数据分析来看，最佳施肥组合为N2P3K2。

表11 化学成份综合指数主效应分析

表12 化学成份综合指数多重比较

2.2 基肥与追肥NK养分供应分配试验

2.2.1 农艺性状分析 由表13可知：烟叶移栽60天时，最大叶宽各处理存在显著性差异，以C3处理最高，其余指标各处理间存在差异，但不显著。由此表明，（N基:追=7:3和K基:追=3:7）处理更有利于烟株生长。

表13 农艺性状分析

2.1.2 产值产量分析 由表14可知：烟叶采摘烘烤后，产量与产值排序为 ：C3＞C2＞C5＞C9＞C7＞C1＞C6＞C8＞C4，C3与 C1、C4、C6、C7、C8和 C9之间存在显著性差异。表明，（N基:追=7:3；K基:追=3:7）处理烟叶产量与产值最好，其次为（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，后期多钾，更有利于提高烤烟产量。

表14 产量产值分析

2.1.3 烟叶感观质量分析 送中部烟叶至四川中烟公司进行感观质量评价表明：C4＞C3＞C1＞C6＞C2＞C5、C7、C8＞C9，C4表现为：甜度好，流畅，劲头浓度适中，刺激较小，同时C3与C4感观评吸相近（表15）。表明，采用（N基:追=6:4；K基:追=5:5）施肥处理烟叶感观质量最优，（N基:追=7:3；K基:追=3:7）次之。

表15 烟叶感官质量评吸表

3 结论

本研究以烟草为研究对象，通过烟叶农艺性状、产量、产值以及烟叶化学成分和感观质量等指标的研究和综合分析后明确了，四川省广元植烟区烤烟栽培营养均衡施肥体系为：N、P2O5、K2O施用量分别为97.5、150、315 kg/hm2，氮、钾基肥与追肥养分分配比：N基:追=7:3；K基:追=3:7，氮肥前多后少，钾肥后移的养分分配方式更用利于提高烟叶内在质量，有助于‘中棵烟’的形成。

4 讨论

烟草作为一类特殊的肥料效应作物，不仅注重产量还要追求烤烟内在质量[15-16]。氮磷钾施用过多，会导致内在质量下降，如试验中当施氮量为N3水平时，虽产量最高，但化学指标协调性下降，化学成份综合指数下降，这可能是氮肥过多造成奢侈生长，烟叶落黄差，不利于烘烤，影响其内在质量。在烤烟的实际生产中，其产量、质量与营养供应密切相关，特别是氮磷钾三大营养元素的供应，本研究通过开展氮磷钾不同用量研究，综合分析农艺性状、产量产值及化学指标等表明：N2P3K2组合为广元烤烟种植的最佳施肥组合，即纯N、P2O5、K2O施用量97.5、150、315 kg/hm2。

大量试验结果表明，烤烟的施肥效果不仅取决于肥料的施用量、还取决于施肥时期及比例，只有适宜的养分配比才能提高肥料利用率，保证烟叶的产量和品质[17-19]。氮、钾基追比对烟叶产量和品质的形成有重要影响，在一定施肥水平下，不合理的基追比，易造成氮、钾素的损失或烟叶贪青晚熟，烟叶感官质量差[20-21]。因此，本研究在确定氮磷钾最佳施用量组合的情况下，开展了氮钾不同基追比例交互作用的研究，结果表明：（N基:追=7:3；K基:追=3:7）处理农艺性状、产量及产值上好于其他处理；（N基:追=6:4；K基:追=5:5和（N基:追=7:3；K基:追=3:7）处理在感观质量上表现为甜度好，流畅，劲头浓度适中，刺激较小。综上所述，（N基:追=7:3；K基:追=3:7）为广元烤烟种植施肥的最佳基追比例，这与张芬芬等[22]研究氮肥基追比为40%:60%存在一定的差异，可能与品种及各地土壤肥力及环境因素相关，加之前者均是对单一的氮肥基追比进行研究，本研究对氮钾两因素不同基追比例同时进行研究，两者之间存在一定交互效应。