基于连续三年定点试验的烤烟施肥技术研究

龚 林，倪 霞，代惠娟，郭山虎，陈 华，陈 旭，李文陆，赵 芳，查宏波，陈玉杰，刘 敏，王明振，肖家繁，李德文

(1.云南省烟草公司昭通市公司，云南 昭通 657000；2.河北中烟工业有限责任公司，石家庄 050051；3.湖南中烟工业有限责任公司，长沙 410014；4.云南云叶化肥股份有限公司，昆明 650217)

【研究意义】烤烟是中国重要的经济作物之一[1]，主要经济价值在于其叶片。因此，在烤烟生产的过程中，提高烟叶产量和品质极为重要。在烟株生长发育过程中，各种养分含量对其生长和养分吸收的影响很大。其中，氮、磷、钾是烤烟需求量较多的元素[2]，也是影响烟株生长发育的主要元素[3]，对烟株的生长和烟叶产量与品质的形成有重要的作用。其中氮元素对烤烟产量和品质的影响最大，能改善烟叶理化性状、化学性状和生物学性状[4-5]，磷元素具有促进植株生理代谢，加速细胞分裂，促进烟叶早熟的作用，能增进烤烟色泽、香味，提高烟叶品质[6]。而不同的氮磷配方对烟草的生长有着重大影响，当植株吸收了氮素后，要迅速合成蛋白质，若是缺磷则非蛋白质氮化合物增多，蛋白质减少，导致植株生长缓慢[7]。因此合理施用氮肥及磷肥是烟草栽培的关键，也是影响烟叶中各种化学元素的关键。【前人研究进展】随着现代社会工业化的发展、人口的增加，集约农业及市场经济的压力，导致人们在农、林、蔬菜及高经济价值植物的栽培和耕种中，常常进行连作或连栽，而随着栽培年限的延长，作物连作障碍问题日趋严重，制约了农业可持续发展，成为农业生产亟待解决的问题[8]。烤烟是忌连作的作物。连作以后，即使在正常管理的情况下，也会产生产量降低、烟叶品质变劣和生育状况变差的现象，这一现象就是烟草连作障碍[9]。烤烟的连作效应主要体现在烟田土壤环境恶化、烟株根系微生态失调、养分吸收效率大幅降低、烟株生长状况变差和病害加重等方面[10-11]，会造成烤烟产质量降低[12]，从而影响当地经济效益。【本研究切入点】针对烤烟连作障碍的相关研究已有较多报道，但利用正交试验在常年连作地块连续3年对烟草施肥技术研究的报道较少。【拟解决的关键问题】选取连作状态下的田块，连续3年在同一地点采用不同氮肥施用量及氮磷配比的施肥方式，旨在通过定点试验找出连作状态下养分吸收利用率最高的施氮量及氮磷配比，达到提高烟叶产量和品质的目的。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验在昭阳区布嘎乡花鹿坪村14组进行，试验地块基本平整，土壤肥力中等、均匀；种植方式：烤烟—冬闲—烤烟，连作时间10年；试验时间为2016—2018年。

1.2 试验材料

供试品种：云烟87(当地推广品种)；供试肥料：复合肥(N-P2O5-K2O =11-14-22)、硝酸钾(N-P2O5-K2O =13.5-0-44.5)、硫酸钾(K2O≥50%)。

1.3 试验设计

通过连续3年的定点试验确定长年连作情况下烤烟最佳的施氮量和最适的氮磷配比。试验采用单因素随机区组设计，设7个处理，3次重复，共21个小区，每个小区植烟56株，每小区植烟不少于4行。每个小区单独理墒、单独施肥，确保每个小区连续3年的施肥模式一致。处理T1：施氮量为75 kg/hm2，m(N)∶m(P2O5)∶m(K2O)=1∶1.2∶3；处理T2：施氮量为75 kg/hm2，m(N)∶m(P2O5)∶m(K2O) =1∶1.8∶3；处理T3：施氮量为97.5 kg/hm2，m(N)∶m(P2O5)∶m(K2O) =1∶1.2∶3；处理T4：施氮量为97.5 kg/hm2，m(N)∶m(P2O5)∶m(K2O) =1∶1.8∶3；处理T5：施氮量为120 kg/hm2，m(N)∶m(P2O5)∶m(K2O) =1∶1.2∶3；处理T6：施氮量为120 kg/hm2，m(N)∶m(P2O5)∶m(K2O) =1∶1.8∶3；处理T7(CK)：空白对照，不施肥。

1.4 测定项目及方法

1.4.1 主要生育期记载 记载各处理烟株的主要生育期，包括播种期、出苗期、移栽期、团棵期、现蕾期、中心花开放期、脚叶成熟期、腰叶成熟期、顶叶成熟期，并对大田生育期进行记录、对比。

1.4.2 植物学性状记载 观察记载各处理的植物学性状，包括株型、叶型、叶色、茎叶角度、主脉粗细、田间整齐度、成熟特性、生长势。

1.4.3 农艺性状调查 各处理随机选15株有代表性的烟株，固定挂牌标记，按照YC/T 142—2010烟草农艺性状调查测量方法，观察测定株高、叶片数、茎围、节距及脚叶、腰叶和顶叶的叶长和叶宽。

1.4.4 病害发生情况调查 按照GB/T 23222—2008 烟草病虫害分级及调查方法在各处理的团棵期、旺长期和采烤前进行病害调查，比较各处理的抗病性。

1.4.5 原烟外观质量及经济性状统计 各处理烟叶在正常成熟时进行挂牌烘烤，观察各处理原烟外观质量，包括成熟度、颜色、光泽、油份、叶片结构、叶片厚度和单叶重；统计各处理的烟叶经济性状，包括公顷产量、公顷产值、均价、上等烟比例、中等烟比例等。

1.4.6 烟叶化学成分分析 每个处理取上部、中部和下部烟叶送云南同川农业分析测试技术有限公司测定烟叶的总糖、还原糖、总氮、烟碱、氧化钾和氯离子等化学成分，具体检测方法如表1所示。

表1 烟叶检测方法

1.5 数据处理

采用SPSS 17.0软件中的Duncan法对主要农艺性状、病害发病率和病情指数等指标进行方差分析和多重比较。

2 结果与分析

2.1 主要生育期

由表2可知，各处理同一年份生育期表现一致，且随着时间的推移，年与年间生育期虽略有不同，但无显著差异。处理T7(CK)相比其它处理前期生长相对缓慢，后期出现早花现象且提前完成成熟落黄，大田生育期整体缩短。施氮量最大的处理T5和处理T6的大田生育期和落黄均有所延迟，可见施氮量与烟叶的成熟有一定关系，为保证烟叶的适时落黄，要合理控制氮肥施用量。

表2 生育期调查

2.2 植物学性状

由表3可知，各处理连续3年的植物学性状表现一致，随着施氮量的增加，烟株的叶色由浅绿到深绿逐渐加深；处理T7(CK)与其他处理相比其茎叶角度中等，田间整齐度差，脱肥导致全株落黄；栽后25 d，各处理长势均表现为中，栽后50 d，处理T1、T2长势为中，处理T3、T4、T5、T6长势为强，处理T7(CK)长势为弱；而不同处理在施氮水平相同条件下，两种氮磷配比植物学性状表现无明显差异。

表3 植物学性状调查

续表3 Continued table 3

2.3 农艺性状

由表4可知，随着试验时间的推移，不同年份间对比，处理T1至处理T6的株高和茎围均呈先上升后下降趋势，处理T7(CK)的株高和茎围均呈下降趋势；处理T1至处理T7的有效叶片数和脚叶的长宽均呈下降趋势；处理T1至处理T6腰叶的长宽呈先上升后下降趋势，处理T7(CK)腰叶的长宽呈先下降后上升趋势；处理T1至处理T6顶叶的长宽整体呈上升趋势，处理T7(CK)顶叶的长宽呈先上升后下降趋势。整体来看随着种植年限的延长，烤烟农艺性状指标整体表现呈下降的趋势，而增加施氮量和提高氮磷配比可以在一定程度上缓解农艺性状指标下降趋势。从同一年份各处理农艺性状指标的表现来看，处理T7(CK)其主要农艺性状指标均显著低于处理T1至处理T6；而随着施氮量的增加，烤烟农艺性状指标的表现呈递增趋势；在施氮量相同的情况下，施磷较多的处理烟株更高、有效叶数更多。

表4 主要农艺性状调查

2.4 病害发生情况

由表5可知，随着试验时间的推移，试验地病害的发生情况整体呈先上升后下降的趋势，且2018年病害发生情况较2016年严重；黑胫病、根黑腐病、根结线虫病和番茄斑萎病的发生趋势一致，马铃薯Y病毒病和蚀纹病的发生呈上升的趋势。同一年份，不施肥处理的病害发生程度高于其余处理，施肥处理之间病害的发生情况差别不大。

表5 各处理主要病害病情指数调查

2.5 原烟外观质量

由表6可知，随着试验时间的推移，各处理的油份整体呈减少的趋势，单叶重整体呈增加的趋势。同一年份各处理原烟外观质量均表现为成熟，除处理T7(CK)外颜色均为桔黄，光泽均为强，油分均为有至多，叶片结构除处理T5、T6外均为疏松；叶片厚度处理T5、T6的稍厚，处理T7(CK)的稍薄，其余处理适中；单叶重处理T7(CK)的偏低，处理T5、T6的稍重，其余处理适中。整体看不施肥直接影响烟叶的颜色、光泽、油份和叶片厚度，施肥量过多增加叶片的厚度、重量，同时影响烟叶的叶片结构。

表6 原烟外观质量调查

续表6 Continued table 6

2.6 经济性状

由表7可知，除中等烟外，处理T7(CK)与其余处理在产量、产值、均价、上等烟方面有明显差异。随着试验时间的推移，试验地的产量呈上升的趋势，其中以处理T4、T5的上升趋势最为明显；试验地的产值、均价和上等烟比例呈先上升后下降的趋势，其

表7 经济学性状调查

中2018年的产值较2016年高，2018年的均价和上等烟比例较2016年低；试验地的中等烟比例呈先下降后上升的趋势，且2018年的中等烟比例较2016年高。2016年的产量、产值、均价和上等烟比例均以处理T4的最高；2017年的产量、产值、均价和上等烟比例均以处理T6的最高，处理T3、T5次之；2018年的产量和上等烟比例以处理T5的最高，产值和均价以处理T4的最高。

2.7 原烟化学成分分析

由表8可知，随着试验时间的推移，总糖含量整体呈下降趋势，以处理T7(CK)降幅最为明显，处理T1、T3、T6次之，处理T4、T5稍小；各处理还原糖含量整体呈下降趋势，以处理T6、T7(CK)降幅最为明显，处理T1、T3、T5次之，处理T2、T4稍小；各处理总氮含量整体呈先下降后上升的趋势，总氮含量整体2018年高于2016年，其中处理T7(CK)增幅最大，处理T1、T3、T6次之，处理T2、T5稍小，处理T4最小；各处理烟碱含量整体呈上升趋势，其中处理T1增幅最大，处理T3、T4、T7次之，处理T2、T5、T6稍小；各处理的钾含量整体呈先下降后上升趋势，钾含量整体2018年高于2016年，其中处理T1增幅最大，处理T3-处理T7次之，T2最小；各处理的氯离子含量差别不大，均偏低。

表8 各处理中部烟叶化学成分分析

各处理化学成分的协调性2016年以处理T5、T6较优，处理T1最差；2017年以处理T3、T4较优，其余处理差别不大；2018年以处理T3最优，处理T2最差。

3 讨 论

有研究表明，连作后植烟土壤环境恶化、根系微生态失调使之营养吸收效率大幅降低，生长状况变差，烟株抗性降低，病害加重，最终造成烤烟产质量降低，影响经济效益[13-14]。氮元素是影响烟草生长的“生命元素”，它具有多种功能，适量施用可实现烟叶的优质生产，提高烟叶的产量与品质[15]。磷元素可直接影响烟株碳氮代谢活动，促进根系生长和叶片的成熟[16]，适宜的磷肥用量能使烟株健壮、根系发达，促进烟株对其他营养的吸收和利用，从而提高烟叶的产量和品质[17]。

不同的氮磷配方对烟草的生长有重大影响，汪耀富等[18]研究发现，氮磷、氮钾或磷钾两种肥料配施比单施一种肥料对烟叶化学成分的改善效果更明显。何永秋等[19]研究表明，氮磷的配施可以提高烤烟的致香物质含量，但是过量的配施则对烟叶致香物质的积累不利。齐永杰等[20]研究发现，不同施氮水平对烟叶的评吸质量影响显著，在中氮处理下烟叶的香气质、香气量、劲头、浓度、刺激性、杂气等均有所改善，但施氮量过高会降低评吸中各指标的得分，降低烟叶的可用性，不同施氮量对燃烧性、余味、灰分的影响不显著。对比本研究中各处理间烟株大田生育期、植物学性状、病害发生情况结果表明，合理控制氮肥施用量可保证烟叶的适时落黄，烤烟农艺性状表现良好，烟株叶色加深，有效叶数增多;邱宝平等[21]研究有相同结果，而烟株养分供应不足会降低其抗性，增加病害发生概率。

对比本研究中各处理原烟外观质量结果表明，不施肥处理的烟叶颜色、光泽、油分等指标均弱于施肥处理；但施肥量过多会增加叶片的厚度及重量，还会影响烟叶的叶片结构。经济性状统计结果显示，施氮量97.5和120 kg/hm2都有利于烤烟产量和质量的形成，以施氮量97.5 kg/hm2的处理T4总体效果较好；氮磷比为1∶1.8的处理T2、T4、T6较氮磷比为1∶1.2的处理T1、T3、T5经济性状好。

化学成分是烟叶内在质量的直接体现，其含量和协调性在很大程度上确定了烟叶及其制品的烟气特性[22]。对烟叶化学成分的检测结果表明，烟叶化学成分的协调性施氮量97.5和120 kg/hm2好于施氮量75 kg/hm2的处理，其中又以施氮量97.5 kg/hm2的协调性较好；在施氮量相同的情况下，烟叶化学成分协调性氮磷比为1∶1.8的处理优于1∶1.2的处理。由此可见，合理控制氮磷配比有利于养分比例的协调供给，为烟叶的品质奠定了基础。

4 结 论

在当前形势下昭通烟区按照处理T4的要求操作，即施氮量97.5 kg/hm2，m(N)∶m(P2O5)∶m(K2O)=1∶1.8∶3，为较适宜的氮磷钾施肥配比，可保证烟株适时落黄，农艺性状及经济性状都表现良好，且烟叶中化学成分协调性较好，可达到提高烟叶产量与品质的效果。