施氮量及氮磷钾配比对土壤养分及烤烟生长发育的影响

祝利，钟广，曹明锋，黄松青，汤烨，曾科涵，帅开峰，徐坚强，邓江涛，孔午圆*

(1 湖南省烟草公司常德市公司，湖南 常德 415000； 2 湖南农业大学农学院，湖南 长沙 410128)

烤烟是我国重要的经济作物之一，施肥对优质烤烟的形成和土壤可持续利用具有重要意义[1-2]。合理的氮、磷、钾配比不仅可以促进烤烟的生长发育，也能提高烟叶产质量[3-6]。有机肥和无机肥混施，既能提高烤烟等作物产量，也可以促进作物养分吸收利用，并具有改良土壤的作用[7-10]。土壤改良剂能提高植烟土壤pH值和养分含量，促进烟叶生长发育，提高烤后烟叶产量和品质，且具有用量少、成本低、生态环保、肥效好等特点[11-14]。

常德植烟区是湖南省重要烟叶生产区域，由于长期施用单一的化学肥料，导致本烟区植烟土壤出现板结、酸碱性失调、养分含量不均衡等问题，烟叶产质量受到了一定程度的影响[15-17]。本研究对不同的施氮量、氮磷钾配施比例，以及有机肥、无机肥与土壤调理剂混施对土壤养分及烤烟生长发育的影响进行分析，以探讨该烟区适宜的肥料管理措施，提高本烟区烤烟的产质量。

1 材料与方法

1.1 试验材料与地点

2021年，试验在石门县南北镇进行。试验地土壤pH为 6.15，含有机质22.8 g/kg、碱解氮172.4 mg/kg、有效磷13.2 mg/kg、速效钾213.6 mg/kg。烤烟品种为云烟87。调理剂由广东万山土壤修复技术有限公司生产和提供(CaO+MgO+SiO2总含量≥44.0%，pH≥10.0)，结合翻地均匀撒施；菌肥由湖南宏硕生物科技有限公司生产和提供(有机质含量约60%，微生物活菌数量≥2亿个/g)；饼肥为由湖南省烟草公司生产和提供的发酵菜籽饼肥(有机质含量约64%，速效氮含量约3.2%)；其它肥料由常德市烟草公司提供。

1.2 试验设计及处理

试验采用随机区组设计，共设5个不同施肥模式处理(表1)，小区面积为60 m2，3次重复。2021年2月10日播种，5月5日移栽，株距0.5 m，行距1.2 m。移栽后7 d浇施提苗肥，移栽后30、45、55～60 d按照追肥总量分别追施50%、30%、20%的KNO3和K2SO4。其他生产技术和田间管理措施均按照当地优质烟叶生产技术措施进行。

表1 试验处理

1.3 测定项目及方法

记载大田移栽期、团棵期、旺长期、各部位(下部、中部、上部)烟叶成熟期、终采期。终采后，每个处理采用5点法取根际10 cm区域0～25 cm根层土壤，参照文献[18]测定pH、有机质、碱解氮、有效磷、速效钾含量。

打顶后7 d，每个处理选生长发育基本一致的10株烟，参照文献[19]的方法，测定最大叶SPAD值、株高、茎围、节距、叶片数、最大叶长度与宽度，计算叶面积(长×宽×0.634 5) 。然后选取3株，使用便携式光合测定仪(LI-6400)测定最大叶净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci) 、蒸腾速率(Tr)等光合特性指标；剪取最大叶，采用磺胺比色法测定硝酸还原酶(NR)活性。将每个处理的3株烟根系挖出洗净，剪成3 cm左右小段，参照文献[20]的方法测定根系体积；取细根5 g/株，采用TTC法测根系活力。每个处理选取3株，将其根、茎、叶分开，截成2～3 cm小段，称取鲜质量，然后置于烘箱中103 ℃杀青2 h后，78 ℃烘干至恒重，计算鲜干质量比和干质量根冠比。

1.4 数据处理及分析

采用SPSS13.0软件进行数据分析；采用Duncan(α=0.05)法进行多重比较。

2 结果及分析

2.1 不同处理对烤烟主要大田生育时期的影响

不同施肥模式下，烤烟的大田生育时期一致，团棵期、旺长期分别为6月3日、6月20日，下部、中部、上部烟叶成熟期分别为7月15日、7月25日和8月18日，终采期为9月20日，整个大田生育期为138 d。结果表明，不同施肥处理对大田生育时期没有影响。

2.2 不同处理对烟株主要生理指标的影响

从表2可知，打顶后7 d，最大叶SPAD值表现为T2>T3>T4>T1>CK；T2、T3无显著差异，但均显著高于T4、T1和CK；T4、T1无显著性差异，且均显著高于CK。最大叶硝酸还原酶活性表现为T2>T3>T4>T1>CK；T2显著高于T4、T1和CK，但与T3差异不显著；T3、T4、T1处理间差异不显著，且均显著高于CK。根系体积表现为T2>T3>T4>T1>CK；T2显著高于其他各处理，T1、T3、T4间无显著性差异，且均显著高于CK。根系活性表现为T2>T3>T4>T1>CK；T2、T3显著高于T1和CK，但与T4无显著差异；T1与T4差异不显著，且均显著高于CK。

表2 不同处理烤烟打顶后7 d最大叶的SPAD值、NR活性以及根系的体积和活性

打顶后7 d，不同处理烤烟最大叶光合生理特性指标见表3。净光合速率表现为T2>T3>T4>T1>CK；T2与T3差异不显著，均显著高于其他处理；T1与T4无显著性差异，且均显著高于CK。气孔导度表现为T2>T3>T4>T1>CK；除T3与T4差异不显著以外，其他处理间均有显著性差异。胞间CO2浓度表现为CK>T1>T4>T3>T2；CK显著高于T4、T3和T2，但与T1差异不显著；T1与T4、T3无显著性差异，但显著高于T2；T2与T3则差异不显著。蒸腾速率表现为T2>T3>T4>T1>CK；T2显著高于其他各处理；T3与T4无显著性差异，但显著高于T1和CK；T4与T1无显著性差异，均显著高于CK。

结果表明，T2处理烤烟的光合作用效果最佳，其次分别为T3、T4、T1和CK。

表3 不同处理烤烟打顶后7 d最大叶光合特性指标

2.3 不同处理主要农艺性状指标及烟株干物质积累量

打顶后7 d，不同处理烤烟的主要农艺性状见表4。株高表现为T2>T3>T1>T4>CK，茎围表现为T2>T3>T4>T1>CK，节距表现为T2>T3>T4>T1>CK，最大叶叶面积表现为T2>T3>T4>T1>CK，但处理间均无显著性差异。

表4 不同处理烤烟打顶后7 d主要农艺性状指标

打顶后7 d，不同处理干物质积累量见表5。根系干质量表现为T2>T3>T4>T1>CK，T2显著高于T4、T1和CK；根系干鲜质量比也表现为T2>T3>T4>T1>CK，且T2、T3显著高于CK。茎干质量表现为T2>T3>T4>T1>CK，T2、T3显著高于CK，其他处理间无显著性差异；茎干鲜质量比表现为T2>T3>CK>T4>T1，处理间无显著性差异。叶干质量表现为T2>T3>T4>T1>CK，叶干鲜质量比表现为T2>T3>T1>T4>CK，处理间均无显著性差异。全株干质量根冠比表现为T1>T2=T3>T4>CK，CK显著低于其他各处理，其余处理间无显著性差异。全株干质量表现为T2>T3>T4>T1>CK，T2与T3无显著性差异，但显著高于T4、T1和CK；T3、T4、T1处理间差异不显著，但均显著高于CK。

结果表明，T2处理烟株的生长发育和干质量积累表现最好，其次为T3、T4。

表5 不同处理烤烟打顶后7 d烟株干物质积累量

2.4 移栽前后土壤pH及主要养分含量变化

移栽前试验点土壤pH为6.15，有机质含量为22.8 g/kg，碱解氮含量为192.4 mg/kg，有效磷含量为13.2 mg/kg，速效钾含量为213.6 mg/kg。从表6可知，终采后，土壤pH表现为T1>T4>T2=T3>CK，T1、T2、T3、T4分别较CK高0.44、0.38、0.38和0.40；土壤有机质含量表现为T1>T2>T3>T4>CK，T1、T2、T3、T4分别较CK高2.6、2.3、1.8、1.2 g/kg；碱解氮表现为T2>T3>T1>T4>CK，T1、T2、T3、T4分别较CK高9.4、18.9、13.5、7.4 g/kg；有效磷表现为T4>T3>T2>CK>T1，T1、T2、T3、T4分别较CK高-1.4、3.3、5.6、8.2 g/kg；速效钾表现为T4>T2>T3>T1>CK，T1、T2、T3、T4分别较CK高2.4、5.8、4.1、6.9 g/kg。

结果表明，与对照相比较，本试验各施肥处理均可提高土壤pH、土壤有机质、碱解氮、有效磷和速效钾含量，且终采后土壤速效养分含量均较高[21]。

表6 各处理终采后试验地土壤pH及养分含量

3 讨论

湖南省一般适产优质烟田的土壤pH为5.5～6.5，有机质含量均值为35.5 g/kg，全氮含量≥2.2 g/kg、全磷含量≥0.9 g/kg、全钾含量≥18.2 g/kg、碱解氮含量≥180.0 mg/g、有效磷含量≥40.1 mg/g、速效钾含量≥280.0 mg/g[22]。前人研究[15-17]表明，常德植烟区常年施氮量维持在150.0～172.5 kg/hm2，氮磷钾配施比例一般为1∶1.1～1.1∶2.5～3.5。由于成土母质、生态环境条件及耕作制度和种植技术的差异，不同烟区适宜的施肥技术也不尽一致。石门烟区在总氮施用量157.5 kg/hm2、氮磷钾施用比例1∶1.1∶2.7情况下，烟叶生长发育较好，产量和品质较高。本研究结果表明，施氮量157.5～172.5 kg/hm2、氮磷钾施用比例1∶1.1～1.2∶2.5～2.7的施肥处理，烟叶田间生长发育较好。

相关研究[23-24]指出，配施有机肥有利于改善烟田土壤物理、化学和生物学性状，提高土壤质量，提升烤烟产质量，实现优质烟叶生产。本研究中，配施一定量的有机肥，能有效改良土壤，提高土壤养分含量，从而促进烟叶生长发育和干物质积累。

一定施氮量及氮磷钾比例下，配施土壤调理剂90～150 g/株，能有效提高土壤养分含量，改良土壤，形成有利于提高烤烟产量与品质的土壤环境，促进烟叶生长发育[25-27]。本研究也发现，一定量的土壤调理剂可提高土壤pH、有机质、碱解氮、有效磷和速效钾含量，促进烟叶生长发育及干物质积累量的增加。

4 结论

常德石门烟区旱地植烟土壤条件下，采用142.5～172.5 kg/hm2施氮量、1∶1.1～1.2∶2.5～3.5氮磷钾施用比、配施600 kg/hm2饼肥(菌肥)和1 500 kg/hm2土壤调理剂的施肥措施，有利于改良土壤、提高土壤养分含量，从而促进烟叶生长发育。