减氮条件下不同施肥模式对稻茬烤烟生长和养分积累及利用效率的影响

李 伟，何铭钰，邓小华*，肖汉乾，黄 杰，向铁军，李武进，肖艳松，李 旭，于大棚

减氮条件下不同施肥模式对稻茬烤烟生长和养分积累及利用效率的影响

李 伟1，何铭钰2，邓小华2*，肖汉乾1，黄 杰2，向铁军3，李武进4，肖艳松4，李 旭5，于大棚5

(1. 湖南省烟草公司烟叶管理处，长沙 410004；2. 湖南农业大学农学院，长沙 410128；3. 湖南金叶众望科技股份有限公司，岳阳 414307；4. 湖南省烟草公司郴州市公司，郴州 423000；5.吉林烟草工业有限责任公司，延吉 133000)

为明确减氮条件下不同施肥模式对稻茬烤烟生长发育及肥料利用效率的影响。采用单因素随机区组试验，研究了不同施肥模式对烤烟根系生长、地上部生长、干物质及养分积累分配和肥料利用效率的影响。结果表明，在传统施肥（162.0 kg·hm-2）基础上，减氮22.22%的促根减氮施肥模式有利于促进烤烟的根系生长和地上部生长，能够提高烤烟生长期间的烟株干物质积累量和烟叶干物质积累量，提高烟株的氮素积累量及烟叶中的氮、钾积累量；促根减氮施肥模式能够提高烤烟氮肥吸收效率21.98%，氮肥利用效益10.39 kg·kg-1，氮肥干物质积累效率34.95%。促根减氮施肥模式能促进烤烟烟株生长，提高烟株养分吸收能力，提高烤烟的肥料利用效率。该结果这为我国南方多雨烟稻轮作区烤烟肥料高效利用提供了理论参考。

稻茬烤烟；促根减氮施肥模式；养分积累与分配；养分利用效率

良好的施肥管理可以有效改善烟株生长的养分环境，促进烤烟根系生长与养分吸收，最大发挥烤烟的生产潜力，提高肥料利用率，改善烤烟品质[1]。湖南稻作烟区烤烟大田前期的低温阴雨和稻田土壤的黏性重、土块大而硬，不利于烤烟伸根期的根系生长和烟株对养分的吸收[2]，加之过程降雨量大、肥料流失严重[3]，烤烟种植氮肥施用量远大于北方烟区和西南烟区[4]，导致烟叶烟碱含量过高和烟叶可用性下降[5]，肥料利用率偏低而污染环境[6]，减施氮肥迫在眉睫。

关于我国南方多雨烟区烤烟氮肥减施研究较多，张海伟等[7]研究认为，采用基肥穴施、提高追肥比例、减氮15%的条件下，能够促进烟株早生快发，促进烤烟生长；李伟等[8]研究认为基追氮比2∶8有利于提高湖南稻茬烤烟氮肥利用率，增加烤烟产量，改善烟叶品质；王新月等[9]研究认为适当增加追肥施氮量，可提高湖南稻茬烤烟氮、磷、钾肥的利用率；李超等[10]研究发现梅州大埔地区应用RTNM施肥模式可有效提高氮肥的利用率；陈壮壮等[11]研究认为，氮钾肥为“基肥+RTNM追肥”的施肥模式能够提高烤烟产量和品质；但关于稻茬烤烟采用促根措施与氮肥管理相结合的减氮施肥模式对烤烟生长、养分积累和利用效率的研究报道较少。因此，本试验以湖南稻茬烤烟为研究对象，围绕减氮、减工、节本、增效，开发了稻作烟区专用穴肥、灌蔸肥、专用追肥等肥料种类，形成新的促根减氮施肥模式，以期为促进我国稻茬烤烟早生快发的氮肥高效利用技术提供理论支撑。

1 材料与方法

1.1 试验地概况及试材

试验于2021年安排在湖南省郴州市桂阳县（25.77° N，112.69° E），年平均降雨量1 385.2 mm，平均气温17.2 ℃，平均日照时长为1 705.4 h。供试土壤为水稻土，土壤养分含量为全氮2.27 g·㎏-1，全磷0.54 g·㎏-1，全钾38.1 g·㎏-1，碱解氮162.8 mg·㎏-1，速效磷29.8 mg·㎏-1，速效钾159.5 mg·㎏-1。供试烤烟品种为云烟87。供试肥料来源于湖南金叶众望科技股份有限公司，烟草专用基肥：N、P2O5、K2O含量分别为8%、17%和7%；生物发酵饼肥：总养分≥8%，有机质≥70%；硫酸钾：K2O≥50.0%；烟草专用提苗肥：N、P2O5和K2O含量分别为20%、9%和0%；烟草专用追肥：N、P2O5和K2O含量分别为11%、0%和31%；专用穴肥：N、P2O5和K2O含量分别为6%、15%和11%；灌蔸肥：N、P2O5和K2O含量分别为20%、9%和0%，总养分≥29%，硝态氮/总氮≥40%，含硼、镁、锌、钼、黄腐酸、抗病解磷复合功能菌、天然生物抗病素、保水保肥营养增效剂等，为全水溶肥；水溶追肥：N、P2O5和K2O含量分别为10%、0%和40%，硝态氮/总 氮≥75%，全水溶。

表1 促根减氮施肥模式与传统施肥模式的肥料施用方法

1.2 试验设计

试验设2个处理，T，促根减氮施肥模式；CK，传统施肥模式，具体见表1。T处理总施肥量2 025.0 kg·hm-2，无机养分氮、磷、钾投入量分别为126.0、103.5和418.5 kg·hm-2；氮磷钾比例为1∶0.82∶3.32；基肥无机氮占比总氮28.6%。CK处理总施肥量 2 362.0 kg·hm-2，无机养分氮、磷、钾投入量分别为162.0、137.7和435.0 kg·hm-2；氮磷钾比例为 1∶0.83∶2.64；基肥无机氮占比总氮36.4%。各处理3次重复，每小区面积在200 m2，单因素随机区组排列。烤烟漂浮育苗，3月15日移栽，5月15日开始打顶，5月25日进入采收期，种植密度为50 cm（株距）×120 cm（行距）。其他管理措施同当地生产技术方案。

1.3 主要检测指标及方法

（1）烤烟根系生长指标测定：在烤烟移栽后30、60和90 d时，每个处理取有代表性烟株5株，小心连同根际土壤一起将植株挖出，分离根系和地上部分，用水将根系小心冲洗干净，用网筛接住根系，尽量保持根系的完整。采用LA-2400多参数根系分析系统（北京易科泰生态技术有限公司），测定根长、根表面积、根体积、根平均直径、根尖数及分叉数[12-13]。

（2）烤烟地上部生长指标测定：在烤烟移栽后30、60和90 d时，每个处理取有代表性烟株5株，按照标准《烟草农艺性状调查测量方法》(YC/T 142—2010)[14]测量烤烟株高、茎围、节距、叶片数、最大叶长和叶宽；最大叶面积=叶长×叶宽×0.634 5。

（3）烤烟干物质及氮磷钾含量测定：于烤烟移栽后30、60和90 d时，每个处理选择5株长势均匀一致的植株，分为根、茎、叶片，在105 ℃杀青30 min，80 ℃烘干至恒重后测定干物质量。植株用H2SO4-H2O2法[15]消煮，全氮采用凯氏定氮法测定，全磷采用钼锑抗比色法测定，全钾采用火焰光度法测定[15]。干物质积累量(kg·hm-2)=某时期烟株干物质量(g)×种植密度×15/1 000。干物质分配率(%)=某器官干物质量/植株干物质总量×100。氮、磷、钾积累量(kg·hm-2)=某时期烟株氮、磷、钾量(%)×干物质量。氮、磷、钾分配率(%)=某器官氮、磷、钾量/植株氮、磷、钾总量×100。

（4）烤烟养分利用效率指标测定：参考文献[2,9,16]，氮（磷、钾）肥干物质积累效率（g·㎏-1）=单位面积烟株干物质量/单位面积氮（磷、钾）肥施用量；氮（磷、钾）肥吸收效率（FAE，%）=单位面积烟株氮（磷、钾）积累量（90 d）/单位面积氮（磷、钾）肥施用量×100%；氮（磷、钾）收获指数(HI，%）=单株烟叶中的氮（磷、钾）积累量（90 d）/植株氮（磷、钾）积累量×100%；氮（磷、钾）肥利用效益（FUE，g·㎏-1）=单位面积烟叶干物质量（90 d）/单位面积氮（磷、钾）肥施用量；氮（磷、钾）烟叶生产效率（LPE，g·㎏-1）=单株烟叶干物质量（90 d）/植株氮（磷、钾）素积累总量。

1.4 数据统计分析

采用 Microsoft Excel 2016 和 SPSS 17.0 进行数据处理和统计分析。采用Duncan法在= 0.05 水平下检验显著性。

2 结果与分析

2.1 对烤烟地下部根系生长的影响

从表2可以看出，烤烟移栽30、60和90 d时，T处理的烤烟根系总长度、总表面积、根尖数及根分叉数显著高于CK处理，差异达到显著性，而两个处理的根平均直径和总体积无明显差异；其中，30、60和90 d时，T处理的根系总长度较CK处理分别多34.69%、12.25%和9.29%，根总表面积较CK处理分别多65.11%、16.88%和27.39%，根尖数较CK处理分别多60.13%、12.83%和22.22%，根分叉数较CK处理分别多14.74%、14.03%和15.48%。由此可见，促根减氮施肥模式的烤烟根系生长较传统配方施肥的烤烟根系生长好。

表2 不同氮肥施用模式对烤烟根系生长的影响

注：同列数据后不同小写字母表示处理间具有显著性差异（＞0.05）。下同。

2.2 对烤烟地上部生长的影响

由表3可以看出，在烤烟移栽后30 d时，T处理的烤烟株高、最大叶面积显著大于CK处理，分别大33.33%和6.21%，其他指标差异不显著；在烤烟移栽后60 d时，T处理的烤烟株高显著大于CK处理，两个处理的烤烟茎围、节距、叶片数、最大叶长、最大叶宽和最大叶面积无显著差异；在烤烟移栽90 d时，T处理的烤烟地上部生长略优于CK处理，但两个处理的烤烟地上部生长指标均无显著差异。由此可见，在促根减氮施肥模式下，烤烟的地上部生长略优于传统施肥模式的烤烟，但无明显差异。

2.3 对烤烟干物质积累和分配的影响

由表4可以看出，在烤烟移栽后30和60 d时，T处理的烤烟总干物质积累量、根茎叶中的干物质积累量均显著高于CK处理；在烤烟移栽后90 d时，处理的烤烟总干物质积累量、茎和叶中的干物质积累量显著高于CK处理，说明在传统施肥模式基础上减氮22.22%可以增加烤烟总干物质积累量4.93%，两个处理的根干物质积累量无明显差异；在30、60和90 d的干物质分配比例中，T处理和CK处理的干物质分配比例均无显著差异。从干物质积累效率看，不同施肥模式的钾肥干物质积累效率差异不显著，但T处理的氮肥干物质积累效率显著高于CK，在30、60和90 d的分别高84.11%、38.77%和34.95%；T处理的磷肥干物质积累效率显著高于CK，在30、60和90 d的分别高90.07%、43.56%和39.61%。由此可见，促根减氮施肥模式可以提高烟株和茎、叶的干物质积累量，可提高氮、磷肥干物质积累效率，但对干物质分配比例无明显影响。

表3 不同氮肥施用模式对烤烟地上部生长的影响

表4 不同氮肥施用模式对烤烟干物质积累与分配的影响

干物质分配比例/%干物质积累效率/(kg·kg-1) 根茎叶氮肥磷肥钾肥 7.76±1.63a13.75±1.13a78.49±3.18a3.94±0.76 a4.79±0.54a1.19±0.12a 9.68±1.91a15.71±2.64a74.60±1.67a2.14±0.25 b2.52±0.36b0.80±0.18a 18.01±0.11a29.60±0.15a52.39±3.42a20.33± 2.41a24.75±2.53a6.12±0.72a 18.14±0.78a29.82±0.57a52.03±2.24a14.65±1.80b17.24±5.46b5.46±0.24a 23.00±0.42a30.61±1.38a46.39±2.62a40.16±3.54a48.89±5.61a12.09±0.46a 23.80±1.90a28.43±1.73a47.77±3.64a29.76±2.01b35.02±4.22b11.08±0.80a

2.4 对烤烟氮素积累和分配的影响

由表5可以看出，在烤烟移栽后30 d时，T处理的烤烟氮素积累总量、根茎叶中氮素积累量显著高于CK处理，两个处理根茎叶的氮素分配比例无显著差异；在烤烟移栽后60 d时，T处理的烤烟氮素积累总量、叶中氮素积累量和叶分配比例显著高于CK处理，CK处理的茎分配比例显著高于T处理，两个处理根、茎的氮素积累量和根分配比例无显著差异；在烤烟移栽后90 d时，T处理的烤烟氮素积累总量、茎叶中氮素积累量和茎分配比例显著高于CK处理，说明在传统施肥模式基础上减氮22.22%可以增加烤烟氮素积累总量27.20%，CK处理的根分配比例显著高于T处理，两个处理的根积累量和叶的氮素分配比例无显著差异。由此可见，促根减氮施肥模式可以提高烤烟的氮素积累总量和氮素在叶中的积累量。

表 5 不同氮肥施用模式对烤烟氮素积累和分配的影响

表6 不同氮肥施用模式对烤烟磷素积累和分配的影响

表 7 不同氮肥施用模式对烤烟钾素积累和分配的影响

2.5 对烤烟磷素积累和分配的影响

由表6可以看出，在烤烟移栽后30 d、60 d和90 d时，T处理的烤烟磷素积累总量、磷素在烤烟根茎叶中的积累量以及分配比例与CK处理相比均无显著差异。由此可见，促根减氮施肥模式可以提高烤烟的氮素积累总量和氮素在叶中的积累量，对烤烟的磷素积累与分配无明显影响。

2.6 对烤烟钾素积累和分配的影响

由表7可以看出，在烤烟移栽30 d后，T处理的烤烟钾素积累总量、根茎叶中钾素积累量显著高于CK处理，两个处理根茎叶的钾素分配比例无显著差异；在烤烟移栽后60 d时，T处理的烤烟钾素积累总量、茎叶中钾素积累量显著高于CK处理，CK处理的根分配比例显著高于T处理，两个处理根的钾素积累量和茎叶的分配比例无显著差异；在烤烟移栽后90 d时，T处理的烤烟叶中钾素积累量显著高于CK处理，CK处理的根积累量和根分配比例显著高于T处理，两个处理的钾素积累总量、茎积累量和茎叶的钾素分配比例无显著差异。由此可见，促根减氮施肥模式可以提高钾素在烟叶中的积累量。

N-FAE：氮肥吸收效率，%；N-HI：氮收获指数，%； N-FUE：氮肥利用效益，kg·kg-1；N-LPE：氮烟叶生产效率，kg·kg-1。

Figure 1 Comparison on N efficiency of flue-cured tobacco in different nitrogen fertilization patterns

N-FAE：磷肥吸收效率，%；N-HI：磷收获指数，%； N-FUE：磷肥利用效益，kg·kg-1；N-LPE：磷烟叶生产效率，kg·kg-1。

Figure 2 Comparison on P efficiency of flue-cured tobacco in different nitrogen fertilization patterns

N-FAE：钾肥吸收效率，%；N-HI：钾收获指数，%； N-FUE：钾肥利用效益，kg·kg-1；N-LPE：钾烟叶生产效率，kg·kg-1。

Figure 3 Comparison on K efficiency of flue-cured tobacco in different nitrogen fertilization patterns

2.7 对烤烟养分利用效率的影响

由图1可以看出，T处理的氮肥吸收效率（FAE）和氮肥利用效益（FUE）显著高于CK处理，分别高21.98%和10.39 kg·kg-1，两个处理的氮收获指数及氮烟叶生产效率差异不显著。由图2可知，从磷肥利用看，T处理的磷肥吸收效率和磷肥利用效益显著高于CK处理，分别高2.26%和13.87 kg·kg-1，两个处理的磷收获指数及磷烟叶生产效率差异不显著。由图3可知，从钾肥利用方面可以看出，两个处理的钾吸收效率、收获指数、利用效益和烟叶生产效率差异均不显著。以上说明，促根减氮施肥模式有利于提高烤烟的氮、磷肥利用效率。

3 讨论与结论

本试验研究表明，促根减氮施肥模式可以增加烟株的氮素积累量及烟叶中的氮、钾积累量，有效提高烤烟氮、磷肥的吸收效率和肥料利用效益，从而促进烤烟根系生长和地上部生长，增加烟株的干物质积累量及烟茎和烟叶中的干物质积累量。

根系是烤烟产质量形成的基础[17]。我国南方稻作烟区烤烟移栽期雨水多，土壤含水量过高导致烟苗移栽后缓苗期延长。前人一般采用在生长前期额外施加促根剂等措施促进烤烟根系生长[18-19]。本试验用灌蔸肥代替传统的烟草提苗肥，增加了硼、镁、锌、钼、黄腐酸、抗病解磷复合功能菌、天然生物抗病素、保水保肥营养增效剂等微量元素、菌剂及营养剂，并使灌蔸肥提前至移栽期，分别在烟苗移栽后当天、第7天和第15天施用，能够有效促进烟苗移栽后根系的快速生长和减少还苗期，提高根系对肥料的吸收能力，减少肥料流失。结果表明，促根减氮施肥模式的根系发达、分布广、根毛多，显著优于传统施肥模式，其中黄腐酸成分能够增强烤烟生物酶活性，增强根系活力[20]，提高了烤烟根系对土壤养分的吸收能力与吸收面积，促使烤烟早生快发，缩短烤烟缓苗期，这一研究结果与前人相 同[21]。

氮素是一种影响烤烟生长发育和烟叶产量质量[22-24]的重要营养元素。烤烟生长前期对肥料氮的需求量不大，在南方多雨烟区，肥料流失高，特别是重施基肥氮会导致肥料流失更加严重，降低肥料利用率，而追肥氮比例的增加可以提高氮肥利用 率[3-4]。马兴华等[25]研究认为，在追肥比例为50%时，肥料氮的利用率能够达到最高。本试验采用促根减氮施肥模式增加了追肥氮比例，提高了氮肥吸收效率和氮肥利用效益，这一结果与前人研究一致[26-28]。

烤烟大田前期促根可促进烤烟早生快发，提高烤烟对养分的吸收[18-19]；增加追肥氮比例可减少养分流失，提高肥料利用率[7-8]。本研究采用的促根减氮模式，在传统施肥模式基础上减氮22.22%，基肥无机氮占比由36.4%（传统施肥模式）减至28.6%，适当增加追肥氮比例，氮肥吸收效率提高了21.98%，氮肥利用效益提高了10.39 kg·kg-1，氮肥干物质积累效率提高了34.95%，其主要原因是根系活力调控促进了根系对养分的吸收，减少基肥氮和增加追肥氮，实现了养分释放与烟株养分需求规律相匹配，促根吸收与减少肥料流失叠加，有效提高了肥料利用率，在我国南方多雨的烟稻轮作区具有一定推广价值。

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Effects of different fertilization models under nitrogen-reducing condition on the growth,nutrient accumulation and utilization efficiency of rice stubble flue-cured tobacco

LI Wei1, HE Minyu2, DENG Xiaohua2, XIAO Hanqian1, HUANG Jie2, XIANG Tiejun3, LI Wujin4, XIAO Yansong4, LI Xu5, YU Dapeng5

(1. Tobacco Leaf Management Department of Hunan Tobacco Company, Changsha 410004; 2. College of Agronomy, Hunan Agricultural University, Changsha 410128; 3. Hunan Jinyezhongwang Technology Co.,Ltd., Yueyang 414307; 4. Hunan Tobacco Company Chenzhou Company, Chenzhou 423000; 5. Jilin Tobacco Industry Co., Ltd, Yanji 133000)

In orderto clarify the effects of different fertilization model under nitrogen-reducing condition on the growth and fertilizer utilization efficiency of rice stubble flue-cured tobacco, a single factor experiment with randomized block was used to study the effects of different fertilization modes on root growth, above-ground growth, dry matter and nutrient accumulation and distribution, and fertilizer utilization efficiency of flue-cured tobacco. The results showed that the root promotion and nitrogen reduction fertilization model which was 22.22% nitrogen reduced from traditional fertilization (162.0 kg·hm-2) was beneficial to promote the root growth and above-ground growth of flue-cured tobacco, and could increase the dry matter accumulation of tobacco plants and that of tobacco leaves during tobacco growth period, and increase the total nitrogen accumulation of tobacco plants and the accumulation of nitrogen and potassium of tobacco leaves. The root promotion and nitrogen reduction fertilization model could improve the nitrogen absorption efficiency by 21.98%, the nitrogen utilization efficiency by 10.39 kg·kg-1and the nitrogen accumulation efficiency by 34.95%.The root promotion and nitrogen reduction fertilization model could promote the tobacco plant growth, improve the nutrient absorption capacity and the fertilizer utilization efficiency of flue-cured tobacco. The result provides a theoretical reference for the flue-cured tobacco’s efficient utilization of fertilizer in rainy southern China rice-tobacco rotation areas.

rice stubble flue-cured tobacco; fertilization mode of root-promoting and nitrogen-reducing; nutrient accumulation and distribution; nutrient utilization efficiency

S572.062

A

1672-352X (2023)05-0869-07

10.13610/j.cnki.1672-352x.20231030.021

2023-10-31 11:47:57

[URL] https://link.cnki.net/urlid/34.1162.s.20231030.1111.040

2022-09-11

湖南省烟草专卖局科技项目（19-22Aa03）和吉林烟草工业有限责任公司科技项目（KJXM-2023-15）共同资助。

李 伟，博士，高级农艺师。E-mail：343801680@qq.com

邓小华，博士，教授，博士生导师。E-mail：yzdxh@163.com