深耕與施肥對(duì)畢節(jié)烤煙生長(zhǎng)及產(chǎn)質(zhì)量的影響

潘金華，黃化剛，陳 雪，莊舜堯

（1.貴州省煙草公司畢節(jié)市公司，貴州 畢節(jié) 551700；2.中國(guó)科學(xué)院南京土壤研究所，土壤與農(nóng)業(yè)可持續(xù)利用國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，南京 210008）

深耕與施肥對(duì)畢節(jié)烤煙生長(zhǎng)及產(chǎn)質(zhì)量的影響

潘金華1,2，黃化剛1，陳 雪1，莊舜堯2*

（1.貴州省煙草公司畢節(jié)市公司，貴州 畢節(jié) 551700；2.中國(guó)科學(xué)院南京土壤研究所，土壤與農(nóng)業(yè)可持續(xù)利用國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，南京 210008）

為了解深耕措施下不同肥料用量對(duì)畢節(jié)地區(qū)烤煙生長(zhǎng)的影響，本試驗(yàn)設(shè)計(jì)了4個(gè)處理：CK，旋耕15 cm+常規(guī)施肥；T1，深耕30 cm+常規(guī)用量基礎(chǔ)上減肥10%用量；T2，深耕30 cm+增肥10%用量；T3，深耕30 cm+增肥20%用量，分析其對(duì)畢節(jié)地區(qū)烤煙生長(zhǎng)及產(chǎn)質(zhì)量的影響。結(jié)果表明，T1、T2及T3處理的烤煙株高、葉長(zhǎng)、葉寬及葉面積均較CK有所增加。在深耕條件下，烤煙氣候斑病和白粉病發(fā)病率隨肥料用量增加而增加。其中T1處理的氣候斑病發(fā)病率較CK降低了32.7%，白粉病則未發(fā)生；T2處理的氣候斑病發(fā)病率較CK降低21.3%，白粉病發(fā)病率則降低49.2%；T3處理的氣候斑病及白粉病發(fā)病率則高于CK。T1與T2處理的煙葉產(chǎn)量較CK增加6.06%與1.62%，煙葉均價(jià)則分別較CK提高了4.03%和2.42%，煙葉產(chǎn)值分別較CK增加了10.3%與4.35%，上中等煙葉比例均較CK有所提升。從化學(xué)成分看，烤煙煙堿、全氮含量與肥料用量呈顯著正相關(guān)，氮堿比、糖堿比、糖氮比與肥料用量呈顯著負(fù)相關(guān)；在深耕措施下，低的肥料用量能助于改善烤煙氮堿比、糖堿比、糖氮比，使烤煙內(nèi)在化學(xué)成分漸趨合理。綜上所述，采用深耕措施后，可以適當(dāng)減少肥料用量并能有效保障烤煙生長(zhǎng)發(fā)育，提升烤煙產(chǎn)質(zhì)量。

深耕；施肥；烤煙；生長(zhǎng)；產(chǎn)質(zhì)量

耕作與施肥是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的主要措施，農(nóng)田耕作可以優(yōu)化土壤環(huán)境，改善土層結(jié)構(gòu)，協(xié)調(diào)土壤中水、熱、氣、肥的輸送與循環(huán)，提高土壤通透性、持水性和供肥性能[1]；土壤施肥是提供農(nóng)作物生長(zhǎng)所需營(yíng)養(yǎng)的主要方式，是農(nóng)田系統(tǒng)輸入養(yǎng)分元素的最主要途徑。近年來(lái)利用各種農(nóng)機(jī)對(duì)農(nóng)田進(jìn)行耕、翻、旋、耙等作業(yè)，對(duì)土壤連續(xù)的高強(qiáng)度利用及反復(fù)的重力碾壓，導(dǎo)致土壤耕層漸薄，孔隙度減少[2]，形成質(zhì)地緊密的犁底層[3]。有研究發(fā)現(xiàn)，犁底層會(huì)阻礙作物根系對(duì)深層土壤水分和養(yǎng)分的利用，加重水土流失[4]。當(dāng)前農(nóng)田管理以作物高產(chǎn)為主要目標(biāo)，為達(dá)到作物單產(chǎn)的最大化，存在著過(guò)量施肥以及盲目施肥的現(xiàn)象[5]，因作物施肥每年向農(nóng)田土壤中輸入的氮、磷、鉀等元素已遠(yuǎn)超生態(tài)環(huán)境可承受范圍[6-8]；同時(shí)，年均施肥量增加，其利用率仍較低，造成土壤環(huán)境的進(jìn)一步惡化，如土壤板結(jié)與酸化，土壤微生物群落的紊亂，土壤微環(huán)境的失調(diào)[9]。目前我國(guó)氮肥平均利用率低于40%[10]，磷肥利用率更低[11]。因此，科學(xué)合理且因地制宜的耕作與施肥是農(nóng)田土壤環(huán)境及養(yǎng)分高效利用的核心。

近年來(lái)，畢節(jié)地區(qū)由于大規(guī)模的農(nóng)機(jī)耕作造成土壤犁底層變薄，土壤物理性狀進(jìn)一步惡化[12]，同時(shí)隨著自然環(huán)境的變化，加之烤煙種植過(guò)程中不合理施肥，導(dǎo)致了畢節(jié)地區(qū)植煙土壤環(huán)境的失調(diào)[13]。本研究以畢節(jié)地區(qū)主要植煙土壤類型為研究對(duì)象，通過(guò)深耕與增減施肥的方式，研究其對(duì)畢節(jié)烤煙生長(zhǎng)及產(chǎn)質(zhì)量的影響，以期為畢節(jié)煙區(qū)的耕作與施肥提供理論依據(jù)和技術(shù)支撐，從而實(shí)現(xiàn)畢節(jié)地區(qū)烤煙的優(yōu)質(zhì)與高產(chǎn)。

1 材料與方法

1.1研究區(qū)概況與供試品種

畢節(jié)煙區(qū)位于貴州省西北部，位于滇東高原向黔中丘原過(guò)渡的斜坡地帶，地勢(shì)西高東低，呈階梯式下降；該地區(qū)屬于北亞熱帶季風(fēng)濕潤(rùn)氣候區(qū)，同時(shí)境內(nèi)立體氣候明顯，雨熱同季，全區(qū)年均氣溫為10.5～15.1 ℃，最熱月為7月，平均氣溫為17.7～25 ℃；全區(qū)年降水量在854.2～1396.6 mm，7月降雨量占全年總降雨量的50%以上；土壤以黃壤、黃棕壤、棕壤、紫色土和石灰土為主，占到全區(qū)土壤的90%以上，是畢節(jié)煙區(qū)主要的植煙土壤；畢節(jié)地區(qū)烤煙種植面積約為4.67萬(wàn)～5.33萬(wàn) hm2，是貴州省主要的烤煙種植地之一。本試驗(yàn)供試的煙草品種為畢納一號(hào)，為畢節(jié)地區(qū)主要的煙草栽培品種之一。試驗(yàn)于2015年4月至10月在貴州省畢節(jié)市黔西縣林泉鎮(zhèn)清塘村進(jìn)行，試驗(yàn)地土壤基本理化性質(zhì)：pH 7.46、有機(jī)質(zhì)25.05 g/kg、全氮1.69 g/kg、全磷0.91 g/kg、全鉀27.63 g/kg、堿解氮115.51 mg/kg、速效磷33.03 mg/kg、速效鉀375.1 mg/kg、CEC 18.61 cmol/kg、電導(dǎo)率98.8 μS/cm、鹽分0.02%。

1.2試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)共設(shè)4個(gè)處理，分別為對(duì)照（CK）：采用當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)耕作方法，旋耕機(jī)旋耕15 cm，施煙草專用肥[m(N)：m(P2O5)：m(K2O)=12：10：24] 720 kg/hm2；T1：試驗(yàn)處理采用深耕機(jī)深耕30 cm，減少煙草專用肥用量10%（648 kg/hm2）；T2：深耕30 cm，增肥10%（792 kg/hm2）；T3：深耕30 cm，增肥20%（864 kg/hm2）。每處理設(shè)3次重復(fù)，共12個(gè)小區(qū)，小區(qū)面積80 m2。同時(shí)，深耕處理均加入玉米秸稈（250 g/m2）以穩(wěn)定深耕效果。

1.3測(cè)定項(xiàng)目與方法

1.3.1 農(nóng)藝性狀 烤煙移栽后分別在團(tuán)棵期、旺長(zhǎng)期、成熟期和圓頂期測(cè)定不同處理的農(nóng)藝性狀，包括株高、莖圍、葉長(zhǎng)、葉寬、有效葉片數(shù)及葉面積（葉面積=葉長(zhǎng)×葉寬×0.6345），每個(gè)小區(qū)隨機(jī)觀測(cè)記錄10棵煙株。

1.3.2 生育及病情 烤煙移栽后分別記錄煙株生長(zhǎng)的移栽期、現(xiàn)蕾期、第一中心花開(kāi)放期、腳葉成熟期、頂葉成熟期、移栽至中心花天數(shù)和大田生育期；同時(shí)參照煙草病害分級(jí)及調(diào)查方法YC/T39—1996，分別調(diào)查不同處理在團(tuán)棵期、旺長(zhǎng)期、成熟期的病害發(fā)生情況，計(jì)算烤煙發(fā)病率和病情指數(shù)，計(jì)算公式如下：發(fā)病率（%）=發(fā)病煙株數(shù)/總株數(shù)×100；病情指數(shù)（%）=100×∑（各級(jí)病葉數(shù)×各級(jí)代表值）/（調(diào)查總?cè)~數(shù)/最高級(jí)代表值）。1.3.3 經(jīng)濟(jì)性狀 煙葉成熟時(shí)分小區(qū)進(jìn)行采收和編竿，在當(dāng)?shù)乜痉堪凑杖问胶婵竟に囘M(jìn)行掛牌烘烤，分級(jí)后統(tǒng)計(jì)各小區(qū)煙葉總質(zhì)量和各等級(jí)煙葉質(zhì)量，然后按照2015年煙葉收購(gòu)價(jià)格計(jì)算烤煙產(chǎn)值，并計(jì)算各小區(qū)煙葉均價(jià)，上、中等煙比例。

1.3.4 化學(xué)成分 不同處理煙葉烤后收集C3F樣品，在45 ℃條件下烘干至恒重，粉碎、過(guò)60目篩，參照文獻(xiàn)[14]的方法測(cè)定煙葉化學(xué)成分。

1.4統(tǒng)計(jì)分析方法

采用Microsoft Office Excel 2013進(jìn)行數(shù)據(jù)處理及作圖，并運(yùn)用IBM SPSS Statistics 22.0統(tǒng)計(jì)分析軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié) 果

2.1不同處理對(duì)烤煙農(nóng)藝性狀的影響

由表1可知，不同處理在各生育期間的農(nóng)藝性狀表現(xiàn)均有差異。從團(tuán)棵期來(lái)看，T2處理的株高顯著高于T3處理（P＜0.01），其他處理間在α=0.01水平無(wú)顯著差異；各處理間的莖圍差異不顯著，大小排序?yàn)椋篢2＞CK＞T1＞T3；T1處理的有效葉數(shù)、葉長(zhǎng)、葉面積均顯著低于其他各處理；T2處理的葉寬顯著高于CK處理。當(dāng)烤煙進(jìn)入旺長(zhǎng)期后，T2處理的株高顯著高于T3和CK處理；T2處理的葉長(zhǎng)、葉寬和葉面積在α=0.05和0.01程度上均高于CK處理；各處理的莖圍與有效葉數(shù)均無(wú)顯著差異。隨著烤煙進(jìn)入成熟期，T2處理的株高、莖圍和葉長(zhǎng)均顯著高于T1處理；T2處理的葉寬與葉面積在α=0.05和0.01水平上均高于T1和CK處理；其余各處理均無(wú)顯著差異。

2.2不同處理對(duì)烤煙生育生長(zhǎng)勢(shì)及病害的影響

從表2來(lái)看，處理T2現(xiàn)蕾最早，其次是處理T3，再次是處理CK，處理T1最晚；處理T2和T3腳葉成熟期最早，其次是處理CK，處理T1腳葉成熟期最晚；處理T2和T3頂葉成熟期最晚，其次是處理CK，處理T1頂葉成熟期最早；大田生育期以處理T2和T3最長(zhǎng)，為138 d，其次是處理CK，為136 d，處理T1最短，為134 d。

由圖1來(lái)看，處理T3氣候斑發(fā)病率和病指最高，分別為45.3%、32.5%；其次是CK，發(fā)病率與病情指數(shù)分別為32.4%、25.5%；再次是處理T2，分別為25.5%、21.7%；處理T1發(fā)病最低，分別為21.8%、19.6%。處理T3白粉病發(fā)病率和病指最高，分別為9.2%、2.7%；其次是處理CK，分別為6.5%、1.6%；再次是處理T2，其發(fā)病率與病情指數(shù)分別為3.3%、1.2%；而處理T1則未發(fā)生該病害。

表1不同處理各生育期烤煙農(nóng)藝性狀Table 1 Agronomic features of tobacco with various treatments

表2不同處理烤煙生育生長(zhǎng)勢(shì)Table 2 Comparison of tobacco growth with various treatments

圖1不同處理烤煙病害分析Fig. 1 Tobacco disease occurrence with various treatments

2.3不同處理對(duì)烤煙經(jīng)濟(jì)性狀的影響

從表3看，處理T1產(chǎn)量最高，為1942.5 kg/hm2，處理T3最低，為1809.4 kg/hm2。均價(jià)以處理T1最高，為25.8元/kg，處理T3最低，為23.6元/kg。產(chǎn)值以處理T1最高，為50116.5元/hm2，處理T3最低，為42629.4元/hm2。上中等煙比例以處理T1最高，為88.4%，處理T3最低，為79.4%?？梢?jiàn)，深耕處理后，減少肥料用量可以提高烤煙的產(chǎn)質(zhì)量，增加肥料用量反而不利于烤煙產(chǎn)質(zhì)量的提升。

2.4不同處理對(duì)烤煙化學(xué)成分的影響

由表4可知，不同處理間化學(xué)成分差異較大。從煙堿結(jié)果來(lái)看，煙堿含量大小排序?yàn)門(mén)3＞T2＞CK＞T1，煙堿含量隨肥料用量增加而增加，T3處理在α=0.05和0.01水平顯著高于T1、CK處理；從全氮含量來(lái)看，各處理全氮含量大小排序?yàn)門(mén)3＞T2＞CK＞T1，與煙堿變化類似；從還原糖結(jié)果來(lái)看，不同處理間還原糖含量大小排序?yàn)镃K＞T3＞T1＞T2，T3、CK處理在α=0.05和0.01水平高于T2處理；氮堿比大小排序?yàn)門(mén)1＞T2＞T3＞CK，T1處理的氮堿比顯著高于T3和CK處理；糖堿比大小排序?yàn)門(mén)1＞CK＞T2＞T3；糖氮比大小排序?yàn)镃K＞T1＞T3＞T2；CK、T1處理的糖堿比顯著高于T3處理，而糖氮比均顯著高于T2、T3處理（P＜0.01）。

表3不同處理烤煙經(jīng)濟(jì)性狀Table 3 Economic parameters with various treatments

表4不同處理烤煙化學(xué)成分Table 4 Chemical composition analysis of tobacco leaves with various treatments

3 討 論

烤煙各生育期間的農(nóng)藝性狀可以在一定程度上反映煙株生長(zhǎng)發(fā)育狀況及烤煙的產(chǎn)質(zhì)量。本研究發(fā)現(xiàn)，通過(guò)深耕與增減施肥的方式，可以有效調(diào)控烤煙在各生長(zhǎng)期的農(nóng)藝性狀，其中T2處理的各項(xiàng)農(nóng)藝指標(biāo)在團(tuán)棵期、旺長(zhǎng)期與成熟期相對(duì)其他各處理均表現(xiàn)出顯著優(yōu)勢(shì)，表明通過(guò)深耕與增加10%肥料用量可以促進(jìn)烤煙的生長(zhǎng)發(fā)育。有研究發(fā)現(xiàn)，深耕可以打破犁底層，提供土壤通透性，提高土壤的蓄水保墑能力，從而達(dá)到抗旱增產(chǎn)的目的[15]。楊蘋(píng)等[16]發(fā)現(xiàn)，通過(guò)深耕與插播黑麥的方式可以改善烤煙的株高、莖圍、節(jié)距、葉片數(shù)和最大葉長(zhǎng)、葉寬等農(nóng)藝性狀。石磊等[17]研究表明，深耕30 cm處理的烤煙株高、單株葉面積分別較15 cm處理增加47.4%、44.7%。另一些研究也發(fā)現(xiàn)，條帶深耕措施下的烤煙根系干物質(zhì)量較對(duì)照增加8.97 g，同時(shí)成熟期的煙株株高與最大葉面積均較對(duì)照有顯著差異[18]。本研究發(fā)現(xiàn)，通過(guò)深耕減肥的方式使第一中心花開(kāi)放期和頂葉成熟期提前，縮短了大田生育期，而深耕增肥的方式則使現(xiàn)蕾期和腳葉成熟期提前，而頂葉成熟期推后，延長(zhǎng)了成熟期。通過(guò)深耕可以加速土壤氮素礦化[19]，如果深耕同時(shí)不施氮或減氮?jiǎng)t土壤硝態(tài)氮含量會(huì)有短暫提高[20]，從而縮短烤煙大田生育期，加快烤煙成熟。由于深耕打破犁底層，利于烤煙根系的生長(zhǎng)[21]，增強(qiáng)煙根的氮素吸收能力，再增加氮肥用量時(shí)，會(huì)造成后期氮素礦化較多[22]，從而增加烤煙的大田生長(zhǎng)時(shí)間。隨著肥料用量的增加，氣候斑病與白粉病也呈增加的趨勢(shì)，這與相關(guān)研究一致。游堂貴等[23]發(fā)現(xiàn)，隨著施氮量的增加，煙株氣候斑病有增加的趨勢(shì)；當(dāng)土壤氮素含量較低時(shí)，有利于降低中、上部烤煙的煙堿和總氮含量，從而減少了各種病害的發(fā)病率[24]。本研究發(fā)現(xiàn)，深耕與施肥處理隨著肥料用量的增加，煙葉產(chǎn)量、均價(jià)、產(chǎn)值和中上等煙葉比例均呈下降趨勢(shì)。

通常，土壤氮素是作物吸收氮素的主要來(lái)源，作物積累的氮素超過(guò)50%來(lái)自土壤[25]，而在烤煙生長(zhǎng)中吸收的氮素有超過(guò)70.7%來(lái)自于土壤，且隨著生育期的推進(jìn)，對(duì)土壤氮素的吸收呈上升趨勢(shì)[26]，從而造成各種經(jīng)濟(jì)性狀與肥料用量的增加無(wú)顯著相關(guān)性?？緹煙焿A的積累與氮肥的施入、土壤環(huán)境具有相關(guān)性[27]，隨著追肥中氮比例的提高，煙堿中的氮超過(guò)50%來(lái)自于追肥中的氮釋放[28]，而隨著煙株的生長(zhǎng)及煙葉成熟，煙葉中的氮來(lái)自于肥料氮的比例趨于增加[29]，由于煙株吸收氮素隨生育時(shí)期的推進(jìn)總體上呈逐步增加的趨勢(shì)，而土壤與肥料中過(guò)高的氮素對(duì)煙葉的煙堿與總氮含量的增加作用尤為明顯[30]。本研究發(fā)現(xiàn)，煙堿、總氮含量呈現(xiàn)出隨肥料用量增加而增加的趨勢(shì)，同時(shí)深耕的作用下煙株根系的向水肥性向深層土壤的延伸，使得吸收層活躍層的下移[31]，提升了耕層土壤氮含量[20]，從而造成煙株氮吸收和煙堿、總氮含量的增加。

4 結(jié) 論

總的來(lái)看，深耕與增減施肥較常規(guī)耕作與施肥能改善畢節(jié)烤煙生長(zhǎng)發(fā)育狀況，深耕與增肥10%處理提升各生育期農(nóng)藝性狀較為顯著；深耕與減肥10%處理縮短了大田生育期，使第一中心花開(kāi)放期和頂葉成熟期提前；深耕與增肥10%處理則使現(xiàn)蕾期和腳葉成熟期提前；深耕與增減10%肥料處理均提高了煙葉產(chǎn)量、產(chǎn)值、均價(jià)及中上等煙葉比例；深耕配合增減施肥后，烤煙內(nèi)在化學(xué)成分漸趨合理。表明深耕配合增減施肥較常規(guī)做法的增產(chǎn)提質(zhì)效果更為顯著。

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Effects of Deep Tillage and Associated Fertilization on Tobacco Growth, Yield and Quality of Bijie City

PAN Jinhua1,2, HUANG Huagang1, CHEN Xue1, ZHUANG Shunyao2*
(1. Guizhou Bijie Municipal Tobacco Company, Bijie, Guizhou 551700, China; 2. State Key Lab of Soil and Sustainable Agriculture, Institute of Soil Science, Chinese Academy of Sciences, Nanjing 210008, China)

Three fertilization treatments with deep tillage (T1： 10% less fertilizer; T2： 10% more fertilizer; T3： 20% more fertilizer) and control (convention method, CK) were setup to investigate the tobacco growth, yield and quality influenced by deep tillage and associated fertilization. The results showed that T1, T2 and T3 increased the tobacco plant height, leaf length, leaf breadth and leaf area compared with CK. Under deep tillage, the rates of tobacco weather fleck and powdery mildew increased with increased fertilizer dose. In comparison with CK, tobacco weather fleck decreased by 32.7% and no powdery mildew occurred in T1; Weather fleck and powdery mildew decreased by 21.3% and 49.2% in T2; while occurrence of both diseases was higher in T3. The tobacco yields of T1 and T2 increased by 10.3% and 4.35% compared with CK. The tobacco price and profit of T1 and T2 increased as well. According to the chemical composition analysis, tobacco nicotine and total nitrogen increased with fertilizer dose, but the ratios of nitrogen to nicotine, sugar to nicotine and sugar to nitrogen were negatively related to fertilizer dose. Under deep tillage, the fertilizer dose could be reduced and be beneficial to the tobacco quality. Overall, the tobacco production would be effective using less fertilizer incorporated with deep tillage.

deep tillage; fertilization; tobacco; growth; yield and quality

S572.01

1007-5119（2017）03-0014-06 DOI：10.13496/j.issn.1007-5119.2017.03.003

貴州省煙草公司畢節(jié)市公司科技項(xiàng)目“土壤深耕對(duì)畢節(jié)烤煙產(chǎn)質(zhì)量提升及機(jī)理研究”（畢節(jié)合2015-01）

潘金華（1989-），碩士，研究實(shí)習(xí)員，從事煙田土壤深耕技術(shù)研究。E-mail：isscaspjh1989@163.com

*通信作者，E-mail：syzhuang@issas.ac.cn

2016-09-20

2017-02-17