水溶肥替代常規(guī)追肥對黔西南烤煙產量和質量的影響

夏 昊，劉青麗，張云貴，李志宏，郭亞利，顧天寶，盧光明，黃 鶯

(1.貴州大學，貴州 貴陽 550025；2.中國農業(yè)科學院農業(yè)資源與農業(yè)區(qū)劃研究所，煙草行業(yè)生態(tài)環(huán)境與煙葉質量重點實驗室，北京 100081；3.貴州省煙草公司黔西南州公司，貴州 興義 562400;4.貴州大學煙草學院，貴州省煙葉品質研究重點實驗室，貴州 貴陽 550025)

黔西南地區(qū)一直是貴州優(yōu)質煙葉的集中生產地之一，依靠當地優(yōu)良的氣候資源和種植管理技術，產出的煙葉具有香氣量充足、吃味純凈舒適、替代性強、配伍性好等特點，其品質現已被眾多卷煙工業(yè)廠家所認可[1-2]。隨著測土配方施肥技術的普及，黔西南地區(qū)較其他地區(qū)的煙葉品質優(yōu)勢逐漸縮短，此外，長期大量施用單一配方化肥對烤煙生長環(huán)境造成了嚴重破壞，土壤養(yǎng)分失衡的問題日益突出，長此以往將必然導致黔西南煙區(qū)土壤質量的下滑和煙葉品質的降低[3-4]?，F今，如何通過施肥改善并提高當地煙葉的品質、上部葉的可用性已成為亟待解決的問題。

水溶性肥料技術源自中東干旱農業(yè)國家，并發(fā)展了近半個世紀，在中國的探索研發(fā)也已經有

30多年。該技術現已成熟，并在國內廣泛應用到瓜果蔬菜，特別是在經濟類作物的生產種植中取得了良好的應用效果[5-7]。鑒于水溶性肥料技術對棉花等經濟類作物的品質提高方面具有突出功效，與常規(guī)傳統(tǒng)施肥相比產量顯著提高[8]，已有專家學者嘗試采用肥料兌水的方式替代常規(guī)追肥，在烤煙生產種植中進行初步探索，研究表明采用水和肥料結合的方式進行烤煙追肥，可以顯著促進烤煙的生長，增加葉部的致香物質，提高初烤煙葉的內在品質[9-11]。但水溶性肥料技術對黔西南地區(qū)烤煙產量和品質的影響尚不清楚。本文旨在研究采用水溶性肥料替代常規(guī)化肥追肥，在不同基追比條件下，探索水溶性肥料對當地烤煙產量和質量的影響，為通過施用水溶性肥料改善烤煙品質提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

田間試驗于2015年在黔西南布依族苗族自治州安龍縣錢相鄉(xiāng)進行，試驗地位于東經105°29′17.39″，北緯25°10′49.96″，海拔1 405.7 m。屬亞熱帶季風氣候，年均氣溫15.3℃，年日照時數1 545.0 h，年降水量1 195.4 mm，5～10月降水量984.8 mm。試驗地土壤類型為黃壤，種植模式為烤煙—烤煙，已連作2年。試驗地起壟后，土壤基本理化性狀如表1所示。

表1 試驗地土壤基本理化性狀

1.2 試驗設計

試驗設置6個處理，T1為對照處理，不施肥；T2為常規(guī)施肥處理，該處理按照當地烤煙生產的傳統(tǒng)施肥模式進行施肥，基肥與追肥均為當地烤煙種植專用肥(11-12-24和12-0-33)，追肥采用穴施方式在煙株約15 cm處進行施肥，施肥后用土覆蓋施肥穴；T3～T6所用基肥種類與T2相同，追肥則采用以粉狀磷酸銨、硝酸鉀、硫酸鉀、氯化鉀等為原料混合而成的水溶性肥料，追肥時將肥料按照各處理養(yǎng)分投入量進行溶解，待其完全溶解后，用150 mL量杯將肥水澆于距離煙株15 cm處的壟體土壤中。各處理養(yǎng)分投入量如表2所示。每個處理重復3次，共18個小區(qū)。小區(qū)面積48.4 m2，保護行面積300 m2。供試烤煙品種為“云煙87”，種植密度為16 500株/hm2。田間管理、采收、烘烤均同當地優(yōu)質烤煙栽培管理措施。

表2 各處理養(yǎng)分投入量

注：追肥比例是指追肥中各養(yǎng)分的含量占該養(yǎng)分總施用量的比例。

1.3 樣品采集與分析

烤煙移栽80 d時，對各小區(qū)烤煙圓頂期的農藝性狀進行調查；植物樣品于成熟期(移栽后120 d左右)選取代表該小區(qū)平均長勢的煙株2棵，分根部、莖部、下部葉、中部葉、上部葉5個部位，采用稱重法測定各部位干物質累積量，采用凱氏定氮法測定全氮含量，采用鉬銻抗比色法測定全磷含量，采用火焰光度法測定全鉀含量[12]，并計算烤煙各部位氮、磷、鉀養(yǎng)分的吸收累積量；烤煙采烤結束后計算各小區(qū)的烤煙產量、各等級煙葉的質量和產值[13]。

依據烤煙分級國家標準(GB 2635—1992)按照小區(qū)對煙葉進行質量等級分級，計算上等煙、中等煙率[14]；采集C3F和B2F等級煙葉1 kg，采用流動分析法測定煙堿、總糖、還原糖、總氮、淀粉、總氯，采用火焰光度法測定總鉀[15]。

1.4 數據分析

采用Excel 2013軟件進行數據整理，數據分析軟件為SAS 9.1，單因素方差分析采用one-way ANOVA方法，多重比較采用Duncan法(P=0.05)，并采用Sigmaplot 12.0作圖。

2 結果與分析

2.1 水溶肥替代常規(guī)追肥對烤煙生長的影響

采用水溶性肥料替代常規(guī)烤煙專用追肥，氮素追肥比例對烤煙圓頂期農藝性狀的影響如表3所示。不施肥的對照處理(T1)的農藝性狀表現最差，株高、最大葉面積不及其余處理平均水平的50%，說明施用化肥有利于烤煙的生長與成熟。與常規(guī)施肥處理(T2)相比，采用相同氮素追肥比例處理(T4)的烤煙株高顯著增加，其余指標呈現升高趨勢但差異不顯著，說明水溶性追肥對烤煙的生長具有一定的促進作用；由T3～T6處理比較發(fā)現，烤煙的株高、最大葉面積呈顯著的升高趨勢，且株高呈現顯著差異，說明采用水溶肥替代常規(guī)追肥條件后，追肥比例對烤煙圓頂期的生長狀況具有顯著的影響作用，且追肥比例在30∶7∶40至70∶65∶70范圍內，隨著追肥比例的提高，有利于促進烤煙的生長。

表3 水溶肥替代常規(guī)追肥對烤煙成熟期農藝性狀的影響

注：同列不同小寫字母代表差異達5%顯著水平。下同。

2.2 水溶肥替代常規(guī)追肥對烤煙養(yǎng)分吸收的影響

采用水溶肥替代常規(guī)追肥后，不同追肥比例對烤煙植株成熟期氮素、磷素、鉀素3種養(yǎng)分的吸收累積情況如圖1所示。試驗各處理的氮素吸收量最大，磷素吸收量最小，鉀素吸收量居中。T1處理中的煙株氮、磷、鉀元素的吸收量顯著低于其他處理，表明僅依靠土壤自身肥力難以滿足優(yōu)質烤煙的養(yǎng)分需求。與T2處理相比，經T4處理后的烤煙對氮、磷、鉀的吸收量顯著升高，增幅分別達19.2%、32.5%、42.6%，表明在相同施肥量和追肥比例條件下，采用水肥結合的方式有利于烤煙養(yǎng)分吸收和積累。T3～T6處理間相比，隨著氮、磷、鉀追肥比例的升高，3種元素的養(yǎng)分吸收量呈現“先升高，后降低”的變化趨勢，當追肥比例為60∶55∶60時(T5)，氮、磷、鉀吸收量達最大值，分別較T2處理增長36.6%、44.8%、45.2%，說明當水溶性氮、鉀肥的比例達到施肥總量的60%，磷肥追肥比例達到施肥總量的55%時，最有利于烤煙對氮、磷、鉀的吸收，但存在氮素養(yǎng)分吸收過量的風險，比較后認為采用水溶肥替代常規(guī)基肥后，氮、磷、鉀3種養(yǎng)分的追肥比例為50∶50∶50較為適宜。

圖1 水溶肥替代常規(guī)追肥對烤煙養(yǎng)分吸收的影響注：不同小寫字母代表差異達5%顯著水平。

2.3 水溶肥替代常規(guī)追肥對烤煙經濟性狀的影響

由表4可知，T1處理的烤煙上等煙率、中等煙率較T2處理差異不顯著，而產量、產值顯著低于常規(guī)施肥處理，說明使用測土配方得到的專用追肥，僅能按照土壤的養(yǎng)分供應規(guī)律，顯著提高烤煙的產量、產值，對提高烤煙的整體品質作用不顯著。采用水溶性追肥替代常規(guī)追肥(T4)后，煙葉的上、中等煙率較T2處理升高1.9個百分點，產量和產值分別顯著升高12.6%、26.0%，說明在相同施肥水平和追肥比例條件下，水溶性追肥有利于提升烤煙的整體經濟性狀。由T3～T6處理可以看出，隨著水溶性追肥基追比的增大，烤煙的上等煙率、產量及產值均呈現“先升高，后降低”的變化趨勢，當采用水溶肥替代常規(guī)基肥后，氮、磷、鉀追肥比例為50∶50∶50時，烤煙經濟最佳，與T2處理相比，上等煙率顯著升高，產量、產值分別顯著提高12.6%、26.0%。

表4 水溶肥替代常規(guī)追肥對烤煙經濟性狀的影響

2.4 水溶肥替代常規(guī)追肥對烤煙內在品質的影響

一般認為，優(yōu)質烤煙中煙堿含量應在2.20%～2.80%，總氮含量為2.00%～2.50%，還原糖含量介于18.00%～22.00%，鉀含量大于2.50%，淀粉含量低于3.50%[16]。T1處理受土壤養(yǎng)分不足的限制，中部葉化學成分評價總分顯著低于其余處理。采用常規(guī)烤煙專用追肥(T2)后，中部葉煙堿、總氮、總鉀等含量較T1處理顯著升高，還原糖含量處于最優(yōu)范圍內，中部葉整體品質顯著升高，說明施用化肥有利于協(xié)調烤煙中部葉的化學成分，提高中部葉內在質量。與T2相比，采用相同追肥比例的T4處理中部葉的總氯含量顯著降低，煙堿、總氮含量以及總分均顯著升高，說明采用水溶性追肥有利于協(xié)調烤煙中部葉化學成分。由T3～T6處理間比較可知，隨著水溶性追肥中的氮、磷、鉀養(yǎng)分投入量的增加，總鉀和淀粉含量呈現“先升高，后降低”的變化趨勢，煙堿和總氮含量、化學成分評價總分均呈現逐漸升高后降低的變化趨勢。

在上部葉化學成分方面，T1處理化學成分總分與施用水溶性追肥處理差異不顯著；T2處理煙葉還原糖含量處于優(yōu)質煙葉水平，煙堿、總氮、淀粉含量偏高，總分顯著低于其他處理，說明采用常規(guī)施肥處理的上部葉化學成分協(xié)調性偏低，煙葉可用性不及水溶性追肥處理；以水溶性追肥替代常規(guī)追肥(T4)后，與T2處理相比，總糖、還原糖、總鉀含量升高，煙堿、總氮、淀粉、總氯含量降低，化學成分指標均趨于優(yōu)質煙葉水平，說明采用水溶性追肥可以顯著改善上部葉化學成分的協(xié)調性；由T3～T6處理比較發(fā)現，隨著水溶性追肥基追比的提高，上部葉中的煙堿、還原糖、總氮、總鉀含量逐漸降低，化學成分總分呈現“先升高，后降低”的變化規(guī)律。綜合比較各處理的烤煙中部葉和上部葉化學成分含量，采用水溶肥替代常規(guī)基肥后，氮、磷、鉀3種養(yǎng)分的追肥比例在50∶50∶50至60∶55∶60范圍內時，中、上部煙葉的化學成分協(xié)調性最佳。

表5 水溶肥替代常規(guī)追肥對烤煙中、上部葉化學成分的影響 (%)

3 討論

施肥是優(yōu)質烤煙生產的基礎[17]。經過多年的實踐驗證，采用測土配方的方法對烤煙進行施肥取得廣泛認可[3-4]。本研究中，采用測土配方得到的常規(guī)基肥和追肥按照氮肥基追比例為5∶5(T2)施用后，顯著促進了烤煙生長和養(yǎng)分吸收，說明科學施肥對煙葉生產具有重要作用，但該施肥模式對烤煙外觀品質的改善十分有限，上、中等煙率的差異不顯著，與楊宇虹等[18]、朱經偉等[19]在遵義樂山的田間試驗現象相同。隨著工業(yè)市場對初烤煙葉品質要求的提高和社會環(huán)保意識的增強，水溶性追肥逐漸受到煙草行業(yè)的重視[20]。施用與T2處理相同氮素追肥比例(T4)的水溶肥后，烤煙長勢較強，氮、磷、鉀的吸收量分別提高19.2%、32.5%、42.6%，烤煙的經濟性狀也得到顯著改善，與水溶肥的相關研究結論相同[7,9,21]。

針對亟待解決的煙葉內在品質問題，本研究對比了各處理的中、上部葉化學品質。在中部葉方面，當養(yǎng)分投入量和氮素追肥比例相同時，采用水溶性追肥替代常規(guī)追肥可顯著改善初烤煙葉化學成分的協(xié)調性。邢云霞等[22]采用硝酸鉀作烤煙追肥3次兌水施用的處理，烤煙中部葉的致香成分質量分數顯著優(yōu)于常規(guī)處理，與本研究的結果相同。在烤煙上部葉品質方面，T2處理煙葉化學成分的協(xié)調性較差，與近年來生產中突顯的上部葉可用性降低的現象吻合[23]。采用水溶肥替代常規(guī)追肥后，烤煙上部葉的化學成分協(xié)調性得到顯著改善，上部葉品質趨向優(yōu)質煙葉水平，氮、磷、鉀養(yǎng)分的追肥比例在50∶50∶50至60∶55∶60范圍內的烤煙上部葉整體化學品質最佳。為了提高上部葉品質，大量研究圍繞肥料種類、施肥配方、施肥量、施肥次數展開[12,18]，忽略了施肥方式對煙葉品質的改善功效。在貴州省的遵義、黔西南等烤煙產區(qū)中，相當比例的煙農早已具有以水兌肥追施烤煙的習慣，大量的田間試驗研究也將該方法作為最認可的追肥措施之一[10-11]，但水溶性肥料或兌水追肥等一系列水肥結合措施對烤煙內在品質的影響機理尚不清楚，對該機理的探究或將成為水溶性肥料論證推廣的研究重點。

4 結論

通過田間試驗研究了水溶肥替代常規(guī)化肥追肥對烤煙產量和品質的影響，分析比較各處理認為：黔西南地區(qū)植煙土壤采用化肥補充烤煙生長所需養(yǎng)分是必要的，采用測土配方法得到的烤煙專用肥施用后，烤煙長勢旺盛，養(yǎng)分吸收量增加，產量和產值提升，但不利于上部葉品質的提升；采用水溶性追肥代替常規(guī)追肥后，隨著氮、磷(P2O5)、鉀(K2O)3種養(yǎng)分追肥比例由30∶7∶40增加至70∶65∶70，烤煙株高、最大葉面積以及養(yǎng)分吸收累積、烤煙經濟性狀、初烤煙葉化學成分評價總分均呈現“先升高，后降低”的變化趨勢，當追肥比例為50∶50∶50時，烤煙的長勢最好，養(yǎng)分吸收適中，烤煙經濟性狀最優(yōu)，且上部葉的化學成分評價總分最高，內在品質得到大幅改善，提高了上部煙葉的可用性。因此，建議黔西南烤煙產區(qū)采用水溶性追肥替代常規(guī)追肥，氮、磷(P2O5)、鉀(K2O)肥均按照50∶50∶50的比例進行追肥以促進烤煙生長，提升烤煙產量和品質。

[1] 馬瑩.黔西南特色煙葉質量特征及配套技術[J].中國煙草科學，2007，28(6)：17-21.

[2] 曹務棟，彭宇，馬瑩，等.黔西南煙葉品牌建設的必然性及其發(fā)展對策[J].中國煙草科學，2009，30(6)：49-52.

[3] 張文明，邱慧珍，張春紅，等.隴東烤煙“3414”施肥效果及推薦施肥量研究[J].干旱地區(qū)農業(yè)研究，2013，(5)：191-195.

[4] 云南省煙草科學研究所，云南省土壤肥料測試中心.云南煙草中微肥營養(yǎng)與土壤管理[M].昆明：云南科技出版社，1995.15-17.

[5] 吳曉紅，曾路生，李俊良，等.膜下滴灌不同施肥處理對馬鈴薯產量和品質及肥料利用率的影響[J].華北農學報，2016，31(5)：193-198.

[6] 王海霞.水肥一體下不同水溶肥配方對白菜及土壤肥力的效應研究[D].貴陽：貴州師范大學，2014.44-45.

[7] 夏全杰.有機水溶性肥在蔬菜(葉菜類)上的應用效果及其高效機制初探[D].武漢：華中農業(yè)大學，2015.14-16.

[8] 段錦波，翟勇，柴穎，等.不同滴灌施肥模式對棉花產量及養(yǎng)分吸收的影響[J].中國土壤與肥料，2014，(6)：52-58.

[9] 張本強.施氮方式對烤煙生長、氮磷鉀吸收累積及品質的影響[D].北京：中國農業(yè)科學院，2011.44-46.

[10] 邱學禮，鄭波，魯耀，等.玉米秸稈碳氮比調控施用對煙葉氮磷鉀吸收的影響[J].西北農業(yè)學報，2012，21(8)：125-129.

[11] 段宗顏，鄭波，魯耀，等.鈣鎂比調控對不同部位煙葉Mg、K、Ca吸收的影響[J].中國土壤與肥料，2010，(5)：61-65.

[12] 鮑士旦.土壤農化分析[M].北京：中國農業(yè)出版社，2007.263-271.

[13] GB 2635—1992.烤煙[S].

[14] 閆克玉，趙獻章，賀化祥，等.煙葉分級[M].北京：中國農業(yè)出版社，2003.63-69.

[15] 王瑞新，韓富根，楊素勤，等.煙草化學品質分析法[M].鄭州：河南科技出版社，1990.77-85.

[16] 王彥亭，謝劍平，李志宏.中國煙草種植區(qū)劃[M].北京：科學出版社，2010.34-37.

[17] 曹志洪.優(yōu)質烤煙的土壤與施肥[M].南京：江蘇科技出版社，1991.18-21.

[18] 楊宇虹，晉艷，黃建國，等.長期施肥對植煙土壤微生物的影響[J].植物營養(yǎng)與肥料學報，2014，20(5)：1186-1193.

[19] 朱經偉，張云貴，劉青麗，等.石灰與腐植酸鉀配施對新平整土地烤煙產量和品質的影響[J].西南農業(yè)學報，2016，29(2)：346-351.

[20] 佚名.貴州省2015年烤煙生產示范技術要點[J].中國煙草學報，2015，21(1)：125.

[21] 張海偉，翟晶，程小強，等.不同基追肥比例及施氮量對紫色土旱地烤煙產質量的影響[J].中國煙草學報，2013，(2)：72-76.

[22] 邢云霞，王蒙，劉世亮，等.氮鉀肥施用方法對烤煙品質及經濟效益的影響[J].中國水土保持科學，2014，12(6)：90-96.

[23] 紀成燦，王勝雷，許錫祥，等.提高上部葉可用性和降低上部葉比例的農業(yè)措施[J].中國煙草科學，2001，22(4)：19-22.