海拔高度、施氮量和栽培密度及其交互效應(yīng)對(duì)利川煙區(qū)烤煙產(chǎn)質(zhì)量的影響

師 超，余鳳敏，上官力，高艷波

（恩施州煙草公司利川市煙葉分公司，湖北 利川 445400）

研究表明，在品種、生態(tài)環(huán)境和調(diào)制措施相同的條件下，栽培措施特別是施肥和栽培密度是影響烤煙生長(zhǎng)發(fā)育和產(chǎn)質(zhì)量的重要因素［1-4］。適宜的施氮量有利于平衡煙葉碳氮化合物之間的比例，這對(duì)煙葉產(chǎn)質(zhì)量的提升具有顯著作用［5，6］。密度通過(guò)影響植株?duì)I養(yǎng)狀況、冠層的光截獲、光分布特征，進(jìn)而對(duì)群體干物質(zhì)生產(chǎn)能力產(chǎn)生顯著影響［1，7］。在一定范圍內(nèi)，減小種植密度可增大煙株個(gè)體，但產(chǎn)量會(huì)降低，適宜的植煙密度保證產(chǎn)量兼顧質(zhì)量［8，9］。合理的施氮量和種植密度是保證煙葉產(chǎn)量、提高煙葉質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益的主要途徑［9］。大量的研究表明氮肥用量和栽培密度的交互作用顯著影響煙株和經(jīng)濟(jì)性狀［1，10，11］，因此，隨著綜合栽培技術(shù)的全面推廣，尋求適宜該區(qū)的密度和氮肥組合具有重要實(shí)踐意義［12，13］。

利川市位于湖北省西南邊陲，屬大巴山東南流脈和武陵山北上余脈交匯部，具有豐富的生態(tài)資源和優(yōu)越的氣候條件，烤煙的種植主要集中在海拔800～1 300 m。海拔的變化可能首先引起氣候條件和土壤條件的變化，進(jìn)而對(duì)煙草的生長(zhǎng)與品質(zhì)產(chǎn)生影響［14，15］。研究認(rèn)為在同一地域內(nèi)，海拔高度對(duì)煙葉化學(xué)成分的影響程度甚至大于土壤農(nóng)化條件［16］。因此，如何根據(jù)海拔高度確定合理的施氮量和栽培密度，以提高煙葉產(chǎn)量和品質(zhì)是當(dāng)前利川煙草栽培需要解決的關(guān)鍵問(wèn)題?；诖?，本研究擬開(kāi)展不同海拔高度條件下，研究氮肥用量和栽培密度交互對(duì)烤煙產(chǎn)質(zhì)量的影響，以期為該區(qū)域烤煙栽培技術(shù)的推廣應(yīng)用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

研究區(qū)位于湖北省恩施州利川市，屬于中亞熱帶季風(fēng)濕潤(rùn)型山地氣候，年平均氣溫13.4 ℃，年降水量1 200～1 600 mm，年日照時(shí)數(shù)1 409 h。分別選擇海拔高度1 000～1 100 m 的團(tuán)堡鄉(xiāng)官田壩14 組和文斗鄉(xiāng)鞍山1 組、海拔高度1 100～1 200 m 的柏楊壩齊心14 組和南坪云上7 組，以及海拔高度1 200～1 300 m 的元堡瑞坪4 組和忠路金堰2 組為試驗(yàn)點(diǎn)，試驗(yàn)地光照好，土壤結(jié)構(gòu)疏松，肥力均勻、中等，往年無(wú)土傳病害和煙葉病害發(fā)生。試驗(yàn)點(diǎn)的基本理化性質(zhì)如下：pH 5.74，有機(jī)質(zhì)22.56 g/kg，堿解氮113.05 mg/kg，速效磷38.14 mg/kg，速效鉀158.02 mg/kg。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

分別于2017 年和2018 年在上述6 個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)3 種海拔條件下開(kāi)展不同施氮量和栽培密度對(duì)煙葉產(chǎn)質(zhì)量的影響試驗(yàn)。施氮量設(shè)置3 個(gè)梯度：82.5、97.5、112.5 kg/hm2，栽培密度設(shè)置3個(gè)梯度：13 890、15 150、16 665 株/hm2，詳見(jiàn)表1。每個(gè)海拔條件下共計(jì)9 個(gè)處理，每個(gè)處理重復(fù)3 次，整個(gè)試驗(yàn)合計(jì)27 個(gè)處理。施肥方法：復(fù)合肥、磷肥、生物有機(jī)肥、餅肥、農(nóng)家肥在“三先”時(shí)平地條施，后起壟。追肥：100%硝銨磷肥在煙苗移栽后10 d 作提苗肥兌水施用，在離煙苗10 cm處打孔（8～10 cm深）、穴施、封口。100%硫酸鉀在煙葉移栽后30 d 左右，在離煙苗20～25 cm 處打孔（8～10 cm 深）、穴施、封口。其他栽培管理措施同優(yōu)質(zhì)烤煙生產(chǎn)技術(shù)規(guī)范。

表1 試驗(yàn)處理與施肥

1.3 分析測(cè)定方法

打頂和去除腳葉后（留葉數(shù)14），每個(gè)小區(qū)選擇有代表性的3 株煙株，測(cè)量全部葉片的長(zhǎng)和寬。葉面積測(cè)定采用校正系數(shù)法（校正系數(shù)0.634 5），即葉面積=葉長(zhǎng)×葉寬×0.634 5［17］。采集成熟期烤煙煙葉，烘干后稱重。

1.4 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)結(jié)果用算術(shù)平均數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)誤表示測(cè)定結(jié)果的精密度（mean±SD）。利用Microsoft Excel 2003 軟件、SPSS 16.0 數(shù)據(jù)分析軟件進(jìn)行試驗(yàn)數(shù)據(jù)的計(jì)算、統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)、單因素和多因素方差分析（Duncan）。當(dāng)方差分析檢定為顯著性差異時(shí)，同時(shí)引入偏Eta方［18，19］大小來(lái)比較種植密度和施氮量及其互作對(duì)烤煙經(jīng)濟(jì)性狀指標(biāo)變異的貢獻(xiàn)率。0.01＜偏Eta 方＜0.06，表示低度影響效應(yīng)，0.06＜偏Eta方＜0.14 表示中度影響效應(yīng)，偏Eta方＞0.14 為高度影響效應(yīng)［20］。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對(duì)上部葉和中部葉葉面積的影響

圖1 不同處理上部煙葉葉片面積

圖1 表示不同海拔條件下各處理上部煙葉葉片面積。在2017年，隨著海拔高度的增加，上部葉葉面積呈現(xiàn)出逐漸增加的趨勢(shì)。對(duì)于2017 年而言，海拔1 000～1 100 m、1 100～1 200 m 和1 200～1 300 m 條件下，只有T8處理始終能夠獲得較大的葉面積，且分別達(dá)到了842.15、725.40和605.70 cm2，比其他處理分別增加了 11.21%～31.56%、9.77%～31.41% 和 5.58%～37.44%。對(duì)于2018 年而言，T4、T5、T6、T7 和T8 處理葉片面積相當(dāng)。2018年不同海拔條件下上部煙葉葉面積比2017 年分別增加了37.53%（1 000～1 100 m）、55.85%（1 100～1 200 m）和87.39%（1 200～1 300 m）。

從表2 可以看出，2017 年海拔高度對(duì)上部煙葉面積的影響達(dá)到顯著水平，而2018 年則沒(méi)有顯著影響。施氮量和栽培密度對(duì)上部煙葉面積均沒(méi)有顯著影響。偏Eta 方又稱為關(guān)聯(lián)強(qiáng)度，表示因變量的變異被自變量解釋的百分比。從表2 中可以看出，在2017 年海拔和栽培密度對(duì)上部煙葉面積影響較大，而2018 年則施氮量影響較大。綜合兩年的結(jié)果可以看出，海拔、施氮量和栽培密度與上部煙葉面積的相關(guān)性分別為-0.166、0.098 和-0.065（表8）。

表2 上部煙葉面積三因素方差分析

圖2 表示不同海拔條件下各處理中部煙葉葉片面積。在2017 年，隨著海拔高度的增加，中部葉面積呈現(xiàn)出逐漸降低的趨勢(shì)，而2018 年則表現(xiàn)出增加的趨勢(shì)。對(duì)于2017 年而言，海拔1 000～1 100 m、1 100～1 200 m 和 1 200～1 300 m 條件下，T5、T6、T7和T8 處理中部煙葉葉面積較大。對(duì)于2018 年而言，各處理之間中部葉片面積差異較小，變異系數(shù)分別為7.35%（1 000～1 100 m）、5.65%（1 100～1 200 m）和6.43%（1 200～1 300 m）。2018 年不同海拔條件下中部煙葉葉面積比2017 年分別增加了20.53%（1 000～1 100 m）、37.33%（1 100～1 200 m）和78.12%（1 200～1 300 m）。

圖2 不同處理中部煙葉葉面積

從表3 可以看出，2017 年海拔對(duì)中部煙葉葉面積的影響達(dá)到顯著水平，而2018 年則沒(méi)有顯著影響。施氮量和栽培密度對(duì)中部煙葉面積均沒(méi)有顯著影響。綜合2017 年和2018 年的偏Eta 方可以看出，海拔和施氮量對(duì)中部煙葉面積的影響較大。綜合兩年的結(jié)果可以看出，海拔、施氮量和栽培密度與中部煙葉面積的相關(guān)性分別為-0.086、0.145 和-0.034（表8）。

2.2 不同處理對(duì)烤煙煙葉單葉重的影響

從表4 可以看出，在2017 年，不論在哪個(gè)海拔高度，均以T6 和T7 處理煙葉產(chǎn)量較高。就不同施氮量而言，海拔1 000～1 100 m 條件下，中等和高施氮量處理均與低施氮量處理差異達(dá)顯著水平（P<0.05）；而1 100～1 200 m 則是中等和高施氮量處理均與低施氮量處理差異達(dá)顯著水平（P<0.05）；1 200～1 300 m海拔條件下則是中等施氮量處理均與低施氮量處理差異達(dá)顯著水平（P<0.05）。海拔 1 000～1 100 m 和1 100～1 200 m 處理均與海拔 1 200～1 300 m 處理間單葉重差異達(dá)到顯著水平（P<0.05）。

表3 中部煙葉面積三因素方差分析

表4 表明，在2018 年，不論在哪個(gè)海拔高度，T4、T5、T6、T7 和 T8 處理煙葉產(chǎn)量較高。就不同施氮量而言，在海拔1 000～1 100 m 條件下，中等施氮量處理均與低施氮量處理差異達(dá)顯著水平（P<0.05）；而1 100～1 200 m 則是中等和高施氮量處理均與低施氮量處理差異達(dá)顯著水平（P<0.05）；1 200～1 300 m海拔條件下則是中等施氮量處理均與低施氮量處理差異達(dá)顯著水平（P<0.05）。海拔1 000～1 100 m和 1 100～1 200 m 處理均與海拔 1 200～1 300 m 處理間單葉重差異達(dá)顯著水平（P<0.05）。

在2017 年海拔和施氮量顯著影響了單葉重，而在2018 年只有施氮量顯著影響單葉重，綜合兩年的結(jié)果發(fā)現(xiàn)，海拔和施氮量均會(huì)對(duì)單葉重產(chǎn)生顯著影響（表5）。綜合兩年的結(jié)果可以看出，海拔、施氮量和栽培密度與單葉重的相關(guān)性分別為-0.227、0.391和0.093（表8）。

2.3 不同處理對(duì)烤煙煙葉產(chǎn)量的影響

從圖3 可以看出（2017 年），不論在哪個(gè)海拔高度，均以T3、T6 和T9 處理煙葉產(chǎn)量較高，且分別達(dá)到了1 916.78～2 040.68 kg/hm2（1 000～1 100 m）、1 935.60～2 005.65 kg/hm2（1 100～1 200 m）和1 865.48～1 911.45 kg/hm2（1 200～1 300 m）。就不同施氮量而言，不同施氮量之間差異不顯著。不同海拔條件下各處理烤煙煙葉平均產(chǎn)量分別達(dá)到1 842、1 849、1 722 kg/hm2。

表4 不同處理烤煙單葉重 （單位：g/片）

表5 不同處理單葉重三因素分析

圖3 不同處理對(duì)烤煙產(chǎn)量的影響（2017 年）

在2018年（圖4），在海拔1 000 m、1 100～1 200 m和 1 200～1 300 m 條件下，只有 T8 處理能夠獲得較高的煙葉產(chǎn)量，分別達(dá)到1 903.58、1 928.85、1 953.68 kg/hm2。就不同施氮量而言，在海拔1 000～1 100 m條件下，低施氮量和中等施氮量處理間差異顯著（P<0.05）；而 1 100～1 200 m 則是低施氮量和高施氮量處理間差異達(dá)顯著水平（P<0.05）；1 200～1 300 m 海拔條件下則是低施氮量與中、高施氮量處理間差異均達(dá)顯著水平（P<0.05）。不同海拔條件下各處理間差異均不顯著。

圖4 不同處理對(duì)烤煙產(chǎn)量的影響（2018 年）

在2017 年（表6），海拔、施氮量和栽培密度都顯著影響烤煙煙葉產(chǎn)量，且對(duì)烤煙產(chǎn)量的貢獻(xiàn)率均比較大。2018 年則僅有施氮量顯著影響烤煙煙葉產(chǎn)量，且對(duì)烤煙產(chǎn)量的貢獻(xiàn)率也比較大。綜合兩年的結(jié)果可以看出，海拔、施氮量和栽培密度與產(chǎn)量的相關(guān)性分別為-0.205、0.383 和0.374（表8）。

表6 烤煙煙葉產(chǎn)量三因素方差分析

2.4 不同處理對(duì)烤煙產(chǎn)值的影響

圖5 不同處理對(duì)烤煙產(chǎn)值的影響（2017 年）

在2017年（圖5），不論在哪個(gè)海拔，T6處理的產(chǎn)值均最高，分別達(dá)到了4.91萬(wàn)、4.81萬(wàn)、4.53萬(wàn)元/hm2。就不同施氮量而言，在海拔1 000～1 100 m 條件下高施氮量與低施氮量處理間差異達(dá)顯著水平（P<0.05）；而1 100～1 200 m 和 1 200～1 300 m 海拔條件下差異不顯著。不同海拔條件下各處理烤煙煙葉平均產(chǎn)量分別達(dá)到 4.35 萬(wàn)、4.27 萬(wàn)、3.98 萬(wàn)元/hm2。

在2018 年（圖6），不論在哪個(gè)海拔，T4、T5、T6、T8 和T9 處理的產(chǎn)值均最高，分別達(dá)到了5.09 萬(wàn)～5.68 萬(wàn)元/hm2、5.07 萬(wàn)～5.49 萬(wàn)元/hm2和 5.28 萬(wàn)～5.69萬(wàn)元/hm2。就不同施氮量而言，在海拔1 000～1 100 m條件下低施氮量與高施氮量處理差異達(dá)顯著水平（P<0.05）；而1 100～1 200 m 則低施氮量與高施氮量處理差異達(dá)到顯著水平（P<0.05）；1 200～1 300 m 海拔條件下則是低施氮量處理與中等施氮量和高施氮量處理間差異均達(dá)到顯著水平（P<0.05）。不同海拔條件下各處理烤煙煙葉平均產(chǎn)值分別達(dá)到4.35 萬(wàn)、4.27 萬(wàn)、3.98 萬(wàn)元/hm2。

圖6 不同處理對(duì)烤煙產(chǎn)值的影響（2018 年）

從表7 可以看出，施氮量和栽培密度均顯著影響烤煙煙葉產(chǎn)值，而不同年份海拔對(duì)產(chǎn)值的影響不一。海拔與施氮量之間的交互作用對(duì)產(chǎn)值影響最大，其次是施氮量與栽培密度，最后是海拔與栽培密度。綜合兩年的結(jié)果可以看出，海拔、施氮量和栽培密度與產(chǎn)值的相關(guān)性分別為-0.100、0.282 和0.273（表8）。

表7 煙葉產(chǎn)值三因素方差分析

表8 不同因子與烤煙產(chǎn)值和產(chǎn)量相關(guān)性分析

3 小結(jié)與討論

試驗(yàn)結(jié)果表明，海拔高度與葉面積、單葉重、產(chǎn)質(zhì)量呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)，而施氮量則呈正相關(guān)。雖然栽培密度與葉面積呈負(fù)相關(guān)，但是與單葉重和產(chǎn)質(zhì)量呈正相關(guān)。海拔1 000～1 100 m最適施氮量為97.5 kg/hm2，栽培密度為15 150～16 650株/hm2；海拔1 100～1 200 m，施氮量為 97.5 kg/hm2時(shí)栽培密度 15 150株/hm2，施氮量為112.5 kg/hm2時(shí)栽培密度16 650 株/hm2；海拔1 200～1 300 m最適施氮量為97.5 kg/hm2，栽培密度為16 650 株/hm2。氮肥對(duì)烤煙產(chǎn)質(zhì)量的影響較大，其次為密度，兩者交互效應(yīng)較小。海拔對(duì)烤煙產(chǎn)質(zhì)量的影響排在施氮量和栽培密度之后，兩兩之間的交互作用以施氮量與栽培密度最大。

目前，有關(guān)施氮量、栽培密度以及施氮量與栽培密度交互作用方面的研究較多［1，21-24］，以及在不同海拔條件下的栽培技術(shù)研究［15，25］，然而有關(guān)不同海拔條件下的施氮量與栽培密度三因素方面的綜合研究較少。本研究主要針對(duì)恩施州利川煙區(qū)，研究不同海拔條件下的施氮量與栽培密度三者交互作用，以期為當(dāng)?shù)氐膬?yōu)質(zhì)煙葉生產(chǎn)提供理論依據(jù)。

在本試驗(yàn)中，整體而言海拔對(duì)產(chǎn)量（R=0.329，P=0.029）和產(chǎn)值（R=0.568，P=0）的影響均達(dá)到顯著水平。雖然葉面積、單葉重均、產(chǎn)量和產(chǎn)值均與海拔呈現(xiàn)出負(fù)相關(guān)，但是以1 000～1 200 m 海拔煙葉產(chǎn)值和產(chǎn)量較高，不同海拔之間的煙葉產(chǎn)量和產(chǎn)值并沒(méi)有顯著差異。然而王瑞等［25］研究發(fā)現(xiàn)，在恩施煙區(qū)海拔900 m 是烤煙生產(chǎn)的最佳適宜區(qū)，其次為海拔1 300 m。云煙87-900 m 是最佳的海拔、品種組合，其次為云煙87-500 m 和云煙87-1 300 m。這可能是由于試驗(yàn)地點(diǎn)不同導(dǎo)致相同海拔條件產(chǎn)生的不同氣候條件所致，且本試驗(yàn)區(qū)域所在的利川市，煙區(qū)主要分布在海拔1 000～1 300 m 區(qū)域。

在本研究中，氮肥用量顯著影響烤煙單葉重、產(chǎn)量和產(chǎn)值，這與相關(guān)研究［26-28］結(jié)果一致。趙冏炅［29］對(duì)種煙密度為 13 500、15 000、16 500 株/hm2進(jìn)行試驗(yàn)，研究表明在同一施氮量條件下，隨煙草種植密度的增大，煙葉產(chǎn)值、產(chǎn)量呈遞增現(xiàn)象，這與本研究煙葉產(chǎn)值結(jié)果一致。周文亮等［20］認(rèn)為，廣西百色煙區(qū)烤煙合理種植密度16 680 株/hm2及施氮量112.5 kg/hm2能夠得到較好的經(jīng)濟(jì)效益和煙葉質(zhì)量；楊躍華等［30］認(rèn)為，云南玉溪煙區(qū)烤煙種植密度16 680 株/hm2及施氮量90 kg/hm2為宜。在本試驗(yàn)條件下，海拔1 000～1 100 m最適施氮量為97.5 kg/hm2，栽培密度為15 150～16 650 株/hm2；海拔 1 100～1 200 m，最適施氮量為97.5 kg/hm2時(shí)栽培密度15 150株/hm2，最適施氮量為 112.5 kg/hm2時(shí)栽培密度為16 650 株/hm2；海拔1 200～1 300 m最適施氮量為97.5 kg/hm2，栽培密度為16 650 株/hm2。這可能是不同煙區(qū)的土壤類型、氣候條件和栽培習(xí)慣存在較大差異，從而導(dǎo)致烤煙種植密度和施氮量不同。同時(shí)也說(shuō)明了種植密度、氮肥用量在一定范圍內(nèi)對(duì)烤煙的生長(zhǎng)及產(chǎn)質(zhì)量具有促進(jìn)作用，且二者要相互兼顧，不可偏廢［1］。因此，因地制宜地制定各煙區(qū)合理種植密度和最佳施氮量，才能使烤煙種植效益最大化。

目前有關(guān)施氮量和栽培密度交互作用的研究較多［10，11，21］，且研究結(jié)果表明氮肥對(duì)烤煙產(chǎn)質(zhì)量的影響較大，其次為密度，兩者交互效應(yīng)較小［1，31］。這與本試驗(yàn)結(jié)果一致。此外，在本試驗(yàn)中，海拔對(duì)烤煙產(chǎn)質(zhì)量的影響排在施氮量和栽培密度之后，兩兩之間的交互作用以施氮量與栽培密度最大。