水肥施用方式對土壤氮素遷移和烤煙產(chǎn)質(zhì)量的影響

戴金國 王昕 劉朝營 王聰 朱鴻銳 崔權仁

摘要 [目的]研究水肥施用方式對土壤氮素遷移和烤煙產(chǎn)質(zhì)量的影響，為優(yōu)質(zhì)煙生產(chǎn)的合理追肥提供依據(jù)。[方法]設置不同水肥追施形態(tài)和追肥深度，研究不同土層氮素含量對烤煙產(chǎn)質(zhì)量的影響。[結(jié)果]隨著追肥次數(shù)的增加，各處理0～50 cm土層的速效氮均呈增加趨勢，隨著追肥深度的增加，相同時期0～10 cm土層的速效氮含量增幅呈明顯減低趨勢，10～50 cm土層的速效氮含量均呈增加趨勢，不同土層氮素增幅規(guī)律為10～20 cm>20～30 cm>30～40 cm>40～50 cm。[結(jié)論]水、肥單獨深施有利于提高烤煙的經(jīng)濟效益;降低中、上部葉的全氮、尼古丁含量;提高煙葉全鉀含量。

關鍵詞 煙葉;土壤;水肥施用方式;烤煙品質(zhì)

中圖分類號 S 572? 文獻標識碼 A? 文章編號 0517-6611（2022）03-0161-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2022.03.043

Effects of Water and Fertilizer Application Methods on Soil Nitrogen Migration and Yield and Quality of Flue-cured Tobacco

DAI Jin-guo， WANG Xin， LIU Chao-ying et al

（Material Supply Department， China Tobacco Zhejiang Industrial LLC，Hangzhou，Zhejiang 310008）

Abstract [Objective] To study the effects of water and fertilizer application methods on soil nitrogen migration and yield and quality of flue-cured tobacco， so as to provide basis for rational topdressing of high-quality tobacco production.[Method]Different topdressing forms and depth of water and fertilizer were set，and the effects of nitrogen content in different soil layers on the yield and quality of flue-cured tobacco were studied.[Result]With the increase of topdressing times， the available nitrogen in 0-50 cm soil layer of each treatment increased. With the increase of topdressing depth， the increase of available nitrogen content in 0-10 cm soil layer decreased significantly in the same period， and the available nitrogen content in 10-50 cm soil layer increased. The law of nitrogen increase in different soil layers was 10-20 cm > 20-30 cm > 30-40 cm > 40-50 cm.[Conclusion]Deep application of water and fertilizer alone was beneficial to improve the economic benefits of flue-cured tobacco， reduce the contents of total nitrogen and nicotine in middle and upper leaves， increase the content of total potassium in tobacco leaves.

Key words Tobacco leaf;Soil;Application method of water and fertilizer;Flue-cured tobacco quality

基金項目 浙江中煙工業(yè)有限責任公司科技項目（ZJZY2021B004）。

作者簡介 戴金國（1979—），男，江蘇淮安人，經(jīng)濟師，碩士，從事煙葉種植、采購與加工研究。

通信作者，副研究員，碩士，從事煙草營養(yǎng)與栽培研究。

收稿日期 2021-05-07

土壤氮素是土壤肥力中最活躍的因素，也是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中限制作物產(chǎn)量的主要因子，施用氮肥是當前提高農(nóng)作物產(chǎn)量最有效的手段之一[1-4]。土壤水分是煙株吸收和運輸養(yǎng)分的載體，土壤水分含量影響煙田施用肥料的有效性、吸收量和利用率。當土壤含水量低于25%，土壤中肥料釋放較為緩慢，土壤含水量等于或低于10%時，肥料養(yǎng)分很難顯現(xiàn)效果。一般而言，土壤含水量越高，肥料養(yǎng)分的有效釋放率越高，但當土壤水分含量在50%～100%時，土壤養(yǎng)分利用效率基本相同[5-6]。適當施肥有利于提高烤煙根系數(shù)量和活力，擴大根系覓取水分和養(yǎng)分的空間，對煙株充分吸收土壤水分有促進作用，但在土壤含水量較低時仍施用過量的肥料，則容易造成煙株因根系肥液濃度過高而死亡，煙株旺長期前表現(xiàn)尤為明顯[7-9]。綜合而言，根據(jù)煙株不同生長發(fā)育階段合理進行水肥供給，確保肥料濃度和土壤水分含量都處于充足且適宜的范圍，是充分發(fā)揮烤煙水肥耦合正效應的關鍵[10-11]。皖南煙區(qū)植煙土壤為水稻土，采用煙后稻種植模式，煙農(nóng)為了促進煙株早生快發(fā)有追施氮肥習慣，但大田生長前期也有短時干旱階段，煙農(nóng)在追肥時采用水肥同施方式，如何充分發(fā)揮水肥同施的作用，目前未見報道，筆者通過設置不同深度的水肥同施試驗，研究追肥方式對皖南煙區(qū)植煙土壤氮素遷徙和煙葉品質(zhì)的影響，為皖南煙區(qū)施肥技術改進提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料及肥力狀況

供試品種為當?shù)刂髟云贩N“云煙97”，3月20移栽，5月27日采烤，7月20日烘烤結(jié)束。試驗地基本理化性狀見表1。

1.2 試驗設計

試驗設計小區(qū)面積72 m2，四行區(qū)，行距1.2 m，株距0.5 m，植煙120株，3次重復，田間隨機排列，小區(qū)間均用保護行隔開。試驗田采用漂浮苗井窖式移栽，基肥中施入總氮70%，其余氮肥（主要是硝酸鉀，部分煙草專用肥）作追肥，于移栽結(jié)束10、20和30 d分3次追施，其他大田管理方式和采收烘烤等環(huán)節(jié)嚴格按照當?shù)貎?yōu)質(zhì)煙生產(chǎn)技術規(guī)范執(zhí)行。

A：追肥深度0 cm，當?shù)亓晳T將肥料溶于水中，順煙株根部灌溉（對照）。

B：追肥深度10 cm，在距煙株一側(cè)8 cm處打10 cm深穴，將水肥液施入穴內(nèi)。

C：追肥深度10 cm，在距煙株一側(cè)8 cm處打10 cm深穴，先將肥料放入穴內(nèi)，再向穴內(nèi)灌水。

D：追肥深度15 cm，在距煙株一側(cè)8 cm處打15 cm深穴，將水肥液施入穴內(nèi)。

E：追肥深度15 cm，在距煙株一側(cè)8 cm處打15 cm深穴，先將肥料放入穴內(nèi)，再向穴內(nèi)灌水。

1.3 取樣方法

在移栽施肥前、移栽結(jié)束后15、25、35 d分4次采集距煙株單側(cè)10 cm處0～10、10～20、20～30、30～40、40～50 cm 5個不同深度土層的土壤樣品，測定不同處理不同土層養(yǎng)分含量變化。每處理煙株采烤時單獨計產(chǎn)計質(zhì)，分析不同處理的經(jīng)濟效益和常規(guī)化學成分。

1.4 測試項目

土壤常規(guī)營養(yǎng)成分分析參考南京農(nóng)業(yè)大學主編的《土壤農(nóng)化分析》（第二版）[12];烤煙化學成分分析采用煙草行業(yè)標準YC/T 159—2002“煙草及煙草制品化學成分分析”，采用SPSS 13.0進行方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理不同深度土壤氮素含量的變化

由表2可知，隨著追肥次數(shù)的增加，各處理0～10 cm土層的速效氮總體呈增加趨勢，但不同處理的增幅明顯不同。處理A（當?shù)亓晳T將肥料溶于水中，順煙株根部灌溉）的土層速效氮含量隨著時間推遲呈明顯增加趨勢，追肥結(jié)束后5 d時的0～10 cm土層的速效氮含量較該土層的本底值增加19 mg/kg，處理B（在距煙株一側(cè)8 cm處打10 cm深穴，將水肥液施入穴內(nèi)）次之，較本底值增加8.2 mg/kg。隨著追肥深度的增加，相同時間內(nèi)0～10 cm土層的速效氮含量增加值呈明顯減低趨勢，處理E（在距煙株一側(cè)8 cm處打15 cm深穴，先將肥料放入穴內(nèi)，再向穴內(nèi)灌水）在追肥結(jié)束后5 d時，0～10 cm土層的速效氮含量僅增加1.7 mg/kg，說明施入土壤中的氮素遷移方向主要是水平和向下移動[13]。

由表3可知，隨著追肥次數(shù)的增加，各處理10～20 cm土層的速效氮含量總體呈增加趨勢，但不同處理的變化規(guī)律明顯不同，隨著氮肥追施深度的增加，相同時間內(nèi)相應土層速效氮含量呈增加趨勢;第二次追肥結(jié)束5 d時，除處理A外，各處理的速效氮含量達到最大值;第三次追肥結(jié)束5 d時，除處理A外，各處理的速效氮含量與相應處理第2次追肥結(jié)束后5 d時的速效氮相比均降低，處理A栽后35 d 10～20 cm土層速效氮增加是因為從壟體表層追施氮肥向下遷移的結(jié)果;處理B、C、D、E栽后35 d 10～20 cm土層速效氮降低，這可能是因為此時煙株已進入旺長期，煙株根系主要集中在土壤表面10～30 cm土層中[14]，煙株因地上部分生長發(fā)育干物質(zhì)積累量增加的需要，根系吸收氮素的速率迅速增加，從土壤中吸收大量氮素，造成該土層氮素迅速減少，而此時外界已沒有氮源繼續(xù)補充，再加上土壤中的氮素本身有一個向水平方向和垂直向下方向遷移的原因。

由表4可知，隨著追肥次數(shù)的增加，各處理20～30 cm土層的速效氮含量總體呈增加趨勢，但不同處理的變化規(guī)律明顯不同，隨著氮肥追施深度的增加，相同時間內(nèi)相應土層速效氮含量呈增加趨勢;第二次追肥結(jié)束5 d時，除處理B外，其他處理的速效氮含量達到最大值;第三次追肥結(jié)束5 d時，除處理B外，其他處理的速效氮含量與相應處理第二次追肥結(jié)束后5 d時的速效氮相比均降低，各處理栽后35 d 20～30 cm土層速效氮降低，這可能是因為此時煙株已進入旺長期，由于此時煙株因地上部分生長發(fā)育干物質(zhì)積累量增加的需要，根系吸收氮素的速率迅速增加，從土壤中吸收大量氮素，造成該土層氮素迅速減少，再加上土壤中的氮素本身有一個向水平方向和垂直向下方向遷移的原因。

由表5可知，隨著追肥次數(shù)的增加，各處理30～40 cm土層的速效氮含量均呈增加趨勢，但不同處理的變化規(guī)律明顯不同，隨著氮肥追施深度的增加，相同時間內(nèi)相應土層速效氮含量呈增加趨勢;第三次追肥結(jié)束5 d時，各處理的速效氮含量達到最大值;這可能是因為煙株根系主要集中在土壤表面10～30 cm土層中，30～40 cm土層中煙株根系相對較少，根系因吸收而造成的該土層氮素減少幅度低，再加上皖南水稻土30 cm以下土層質(zhì)地黏重，氮素向下遷移數(shù)量降低。

由表6可知，隨著追肥次數(shù)的增加，各處理40～50 cm土層的速效氮含量均呈增加趨勢，隨著氮肥追施深度的增加，相同時間內(nèi)相應土層速效氮含量呈增加趨勢，但各處理40～50 cm土層的速效氮變化幅度較小，這主要是因為皖南水稻田煙區(qū)，煙株根系難以生長到該土層中，上方土層遷移下來的氮素只有繼續(xù)向下遷移而沒有其他消耗途徑。

2.2 不同處理對烤煙經(jīng)濟性狀的影響

由表7可知，隨著追肥深度的增加，烤煙的平均產(chǎn)量、平均產(chǎn)值、均價、上等煙比例、中上等煙比例均呈增加趨勢。平均產(chǎn)量以處理A最低，為2 498.40 kg/hm2，處理E最高，為2 632.65 kg/hm2，其中，處理A與處理B、C、D、E間平均產(chǎn)量差異顯著（P<0.05），處理B、C與處理E間的平均產(chǎn)量差異顯著（P<0.05），處理B、C間及處理D、E間的平均產(chǎn)量差異不顯著（P>0.05）;平均產(chǎn)值以處理A最低，為47 144.85元/hm2，處理E最高，為60 577.35元/hm2，其中，處理A與處理B、C、D、E間平均產(chǎn)值差異顯著（P<0.05），處理B、C、D與處理E間平均產(chǎn)值差異顯著（P<0.05），處理D與處理E平均產(chǎn)值差異顯著（P<0.05），處理B與C平均產(chǎn)值差異不顯著（P>0.05）;處理A（對照）與處理B、C、D、E間的均價差異顯著（P<0.05），其余處理間均價無顯著差異;上等煙比例以處理A最低，為28.94%，處理E最高，為37.13%，其中，處理A與處理B、C、D、E間上等煙比例差異顯著（P<0.05），處理B、C與處理D、E間的上等煙比例差異顯著（P<0.05），處理B與處理C的上等煙比例差異顯著（P<0.05），處理D與E的上等煙比例差異不顯著（P>0.05）;中上等煙比例以處理A最低，為81.83%，處理E最高，為95.28%，其中，處理A與處理B、C、D、E間的中上等煙比例差異顯著（P<0.05），處理B、C與處理D、E間的中上等煙比例差異顯著（P<0.05），但處理B、C間、處理D、E間的中上等煙比例差異不顯著（P>0.05）;綜合分析烤煙經(jīng)濟性狀，說明追肥深施有利于提高烤煙的經(jīng)濟效益。

2.3 不同處理對烤煙常規(guī)化學成分的影響

由表8可知，隨著追肥深度的增加，不同處理烤煙中、上部葉的全氮、尼古丁含量呈降低趨勢。煙草吸收肥料氮的數(shù)量與土壤供氮水平密切相關，不同葉位間肥料氮分配的比例表現(xiàn)為下部葉>中部葉>上部葉，而不同生育時期以團棵期吸收肥料氮比例最高。后期的供氮水平與上部葉的產(chǎn)量和品質(zhì)有密切關系，氮素不足煙葉產(chǎn)量降低，品質(zhì)變差;氮素過量煙葉貪青晚熟，化學成分比例失調(diào)[15]。處理A追肥后，大部分氮素積累在土層0～10 cm，遇后期降雨充沛后，表層中的氮素才漸漸下滲到煙株根區(qū)位置，導致后期土壤氮素含量過高，根系有充足的氮源被吸收，氮素在葉片內(nèi)積累量增加，B、C、D、E處理追肥深施后，施入10～30 cm土層中的氮素在煙株旺長期間被煙株及時吸收利用，在沒有其他氮源補充的情況下，導致中、上部葉成熟期間土壤供氮能力減弱，根系吸收氮素數(shù)量降低，中、上部葉片氮素積累降低。煙葉全鉀含量呈增加趨勢，這可能時因為B、C、D、E處理追肥集中深施后，鉀素更接近煙株根位置，便于煙株根系通過擴散作用吸收土壤中鉀素[16]，進而造成鉀素在煙株體內(nèi)積累;其他成分沒有明顯變化規(guī)律。

3 結(jié)論

（1）隨著追肥次數(shù)的增加，各處理0～50 cm土層的速效氮含量均呈增加趨勢。

（2）隨著追肥深度的增加，相同時間內(nèi)0～10 cm土層的速效氮含量增幅呈明顯減低趨勢，10～50 cm土層的速效氮含量均呈增加趨勢，不同土層氮素增幅規(guī)律：10～20 cm>20～30 cm>30～40 cm>40～50 cm，施入土壤中的氮素遷移方向主要是水平和向下移動。

（3）除處理A（將肥料溶于水中，順煙株根部灌溉）以外，移栽后25 d左右，其余處理10～30 cm土層的速效氮含量均達到最大值。

（4）追肥深施有利于提高烤煙的經(jīng)濟效益;降低中、上部葉的全氮、尼古丁含量;提高煙葉全鉀含量。

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