施肥方式對(duì)烤煙根系生長(zhǎng)發(fā)育及原煙產(chǎn)質(zhì)量的影響

黃躍鵬， 羅福命， 田俊嶺， 宗釗輝， 劉蘭， 曾濤， 郭鴻雁， 王軍*

(1.廣東煙草韶關(guān)市有限公司，廣東 韶關(guān) 512000； 2.廣東煙草煙葉生產(chǎn)技術(shù)中心，廣東 南雄 512400；3.廣東省煙草南雄科學(xué)研究所,廣東， 南雄 512400)

烤煙根系不僅是一種固著器官，更重要的還是吸收與合成器官[1]，煙株移栽后根系發(fā)育狀況與煙株生長(zhǎng)、抗病性、主要經(jīng)濟(jì)性狀、煙葉化學(xué)成分和吸食品質(zhì)有密切的關(guān)系[2]。在烤煙生產(chǎn)上，培育發(fā)達(dá)根系是提高煙葉產(chǎn)量和品質(zhì)的重要措施之一[3-5]。

由于根系在生長(zhǎng)過(guò)程中會(huì)同時(shí)表現(xiàn)出向地性、向水性以及向肥性的生長(zhǎng)趨勢(shì)[6]，在烤煙栽培中肥料施用位置直接影響肥效的發(fā)揮、煙株生長(zhǎng)和干物質(zhì)積累[7]以及煙葉的產(chǎn)、質(zhì)量[8-10]。韓曉飛等[11]采用田間試驗(yàn)證實(shí)了雙側(cè)條施處理的烤煙早生快發(fā)，主要農(nóng)藝性狀指標(biāo)、干物質(zhì)積累量和累積強(qiáng)度均高于單條施和窩施處理，且能提高P、K在上部葉中分配比例，提高煙草對(duì)肥料的吸收和利用。陳虹[12]研究表明，不同施肥位置顯著改變養(yǎng)分在煙壟中的空間分布，其中提前溝施促進(jìn)烤煙對(duì)氮、鉀素的吸收及提高煙葉干物質(zhì)積累量3.99%～13.93%。

廣東南雄煙區(qū)為我國(guó)傳統(tǒng)的濃香型煙葉產(chǎn)區(qū)，但由于長(zhǎng)期單一的淺翻耕、一次性成壟及基肥穴施模式使該地區(qū)植煙土壤耕層明顯變淺、起壟高度不夠、煙株根系欠發(fā)達(dá)等問題日益突顯[3,13]，進(jìn)而導(dǎo)致煙葉煙堿含量趨于下降、產(chǎn)量難以提升。本文在大田條件下，探討了不同施肥方法對(duì)煙株生物學(xué)性狀、物質(zhì)積累、根系發(fā)育及原煙產(chǎn)質(zhì)量的影響，以期為該煙區(qū)合理施肥、提升煙葉產(chǎn)量、改善煙葉質(zhì)量提供理論參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

供試土壤為砂泥田，土壤基礎(chǔ)理化性質(zhì)：pH 4.73，有機(jī)質(zhì)26.78 g·kg-1，全氮1.44 g·kg-1，全磷0.54 g·kg-1，全鉀15.08 g·kg-1，水解氮148.43 mg·kg-1，速效磷33.55 mg·kg-1，速效鉀40.20 mg·kg-1。供試烤煙品種粵煙97由廣東省煙草南雄科學(xué)研究所提供。供試肥料種類：豬廄肥(N 0.50%，P2O50.20%，K2O 0.25%)、花生餅肥(N 4.60%，P2O51.00%，K2O 1.00%)、煙草專用復(fù)合肥(N 12%，P2O58%，K2O 6%)、硝酸鉀(N 13.5%，K2O 44.5%)、硫酸鉀(K2O 50%)。

1.2 處理設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)4個(gè)施肥處理：T1基肥穴施(移栽前打穴，在穴邊施用)、T2中間條施(移栽前煙壟中間開10～15 cm深的條狀溝，溝中均勻施用)、T3雙側(cè)條施(移栽前在距煙壟中心5 cm水平距離的兩邊各開10～15 cm深的條狀溝，溝中均勻施用)及T4不施肥處理。4個(gè)處理在土壤耕翻時(shí)均施用等量的有機(jī)肥。每處理3次重復(fù)，隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)。其中每667 m2基施N 6.69 kg、P2O53.30 kg、K2O 5.83 kg(包括有機(jī)肥)，總施肥量為N 8.27 kg、P2O53.30 kg、K2O 15.00 kg。于2019年2月6日移栽，采用小苗膜下移栽，移栽密度為1.2 m×0.6 m。

1.3 測(cè)試指標(biāo)

1.3.1 生物學(xué)性狀

按照YC/T 142—2010《煙草農(nóng)藝性狀調(diào)查測(cè)量方法》調(diào)查煙株生物學(xué)性狀。每小區(qū)另外選取代表性煙株小心挖取整株(保留煙株各組織完整)1株，洗凈根系，吸(晾)干水分，各煙株按照根、莖、葉分開稱量鮮重，然后無(wú)損殺青、烘干后稱量各組織干重。

參照馬新明[14]的方法測(cè)定根長(zhǎng)密度，先刮去薄薄的表層土，在水平距離主根軸5～10 cm垂直向下0～10 cm和10～20 cm處各挖取一個(gè)深10 cm、長(zhǎng)和寬各10 cm的土體。然后剔除土壤和雜質(zhì)，取出所有根系，拍照并測(cè)量根系的長(zhǎng)度。用單位土壤體積內(nèi)的根長(zhǎng)來(lái)表示根長(zhǎng)密度(cm·cm-3)。

1.3.2 生理生化指標(biāo)

在煙葉進(jìn)入成熟期(4月23日)時(shí)取各處理代表性煙株自上而下第3～4片功能葉測(cè)定其葉綠素、硝態(tài)氮、淀粉含量及淀粉酶活性[15]。

1.3.3 煙葉產(chǎn)、質(zhì)量調(diào)查

各小區(qū)單收單烤，測(cè)定其產(chǎn)量，取中部葉(C3F)和上部葉(B2F)樣測(cè)定常規(guī)化學(xué)成分,并對(duì)C3F煙葉進(jìn)行感官質(zhì)量評(píng)價(jià)。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同施肥處理對(duì)煙株農(nóng)藝性狀的影響

從表1、表2可以看出，與T4處理相比，T1、T2、T3處理均不同程度促進(jìn)了煙株不同生育期的生長(zhǎng)發(fā)育。與T1處理相比，T2處理顯著提高了大田煙株旺長(zhǎng)前期(3月31日)的株高，平均提高7.4 cm，T2與T3處理之間差異不顯著；旺長(zhǎng)中后期(4月14日)，T3處理的株高、葉片數(shù)及單株最大葉片寬度顯著高于T1處理，且T3處理優(yōu)于T2處理；圓頂時(shí)(4月23日)，T2處理煙株中、上部葉寬度顯著增加，T2與T3處理之間差異不顯著。由此可見，在廣東南雄煙區(qū)，基施化學(xué)肥料采用中間條施的方法可顯著提高大田煙株的株高、葉片數(shù)及葉片寬度的擴(kuò)展。

表1 不同施肥處理大田煙株的農(nóng)藝性狀

表2 不同施肥處理中上部煙葉農(nóng)藝性狀

2.2 不同施肥處理對(duì)煙株干物質(zhì)積累的影響

表3結(jié)果顯示，與T4不施肥處理相比，3種施肥方式均增加了不同生育期的煙株干物質(zhì)積累。與T1處理相比，大田煙株旺長(zhǎng)前期(3月31日)T2和T3處理皆顯著增加煙株葉器官和整株干物質(zhì)積累，但對(duì)根系和莖干物質(zhì)積累無(wú)顯著影響；至旺長(zhǎng)中后期(4月14日)時(shí)，T2顯著增加煙株整株干物質(zhì)積累量，平均每株增加20.33 g，但對(duì)各單個(gè)組織干物質(zhì)積累無(wú)顯著影響，而T3則顯著增加了煙株莖的干物質(zhì)積累量。

表3 不同施肥處理大田煙株干物質(zhì)積累

2.3 不同施肥處理對(duì)煙株根系生長(zhǎng)發(fā)育的影響

煙株根系具有向肥性的特點(diǎn)，所以施肥方式(位置)的不同必然會(huì)誘導(dǎo)煙株根系在煙壟中的空間分布差異。本試驗(yàn)結(jié)果(表4)表明，在0～10 cm土層，與T4不施肥處理相比，各施肥處理均改善了烤煙大田成熟前期(5月23日)煙株根系生長(zhǎng)狀況。其中，T2煙株根系區(qū)域內(nèi)其根長(zhǎng)、根重皆顯著大于T1，其中根長(zhǎng)是T1的5倍，而根重是T1的十多倍，而T3在此區(qū)域煙株根長(zhǎng)和根重則與T1無(wú)顯著差異。在10～20 cm土層，煙株根長(zhǎng)依T1、T2、T3、T4遞增，且各處理間差異顯著，而T3根重顯著高于其他3個(gè)處理，這可能與煙壟中肥料分布狀況差異有關(guān)。

表4 不同施肥處理大田煙株成熟前期根系生長(zhǎng)參數(shù)

2.4 不同施肥處理對(duì)煙株生理特性的影響

從煙株大田成熟前期(4月23日)葉片生理特性(圖1)來(lái)看，T2葉片葉綠素含量顯著高于其他3個(gè)處理，而葉片硝態(tài)氮含量則表現(xiàn)為T3處理顯著高于T2處理，T2顯著高于T1和T4。煙株葉片葉綠素和硝態(tài)氮含量的高低一定程度上反映了此期煙株葉片光合同化和對(duì)氮素吸收同化能力的強(qiáng)弱，因此，本試驗(yàn)結(jié)果充分說(shuō)明了與傳統(tǒng)化學(xué)肥料基肥穴施相比，中間條施可通過(guò)優(yōu)化大田煙株根系分布來(lái)顯著提升大田煙株成熟前期光合同化能力和此期對(duì)氮素的吸收和同化能力。

柱間無(wú)相同小寫字母表示組間差異顯著(P<0.05)。圖1 不同施肥處理對(duì)大田成熟前期煙株葉片生理特性影響

從此期煙株葉片淀粉含量來(lái)看，T3淀粉含量顯著低于其他3個(gè)處理，且其他3個(gè)處理之間差異不顯著，對(duì)煙株淀粉酶活性而言，則是T3和T4顯著高于T2和T1，這可能與該處理此期較強(qiáng)的氮素吸收同化而消耗較多的碳水化合物有關(guān)。

2.5 不同施肥處理對(duì)原煙經(jīng)濟(jì)性狀的影響

從表5可以看出，與T4不施肥處理相比，3種施肥方式均增加了原煙的產(chǎn)量，且3個(gè)施肥處理之間差異不顯著。與T1相比，T2原煙的均價(jià)增加2.35 元·kg-1，每667 m2產(chǎn)值增加600.27元，中上等煙比例增加7.24百分點(diǎn)，而T3則對(duì)原煙的各經(jīng)濟(jì)性狀皆無(wú)顯著影響。由此可見，中間條施的施肥方式主要是通過(guò)改善原煙的中上等煙比例及均價(jià)而提高原煙的經(jīng)濟(jì)效益，而雙側(cè)條施對(duì)提高原煙經(jīng)濟(jì)效益無(wú)顯著效應(yīng)。

表5 不同施肥處理原煙的經(jīng)濟(jì)性狀

2.6 不同施肥處理對(duì)原煙化學(xué)成分的影響

表6結(jié)果顯示，與T4不施肥處理相比，3種施肥方式均降低了中部葉(C3F)總糖和還原糖含量。與T1相比，T2和T3不同程度降低了中部葉總糖、還原糖含量，煙堿含量也略有下降，但由于總糖和還原糖含量下降幅度較大，其糖堿比也不同程度下降。對(duì)于上部葉(B2F)而言，4個(gè)處理間的變化規(guī)律與中部葉相似，綜合分析發(fā)現(xiàn)，以T2處理煙葉化學(xué)成分最佳。

表6 不同施肥處理對(duì)烤煙化學(xué)成分的影響

3 小結(jié)與結(jié)論

從植物營(yíng)養(yǎng)學(xué)的角度來(lái)說(shuō)，中間條施和雙側(cè)條施由于將等量的肥料均勻分散在煙株根系周邊，在空間上形成一種“分散相對(duì)集中、集中相對(duì)分散”的分布優(yōu)勢(shì)，充分滿足根系所觸空間的養(yǎng)分供給，利于煙株根系對(duì)養(yǎng)分的吸收利用，既能促進(jìn)煙株前期早生快發(fā)，又能為后期生長(zhǎng)奠定良好基礎(chǔ)。這與相關(guān)研究結(jié)論[16-18]相一致。而穴施則由于肥料過(guò)于集中，煙株前期養(yǎng)分生長(zhǎng)環(huán)境比較優(yōu)越，但隨著煙株不斷生長(zhǎng)，根系不斷發(fā)育延伸，到生長(zhǎng)中、后期，就會(huì)導(dǎo)致部分根系吸收的養(yǎng)分相對(duì)減少，造成生長(zhǎng)反不如中間條施。而在實(shí)際操作中，雙側(cè)條施需要更多的勞動(dòng)力投入，最終影響烤煙種植的效益[19]。

與穴施相比，中間條施可顯著增加煙株根系在0～10 cm的根長(zhǎng)和根重，提高大田煙株的株高、葉片數(shù)及葉片的擴(kuò)展，顯著增加煙株整株干物質(zhì)積累量；同時(shí)中間條施可顯著提高原煙產(chǎn)量和中上等煙葉的比例，進(jìn)而增加烤煙的產(chǎn)值；就品質(zhì)方面而言，中間條施可不同程度降低原煙的總糖、還原糖含量，煙堿含量趨于增加，煙葉的糖堿比不同程度下降，內(nèi)在化學(xué)成分協(xié)調(diào)度增加。由此可見，中間條施的施肥方式適合在該煙區(qū)推廣。