施氮量對紅大烤煙干物質(zhì)積累與養(yǎng)分吸收的影響

劉久羽，李 智，闞宏偉，徐茂華，林躍平，陳繼華，王洪團，付 斌，楊曉斌，李曉婷

（1.廣西中煙工業(yè)有限責任公司，南寧 530000；2.云南省煙草公司保山市公司，云南 保山 678000；3.云南五佳生物科技有限公司，昆明 650106）

烤煙作為一種產(chǎn)、質(zhì)并重的葉用經(jīng)濟作物，煙葉的產(chǎn)量和品質(zhì)與煙葉干物質(zhì)積累和養(yǎng)分吸收積累密切相關［1，2］。目前，關于氮肥施用量對烤煙干物質(zhì)積累和養(yǎng)分吸收研究取得了大量成果［3-6］。劉衛(wèi)群等［3］研究認為，K326 烤煙干物質(zhì)和氮素積累主要在旺長期完成，隨施氮量增加而增加，且適宜施氮量為97.5 kg/hm2；周柳強等［4］研究發(fā)現(xiàn)，云煙85 煙葉在不同氮肥用量下，增施氮肥烤煙增產(chǎn)39%以上，氮磷鉀吸收高峰均在團棵期至旺長期之間；姚倩等［5］報道了高鋅低氮和低鋅中氮處理可促進煙葉鋅含量的累積，煙葉品質(zhì)較好，但是關于不同氮素水平對紅大烤煙干物質(zhì)及養(yǎng)分積累和分配的影響報道較少，尤其施氮肥對煙葉大量元素和中微量元素含量和積累的影響鮮見報道。同時，不同的環(huán)境條件也影響烤煙干物質(zhì)和養(yǎng)分吸收的積累［7，8］。因此，本研究立足試驗區(qū)域烤煙種植“前中期干旱、后期降雨偏多”的氣候條件，系統(tǒng)研究了不同施氮水平對烤煙干物質(zhì)積累、分配及煙葉氮、磷、鉀、鎂、鋅和硼養(yǎng)分吸收與積累的動態(tài)變化規(guī)律，探明紅大烤煙品種的養(yǎng)分吸收特性，篩選當?shù)乜緹熎贩N適宜施氮量，以期為當?shù)乜緹熓┓始夹g提供科學依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗于2019 年在保山市昌寧縣珠街鎮(zhèn)羊街村羅漢田地塊開展。供試烤煙品種為紅花大金元；供試肥料為烤煙專用有機無機專用肥（N∶P2O5∶K2O=8∶12∶19）、過磷酸鈣（P2O5=18%）、氮鉀肥（N∶P2O5∶K2O=16∶0∶30）以及硫酸鉀（K2O=50%）；供試土壤為紅壤土，肥力中等，pH 7.11、有機質(zhì)22.86 g/kg、堿解氮100.68 mg/kg、速效磷11.90 mg/kg、速效鉀245.10 mg/kg、有效硼0.46 mg/kg、有效鎂288.40 mg/kg、有效鋅0.70 mg/kg、水溶性氯離子24.93 mg/kg。

1.2 試驗設計

試驗共設4 個施氮水平，分別是N1（45 kg/hm2）、N2（60 kg/hm2）、N3（75 kg/ hm2）、N4（90 kg/hm2）。各處理采用隨機區(qū)組設計，重復3 次，共計12 個小區(qū)，每個小區(qū)種植烤煙100 株，種植密度為行距110 cm，株距55 cm。各處理煙草專用有機無機復合肥施用依據(jù)為每個處理的氮素水平統(tǒng)一減去氮鉀肥的氮素水平后的差值推算得到。氮鉀肥施用75 kg/hm2、硫酸鉀施用150 kg/hm2，其余磷肥和鉀肥不足用過磷酸鈣和硫酸鉀補充。施肥方法為移栽時各處理按照50%有機無機復合肥、補充過磷酸鈣與硫酸鉀作基肥環(huán)施，移栽10 d 后75 kg/hm2氮鉀肥作提苗肥對水澆施，揭膜培土時剩余50%有機無機復合肥與150 kg/hm2硫酸鉀作追肥對水澆施，其他栽培措施按當?shù)貎?yōu)質(zhì)煙葉管理規(guī)范進行。

1.3 測定項目與方法

每個處理分別于煙株團棵期、旺長期、現(xiàn)蕾期和打頂后10 d 選擇長勢均勻一致的3 株烤煙進行采集。采集煙株時用土鏟挖取，包括煙株整個根系，盡量不傷根，然后將煙株樣品帶回實驗室，用自來水沖洗干凈后再用吸水紙吸干水分，用剪刀將煙株根系、莖和煙葉分開，用電子天平分別稱量三者的鮮重。稱重后的煙葉、根系、莖分別放入牛皮紙文件袋內(nèi)，放入105 ℃烘箱中殺青30 min，再在70 ℃烘干至恒重，用電子天平稱取干重。同時測定烘干煙葉的全氮、全磷、全鉀、全鎂、全硼和全鋅的含量，全氮含量采用硫酸雙氧水消煮蒸餾法測定；全磷含量采用釩鉬黃比色法測定；全鉀含量采用火焰光度計法測定［8］；煙葉樣品烘干，粉碎經(jīng)40 目篩，采用原子吸收分光光度法測定煙葉全鎂、全硼和全鋅含量［7］。

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析

試驗數(shù)據(jù)采用Excel 2010 和SPSS 21.0 軟件進行處理、統(tǒng)計分析和相關圖形繪制。

2 結果與分析

2.1 不同生育期煙株干物質(zhì)積累與分配變化

烤煙干物質(zhì)積累量是反映烤煙生長發(fā)育狀況的最重要指標。由圖1 可知，各處理的紅大烤煙單株煙葉、莖稈、根系干重和整株烤煙總生物量積累隨著生育進程的推進而逐漸增加。其中，不同施氮量處理煙葉干重均表現(xiàn)為團棵期至現(xiàn)蕾期呈增長趨勢，尤其是團棵期至旺長期呈急劇增加趨勢，現(xiàn)蕾期至打頂期呈緩慢增加趨勢；不同施氮量處理莖稈和根系干重均表現(xiàn)為團棵期至打頂期呈急劇增加趨勢。同時，各處理烤煙干物質(zhì)積累分配均表現(xiàn)為煙葉＞莖稈＞根系。因此，紅大烤煙品種應考慮在團棵期通過合理施用肥料促進煙葉旺長期的干物質(zhì)積累，有利于提高煙葉產(chǎn)量。從不同處理來看，隨著施氮水平的增加，烤煙不同器官和整株干物質(zhì)積累呈增加趨勢。其中，N1 處理的干物質(zhì)積累最低，其次是N2 處理，而N3 和N4 處理較優(yōu)，表明紅大烤煙品種配施純氮75～90 kg/hm2有利于干物質(zhì)的積累，提高其產(chǎn)量。同時，配施純氮45 kg/hm2處理烤煙干重積累增加水平較低，主要表現(xiàn)在旺長至現(xiàn)蕾階段，并且莖稈干重增加緩慢，可能氮肥施用量過低造成后期土壤供肥能力較弱，不利于烤煙地上部干物質(zhì)積累，煙葉產(chǎn)量偏低。

圖1 不同施氮量烤煙不同器官干物質(zhì)的積累

2.2 不同生育期煙葉營養(yǎng)元素吸收量變化

煙株干物質(zhì)積累與對養(yǎng)分的吸收密切相關。由圖2 可知，隨生育期推進，N1 和N2 處理的煙葉全氮含量和各處理的煙葉鎂含量均呈降低趨勢，在所調(diào)查的生育期中，團棵期含量最高；而N4 處理的煙葉全氮、全磷、全鉀、全鋅和全硼含量均呈先升高后降低的趨勢，在旺長期各營養(yǎng)元素含量最高，N3 處理的煙葉全氮、全磷、全鋅和全硼含量均呈先升高后降低的趨勢，在旺長期全氮、全磷和全硼含量最高。說明紅大煙葉全鎂含量以及低氮處理條件下團棵期為吸收高峰，而磷、鉀、鋅和硼用量以及適宜氮肥用量以旺長期為吸收高峰，有利于養(yǎng)分吸收與干物質(zhì)積累。因此，結合當?shù)刂矡熗寥罈l件和施肥習慣，有效鎂缺乏的土壤建議在基肥或追肥時應用鎂肥，利于煙葉鎂的高效吸收，提高煙葉品質(zhì)。

圖2 不同施氮量煙葉養(yǎng)分含量的變化

不同氮素水平影響烤煙對營養(yǎng)元素的吸收利用。煙葉全氮含量表現(xiàn)為N1 和N2 處理較低，而N3和N4 處理較高；同時烤煙適宜氮含量為1.5%～3.5%［9］，N1 和N2 處理的煙葉全氮含量處于適宜范圍內(nèi)下限，而N3 和N4 處理適宜，利于提高煙葉化學成分。煙葉全磷含量表現(xiàn)為打頂期前N4 處理較高，打頂期后較低；劉超等［10］研究發(fā)現(xiàn)，津巴布韋初烤煙葉磷含量變幅為0.45%～0.67%，中國烤煙磷含量變幅為0.25%～0.66%，平均值為0.43%，并且煙葉全磷含量居中和高的化學成分協(xié)調(diào)性較適宜，而本試驗中各處理全磷含量為0.25%～0.30%，處于范圍內(nèi)下限，因此生產(chǎn)上在關注氮肥的同時應注意配施磷肥，且二者比例應適宜。

煙葉全鉀含量表現(xiàn)為打頂期前N1 處理較低，N3 和N4 處理較高，但在打頂期后和烘烤期后各處理間差異較小，原因可能為前期煙葉全鉀含量主要來源于肥料，后期由于土壤速效鉀含量豐富而以土壤來源為主［11］，造成各處理間全鉀含量差異不明顯，且較豐富。煙葉全鎂、全鋅和全硼含量均表現(xiàn)為N1 處理較低，N3 和N4 處理較高。根據(jù)中國農(nóng)業(yè)科學院煙草研究所對煙葉鎂含量劃分標準，鎂含量0.4%～1.5%為正常［12］，而各施肥處理煙葉全鎂含量變幅為0.41%～0.55%，煙葉鎂含量正常，不存在鎂不足或過量現(xiàn)象。同時，巴西優(yōu)質(zhì)煙葉鋅含量為0.001%～0.003%，中國分布范圍為0.002%～0.008%［13］，而各處理煙葉鋅含量變幅為0.004%～0.006%，煙葉鋅含量豐富。云南煙區(qū)煙葉硼含量平均值為0.002 6%［14］，而N1 和N2 處理煙葉全硼含量偏低。

因此，從不同處理對烤煙營養(yǎng)元素吸收和變化趨勢來看，N3 和N4 處理（即施用純氮75、90 kg/hm2）有利于營養(yǎng)元素的吸收和協(xié)調(diào)。但是針對煙葉磷和硼含量偏低，應根據(jù)紅大烤煙對磷和硼的吸收高峰以及離子間拮抗作用，建議磷肥作基肥和追肥，硼肥在煙葉旺長期葉面噴施來提高煙葉磷和硼含量。

2.3 不同生育期煙葉營養(yǎng)元素積累量變化

煙株營養(yǎng)元素積累受生育期和不同氮素水平影響。由表1 可知，隨生育期的推進，煙葉氮、磷、鉀營養(yǎng)元素積累量均表現(xiàn)在現(xiàn)蕾期達到高峰，鎂、鋅和硼營養(yǎng)元素積累量逐漸提高。但是團棵期到旺長期是煙葉營養(yǎng)物質(zhì)積累的關鍵時期，煙葉營養(yǎng)元素積累量以12 倍甚至58 倍增加，而旺長期至現(xiàn)蕾期煙葉營養(yǎng)元素積累僅有1 倍增加量，現(xiàn)蕾期至打頂期后煙葉有些營養(yǎng)元素積累量反而下降。隨著氮素水平的增加，團棵期煙葉營養(yǎng)元素積累量差異不顯著；旺長期，煙葉氮、磷、鉀、硼元素部分處理間差異顯著，N4處理的煙葉營養(yǎng)元素積累量最高，但與N3 處理之間差異不顯著，表明氮水平提高有利于增加煙葉的產(chǎn)量；現(xiàn)蕾期和打頂期后，N3 和N4 處理的煙葉營養(yǎng)元素積累較高，N1 處理的煙葉營養(yǎng)元素積累最低。因此，N3 和N4 處理即配施純氮75、90 kg/hm2有利于煙葉營養(yǎng)元素的積累，且必須在團棵期左右施肥促進烤煙旺長，有利于營養(yǎng)物質(zhì)積累，提高煙葉產(chǎn)量。

表1 不同施氮量煙葉養(yǎng)分積累的變化

3 討論

適宜的氮肥施用量有利于烤煙養(yǎng)分和干物質(zhì)的積累，促進烤煙生長發(fā)育，是獲得作物高產(chǎn)和養(yǎng)分高效的基礎，而氮素含量過高或過低都不利于烤煙產(chǎn)質(zhì)量［15］。李天福等［16］報道，紅大品種耐肥力最低，每株施用5 g 氮素的紅大烤煙產(chǎn)量最高，隨施氮量增加產(chǎn)量反而降低。李銀科等［17］研究表明，施用中等水平純氮（90 kg/hm2）的云南紅花大金元煙葉香味物質(zhì)協(xié)調(diào)性較好，感官評吸總分較高。李娜等［18］研究建議，福建、河南、貴州以及湖南省的紅大品種施氮量需適度增加，有利于提高煙葉經(jīng)濟效益和香氣質(zhì)量。大量研究表明，氮素營養(yǎng)與紅大烤煙產(chǎn)量與品質(zhì)的形成密切相關，不同生態(tài)環(huán)境紅大品種烤煙適宜施氮量不同。干物質(zhì)與養(yǎng)分積累是烤煙產(chǎn)量和品質(zhì)形成的基礎，增施氮水平有利于葉片干物質(zhì)和氮磷鉀積累［3-7］。同時孫海人等［19］研究表明，添加有機氮也有利于烤煙干物質(zhì)和氮磷鉀養(yǎng)分積累。本研究中紅大配施純氮75～90 kg/hm2的烤煙干物質(zhì)和養(yǎng)分吸收積累較高，有利于提高煙葉產(chǎn)量。因此，推薦當?shù)丶t大品種配施純氮75～90 kg/hm2，這與李天福等［16］、李銀科等［17］的研究結果相似，但是還需要對煙葉品質(zhì)進行分析，是否提升煙葉品質(zhì)，從而進一步篩選適宜施氮量。本試驗研究結果發(fā)現(xiàn)，煙葉磷和硼含量偏低，建議增施磷肥和硼肥，并深入開展氮、磷和硼等營養(yǎng)元素綜合調(diào)控技術，實現(xiàn)增產(chǎn)提質(zhì)，為當?shù)丶t大營養(yǎng)調(diào)控技術提供理論依據(jù)。

不同施氮水平影響煙株干物質(zhì)和營養(yǎng)積累動態(tài)變化。劉衛(wèi)群等［3］報道了不同施氮水平下煙葉旺長期內(nèi)干物質(zhì)積累量占比達63%～74%，氮積累量達60%～65%；高華軍等［20］試驗研究表明，施氮處理的氮磷鉀吸收強度在移栽后51～65 d 即旺長期達到最高；李振華［21］研究了不同硼鋅用量對煙葉硼鋅積累的影響，發(fā)現(xiàn)煙葉對硼積累集中在中后期，對鋅積累集中在前期和后期。本研究中，紅大煙葉干重和營養(yǎng)元素積累均在團棵期至旺長期急劇增加，并且硼、鋅和鎂積累量隨時期逐漸增加，這與前人的研究結果較一致［3，20］，旺長期是煙葉干物質(zhì)積累和營養(yǎng)元素積累的關鍵時期。此外，本研究發(fā)現(xiàn)煙葉鎂含量在團棵期有吸收高峰，這與李永忠等［22］研究的烤煙團棵期鎂吸收最高約占55.3%的結果較一致，可在缺鎂的植煙區(qū)域考慮鎂肥基施。而煙葉氮、磷、鉀、鋅和硼含量在旺長期達到吸收高峰，加上煙葉磷和硼含量較缺乏，并且考慮營養(yǎng)元素間的相互作用以及煙葉對營養(yǎng)元素需求量和規(guī)律，建議氮、磷、鉀肥等基肥和追肥在團棵期前施用，促進烤煙旺長期干物質(zhì)和營養(yǎng)積累，硼肥在旺長期葉面噴施提高煙葉品質(zhì)。總之，生產(chǎn)中可根據(jù)紅大烤煙需氮量和氮、磷、鉀、鎂、鋅、硼吸收積累特點，調(diào)整當?shù)厥┓蚀胧?，達到提高烤煙產(chǎn)量和質(zhì)量的目的。