施氮量對(duì)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(tuán)，付 斌，楊曉斌，李曉婷

（1.廣西中煙工業(yè)有限責(zé)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(jì)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(guān)［1，2］。目前，關(guān)于氮肥施用量對(duì)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(rèn)為，K326 烤煙干物質(zhì)和氮素積累主要在旺長(zhǎng)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(qiáng)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(tuán)棵期至旺長(zhǎng)期之間；姚倩等［5］報(bào)道了高鋅低氮和低鋅中氮處理可促進(jìn)煙葉鋅含量的累積，煙葉品質(zhì)較好，但是關(guān)于不同氮素水平對(duì)紅大烤煙干物質(zhì)及養(yǎng)分積累和分配的影響報(bào)道較少，尤其施氮肥對(duì)煙葉大量元素和中微量元素含量和積累的影響鮮見報(bào)道。同時(shí)，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(yàn)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(duì)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(dòng)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(dāng)?shù)乜緹熎贩N適宜施氮量，以期為當(dāng)?shù)乜緹熓┓始夹g(shù)提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)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(jī)無機(jī)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(jī)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(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)共設(shè)4 個(gè)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(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，重復(fù)3 次，共計(jì)12 個(gè)小區(qū)，每個(gè)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(jī)無機(jī)復(fù)合肥施用依據(jù)為每個(gè)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(bǔ)充。施肥方法為移栽時(shí)各處理按照50%有機(jī)無機(jī)復(fù)合肥、補(bǔ)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(duì)水澆施，揭膜培土?xí)r剩余50%有機(jī)無機(jī)復(fù)合肥與150 kg/hm2硫酸鉀作追肥對(duì)水澆施，其他栽培措施按當(dāng)?shù)貎?yōu)質(zhì)煙葉管理規(guī)范進(jìn)行。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目與方法

每個(gè)處理分別于煙株團(tuán)棵期、旺長(zhǎng)期、現(xiàn)蕾期和打頂后10 d 選擇長(zhǎng)勢(shì)均勻一致的3 株烤煙進(jìn)行采集。采集煙株時(shí)用土鏟挖取，包括煙株整個(gè)根系，盡量不傷根，然后將煙株樣品帶回實(shí)驗(yàn)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(shí)測(cè)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(cè)定；全磷含量采用釩鉬黃比色法測(cè)定；全鉀含量采用火焰光度計(jì)法測(cè)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(cè)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(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel 2010 和SPSS 21.0 軟件進(jìn)行處理、統(tǒng)計(jì)分析和相關(guān)圖形繪制。

2 結(jié)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(zhǎng)發(fā)育狀況的最重要指標(biāo)。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(jìn)程的推進(jìn)而逐漸增加。其中，不同施氮量處理煙葉干重均表現(xiàn)為團(tuán)棵期至現(xiàn)蕾期呈增長(zhǎng)趨勢(shì)，尤其是團(tuán)棵期至旺長(zhǎng)期呈急劇增加趨勢(shì)，現(xiàn)蕾期至打頂期呈緩慢增加趨勢(shì)；不同施氮量處理莖稈和根系干重均表現(xiàn)為團(tuán)棵期至打頂期呈急劇增加趨勢(shì)。同時(shí)，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(yīng)考慮在團(tuán)棵期通過合理施用肥料促進(jìn)煙葉旺長(zhǎng)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(shì)。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(shí)，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(zhǎng)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(yíng)養(yǎng)元素吸收量變化

煙株干物質(zhì)積累與對(duì)養(yǎng)分的吸收密切相關(guān)。由圖2 可知，隨生育期推進(jìn)，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(shì)，在所調(diào)查的生育期中，團(tuán)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(shì)，在旺長(zhǎng)期各營(yíng)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(shì)，在旺長(zhǎng)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?xiàng)l件下團(tuán)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(zhǎng)期為吸收高峰，有利于養(yǎng)分吸收與干物質(zhì)積累。因此，結(jié)合當(dāng)?shù)刂矡熗寥罈l件和施肥習(xí)慣，有效鎂缺乏的土壤建議在基肥或追肥時(shí)應(yīng)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(duì)營(yíng)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(shí)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(xué)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(guó)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(xué)成分協(xié)調(diào)性較適宜，而本試驗(yàn)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(guān)注氮肥的同時(shí)應(yīng)注意配施磷肥，且二者比例應(yīng)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(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院煙草研究所對(duì)煙葉鎂含量劃分標(biāo)準(zhǔn)，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(shí)，巴西優(yōu)質(zhì)煙葉鋅含量為0.001%～0.003%，中國(guó)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(duì)烤煙營(yíng)養(yǎng)元素吸收和變化趨勢(shì)來看，N3 和N4 處理（即施用純氮75、90 kg/hm2）有利于營(yíng)養(yǎng)元素的吸收和協(xié)調(diào)。但是針對(duì)煙葉磷和硼含量偏低，應(yīng)根據(jù)紅大烤煙對(duì)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(zhǎng)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(yíng)養(yǎng)元素積累量變化

煙株?duì)I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(jìn)，煙葉氮、磷、鉀營(yíng)養(yǎng)元素積累量均表現(xiàn)在現(xiàn)蕾期達(dá)到高峰，鎂、鋅和硼營(yíng)養(yǎng)元素積累量逐漸提高。但是團(tuán)棵期到旺長(zhǎng)期是煙葉營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)積累的關(guān)鍵時(shí)期，煙葉營(yíng)養(yǎng)元素積累量以12 倍甚至58 倍增加，而旺長(zhǎng)期至現(xiàn)蕾期煙葉營(yíng)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(yíng)養(yǎng)元素積累量反而下降。隨著氮素水平的增加，團(tuán)棵期煙葉營(yíng)養(yǎng)元素積累量差異不顯著；旺長(zhǎng)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(yíng)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(yíng)養(yǎng)元素積累較高，N1 處理的煙葉營(yíng)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(yíng)養(yǎng)元素的積累，且必須在團(tuán)棵期左右施肥促進(jìn)烤煙旺長(zhǎng)，有利于營(yíng)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(jìn)烤煙生長(zhǎng)發(fā)育，是獲得作物高產(chǎn)和養(yǎng)分高效的基礎(chǔ)，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(bào)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(píng)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(jì)效益和香氣質(zhì)量。大量研究表明，氮素營(yíng)養(yǎng)與紅大烤煙產(chǎn)量與品質(zhì)的形成密切相關(guān)，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(chǔ)，增施氮水平有利于葉片干物質(zhì)和氮磷鉀積累［3-7］。同時(shí)孫海人等［19］研究表明，添加有機(jī)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(dāng)?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(jié)果相似，但是還需要對(duì)煙葉品質(zhì)進(jìn)行分析，是否提升煙葉品質(zhì)，從而進(jìn)一步篩選適宜施氮量。本試驗(yàn)研究結(jié)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(yíng)養(yǎng)元素綜合調(diào)控技術(shù)，實(shí)現(xiàn)增產(chǎn)提質(zhì)，為當(dāng)?shù)丶t大營(yíng)養(yǎng)調(diào)控技術(shù)提供理論依據(jù)。

不同施氮水平影響煙株干物質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)積累動(dòng)態(tài)變化。劉衛(wèi)群等［3］報(bào)道了不同施氮水平下煙葉旺長(zhǎng)期內(nèi)干物質(zhì)積累量占比達(dá)63%～74%，氮積累量達(dá)60%～65%；高華軍等［20］試驗(yàn)研究表明，施氮處理的氮磷鉀吸收強(qiáng)度在移栽后51～65 d 即旺長(zhǎng)期達(dá)到最高；李振華［21］研究了不同硼鋅用量對(duì)煙葉硼鋅積累的影響，發(fā)現(xiàn)煙葉對(duì)硼積累集中在中后期，對(duì)鋅積累集中在前期和后期。本研究中，紅大煙葉干重和營(yíng)養(yǎng)元素積累均在團(tuán)棵期至旺長(zhǎng)期急劇增加，并且硼、鋅和鎂積累量隨時(shí)期逐漸增加，這與前人的研究結(jié)果較一致［3，20］，旺長(zhǎng)期是煙葉干物質(zhì)積累和營(yíng)養(yǎng)元素積累的關(guān)鍵時(shí)期。此外，本研究發(fā)現(xiàn)煙葉鎂含量在團(tuán)棵期有吸收高峰，這與李永忠等［22］研究的烤煙團(tuán)棵期鎂吸收最高約占55.3%的結(jié)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(zhǎng)期達(dá)到吸收高峰，加上煙葉磷和硼含量較缺乏，并且考慮營(yíng)養(yǎng)元素間的相互作用以及煙葉對(duì)營(yíng)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(tuán)棵期前施用，促進(jìn)烤煙旺長(zhǎng)期干物質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)積累，硼肥在旺長(zhǎng)期葉面噴施提高煙葉品質(zhì)?？傊a(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(diǎn)，調(diào)整當(dāng)?shù)厥┓蚀胧_(dá)到提高烤煙產(chǎn)量和質(zhì)量的目的。