施氮量及氮磷鉀配比對(duì)土壤養(yǎng)分及烤煙生長發(fā)育的影響

祝利，鐘廣，曹明鋒，黃松青，湯燁，曾科涵，帥開峰，徐堅(jiān)強(qiáng)，鄧江濤，孔午圓*

(1 湖南省煙草公司常德市公司，湖南 常德 415000； 2 湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，湖南 長沙 410128)

烤煙是我國重要的經(jīng)濟(jì)作物之一，施肥對(duì)優(yōu)質(zhì)烤煙的形成和土壤可持續(xù)利用具有重要意義[1-2]。合理的氮、磷、鉀配比不僅可以促進(jìn)烤煙的生長發(fā)育，也能提高煙葉產(chǎn)質(zhì)量[3-6]。有機(jī)肥和無機(jī)肥混施，既能提高烤煙等作物產(chǎn)量，也可以促進(jìn)作物養(yǎng)分吸收利用，并具有改良土壤的作用[7-10]。土壤改良劑能提高植煙土壤pH值和養(yǎng)分含量，促進(jìn)煙葉生長發(fā)育，提高烤后煙葉產(chǎn)量和品質(zhì)，且具有用量少、成本低、生態(tài)環(huán)保、肥效好等特點(diǎn)[11-14]。

常德植煙區(qū)是湖南省重要煙葉生產(chǎn)區(qū)域，由于長期施用單一的化學(xué)肥料，導(dǎo)致本煙區(qū)植煙土壤出現(xiàn)板結(jié)、酸堿性失調(diào)、養(yǎng)分含量不均衡等問題，煙葉產(chǎn)質(zhì)量受到了一定程度的影響[15-17]。本研究對(duì)不同的施氮量、氮磷鉀配施比例，以及有機(jī)肥、無機(jī)肥與土壤調(diào)理劑混施對(duì)土壤養(yǎng)分及烤煙生長發(fā)育的影響進(jìn)行分析，以探討該煙區(qū)適宜的肥料管理措施，提高本煙區(qū)烤煙的產(chǎn)質(zhì)量。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料與地點(diǎn)

2021年，試驗(yàn)在石門縣南北鎮(zhèn)進(jìn)行。試驗(yàn)地土壤pH為 6.15，含有機(jī)質(zhì)22.8 g/kg、堿解氮172.4 mg/kg、有效磷13.2 mg/kg、速效鉀213.6 mg/kg?？緹熎贩N為云煙87。調(diào)理劑由廣東萬山土壤修復(fù)技術(shù)有限公司生產(chǎn)和提供(CaO+MgO+SiO2總含量≥44.0%，pH≥10.0)，結(jié)合翻地均勻撒施；菌肥由湖南宏碩生物科技有限公司生產(chǎn)和提供(有機(jī)質(zhì)含量約60%，微生物活菌數(shù)量≥2億個(gè)/g)；餅肥為由湖南省煙草公司生產(chǎn)和提供的發(fā)酵菜籽餅肥(有機(jī)質(zhì)含量約64%，速效氮含量約3.2%)；其它肥料由常德市煙草公司提供。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)及處理

試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，共設(shè)5個(gè)不同施肥模式處理(表1)，小區(qū)面積為60 m2，3次重復(fù)。2021年2月10日播種，5月5日移栽，株距0.5 m，行距1.2 m。移栽后7 d澆施提苗肥，移栽后30、45、55～60 d按照追肥總量分別追施50%、30%、20%的KNO3和K2SO4。其他生產(chǎn)技術(shù)和田間管理措施均按照當(dāng)?shù)貎?yōu)質(zhì)煙葉生產(chǎn)技術(shù)措施進(jìn)行。

表1 試驗(yàn)處理

1.3 測定項(xiàng)目及方法

記載大田移栽期、團(tuán)棵期、旺長期、各部位(下部、中部、上部)煙葉成熟期、終采期。終采后，每個(gè)處理采用5點(diǎn)法取根際10 cm區(qū)域0～25 cm根層土壤，參照文獻(xiàn)[18]測定pH、有機(jī)質(zhì)、堿解氮、有效磷、速效鉀含量。

打頂后7 d，每個(gè)處理選生長發(fā)育基本一致的10株煙，參照文獻(xiàn)[19]的方法，測定最大葉SPAD值、株高、莖圍、節(jié)距、葉片數(shù)、最大葉長度與寬度，計(jì)算葉面積(長×寬×0.634 5) 。然后選取3株，使用便攜式光合測定儀(LI-6400)測定最大葉凈光合速率(Pn)、氣孔導(dǎo)度(Gs)、胞間CO2濃度(Ci) 、蒸騰速率(Tr)等光合特性指標(biāo)；剪取最大葉，采用磺胺比色法測定硝酸還原酶(NR)活性。將每個(gè)處理的3株煙根系挖出洗凈，剪成3 cm左右小段，參照文獻(xiàn)[20]的方法測定根系體積；取細(xì)根5 g/株，采用TTC法測根系活力。每個(gè)處理選取3株，將其根、莖、葉分開，截成2～3 cm小段，稱取鮮質(zhì)量，然后置于烘箱中103 ℃殺青2 h后，78 ℃烘干至恒重，計(jì)算鮮干質(zhì)量比和干質(zhì)量根冠比。

1.4 數(shù)據(jù)處理及分析

采用SPSS13.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析；采用Duncan(α=0.05)法進(jìn)行多重比較。

2 結(jié)果及分析

2.1 不同處理對(duì)烤煙主要大田生育時(shí)期的影響

不同施肥模式下，烤煙的大田生育時(shí)期一致，團(tuán)棵期、旺長期分別為6月3日、6月20日，下部、中部、上部煙葉成熟期分別為7月15日、7月25日和8月18日，終采期為9月20日，整個(gè)大田生育期為138 d。結(jié)果表明，不同施肥處理對(duì)大田生育時(shí)期沒有影響。

2.2 不同處理對(duì)煙株主要生理指標(biāo)的影響

從表2可知，打頂后7 d，最大葉SPAD值表現(xiàn)為T2>T3>T4>T1>CK；T2、T3無顯著差異，但均顯著高于T4、T1和CK；T4、T1無顯著性差異，且均顯著高于CK。最大葉硝酸還原酶活性表現(xiàn)為T2>T3>T4>T1>CK；T2顯著高于T4、T1和CK，但與T3差異不顯著；T3、T4、T1處理間差異不顯著，且均顯著高于CK。根系體積表現(xiàn)為T2>T3>T4>T1>CK；T2顯著高于其他各處理，T1、T3、T4間無顯著性差異，且均顯著高于CK。根系活性表現(xiàn)為T2>T3>T4>T1>CK；T2、T3顯著高于T1和CK，但與T4無顯著差異；T1與T4差異不顯著，且均顯著高于CK。

表2 不同處理烤煙打頂后7 d最大葉的SPAD值、NR活性以及根系的體積和活性

打頂后7 d，不同處理烤煙最大葉光合生理特性指標(biāo)見表3。凈光合速率表現(xiàn)為T2>T3>T4>T1>CK；T2與T3差異不顯著，均顯著高于其他處理；T1與T4無顯著性差異，且均顯著高于CK。氣孔導(dǎo)度表現(xiàn)為T2>T3>T4>T1>CK；除T3與T4差異不顯著以外，其他處理間均有顯著性差異。胞間CO2濃度表現(xiàn)為CK>T1>T4>T3>T2；CK顯著高于T4、T3和T2，但與T1差異不顯著；T1與T4、T3無顯著性差異，但顯著高于T2；T2與T3則差異不顯著。蒸騰速率表現(xiàn)為T2>T3>T4>T1>CK；T2顯著高于其他各處理；T3與T4無顯著性差異，但顯著高于T1和CK；T4與T1無顯著性差異，均顯著高于CK。

結(jié)果表明，T2處理烤煙的光合作用效果最佳，其次分別為T3、T4、T1和CK。

表3 不同處理烤煙打頂后7 d最大葉光合特性指標(biāo)

2.3 不同處理主要農(nóng)藝性狀指標(biāo)及煙株干物質(zhì)積累量

打頂后7 d，不同處理烤煙的主要農(nóng)藝性狀見表4。株高表現(xiàn)為T2>T3>T1>T4>CK，莖圍表現(xiàn)為T2>T3>T4>T1>CK，節(jié)距表現(xiàn)為T2>T3>T4>T1>CK，最大葉葉面積表現(xiàn)為T2>T3>T4>T1>CK，但處理間均無顯著性差異。

表4 不同處理烤煙打頂后7 d主要農(nóng)藝性狀指標(biāo)

打頂后7 d，不同處理干物質(zhì)積累量見表5。根系干質(zhì)量表現(xiàn)為T2>T3>T4>T1>CK，T2顯著高于T4、T1和CK；根系干鮮質(zhì)量比也表現(xiàn)為T2>T3>T4>T1>CK，且T2、T3顯著高于CK。莖干質(zhì)量表現(xiàn)為T2>T3>T4>T1>CK，T2、T3顯著高于CK，其他處理間無顯著性差異；莖干鮮質(zhì)量比表現(xiàn)為T2>T3>CK>T4>T1，處理間無顯著性差異。葉干質(zhì)量表現(xiàn)為T2>T3>T4>T1>CK，葉干鮮質(zhì)量比表現(xiàn)為T2>T3>T1>T4>CK，處理間均無顯著性差異。全株干質(zhì)量根冠比表現(xiàn)為T1>T2=T3>T4>CK，CK顯著低于其他各處理，其余處理間無顯著性差異。全株干質(zhì)量表現(xiàn)為T2>T3>T4>T1>CK，T2與T3無顯著性差異，但顯著高于T4、T1和CK；T3、T4、T1處理間差異不顯著，但均顯著高于CK。

結(jié)果表明，T2處理煙株的生長發(fā)育和干質(zhì)量積累表現(xiàn)最好，其次為T3、T4。

表5 不同處理烤煙打頂后7 d煙株干物質(zhì)積累量

2.4 移栽前后土壤pH及主要養(yǎng)分含量變化

移栽前試驗(yàn)點(diǎn)土壤pH為6.15，有機(jī)質(zhì)含量為22.8 g/kg，堿解氮含量為192.4 mg/kg，有效磷含量為13.2 mg/kg，速效鉀含量為213.6 mg/kg。從表6可知，終采后，土壤pH表現(xiàn)為T1>T4>T2=T3>CK，T1、T2、T3、T4分別較CK高0.44、0.38、0.38和0.40；土壤有機(jī)質(zhì)含量表現(xiàn)為T1>T2>T3>T4>CK，T1、T2、T3、T4分別較CK高2.6、2.3、1.8、1.2 g/kg；堿解氮表現(xiàn)為T2>T3>T1>T4>CK，T1、T2、T3、T4分別較CK高9.4、18.9、13.5、7.4 g/kg；有效磷表現(xiàn)為T4>T3>T2>CK>T1，T1、T2、T3、T4分別較CK高-1.4、3.3、5.6、8.2 g/kg；速效鉀表現(xiàn)為T4>T2>T3>T1>CK，T1、T2、T3、T4分別較CK高2.4、5.8、4.1、6.9 g/kg。

結(jié)果表明，與對(duì)照相比較，本試驗(yàn)各施肥處理均可提高土壤pH、土壤有機(jī)質(zhì)、堿解氮、有效磷和速效鉀含量，且終采后土壤速效養(yǎng)分含量均較高[21]。

表6 各處理終采后試驗(yàn)地土壤pH及養(yǎng)分含量

3 討論

湖南省一般適產(chǎn)優(yōu)質(zhì)煙田的土壤pH為5.5～6.5，有機(jī)質(zhì)含量均值為35.5 g/kg，全氮含量≥2.2 g/kg、全磷含量≥0.9 g/kg、全鉀含量≥18.2 g/kg、堿解氮含量≥180.0 mg/g、有效磷含量≥40.1 mg/g、速效鉀含量≥280.0 mg/g[22]。前人研究[15-17]表明，常德植煙區(qū)常年施氮量維持在150.0～172.5 kg/hm2，氮磷鉀配施比例一般為1∶1.1～1.1∶2.5～3.5。由于成土母質(zhì)、生態(tài)環(huán)境條件及耕作制度和種植技術(shù)的差異，不同煙區(qū)適宜的施肥技術(shù)也不盡一致。石門煙區(qū)在總氮施用量157.5 kg/hm2、氮磷鉀施用比例1∶1.1∶2.7情況下，煙葉生長發(fā)育較好，產(chǎn)量和品質(zhì)較高。本研究結(jié)果表明，施氮量157.5～172.5 kg/hm2、氮磷鉀施用比例1∶1.1～1.2∶2.5～2.7的施肥處理，煙葉田間生長發(fā)育較好。

相關(guān)研究[23-24]指出，配施有機(jī)肥有利于改善煙田土壤物理、化學(xué)和生物學(xué)性狀，提高土壤質(zhì)量，提升烤煙產(chǎn)質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)煙葉生產(chǎn)。本研究中，配施一定量的有機(jī)肥，能有效改良土壤，提高土壤養(yǎng)分含量，從而促進(jìn)煙葉生長發(fā)育和干物質(zhì)積累。

一定施氮量及氮磷鉀比例下，配施土壤調(diào)理劑90～150 g/株，能有效提高土壤養(yǎng)分含量，改良土壤，形成有利于提高烤煙產(chǎn)量與品質(zhì)的土壤環(huán)境，促進(jìn)煙葉生長發(fā)育[25-27]。本研究也發(fā)現(xiàn)，一定量的土壤調(diào)理劑可提高土壤pH、有機(jī)質(zhì)、堿解氮、有效磷和速效鉀含量，促進(jìn)煙葉生長發(fā)育及干物質(zhì)積累量的增加。

4 結(jié)論

常德石門煙區(qū)旱地植煙土壤條件下，采用142.5～172.5 kg/hm2施氮量、1∶1.1～1.2∶2.5～3.5氮磷鉀施用比、配施600 kg/hm2餅肥(菌肥)和1 500 kg/hm2土壤調(diào)理劑的施肥措施，有利于改良土壤、提高土壤養(yǎng)分含量，從而促進(jìn)煙葉生長發(fā)育。