增施鎂肥對富川煙區(qū)烤煙養(yǎng)分吸收及產(chǎn)質(zhì)量的影響

賈海江，范曉蘇，石保峰，郭 霜，梁瓊月，韋建玉，首安發(fā)，沈方科

（1.廣西中煙工業(yè)有限責任公司，廣西 南寧 530001；2.廣西大學農(nóng)學院，植物科學國家級實驗教學示范中心，廣西 南寧 530004；3.廣西壯族自治區(qū)煙草公司賀州市公司，廣西 賀州 542899）

鎂是煙葉生長所必需的營養(yǎng)元素之一，煙株整個生長發(fā)育時期都需要鎂元素。鎂的缺乏會影響煙葉的光合性能，使煙株出現(xiàn)碳代謝受阻、氮代謝水平降低等一系列問題，最終降低煙葉的產(chǎn)量和品質(zhì)[1]。研究表明，鉀（K）、鈣（Ca）、鎂（Mg）3 種養(yǎng)分之間存在一定的交互作用[2]。例如：在土壤有效鉀富余的情況下，可能依然無法滿足烤煙需求；當土壤中交換性鈣鎂比值過高時，煙葉中缺鎂的現(xiàn)象也比較普遍[3]。一般認為，土壤交換性鈣鎂比值適合的范圍為5～10，超過20 烤煙便會出現(xiàn)缺鎂癥狀[4]。研究表明，土壤中有效鉀與煙葉中鉀表現(xiàn)為正相關(guān)關(guān)系[5]，但土壤中有效鉀的供應(yīng)達到一定程度時，會抑制煙葉對鉀的吸收[6]，不利于煙葉中鉀鈣鎂的平衡。煙葉中鎂的含量與土壤中有效鎂含量呈正相關(guān)關(guān)系，煙葉對鎂的吸收同時還受氣候條件、土壤類型及養(yǎng)分間相互作用的影響[6-7]。南方地區(qū)土壤多為酸性，且風化強烈，土壤中的鎂元素易被雨水淋失，因此南方地區(qū)土壤中的鎂含量普遍偏低。

富川縣是廣西重要的烤煙種植區(qū)之一。由于長期植煙，該煙區(qū)土壤有效鉀與鎂的比值以及交換性鈣鎂比值普遍偏高，導致煙株對鎂的吸收受阻，表現(xiàn)出缺鎂現(xiàn)象，從而影響烤煙的產(chǎn)量與品質(zhì)。因此，研究以K326 為供試烤煙品種，以中量元素水溶肥（含鎂9%）為供試鎂肥，在土壤有效鉀鎂比值和有效鈣鎂比值均偏高的長期植煙田開展肥效試驗，探索增施鎂肥對平衡煙葉營養(yǎng)元素和提高烤煙產(chǎn)質(zhì)量的效果，為科學指導富川煙區(qū)合理施肥提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗于2022 年3 月至8 月在富川縣富陽鎮(zhèn)荻慶村和蘆荻塘村進行。供試烤煙品種為K326，供試鎂肥為中量元素水溶肥（含鎂9%），供試鉀肥為硫酸鉀（含氧化鉀50%）。選取有代表性的地塊，在煙苗移栽前多點采集一個混合土樣，交由廣西西大檢測有限公司測得其土壤基本理化性狀為pH 值5.5，有機質(zhì)13.7 g/kg，全氮0.79 g/kg，有效磷120.5 mg/kg，速效鉀263 mg/kg，有效鈣1 428.3 mg/kg，有效鎂68.9 mg/kg，植煙區(qū)土壤有效鉀鎂比值為3.81（比值偏高），有效鈣鎂比值為20.74（比值偏高）。

1.2 試驗設(shè)計

基于土壤有效鉀鎂比值小于1.4、鈣鎂比值小于20 的平衡關(guān)系，固定硫酸鉀肥施用量為369.15 kg/hm2，設(shè)計3 個鎂肥用量（表1），分別為67.50、135.15 和270.30 kg/hm2，以不施用鎂肥為對照（CK）；每個處理3 次重復，各小區(qū)隨機區(qū)組排列；小區(qū)面積33 m2，種植烤煙50 株，行距110 cm，株距55 cm。硫酸鉀和中量元素水溶肥作為追肥于烤煙大培土時一次性施用；其他烤煙栽培管理措施按賀州市煙草公司優(yōu)質(zhì)煙葉栽培規(guī)程操作。

1.3 測定項目與方法

打頂期，每個處理隨機挑選15 株烤煙，采摘上、中、下部各1 片煙葉樣品（即每個處理15 片煙葉樣品），帶回實驗室，用烘箱105℃殺青30 min，65℃烘干至恒重，粉碎后過60 目篩，裝入密封袋中保存，測定煙葉N、P、K、Ca、Mg 的含量。成熟期，各處理煙葉采收后，按賀州市煙草公司煙葉烘烤規(guī)程進行烘烤，統(tǒng)計各處理烘烤后產(chǎn)量、產(chǎn)值，同時每個處理挑選具有代表性的烤后煙葉樣品1 kg 左右，粉碎后過60 目篩，裝入密封袋保存，測定煙葉N、K、Ca、Mg、總糖、還原糖、煙堿、粗蛋白質(zhì)等的含量，計算施木克值（蛋白質(zhì)與糖分含量的比值）、糖氮比、糖堿比。除磷之外的各指標測定參照YC/T 159～162、YC/T 173～175 中的方法進行，全磷采用消煮釩鉬黃比色法[8]進行。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Microsoft Excel 2019 軟件進行數(shù)據(jù)處理，采用SPSS 26.0 軟件進行方差分析及差異顯著性比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 增施鎂肥對烤煙產(chǎn)量和產(chǎn)值的影響

由表2 可知，施用鎂肥可不同程度地提高煙葉的產(chǎn)量和產(chǎn)值。隨著施鎂量的增加煙葉的產(chǎn)量與產(chǎn)值呈現(xiàn)增長趨勢，與對照相比，各處理煙葉產(chǎn)量分別增加了18.82%、22.15%、45.48%，產(chǎn)值分別提高了33.71%、34.03%、52.22%，差異均達顯著水平

2.2 增施鎂肥對烤后煙葉化學成分的影響

由表3 可知，施用鎂肥對煙堿含量沒有產(chǎn)生顯著影響，但是隨著鎂肥施用量的增加煙葉煙堿含量呈先增后減的趨勢。與對照相比，施用鎂肥提高了煙葉中粗蛋白質(zhì)的含量，降低了煙葉中總糖和還原糖的含量，總氮含量也明顯增加；其中，T1 和T2處理的粗蛋白質(zhì)和總氮含量顯著高于CK，T2 和T3處理的總糖含量顯著低于CK，T1～T3 處理的還原糖含量顯著低于CK。從化學成分協(xié)調(diào)性來看，各處理的糖堿比差異不明顯，在13.55～15.56 之間； CK 的糖氮比和施木克值均顯著高于T2 處理，其他處理間差異均不顯著；但3 個施鎂處理中，T3 的糖氮比、糖堿比和施木克值均最高。綜合來看，在該煙區(qū)土壤有效鉀鎂比值和有效鈣鎂比值均較高的情況下，追施369.15 kg/hm2的硫酸鉀肥和67.50 kg/hm2的中量元素水溶肥（T1 處理）有利于提升烤煙的內(nèi)在化學成分協(xié)調(diào)性。

表3 各處理烤后煙葉的化學成分含量及協(xié)調(diào)性

2.3 增施鎂肥對煙葉營養(yǎng)元素的影響

由圖1 可知，高水平鎂處理（T3）顯著提高了打頂期上部煙葉、中部煙葉中氮元素的含量，說明增施鎂肥有利于煙葉對氮的吸收；增施鎂肥對各部位煙葉磷含量沒有產(chǎn)生顯著性影響，隨著施用鎂水平的提高，上部、中部、下部煙葉中磷含量呈現(xiàn)下降的趨勢，可見煙葉中磷含量與施鎂水平呈負相關(guān)關(guān)系；增施鎂肥的烤煙上、中、下部煙葉中鎂的含量均得到顯著提高。與CK 相比，施用鎂肥后顯著降低了上部、中部煙葉中鉀的含量，下部煙葉中鉀含量沒有產(chǎn)生明顯變化，但各部位間以下部葉T3 處理煙葉的鉀含量最高，可能是土壤中鎂與鉀產(chǎn)生了拮抗作用。增施鎂肥后，除了下部葉T1 處理顯著降低了煙葉鈣含量外，上、中、下部煙葉中鈣的含量雖未產(chǎn)生顯著性變化但均表現(xiàn)為下降趨勢，說明施鎂不利于煙葉對鈣的吸收。因此在施用鎂肥的過程中，也應(yīng)考慮鎂與磷、鎂與鉀、鎂與鈣之間的拮抗關(guān)系，調(diào)節(jié)適宜的施鎂水平，以提高煙葉的品質(zhì)。

圖1 各處理打頂期不同部位煙葉的營養(yǎng)元素含量

2.4 增施鎂肥對煙葉鉀鎂比與鈣鎂比的影響

不同施鎂水平對煙葉鉀鎂比與鈣鎂比的影響如表4 所示，在煙區(qū)土壤有效鉀鎂比值和有效鈣鎂比值均較高的情況下，增施鎂肥后上部煙葉、中部煙葉與下部煙葉的鉀鎂比與鈣鎂比均顯著降低。其中，不同施鎂水平的上部煙葉鉀鎂比均降到臨界值（15）以下；高水平鎂處理（T3）的中部煙葉鉀鎂比都降到臨界值（15）以下，增施鎂肥后煙葉的鉀鎂比更趨于平衡狀態(tài)。不同鎂肥處理上部煙葉鈣鎂比都降到臨界值（8）以下，而中部、下部煙葉鈣鎂比也更趨于平衡狀態(tài)。

表4 各處理不同部位煙葉的鉀鎂比與鈣鎂比

3 結(jié)論與討論

試驗結(jié)果表明，增施鎂肥在不同程度上提高了烤煙的產(chǎn)量與產(chǎn)值，且達到顯著性效果，與前人[9-11]的研究結(jié)果一致。這可能與增施鎂肥提高了煙葉鎂含量，從而增強了葉片光合作用能力、提高了干物質(zhì)積累量、促進了生理代謝等有關(guān)[12]。這說明在一定范圍增施鎂肥能夠提高烤煙的經(jīng)濟性狀。

分析增施鎂肥對煙葉中N、P、K、Ga、Mg 含量的影響可知，高水平鎂處理顯著提高了上部煙葉、中部煙葉中氮的含量，施鎂水平與煙葉中鎂的含量呈正相關(guān)關(guān)系，與煙葉中磷含量呈負相關(guān)關(guān)系。該結(jié)論與曾睿等[13]報道的類似，但與梁兵等[14]的結(jié)論不一致，這可能與各試驗施用鎂肥的水平不一致以及烤煙對鎂肥的吸收利用率不同有關(guān)。

富川植煙區(qū)土壤有效鎂處于缺乏狀態(tài)，增施鎂肥后仍未達到豐富狀態(tài)，因此在缺鎂的情況下烤煙吸收磷受阻，則鎂與磷之間可能同時存在協(xié)同與拮抗的關(guān)系。試驗結(jié)果還發(fā)現(xiàn)，施用鎂肥后顯著降低了上部、中部煙葉中的鉀含量，上、中、下部煙葉中的鈣含量也均呈下降趨勢，但是煙葉鉀、鈣含量與施鎂水平的提高沒有產(chǎn)生明顯規(guī)律，這與朱英華等[15]的研究結(jié)果一致。研究表明，烤煙中鉀、鈣、鎂離子間存在交互作用，煙株中Mg2+與Ca2+間具有拮抗作用，Mg2+與K+間存在拮抗作用，K+與Ca2+間存在協(xié)同作用。因此，在解決富川植煙區(qū)烤煙缺鎂情況時，調(diào)節(jié)施肥措施中不僅需要增施鎂肥，同時也需要考慮降低土壤有效鈣的積累。

試驗結(jié)果表明，基于富川植煙區(qū)土壤有效鉀鎂比值和有效鈣鎂比值均偏高的情況，增施鎂肥能夠顯著降低上部、中部及下部煙葉的鉀鎂比與鈣鎂比。前人已報道，煙葉中鉀鎂比值在4～5 間為適合范圍，5～10 間出現(xiàn)煙葉不顯著缺鎂狀態(tài)，15～20 間出現(xiàn)典型缺鎂癥狀，煙葉鈣鎂比值大于8 也會出現(xiàn)缺鎂現(xiàn)象[16]。在該研究中，高水平鎂處理的上部、中部煙葉鉀鎂比值在15 的臨界值以下，而3 個鎂水平處理只有上部煙葉的鈣鎂比處于8 的臨界值以下，由此可知，土壤增施鎂肥對促進煙葉吸收鎂，降低煙葉鈣鎂比值和鉀鎂比值起到了積極作用，同時也有利于煙葉中鉀鈣鎂元素的平衡，這與段宗顏等[17]的研究結(jié)果相似?？傮w而言，該研究中烤煙煙株仍處于缺鎂狀態(tài)，但增施鎂肥在一定程度上改善了該植煙區(qū)中烤煙缺鎂嚴重的情況。

增施鎂肥后，煙葉的品質(zhì)并未隨著施鎂量的增加而提升，反而呈下降趨勢，可能與鎂肥的供應(yīng)量超過了烤煙營養(yǎng)物質(zhì)的臨界期有關(guān)。在3 個鎂肥處理水平中，以低鎂水平煙葉中煙堿、粗蛋白質(zhì)、總糖、還原糖、氮含量最高，高鎂水平煙葉的施木克值、糖氮比、糖堿比最高，這可能是與植煙土壤本身的鉀鎂比和鈣鎂比偏高有關(guān)[17]。該研究中，以追施369.15 kg/hm2的硫酸鉀肥和67.50 kg/hm2的中量元素水溶肥（T1）的處理能夠有效提升烤煙的吸食品質(zhì)。張國等[11]在皖南煙區(qū)的研究表明，隨著施鎂量的增加，煙葉煙堿含量有增加的趨勢，而總糖、還原糖含量沒有明顯變化規(guī)律。而徐暢等[18]認為，在重慶煙區(qū)施用鎂肥能夠明顯增加煙葉中還原糖和總糖的含量。周芳芳等[19]認為，在楚雄市蒼嶺鎮(zhèn)煙區(qū)增施適量鎂肥能夠改善煙葉品質(zhì)，過量施用則對煙葉品質(zhì)的改善作用不明顯。潘金華等[20]研究認為，在玉溪煙區(qū)，隨著土壤中有效鎂含量的增加，煙堿含量表現(xiàn)出先增后減的趨勢，而總糖、還原糖、糖堿比及氮堿比表現(xiàn)出先減后增的趨勢。呂世保等[9]研究發(fā)現(xiàn)，楚雄州姚安縣植煙區(qū)煙葉總糖、還原糖含量隨著施鎂量的增加而增加，施鎂肥提高了糖堿比值和氮堿比值。由此可見，施鎂水平對烤煙品質(zhì)的影響并不固定，而是多元的，這可能與不同植煙區(qū)的土壤類型、氣候條件、海拔及當?shù)赝寥谰C合養(yǎng)分狀況有關(guān)。

基于富川植煙區(qū)土壤有效鉀鎂比值和有效鈣鎂比值均較高的情況，綜合考量增施鎂肥對烤煙經(jīng)濟性狀、養(yǎng)分吸收狀況及烤煙品質(zhì)的影響，筆者認為：施鎂水平在67.50～135.15 kg/hm2時對該植煙區(qū)烤煙缺鎂情況有所緩解，同時提高了烤煙的經(jīng)濟性狀及煙葉品質(zhì)。該結(jié)論可為富川植煙區(qū)烤煙科學施肥提供參考。