不同化肥減施對煙草養(yǎng)分利用率和煙葉產(chǎn)量及品質(zhì)的影響

中圖分類號：S572.01 文獻標(biāo)識碼：A文章編號：1007-5119（2025）03-0055-08

Effect of Different Fertilizer Reduction Modes on Tobacco Nutrient Utilization Efficiency， Yield and Quality

XIAO Yansong1， XIANG Yuqing2， YAO Hongji3， DENG Rujing1， MU Tingting4， XIAO Zhipeng4， ZHENG Jiayu2，LI Lijuan1，LI Hongguang1，HE Zhihongl*，ZHANG Jiguang2

（1.Chenzhou BranchofHunanTobaccoompany，Chenzhou4230oo，Hunan，China;2.InstituteofTobacoResearchofCAA，

Qingdao 266101，China; 3.QingdaoAgricultural UniversityQingdao266109，China; 4.HengyangBranchofHunan Tobacco Company，Hengyang 421ooo， Hunan， China）

Abstract： Chenzhou is te most typical producing area of tobacco leaves with burnt-swetnessand bouquet-swetnessflavorin China.Thesoil qualityandfertizerutilizationrateoftiledlayer in Chenzou decreased yearbyyearduetothelongshallow ploughingandunreasonablefertlization.Inordertoclarifythesuitable tobaccofertilizerreductiontechnologymodelinthetypical tobaco-ricerotationareaofChenzhouHunanProvice，a3-yearfieldpositionngexperimentwasconductedfrom219to221n thetypical tobacco-ricerotationareaofChenzhou.Fivetreatments weresetupicludingnofertilizer（CK），localonvetioal fertilization（T1），singleappicationofchemicalfertilizer withoutorganicfertilizer（T2），chemical fertilizerreductionby 20% and organic fertilizerunchanged（T3），and organic fertilizer replacementof 20% nitrogen fertilizer （T4）.Thestudy investigated the effects of differentfertilzerductionmeasresonthutilzationateoftrogen，posphousandpotassiumnutrients，tobacoualityand economic traits.eresutssowedthat，T3couldsgnificantlyimprove tephysilogicalutizationrateoftrogen，popusn potassium fertilizer， with the maximum increases of 42.75% 42.14% and 69.38% respectively; the chemical composition content of tobaccoleavesinachtreamentwasotsignificantlydierent，andtheappearancequalityasnotsignificatlydierent; tessory qualitycoreofT4 wasthehighest;thetobaccoleafyieldsandoutputvalueofT4wasrelativelyhigh，andtheproportionof high grade tobacco leaf in T4 was the highest，which was 11.88% 13.77% higher than that of other treatments.Under the condition of ensuring theharvestindexandproductioneficiencyof nitrogen，phosphorusandpotassium，andthechemicalcompositionand appearanceof tobacco leaves，thefertlizerreductionalsosignificantlyimproved thephysiologicalutilizationrateofnitrogen， phosphorusandpotassimfertizerinT3andthequanitytraitsofT4.Thecosteffect，environmentalbenefitandthefetonthe yieldandqualityoftbacolavesofdiffrenttreatmentserecomprehensivelycompared，andT4wasrecommendedasthe odel technologyofreducingfertilizerandincreasingefciencyduringthetobaccoplantingseasoninChenzhoutobacco-ricerotationarea. Keywords： tobaco; chemical fertilizer reduction; nutrient utilizationeficiency; tobaccoquality;economiccharacteristics

化肥合理施用能一定程度提高煙草產(chǎn)量，但過量或不合理施用不僅會影響煙葉產(chǎn)量和品質(zhì)，且易造成植煙土壤酸化、有機質(zhì)含量下降、養(yǎng)分失衡，及農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)面源污染等一系列問題[1-2]，制約煙區(qū)的可持續(xù)發(fā)展。在當(dāng)前煙草農(nóng)業(yè)綠色低碳生產(chǎn)大背景下，實施化肥減量施用及有機肥替代化肥等技術(shù)，不但能夠提升煙草品質(zhì)，而且可以減少面源污染風(fēng)險。例如，盧鈺升等2]研究發(fā)現(xiàn)，有機肥替代 15% 化肥氮處理對促進烤煙產(chǎn)質(zhì)量及土壤肥力效果最好；劉魁等研究發(fā)現(xiàn)，化肥減量 15% 配施有機肥 1500kg/hm² 有利于提高烤煙產(chǎn)量并改善煙葉品質(zhì)。煙草化肥減施與有機肥的合理配施對提升煙葉產(chǎn)量、品質(zhì)及土壤生態(tài)環(huán)境具有重要促進作用[4。目前，不同化肥減施的研究多集中于其對煙草產(chǎn)量和品質(zhì)的影響，對煙草養(yǎng)分利用率的研究則較少，因此探究化肥減施及其與有機肥合理配施對煙草養(yǎng)分利用率及產(chǎn)質(zhì)量的影響，進一步明確煙田減肥增效的具體過程和優(yōu)化方式，是提升養(yǎng)分利用量效率和實現(xiàn)煙草綠色低碳發(fā)展的關(guān)鍵。

郴州地處南嶺丘陵生態(tài)區(qū)，是我國焦甜醇甜香型煙葉的最典型產(chǎn)區(qū)[5]，也是典型的煙稻輪作植煙區(qū)，由于長期淺層犁耕及不合理施肥等，郴州煙區(qū)耕層土壤質(zhì)量、肥料利用率逐年下降[6-7]，因此，深入了解郴州煙稻輪作區(qū)不同減肥措施下煙草氮、磷、鉀養(yǎng)分利用率，及其對煙葉品質(zhì)和經(jīng)濟性狀的影響，進一步明確煙稻輪作區(qū)適宜的烤煙肥料施用模式，不僅對郴州煙區(qū)化肥減施增效與施肥技術(shù)優(yōu)化具有重要指導(dǎo)，也對促進煙區(qū)綠色低碳與可持續(xù)發(fā)展方面具有重要意義。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

于2019—2021年進行田間定位肥料施用模式試驗。試驗田位于湖南省郴州市桂陽縣方元鎮(zhèn)郴州煙草科學(xué)試驗站（ 112^°40^′E ， 25^°39N ），屬亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，四季分明，夏季高溫多雨，全年日照充足。1月平均氣溫 4°C ，7月平均氣溫 28^°C ，年均氣溫 18^°C ，年均日照數(shù) 780h ，無霜期 210d 年降雨量 800～1500mm 。試驗田土壤類型為潴育型水稻土，采用煙稻輪作復(fù)種的種植模式，耕層土壤（2019年測定）初始pH為6.79，有機質(zhì)含量為38.58g/kg ，堿解氮含量為 143.3mg/kg ，有效磷含量為 103.1mg/kg ，速效鉀含量為 206mg/kg ，就植煙適宜性而言[8-11]，試驗地的土壤 ΔpH 、堿解氮和速效鉀適宜，有機質(zhì)和有效磷偏高。

1.2 試驗材料

供試烤煙品種為云煙87。

1.3 試驗設(shè)計

根據(jù)當(dāng)?shù)赝寥莱跏拣B(yǎng)分及煙葉生產(chǎn)實際情況，確定本試驗的肥料施用技術(shù)方案，共設(shè)5個施肥處理：

CK：不施肥（對照）；T1：當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)施肥（化肥和有機肥）;T2：純化肥（化肥用量與T1相同，但不施有機肥）；T3：減施 20% 化肥（化肥比T1減少 20% ，有機肥與T1相同）；T4：有機肥替代 20% 化肥氮（化學(xué)氮肥比T1減少 20% ，磷、鉀肥與T1相同，減少的化學(xué)氮肥由有機肥補齊）。

煙草種植季各肥料種類如下：煙草專用基肥（7-17-8），專用有機肥（4.9-1.7-4.7，有機質(zhì)含量 ? 45% ），鈣鎂磷肥（0-16-0），硫酸鉀（0-0-50），煙草提苗肥（20-9-0），煙草專用追肥（11-0-31），T4處理中減掉的磷、鉀養(yǎng)分采用鈣鎂磷肥和硫酸鉀進行補足。試驗各處理的氮、磷、鉀養(yǎng)分投入量及施肥情況如表1所示，其中基肥在煙葉移栽前20d采用大穴環(huán)施法一次性施用，追肥采用澆施的方法，在煙苗移栽后50d內(nèi)分3次（7、21、50d施在與煙草葉尖垂直位置的壟體，其他田間管理按照當(dāng)?shù)貎?yōu)質(zhì)煙葉生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)進行。采用隨機區(qū)組試驗，小區(qū)面積 10m×10m 。各小區(qū)中間用水泥預(yù)制板分開，板材埋深大于 50cm ，每個處理3個重復(fù)。

1.4樣品采集及測定項目及方法

于2021年煙草平頂期，每小區(qū)取有代表性煙株3棵，分根、莖、葉進行取樣，稱取鮮質(zhì)量及殺青烘干后的干質(zhì)量。粉碎后，采用 H₂SO₄-H₂O₂ 消煮，凱氏定氮法測定氮含量，釩鉬黃比色法測定磷含量，火焰光度法測定鉀含量[4]。參照王瑞新等[12]方法測定總糖、還原糖、總氮、總植物堿、鉀離子、氯離子含量，并計算糖堿比、氮堿比和鉀氯比。煙葉外觀質(zhì)量和感官質(zhì)量由農(nóng)業(yè)農(nóng)村部煙草產(chǎn)業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗測試中心專業(yè)技術(shù)人員參照GB2635—1992和YC/T138—1998[13-14]標(biāo)準(zhǔn)進行評價和鑒定。

1.5 數(shù)據(jù)處理

氮、磷、鉀肥的利用率計算公式一致，以氮肥為例[15-16]：

氮收獲指數(shù) 煙葉總含氮量/煙株總氮積累量（1）

氮肥煙葉生產(chǎn)效率 煙葉干質(zhì)量／施氮量（2）

氮肥生理利用率 （施氮區(qū)干質(zhì)量-不施氮區(qū)十質(zhì)量）/[施氮區(qū)地上部分（莖和葉）氮積累量-不施氮區(qū)地上部氮積累量] （3）

氮肥吸收利用率 x=o （施氮區(qū)地上部分氮積累量-

不施氮區(qū)地上部氮積累量）/施氮量 ×100% （4）

氮肥農(nóng)學(xué)利用率 （施氮區(qū)煙葉干質(zhì)量-空白區(qū)煙葉干質(zhì)量）/施氮量 （5）

1.6 統(tǒng)計分析

采用MicrosoftExcel2016處理數(shù)據(jù)和制作圖表，采用Duncans新復(fù)極差法進行方差分析，試驗數(shù)據(jù)為平均值 標(biāo)準(zhǔn)差。

2結(jié)果

2.1不同化肥減施處理烤煙養(yǎng)分利用效率

2.1.1不同施肥處理烤煙氮肥利用效率由表2可知，各處理氮收獲指數(shù)和氮肥吸收利用率差異不顯著。T2氮肥煙葉生產(chǎn)效率顯著高于T1和T4，增幅分別為 13.83% 和 26.29% ，T2和T3、T1和T4之間差異均不顯著。T3氮肥生理利用率顯著高于T1、T2和T4，增幅為 39.28% 、 34.65% 和42.75% 。T2氮肥農(nóng)學(xué)利用率顯著高于T4，增幅為 40.84% 。

2.1.2不同化肥減施處理烤煙磷肥利用效率由表3可知，各處理磷收獲指數(shù)和磷肥煙葉生產(chǎn)效率差異不顯著。T3磷肥生理利用率顯著高于T1和T2，增幅分別為 42.14% 和 34.04% 。T1和T2磷肥吸收利用率顯著高于T4，增幅為 49.20% 和33.44% 。T1和T2磷肥農(nóng)學(xué)利用率顯著高于T4，增幅為 21.25% 和 32.43% 。

2.1.3不同化肥減施處理烤煙鉀肥利用效率由表4可知，各處理煙草鉀收獲指數(shù)差異不顯著。T3 鉀肥生理利用率顯著高于T1、T2和T4，增幅為 69.38% 、 65.15% 和 28.78% 。鉀肥吸收利用率以T1最高，T4最低，且兩者之間差異顯著。T2鉀肥農(nóng)學(xué)利用率顯著大于T4，增幅為 32.41% 。

2.2不同化肥減施處理烤煙品質(zhì)及經(jīng)濟性狀

2.2.1不同化肥減施處理烤煙化學(xué)成分由表5可知，各處理氯含量差異不顯著。除CK外，各施肥處理煙葉總糖、還原糖、總氮、總植物堿含量和氮堿比之間差異不顯著。T1、T2和T4之間鉀含量差異不顯著，但均顯著高于T3，增幅 5.79%～ 8.68% 。T1鉀氯比顯著高于T2、T3和T4，增幅為 15.94% 、 15.86% 和 20.40% ，T2、T3和T4之間差異不顯著。

與優(yōu)質(zhì)煙葉參考值相比，各施肥處理煙葉總糖、還原糖含量，糖堿比、氮堿比和鉀氯比偏高；總植物堿和氯含量偏低；總氮（除CK）和鉀含量均處于適宜水平。

2.2.2不同化肥減施處理烤煙外觀質(zhì)量和感官質(zhì)量評價由表6可知，各處理烤后煙葉顏色均為橘黃。CK不施肥導(dǎo)致煙葉成熟度不夠、葉片結(jié)構(gòu)疏松一、油分偏少、色度中-，外觀質(zhì)量較差。T1、T2和T3的煙葉外觀質(zhì)量較好。T1＼～T4，除T4葉片成熟度不夠、葉片結(jié)構(gòu)疏松-外，其余處理的煙葉成熟度均為成熟、葉片結(jié)構(gòu)疏松；除CK外，各施肥處理外觀質(zhì)量指標(biāo)整體較為一致。

由表7可知，各處理烤煙香型除T1外均為濃偏中，勁頭為適中，除CK外濃度均為中等 + 。各處理煙葉香氣質(zhì)較好，香氣量較高，得分均為T4gt;T3gt;T1gt;T2gt;CK ；余味和雜氣得分皆為T4最高，CK最低；刺激性得分除CK稍低外，其余處理差異不大；各處理燃燒性和灰分得分相同。從總得分和質(zhì)量檔次來看，T4得分最高（76.4分）；T1和T3得分差距不大，均超過75分，質(zhì)量檔次均為較好-；CK得分最低（73.6分），CK和T2質(zhì)量檔次為中等 + 。

2.2.3不同化肥減施處理烤煙經(jīng)濟性狀由表8可知，T1＼～T4烤煙產(chǎn)量、產(chǎn)值、均價顯著大于CK，增幅 278.22%～435.50% 7 589.60%～855.30% 7 78.45%～ 87.48% ；各施肥處理中，T1煙葉的產(chǎn)量和產(chǎn)值顯著高于T3，增幅分別為 41.59% 和 38.53% ；T2均價顯著高于T1，增幅為 5.06% 。T4產(chǎn)量、產(chǎn)值與T1、T2差異不顯著；但T4上等煙比例最高，顯著高于其他處理，增幅為 11.88%～13.77% 。綜合來看，T4煙葉經(jīng)濟性狀較好，上等煙比例最高。

3討論

3.1不同化肥減施措施對煙草氮、磷、鉀養(yǎng)分利用率的影響

煙田肥料利用率主要取決于煙草對養(yǎng)分的吸收能力和土壤及肥料的養(yǎng)分供應(yīng)能力，不同施肥措施對烤煙肥料利用率有重要影響?；蕼p量 20% （T3）氮肥生理利用率顯著高于其他施肥處理。吳永成等[22]研究表明，作物氮肥生理利用率隨著施氮量增加而呈下降趨勢；劉立軍等[23]、汪立庚等[24]研究表明，氮肥農(nóng)學(xué)利用率隨氮素投入增加而降低，以上結(jié)果與本研究結(jié)果一致。這是因為高氮環(huán)境會抑制根系活力和養(yǎng)分主動吸收機制[25-26]，進而導(dǎo)致氮素利用率的降低。

本研究中，煙草磷肥生理利用率為化肥減量20% （T3）最高，這表明磷素減量使磷肥利用率提高，這與高文龍等[27]研究結(jié)果相似。減施磷肥能通過提高土壤 ΔpH ，促進鋁磷、鐵磷溶解，減弱土壤對磷的吸附，使植株主要吸收的 NaHCO₃ -P、NaOH-P兩種磷形態(tài)含量下降，植物磷肥利用效率與這兩種磷形態(tài)含量顯著負(fù)相關(guān)，這可能是磷肥減施而能保證植物磷肥利用效率的原因之—[28]。

董合林等[29]研究指出適當(dāng)投入鉀素可以提高鉀肥利用率，而過量鉀素投入會導(dǎo)致利用率下降，本研究中化肥減量 20% （T3）煙草的鉀肥生理利用率顯著高于其他施肥處理，也驗證了這一規(guī)律。這是因為作物對鉀的吸收遵循米氏方程，低濃度時鉀吸收速率隨土壤中鉀濃度升高而升高，但達到一定水平后，吸收速率趨于飽和，繼續(xù)增加鉀的投入并不會顯著提升其吸收量[30]，且過量的鉀素施人會導(dǎo)致土壤中鈣、鎂等陽離子有效性降低，抑制作物對這些養(yǎng)分的吸收，間接影響鉀的生理利用率[31]。

收獲指數(shù)能夠體現(xiàn)作物將光合同化物轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟產(chǎn)出的效能[32]，生產(chǎn)效率反映了土壤基礎(chǔ)養(yǎng)分水平和化肥施用量綜合效應(yīng)[33]。本研究中，化肥減施處理對氮磷鉀收獲指數(shù)、煙葉生產(chǎn)效率并無顯著影響。肥料的農(nóng)學(xué)利用率反映了肥料對作物產(chǎn)量的貢獻[34]，本研究中有機肥替代 20% 化肥氮（T4）氮、磷、鉀的農(nóng)學(xué)利用率最低，可能是因為有機肥中的氮主要以有機形態(tài)存在，需要經(jīng)過較長時間的微生物分解過程才能被作物吸收[35]，一般而言，化肥磷、鉀利用率與氮利用率呈正相關(guān)[36-37]，因此氮、磷、鉀農(nóng)學(xué)利用率同時呈下降趨勢?；蕼p量 20% （T3）氮、磷、鉀肥生理利用率最高，表明在當(dāng)前土壤較高有機質(zhì)含量基礎(chǔ)上，化肥減量20%（T3） 一定程度提升了煙草氮、磷、鉀肥料利用率。

3.2 不同化肥減施措施對煙草品質(zhì)及經(jīng)濟性狀的影響

肥料的合理施用是實現(xiàn)煙葉高質(zhì)量生產(chǎn)的重要措施[38]，過量或不適宜的施肥措施會對煙草品質(zhì)造成負(fù)面影響。從化學(xué)成分看，各處理差異不顯著，從感官質(zhì)量看，雖然常規(guī)施肥（T1）、化肥減量20% （T3）和有機肥替代 20% 化肥氮（T4）得分均較高，但整體差異不顯著。有研究表明，煙葉主要化學(xué)成分與感官質(zhì)量具有顯著相關(guān)性[39]，因此，兩者共同證明化肥減施并不會降低煙草品質(zhì)。本研究中，各施肥處理煙葉外觀質(zhì)量較好且差別不大，大都表現(xiàn)為橘黃、成熟、葉片結(jié)構(gòu)疏松、身份中等、油分有及色度中，與我國濃香型煙區(qū)烤煙外觀質(zhì)量表現(xiàn)一致[40]，化肥減施處理對烤煙外觀質(zhì)量影響不大。

有研究指出，施氮量超過一定范圍，煙草的產(chǎn)量、產(chǎn)值、均價和上等煙葉比例會呈現(xiàn)下降趨勢[41-42]。另有研究指出[43-45]，有機無機混合施肥可以改善土壤結(jié)構(gòu)、增加土壤肥力及生產(chǎn)潛力，并且有利于提高煙葉的品質(zhì)、產(chǎn)量、產(chǎn)值及中上等煙葉比例。本研究中有機肥替代 20% 化肥氮（T4）的產(chǎn)值、產(chǎn)量和均價都處于較高水平，且上等煙葉比例顯著高于其他處理，綜合經(jīng)濟效益較好。但由于有機肥中養(yǎng)分釋放較慢，與作物需求存在不同步現(xiàn)象[46]，導(dǎo)致有機肥替代 20% 化肥氮（T4）養(yǎng)分利用率表現(xiàn)稍差，后續(xù)可適當(dāng)調(diào)整有機肥施用時期及與化肥配比，以提升養(yǎng)分利用率。雖然直接的化肥減施可以起到提升肥料利用率的效果，但不利于整體的煙葉品質(zhì)及經(jīng)濟效益。綜合來看，有機肥替代20% 化肥氮（T4）可以作為當(dāng)?shù)責(zé)熖锘蕼p施增效的有效技術(shù)路徑，此方式在實現(xiàn)化肥減施的同時保證了煙葉品質(zhì)和經(jīng)濟效益。后續(xù)研究可在此基礎(chǔ)上，進一步應(yīng)用同位素標(biāo)記法明確各養(yǎng)分在土壤-煙草系統(tǒng)中的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律，以優(yōu)化施肥策略。

4結(jié)論

化肥減施處理與常規(guī)施肥處理之間氮、磷、鉀的收獲指數(shù)、外觀質(zhì)量差異不顯著，且化肥減量20% 處理氮、磷、鉀肥生理利用率最高，有機肥替代 20% 化肥氮處理煙葉感官質(zhì)量最佳且經(jīng)濟性狀較好。綜合考慮施肥成本、環(huán)境效益及煙葉產(chǎn)質(zhì)量因素，有機肥替代 20% 化肥氮的化肥減施方式可應(yīng)用于郴州煙稻輪作區(qū)，為煙草季化肥減量與提質(zhì)增效提供技術(shù)參考。

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