陳亞茹,王均宜,趙正雄,林云紅,熊 茜,甘影秋,李麗華
(1.云南農(nóng)業(yè)大學 煙草學院,云南 昆明 650201;2.紅塔(煙草)集團楚雄卷煙廠,云南 楚雄 675000)
施肥是制約我國烤煙品質(zhì)提高的主要原因之一[1]。施肥技術(shù)是優(yōu)質(zhì)煙生產(chǎn)的核心,施肥量、施肥方式和肥料種類對煙葉產(chǎn)量和品質(zhì)都有顯著的影響[2- 5]??緹熓┓什粌H要滿足煙株生長發(fā)育所需營養(yǎng),使煙株健壯生長、獲得優(yōu)良品質(zhì)的煙葉,而且要考慮到肥料的成本、利用率和經(jīng)濟效益。改進施肥措施是提高肥料利用率最直接的方法?;实氖┤胧鞘┓蔬^程中非常重要的一個環(huán)節(jié)[6],常見烤煙種植基肥施用方式包括條施、環(huán)施、穴施和撒施等[7]。長期以來,一些煙農(nóng)在基肥的施用方法上存在極大的盲目性、經(jīng)驗性和自主性。部分煙農(nóng)將基肥全部施入種植穴內(nèi),造成肥料過于集中,肥料與另一邊的根系相距太遠,不利于根系對養(yǎng)分的及時、有效吸收,降低肥料利用率[8]?;实牟缓侠硎┯貌粌H會降低煙葉的產(chǎn)質(zhì)量,造成生產(chǎn)成本的增加和資源的浪費[9],同時還會由于淋溶導致部分地區(qū)出現(xiàn)化肥污染的現(xiàn)象[10-11]。
關(guān)于烤煙種植的基肥施用方式,研究者做了大量研究,并取得了一些成果[12-14]。基肥施用方式不僅能夠影響?zhàn)B分在根際土壤的遷移和分布,而且還能夠調(diào)控植株早期的生長發(fā)育,進而影響根系對養(yǎng)分的吸收利用[15]。鉀是烤煙生長過程中必需的營養(yǎng)元素[16],也是多種酶的活化劑,能促進煙株代謝,影響煙葉外觀品質(zhì)和內(nèi)在質(zhì)量,提高煙株抗逆性[16-17]。李海龍[18]和徐根浩等[19]的研究發(fā)現(xiàn),環(huán)施和撒施的施肥方式均能促進煙株的生長發(fā)育,提高煙葉產(chǎn)量和中上等煙葉的比例,且環(huán)施施肥方式對鉀素的積累有一定的作用,而撒施的施肥方式有利于根系對肥料的利用,對煙株早期的生長發(fā)育十分有利。合理的施肥方式不僅能提高肥料利用率、降低肥料成本,還能促進煙株的生長發(fā)育,提高煙葉產(chǎn)量和質(zhì)量。基于此,本研究結(jié)合牟定縣當?shù)厥┓史绞?,通過田間試驗,研究了基肥施用方式對煙株干物質(zhì)及鉀素累積的影響,旨在為烤煙栽培提供有效的基肥施用方式。
本田間試驗在云南省楚雄州牟定縣共和鎮(zhèn)植煙基地(25°18′N,101°33′E)開展,試驗時間為2018年4月至9月,試驗田于4月3日起壟,4月6日烤煙移栽。煙區(qū)采用烤煙—水稻輪作的方式。土壤類型為紅壤,地勢平坦,土地肥力中等均勻,水源充足。試驗前土壤pH 6.11,速效鉀含量239 mg·kg-1,緩效鉀含量363 mg·kg-1,全鉀含量25.7 g·kg-1,交換性鈣37.8 cmol·kg-1,交換性鎂2.57 cmol·kg-1,陽離子交換量19.0 cmol·kg-1。
供試烤煙品種為K326;供試肥料煙草專用復合肥A(N-P2O5-K2O=15-15-18)、煙草專用復合肥B(N-P2O5-K2O=12.5-0-33.5)由云南云葉化肥股份有限公司生產(chǎn),硫酸鉀(K2O=50%)由青上化工(惠州)有限公司生產(chǎn)。試驗采取隨機區(qū)組排列?;适┯昧恳恢?,即專用復合肥A 450 kg·hm-2、硫酸鉀36 kg·hm-2。設(shè)3種不同基肥施用方式,分別為條施、環(huán)施和拌塘。條施(對照)施肥方法為:在壟中央位置均勻條施70%的專用復合肥A,施肥寬度為10~15 cm,然后起壟移栽,移栽時穴施30%的專用復合肥A和硫酸鉀;環(huán)施施肥方法為:在壟中央位置拉線,每隔50 cm定位(煙株移栽位置)環(huán)施70%的專用復合肥A,施肥直徑為10~15 cm,然后起壟移栽,移栽時穴施30%的專用復合肥A和硫酸鉀。拌塘施肥方法為:移栽時一次性拌塘施入專用復合肥A和硫酸鉀。
追肥:移栽后10 d和25 d分別等量追施專用復合肥B 150 kg·hm-2。
每個處理重復3次,共有9個小區(qū),每小區(qū)植煙60 株。試驗田面積為360 m2(36 m×10 m),株行距為50 cm×120 cm,種植密度為16 500株·hm-2,純氮施用量為105 kg·hm-2。在試驗過程中,除了施肥以外,其它管理均按照當?shù)厣a(chǎn)情況進行。
1.3.1 農(nóng)藝性狀。在烤煙團棵期和成熟期對煙株進行農(nóng)藝性狀調(diào)查,每個小區(qū)每次調(diào)查3株,按照《煙草農(nóng)藝性狀調(diào)查測量方法》(YC/T 142-2010)[20]測量煙株的株高、莖圍、葉片數(shù)、最大葉長、最大葉寬等參數(shù)。
1.3.2 干物質(zhì)和鉀含量。在成熟時期,每個小區(qū)選擇有代表性煙株2株,按上、中、下、根、莖等分部位、分器官殺青烘干測定干重,然后粉碎制樣,測定其鉀含量[21]。
1.3.3 煙葉產(chǎn)量和產(chǎn)值的測定。煙葉成熟時按小區(qū)采收和烘烤,根據(jù)2018年楚雄州牟定縣煙葉收購價格和煙葉分級標準參照《烤煙》(GB 2635-1992)[22],計算出各處理煙葉產(chǎn)量、產(chǎn)值、均價、上等煙比例及中上等煙比例。
1.3.4 煙葉化學成分測定。將分級后的初烤煙葉按處理采集C3F樣品各1.5 kg,進行化學成分測定。需要測定的化學成分有總糖、還原糖、氯、煙堿、總氮和全鉀[23]。
采用軟件Excel和SPSS 23.0進行統(tǒng)計與分析。
基肥施用方式對煙株團顆期最大葉長、最大葉寬和葉片數(shù)沒有顯著影響(表1),但同條施處理相比,拌塘處理的煙株株高和莖圍顯著增加14.8%和33.2%,環(huán)施處理煙株莖圍顯著增加30.9%(P<0.05)。煙株進入成熟期后,基肥施用方式對煙株葉片數(shù)沒有顯著影響,拌塘處理煙株株高達135 cm,且莖圍、最大葉長和最大葉寬均顯著高于條施處理,分別增加11.6%、7.14%、9.16%和22.3%(P<0.05),環(huán)施和條施處理間煙株各項農(nóng)藝形狀指標之間沒有顯著差異。上述分析結(jié)果表明,拌塘處理促使煙株早生快發(fā),田間長勢較好。
環(huán)施和拌塘處理成熟期煙株葉片和莖部干物質(zhì)累積量沒有顯著差異(表2)。和條施處理相比,拌塘和環(huán)施處理成熟期煙株上部葉干物質(zhì)累積量顯著增加12.7%和16.4%,中部葉顯著增加14.4%和8.86%(P<0.05)。條施處理煙株下部葉干物質(zhì)累積量比環(huán)施和拌塘處理顯著增加31.4%和22.3%(P<0.05);拌塘處理莖部干物質(zhì)累積量比條施處理顯著增加10.6%(P<0.05)。條施和拌塘處理根部干物質(zhì)累積量沒有顯著差異,環(huán)施處理根部干物質(zhì)累積量比條施和拌塘處理顯著增加6.86%和7.64%(P<0.05)。煙株成熟期干物質(zhì)累積量表現(xiàn)為拌塘處理>環(huán)施>條施,且拌塘和條施處理之間的差異達到了顯著水平(P<0.05),拌塘處理成熟期干物質(zhì)累積量達386 g·株-1,分別比環(huán)施和條施處理高1.68%和3.14%。上述分析結(jié)果表明,拌塘施肥處理比較有利于煙株成熟期干物質(zhì)的累積。
從表3中可以看出,環(huán)施和拌塘處理中上部葉片和莖部鉀含量高于條施處理,但是沒有顯著差異,環(huán)施處理下部葉鉀含量顯著低于條施處理,根部鉀含量顯著高于條施和拌塘處理(P<0.05)。從表4中可以看出,環(huán)施和拌塘處理煙株地上部鉀素累積量之間沒有顯著差異,環(huán)施和拌塘處理煙株上部葉鉀素累積量比條施處理顯著增加23.9%和19.6%,條施處理下部葉鉀素累積量比環(huán)施和拌塘處理顯著增加54.5%和29.0%,拌塘處理莖部鉀素累積量比條施處理顯著增加21.8%,環(huán)施處理根部鉀素累積量比拌塘處理顯著增加64.0%(P<0.05)??傮w來看,拌塘處理煙株成熟期鉀素累積量最高,環(huán)施和拌塘處理煙株成熟期鉀素累積量顯著高于條施處理,分別增加5.85%和6.65%(P<0.05)。
表3 成熟期煙株體內(nèi)鉀含量比較Table 3 Comparison of potassium content in maturing tobacco plants g·kg-1
表4 成熟期煙株體內(nèi)鉀素累積量Table 4 Potassium accumulation in tobacco plants at maturing stage g·株-1
條施和環(huán)施處理初烤煙葉產(chǎn)量和產(chǎn)值沒有顯著差異(表5),拌塘處理初烤煙葉產(chǎn)量比環(huán)施和條施處理顯著增加5.65%和6.46%,產(chǎn)值比環(huán)施和條施處理顯著增加6.11%和7.57%(P<0.05),處理間煙葉均價和上等煙比例沒有顯著差異,拌塘處理中上等煙葉比例最高,達到87.5%,顯著高于條施處理(P<0.05)。
表5 不同基肥施用方式煙葉經(jīng)濟性狀比較Table 5 Comparison of economic traits of tobacco leaves with different basal fertilizations
煙葉的化學成分協(xié)調(diào)是評價優(yōu)質(zhì)烤煙的重要指標之一,云南獨特的烤煙氣候形成了煙葉含糖量高、糖堿比高的特點[17]。從表6中可以看出,基肥施用方式對初烤煙葉總糖、還原糖、煙堿和總氮含量沒有顯著影響,拌塘處理初烤煙葉氯含量比環(huán)施和條施處理顯著降低33.8%和28.6%,鉀含量比條施處理顯著增加15.5%(P<0.05),煙葉的鉀氯比顯著高于環(huán)施和條施處理。說明拌塘處理有利于提高初烤煙葉鉀含量和鉀氯比,改善煙葉品質(zhì)。
表6 煙葉化學成分比較Table 6 Comparison of chemical compositionin tobacco leaves from different placements
研究表明,肥料施用方式和時間不僅會影響?zhàn)B分在土壤中的遷移及分布,還會影響植株對養(yǎng)分的吸收和分配[24-25]。李紅波等[26]的研究發(fā)現(xiàn),施肥位置會影響植株各個器官對氮的吸收征調(diào)能力。本試驗研究結(jié)果發(fā)現(xiàn),拌塘處理煙株體內(nèi)鉀素累積量要高于條施和環(huán)施處理,且環(huán)施有利于煙株上部葉鉀素的累積,條施處理則有利于下部葉對鉀素的累積。施肥位置不同導致植物根系與肥料的距離不同,從而使根系與肥料的接觸所需要的時間和接觸持續(xù)的時間也不同[27-28],煙株整個生育期養(yǎng)分吸收規(guī)律可能是導致該種結(jié)果的原因,具體還需要進一步的試驗加以驗證。任何施肥技術(shù)的改進都是圍繞提高肥料利用率而進行。肥料利用率的提高是減少肥料投入和流失,降低施肥成本,增強煙株吸收營養(yǎng)能力的關(guān)鍵[29]。不同基肥施用方式的肥料損失量和利用量也是一個需要繼續(xù)研究的問題。
煙株吸收養(yǎng)分的器官主要是根系的根尖部位[30]。有研究發(fā)現(xiàn),地膜覆蓋栽培后,煙株主根伸延較慢,根系多集中在耕層橫向伸展。要充分發(fā)揮肥效就必須把肥料施于根系的根尖附近,以提高根際的養(yǎng)分含量,增加養(yǎng)分的有效性[31]。如果肥料不是施于根系不斷旺盛伸展的吸收層,肥效將受到一定的影響。從養(yǎng)分分布的角度來看,拌塘處理由于將等量的肥料均勻分散在煙株周圍,在空間上形成了“相對集中,相對分散”的分布優(yōu)勢,充分滿足根系所觸空間的養(yǎng)分供給,使得煙株根系可以更全面地吸收養(yǎng)分[32-33],既能促進煙株前期早生快發(fā),又能為后期生長奠定良好基礎(chǔ)。因而,拌塘處理的煙株株高、莖圍等農(nóng)藝性狀指標較好,干物質(zhì)累積量、產(chǎn)量和產(chǎn)值最高。而條施處理由于肥料施用位點較集中,不能全方位的為煙株根系提供養(yǎng)分。環(huán)施處理肥料比條施處理分布較分散,但是和條施處理一樣,施肥位點距離煙株根系較遠,前期不能為煙株提供足夠的養(yǎng)分導致煙株前期生長緩慢。另外,條施和環(huán)施的施肥位點較低,煙株整個生育期的灌溉以及后期的降雨會導致肥料的淋失,從而造成煙株后期沒有充足的養(yǎng)分供應(yīng),不利于煙株干物質(zhì)的累積,降低煙葉的產(chǎn)量。而拌塘處理的施肥位點相對較高,前期不僅能及時為煙株提供足夠的養(yǎng)分,促進煙株的早生快發(fā),后期即使有肥料的淋失,但隨著煙株根系向土壤深處的延伸,肥料養(yǎng)分依然在根系可以吸收利用的范圍內(nèi),后期依舊可以持續(xù)為煙株提供營養(yǎng)。所以,拌塘施肥方式比較有利于煙株根系對養(yǎng)分的吸收。
與條施和環(huán)施相比,拌塘施肥的方式煙株株高、莖圍、最大葉長和最大葉寬等農(nóng)藝性狀指標更好,煙株長勢更旺,能顯著提高成熟期干物質(zhì)和鉀素的累積量,明顯降低煙葉中氯含量,提高鉀含量和鉀氯比,煙葉化學成分更趨于協(xié)調(diào),經(jīng)濟效益更高。因此,使用拌塘施肥的方式更有利于提高烤煙的產(chǎn)質(zhì)量。