潘興兵，封 俊，簡(jiǎn)連均，彭金國(guó)，袁家富，徐祥玉

（1.四川省煙草公司攀枝花市公司，四川 攀枝花 617026；2.湖北省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植保土肥研究所，武漢 430064）

施肥是決定煙葉適產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的重要因子，對(duì)煙葉經(jīng)濟(jì)價(jià)值和工業(yè)可用性影響很大。合理調(diào)控?zé)煵轄I(yíng)養(yǎng)、科學(xué)施肥才能充分發(fā)揮各項(xiàng)農(nóng)藝技術(shù)措施潛力，達(dá)到提高煙葉品質(zhì)的目的［1］。單一施肥很難滿足作物全生育期的養(yǎng)分需求，且存在利用效率不高、環(huán)境代價(jià)大、施肥次數(shù)多等問(wèn)題［2］，因此，研制養(yǎng)分釋放與作物需求同步的肥料就顯得至關(guān)重要，緩控釋肥成為近年來(lái)化肥革新和研究的熱點(diǎn)［3，4］。煙草施用控釋肥可以顯著提高產(chǎn)量［5］、品質(zhì)［6］和鉀含量［7］。

控釋肥養(yǎng)分釋放受到土壤酸堿性的強(qiáng)烈影響［8］，土壤pH 對(duì)控釋肥養(yǎng)分釋放有明顯影響，pH 通過(guò)影響包膜材料的穩(wěn)定性來(lái)影響包膜肥料養(yǎng)分的釋放速率［9］，如pH 對(duì)硫包膜和樹脂包膜的氮素釋放沒(méi)有顯著影響，而對(duì)含有金屬磷酸鹽的包膜肥料影響很大［9］，這可能是含有金屬磷酸鹽的包膜材料在水中的溶解度受pH 的影響大，故養(yǎng)分釋放速率變化大［10］。同時(shí)，不同養(yǎng)分對(duì)環(huán)境敏感度不同，如酸性環(huán)境比堿性環(huán)境更有利于氮素的釋放而磷素剛好相反［8］。因此，相同控釋肥在不同酸堿土壤、不同控釋肥在相同酸堿土壤上的養(yǎng)分釋放不同。

摻混控釋肥是指將控釋化學(xué)肥料和普通化學(xué)肥料摻混成養(yǎng)分供應(yīng)與目標(biāo)作物養(yǎng)分需求基本匹配的專用摻混肥，從而達(dá)到一次性施用、養(yǎng)分釋放合理、養(yǎng)分利用率提高的目的。目前，以控釋尿素和常規(guī)復(fù)合肥摻混而成的摻混控釋肥在水稻［11］、小麥［12］、玉米［13］、花生［14］、棉花［15］等作物上的施用均有報(bào)道。煙草由于養(yǎng)分需求規(guī)律特殊，上述摻混方法并不適用。本研究基于煙草需肥特點(diǎn)，以攀枝花烤煙種植過(guò)程中養(yǎng)分總投入、單質(zhì)肥料為基礎(chǔ)，研發(fā)出不包膜基施復(fù)合肥、專用包膜復(fù)合肥，并對(duì)包膜復(fù)合肥進(jìn)行不同釋放期包膜，并將不包膜復(fù)合肥、不同釋放期包膜復(fù)合肥進(jìn)行適當(dāng)比例摻混，在不同酸堿土壤上施用，以期篩選出適宜的肥料配方和摻混比例，達(dá)到養(yǎng)分釋放與煙草需肥相匹配的目的，實(shí)現(xiàn)一次性施肥。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地土壤性質(zhì)

試驗(yàn)區(qū)域選擇在攀枝花市鹽邊縣和愛(ài)鄉(xiāng)團(tuán)結(jié)村龍井社（pH=4.873）和民主社。龍井社0～20 cm 土壤基本理化性質(zhì)：pH 為4.873，有機(jī)質(zhì)為28.53 g/kg，堿解氮為183.4 mg/kg，速效磷為82.9 mg/kg，速效鉀為546.9 mg/kg；民主社0～20 cm 土壤基本理化性質(zhì)：pH為5.453，有機(jī)質(zhì)為22.19 g/kg，堿解氮為117.2 mg/kg，速效磷為94.9 mg/kg，速效鉀為642.8 mg/kg。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

以自主研發(fā)的煙草專用復(fù)合肥（N∶P2O5∶K2O=12.0∶11.4∶21.6）為不包膜肥料，以自主研發(fā)的煙草專用復(fù)合肥（N∶P2O5∶K2O=8.5∶7.8∶26.0）為包膜肥料進(jìn)行包膜，膜材以雙組分聚氨酯（組分A 為異氰酸酯，組分B 為聚醚多元醇）進(jìn)行熱熔轉(zhuǎn)鼓中涂覆，通過(guò)膜材質(zhì)量占噴涂后肥料總量比例調(diào)控養(yǎng)分控釋時(shí)間。以四川省煙草公司攀枝花市公司制定的大面積肥料施用技術(shù)方案為對(duì)照，共設(shè)置4 個(gè)處理：對(duì)照（總養(yǎng)分投入N∶P2O5∶K2O=6.75∶6.35∶17.90，CK）、控釋摻混肥1（不包膜∶控釋30 d∶控釋60 d∶控釋90 d=4∶3∶2∶1，總 養(yǎng) 分 投 入 量 為N∶P2O5∶K2O=5.9∶5.5∶14.5，CF1）、控釋摻混肥2（不包膜∶控釋30 d∶控釋60 d∶控釋90 d=4∶4∶2∶0，總養(yǎng)分投入量為N∶P2O5∶K2O=5.9∶5.5∶14.5，CF2）、控釋摻混肥3（不包膜∶控釋30 d∶控釋60 d∶控釋90 d=4∶3∶2∶1，總養(yǎng)分投入量為N∶P2O5∶K2O=6.9∶6.5∶16.9，CF3）。

在龍井社和民主社各布置1 個(gè)試驗(yàn)，采取隨機(jī)排列方式，3 次重復(fù)。

1.3 試驗(yàn)方法

供試品種為云煙87。2019 年在煙草團(tuán)棵期（6月26 日）、旺長(zhǎng)期（7 月22 日）、成熟期（9 月10 日）采烤中期分小區(qū)挖去煙株，通過(guò)根系掃描儀測(cè)量根系狀況。成熟期分小區(qū)標(biāo)記烘烤，詳細(xì)記載各小區(qū)煙葉產(chǎn)量，結(jié)合煙草收購(gòu)價(jià)格，計(jì)算各小區(qū)煙葉產(chǎn)值、上等煙、中等煙比例。待煙葉全部烘烤結(jié)束后，測(cè)定不同部位煙葉總鉀、全氮、總糖、還原糖、煙堿、氯等指標(biāo)，具體測(cè)定方法參照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)或農(nóng)業(yè)農(nóng)村部標(biāo)準(zhǔn)。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用軟件Excel、R 語(yǔ)言對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析和作圖，其中R 語(yǔ)言用到ggplot2、ggpubr、plotrix 和gridExtra 包。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同摻混控釋肥處理對(duì)煙草根系生長(zhǎng)發(fā)育的影響

從根系狀況（圖1、圖2）看，在土壤高pH 下，除了0.5～1.0 mm 直徑根總數(shù)量和總分叉數(shù)2 個(gè)指標(biāo)外，其他指標(biāo)大體上在7 月中下旬達(dá)到高峰，然后開(kāi)始降低。7 月下旬各處理與6 月底相比，在pH 較低土壤上，所有處理根系大多數(shù)參數(shù)大幅度增加，煙株總根長(zhǎng)增加240.0%（CF1）～897.3%（CF3）、總根尖數(shù)增加144.4%（CF1）～609.4%（CF3）、總分叉數(shù)增加36.7%（CF1）～419.4%（CF3）、0～0.5 mm 直徑根長(zhǎng)增加1 048.0%（CF1）～5 227.8%（CF3）、0.5～1.0 mm 直徑根長(zhǎng)增加188.0%（CF1）～628.0%（CF3）、0～0.5 mm直徑根總表面積增加778.9%（CF1）～2 977.8%（CF3）、0.5～1.0 mm 直徑根總表面積增加176.7%（CF1）～604.5%（CF3）、0～0.5 mm 直徑根總數(shù)量增加170.4%（CF1）～682.5%（CF3），而0.5～1.0 mm 直徑根數(shù)總數(shù)量則降低，降幅為16.8%（CF3）～54.2%（CF1）。在pH 較高的土壤上，所有處理根系大多數(shù)參數(shù)大幅度增加，煙株總根長(zhǎng)增加182.4%（CK）～522.0%（CF3）、總根尖數(shù)增加202.5%（CK）～701.0%（CF3）、總分叉數(shù)增加82.6%（CF2）～497.6%（CF3）、0～0.5 mm 直徑根長(zhǎng)增加1 203.9%（CK）～2 519.4%（CF3）、0.5～1.0 mm 直徑根長(zhǎng)增加222.1%（CF2）～547.3%（CF3）、0～0.5 mm 直 徑 根 總 表 面 積 增 加788.0%（CK）～1 681.3%（CF3）、0.5～1.0 mm 直徑根總表面積增加196.4%（CF2）～523.4%（CF3）、0～0.5 mm直徑根總數(shù)量增加243.8%（CK）～838.7%（CF3），而0.5～1.0 mm 直徑根數(shù)總數(shù)量在3 個(gè)處理上降低，降幅為12.4%（CF2）～23.1%（CK），在CF3 處理上則增加了81.2%。

圖1 高pH 土壤上不同處理煙草根系情況

圖2 低pH 土壤不同處理煙草根系情況

與6 月到7 月根系參數(shù)變化相比較，7 月下旬至9 月上旬所有參數(shù)收窄，且有一定的降幅，在pH 較低土壤上，9 月上旬各處理與7 月下旬相比，煙株總根長(zhǎng)變幅為-35.0%（CF3）～13.9%（CF2）、總根尖數(shù)為-9.3%（CF3）～67.2%（CF2）、總分叉數(shù)為13.2%（CF3）～140.9%（CF2）、0～0.5 mm 直徑根長(zhǎng)為-44.2%（CF3）～4.6%（CF2）、0.5～1.0 mm 直徑根長(zhǎng)為-19.1%（CF3）～54.3%（CK）、0～0.5 mm 直徑根總表面積為-44.4%（CF3）～-1.4%（CF2）、0.5～1.0 mm 直徑根總表面積為-18.1%（CF3）～56.7%（CK）、0～0.5 mm 直徑總根數(shù)量為-10.1%（CF3）～66.6%（CF2）、0.5～1.0 mm 直徑總根數(shù)量為54.1%（CF3）～112.3%（CF2）。在pH 較高的土壤上，煙株總根長(zhǎng)變幅為-42.8%（CK）～-5.4%（CF2）、總根尖數(shù)為-35.8%（CF3）～28.0%（CF1）、總分叉數(shù)為7.6%（CF3）～104.2%（CF2）、0～0.5 mm 直徑根長(zhǎng)為-40.7%（CF3）～5.3%（CF2）、0.5～1.0 mm 直徑根長(zhǎng)為-60.5%（CK）～-27.2%（CF2）、0～0.5 mm 直徑根總表面積為-35.7%（CK）～-0.9%（CF2）、0.5～1.0 mm 直徑根總表面積為-52.1%（CK）～-28.2%（CF2）、0～0.5 mm 直 徑 總 根 數(shù) 量-35.6%（CF3）～28.5%（CF1）、0.5～1.0 mm 直 徑 總 根 數(shù) 量-45.7%（CK）～14.4%（CF1）。

2.2 不同摻混控釋肥處理對(duì)煙草產(chǎn)量產(chǎn)值的影響

從表1 可以看出，2 塊試驗(yàn)田上所有處理之間煙草產(chǎn)量、產(chǎn)值無(wú)顯著差異，但產(chǎn)量、產(chǎn)值在不同酸堿土壤上不同處理間表現(xiàn)不一致。低pH 土壤中，CF2處理煙草產(chǎn)量和產(chǎn)值均為最高，分別比對(duì)照（CK）高17.1%和16.6%，CF3 處理煙草產(chǎn)量和對(duì)照（CK）基本一致，產(chǎn)值比對(duì)照（CK）高12.6%，但CF1 處理煙草產(chǎn)量稍低于對(duì)照（CK）、產(chǎn)值稍高于對(duì)照（CK）。

表1 不同摻混控釋肥對(duì)不同酸堿土壤上烤煙產(chǎn)量產(chǎn)值的影響

高pH 土壤中，以CF3、CF2 和CF1 處理煙草產(chǎn)量分別比對(duì)照（CK）升高10.0%、降低2.2% 和降低6.0%，產(chǎn)值則分別升高22.3%、34.1%和3.4%，可見(jiàn)CF3 產(chǎn)量最高、CF2 產(chǎn)值最高，主要是CF2 處理均價(jià)最高。這與前面的根系研究分析結(jié)果基本一致，從側(cè)面說(shuō)明根系狀況基本可以判斷煙草產(chǎn)量和產(chǎn)值的高低。

2.3 不同摻混控釋肥處理對(duì)煙葉化學(xué)成分的影響

表2 顯示，摻混控釋肥處理使低pH 土壤上不同部位烤煙煙葉總氮和煙堿含量大體上呈降低趨勢(shì)，而總糖和還原糖大體上呈升高趨勢(shì)；在高pH 土壤上，摻混控釋肥同樣使不同部位烤煙煙葉總氮和煙堿含量大體上呈降低趨勢(shì)，總糖、還原糖、鉀含量大部分處理明顯提高，并使鉀/氯比大幅度提高。說(shuō)明在肥力基本相同的不同pH 土壤上，控釋肥可以降低養(yǎng)分投入量，提高煙葉糖含量，明顯提高pH 較高土壤上煙葉鉀含量，并由此大幅度提高鉀氯比，可改善煙葉品質(zhì)。

表2 不同摻混控釋肥對(duì)不同酸堿土壤烤煙化學(xué)成分的影響

3 討論

3.1 摻混控釋肥對(duì)煙草根系的影響

所有植物根系的生長(zhǎng)發(fā)育受到內(nèi)部因素（自身遺傳因素）和外部因素（自然條件）的雙重影響，其中土壤環(huán)境條件至關(guān)重要，而根系的形態(tài)結(jié)構(gòu)是內(nèi)外因素的共同作用和植物適應(yīng)外界環(huán)境的直接體現(xiàn)，可直接反映了根系的生長(zhǎng)狀況。本研究中煙株根系定型后根系形態(tài)的某些指標(biāo)遠(yuǎn)高于已有報(bào)道［16-20］，但和有些報(bào)道基本一致［21］，這種差異和土壤、氣候、施肥等均有關(guān)系，如地膜通過(guò)影響氮素運(yùn)移嚴(yán)重影響根系發(fā)育［17］，而高磷可促進(jìn)一級(jí)側(cè)根發(fā)育、低磷則促進(jìn)不定根發(fā)育［16］，沙質(zhì)土壤上施用生物炭可明顯促進(jìn)根系發(fā)育［21］?？蒯尫誓茱@著增加水稻根系生物量、促進(jìn)根系總長(zhǎng)和根系體積［22］，提高番茄根系活力［23］，本研究中控釋摻混肥能明顯提高根系各項(xiàng)指標(biāo)，尤其是CF3 處理，這說(shuō)明在總養(yǎng)分投入量不變的情況下，施用控釋摻混肥顯著促進(jìn)了根系生長(zhǎng)發(fā)育，為高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)打下了基礎(chǔ)，而養(yǎng)分投入量降低的控釋肥處理（CF1 和CF2）則對(duì)根系的影響低于CF3，但與CK 處理無(wú)明顯差異，這說(shuō)明摻混控釋肥具有明顯的減肥效果。

從不同pH 來(lái)看，在土壤pH 較高的情況下，CF3處理煙草根系表現(xiàn)最好，根系所有指標(biāo)均以CF3 處理最高，而在土壤pH 較低的情況下，除CF3 處理外，CF2 處理在后期（7 月下旬以后）表現(xiàn)比較突出，這可能是酸性土壤使CF3 處理配方中90 d 控釋肥（膜更厚、更不易破碎）控釋效果降低，導(dǎo)致CF3 和CF2 處理之間差異縮小。同樣具有90 d 控釋肥的CF1 和CF3 處理相比，不論土壤pH 如何，CF1 處理對(duì)根系發(fā)育的影響與對(duì)照（CK）基本類似，CF1 處理相比對(duì)照（CK）和CF3 處理，其養(yǎng)分總投入量降低了16%，可見(jiàn)在包膜情況下，將養(yǎng)分投入量降低并不會(huì)降低肥料對(duì)根系的影響；在養(yǎng)分總投入不降低的情況下，包膜處理有助于根系發(fā)育。

3.2 不同pH 土壤煙葉產(chǎn)量和化學(xué)成分

土壤pH 對(duì)控釋摻混肥的效果有不同影響，與對(duì)照相比，CF1 處理在低pH 土壤上產(chǎn)量稍有降低，CF2提高，而CF3 則基本持平；在高pH 土壤上，CF1 處理產(chǎn)量基本持平，CF2 則稍有降低，而CF3 則提高，但不論那種pH 土壤，摻混控釋肥不同處理與對(duì)照之間產(chǎn)量差異不顯著。已有報(bào)道表明，控釋肥對(duì)煙株生長(zhǎng)、干物質(zhì)積累量和產(chǎn)量作用并不一致，既有顯著促進(jìn)作用［24-27］，也有無(wú)明顯效果甚至減產(chǎn)的報(bào)道［28］。這說(shuō)明控釋肥對(duì)烤煙產(chǎn)量的影響與生態(tài)環(huán)境、氣候條件等密切相關(guān)。本研究中與對(duì)照（CK）相比較，CF1 和CF2 處理養(yǎng)分投入量降低、CF3 處理則養(yǎng)分投入量基本持平，而在不同pH 土壤上烤煙產(chǎn)量表現(xiàn)并不相同，這與土壤本身性質(zhì)也有一定關(guān)系，但總體來(lái)說(shuō)，烤煙產(chǎn)量在統(tǒng)計(jì)學(xué)上無(wú)顯著差異。

控釋肥可促進(jìn)煙株的生理生化活性［25］、提高煙草抗病性［29］、影響煙葉鉀含量［7，25］；有研究顯示，控釋肥可提高烤煙還原性糖、總糖含量和降低煙堿含量［28］，或降低還原性糖和總糖含量［25］。綜合來(lái)看，含鉀控釋肥能提高煙葉鉀含量［7，30］。本研究中，在較高pH 條件下，控釋摻混肥明顯提高煙葉鉀含量并由此大幅度提高鉀氯比，與上述研究結(jié)果一致。

4 小結(jié)

不包膜煙草專用復(fù)合肥配方N∶P2O5∶K2O=12∶11.4∶21.6、包膜煙草專用復(fù)合肥配方N∶P2O5∶K2O=8.5∶7.8∶26.0，且不包膜∶控釋30 d∶控釋60 d∶控釋90 d=4∶3∶2∶1 的比例條件下，總養(yǎng)分投入量為N∶P2O5∶K2O=6.9∶6.5∶16.9 的混配比例在土壤pH 稍高的情況下煙草根系表現(xiàn)和產(chǎn)量更好；不包膜∶控釋30 d∶控釋60 d∶控釋90 d=4∶4∶2∶0，總養(yǎng)分投入量為N∶P2O5∶K2O=5.9∶5.5∶14.5 的摻混比例在土壤pH較低的情況下煙草產(chǎn)值表現(xiàn)更好，該摻混比例養(yǎng)分總養(yǎng)分投入降低15%。低pH 條件摻混控釋肥有提高煙葉鉀含量的趨勢(shì)；在較高pH 條件下，控釋摻混肥明顯提高煙葉鉀含量，并由此大幅度提高鉀氯比，改善煙葉品質(zhì)。