王 軍，田俊嶺，劉 蘭，宗釗輝，樊苗苗，羅福命

（1廣東省煙草科學(xué)研究所，廣東 韶關(guān) 512026；2廣東煙草韶關(guān)市有限公司，廣東 韶關(guān) 512026）

0 引言

煙草是國內(nèi)主要經(jīng)濟作物之一。在烤煙生產(chǎn)中首先強調(diào)優(yōu)質(zhì)，同時盡可能實現(xiàn)豐產(chǎn)。煙葉產(chǎn)質(zhì)量的形成會受到烤煙基因型、生態(tài)因子、栽培技術(shù)以及調(diào)制措施等因素的影響[1-4]。由于土壤并不能完全滿足煙草生長對礦質(zhì)養(yǎng)分的需求[5-8]，施肥成為調(diào)控?zé)熑~產(chǎn)、質(zhì)量的最主要措施之一[9-10]。不同施肥方式下烤煙的氮磷鉀等元素的吸收積累分配規(guī)律不同。葉片相對于根莖等其他器官較為敏感，其礦質(zhì)元素水平能直接反映煙株對土壤礦質(zhì)元素的吸收利用狀況[11]。煙株葉片中礦質(zhì)元素的累積量在整個生育期不斷變化，且各元素含量在不同時期的動態(tài)變化與烤煙生物量關(guān)系密切[12]。因此，烤煙干物質(zhì)和養(yǎng)分積累及其在根、莖、葉器官中的分配比例不僅反映了煙株不同部位的生長發(fā)育和養(yǎng)分吸收狀況，而且是煙葉產(chǎn)量與質(zhì)量形成的物質(zhì)基礎(chǔ)。

合理施肥可顯著改善增加光截獲量和干物質(zhì)積累量。烤煙產(chǎn)量的90%以上來自光合作用，而干物質(zhì)是光合作用的最終產(chǎn)物，也是高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)的前提[14-15]，干物質(zhì)累積和產(chǎn)量的形成以養(yǎng)分吸收為基礎(chǔ)[16-17]。氮素供應(yīng)影響煙株對氮素的吸收、分配和利用[18]。研究表明，干物質(zhì)積累對氮肥用量的反應(yīng)遵循報酬遞減規(guī)律，過量氮素對煙株沒有增產(chǎn)的作用[12]。李玥等[19]研究證明缺氮可以刺激側(cè)根數(shù)量的增加，擴大根系與土壤的接觸面積，進而促進氮素的吸收。增施氮肥可以促進煙株對鉀的吸收積累但不能改變煙葉中鉀含量的分布規(guī)律。許明祥[20]研究發(fā)現(xiàn)增施鉀肥可顯著提高煙葉含鉀量?？緹煂α椎男枨罅坎淮?，由于煙株經(jīng)受光照等生態(tài)因子和空間環(huán)境的影響不一致，對煙葉的物質(zhì)代謝和內(nèi)在質(zhì)量產(chǎn)生不同的影響，以至不同部位煙株養(yǎng)分累積量存在一定的差異。

近年來，一方面由于國內(nèi)煙區(qū)長期對植煙土壤的掠奪性利用，導(dǎo)致團粒結(jié)構(gòu)破壞、土壤板結(jié)、耕性差、養(yǎng)分缺乏或不均衡等現(xiàn)象出現(xiàn)，煙草產(chǎn)量和品質(zhì)難以進一步提高；另一方面由于社會經(jīng)濟的發(fā)展，烤煙種植成本偏高、比較效益下降，導(dǎo)致部分煙區(qū)煙農(nóng)烤煙種植積極性下降，實際種植面積萎縮。因此，根據(jù)土壤的供肥特點、烤煙的需肥規(guī)律和養(yǎng)分累積特征，研究氮、磷、鉀各元素的施肥水平對烤煙產(chǎn)量和品質(zhì)的影響，減少肥料施用、節(jié)約成本并提高產(chǎn)量、改善品質(zhì)，進而提升烤煙種植經(jīng)濟比較效益十分迫切。

筆者在大田條件下設(shè)置不同施肥水平處理，探討烤煙營養(yǎng)元素及物質(zhì)積累特征，以期為烤煙優(yōu)質(zhì)豐產(chǎn)提供施肥方面的理論參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗安排在廣東省煙草科學(xué)研究所試驗基地。供試烤煙品種為‘粵煙98’，由廣東省煙草科學(xué)研究所提供。供試土壤為由紫色土發(fā)育而來的牛肝土田，pH 7.31，有機質(zhì) 2.26%，速效氮105.22 mg/kg，速效磷27.07 mg/kg，速效鉀177.75 mg/kg。試驗田前茬作物為水稻。供試肥料包括花生餅肥(N 5.8%)、煙草專用復(fù)合肥(N:P2O5:K2O=13.0:9.0:14.0)、過磷酸鈣(P2O512.0%)、硫酸鉀(K2O 44.5%)。

1.2 試驗設(shè)計

試驗設(shè)不施肥(T0，CK)、低肥水平(T1)、中肥水平(T2)、高肥水平(T3)4個處理。每處理重復(fù)3次，每小區(qū)植煙48株，隨機區(qū)組設(shè)計。T0、T1、T2、T3施氮量水平分別為0.0、90.0、150.0、210.0 kg/hm2，N:P2O5:K2O=1.0:0.8:2.0。其中有機氮占總施氮量的30%。各處理不同肥料施用量見表1。煙草專用復(fù)合肥基施用量為總施用量的40%，追施為60%。花生餅肥和過磷酸鈣100%基施，硫酸鉀在旺長期和打頂后分2次各淋施總施用量的50%。

表1 各處理不同肥料施用量 kg/hm2

供試煙苗采取濕潤育苗方法育苗，4葉1心成苗時移栽，移栽時間為2019年4月17日，移栽密度為120 cm×60 cm。其他大田栽培管理措施按照當?shù)貎?yōu)質(zhì)煙葉生產(chǎn)技術(shù)規(guī)程進行。

1.3 取樣測試

4月12日（團棵期）、4月26日（旺長期）、5月17日（圓頂期）分別小心挖取各小區(qū)代表性煙株1株，洗凈擦干后立即用潔凈的剪刀剪開根、莖、葉，120℃殺青，60℃烘干至恒重，分別測定各器官的干物重。樣品粉碎過篩后，采用H2SO4-混合加速劑-蒸餾法測定各器官的全氮含量，采用釩鉬黃比色法測定磷各器官的全磷含量，采用火焰光度計法測定各器官全鉀含量[21]。

5月17日（圓頂期）計算氮、磷、鉀肥的利用率，如式(1)[6]。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用SPSS 22.0軟件進行數(shù)據(jù)的方差分析，用LSD法進行數(shù)據(jù)間差異的多重比較，用Office 2010作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對煙株干物質(zhì)積累及分配的影響

從表2可以看出，在大田煙株團棵期時，與T0處理相比，T1處理顯著增加了莖、葉和整株的干物質(zhì)積累量，分別增加2.05、9.46、12.43 g/株，但對根干物質(zhì)積累量無顯著影響；此期，相對于T1處理，T2處理的根、莖、葉和整株干物質(zhì)積累量顯著增加，分別增加1.90、3.13、8.04和13.07 g/株；T3處理此期各器官及整株干物質(zhì)積累量與T2處理無顯著差異。

表2 各處理對煙株干物質(zhì)積累的影響 g/株

至大田煙株旺長期時，各處理間根干物質(zhì)積累量差異顯著，表現(xiàn)為T3＞T2＞T1＞T0；此時，T1處理煙株莖、葉及整株干物質(zhì)積累量顯著高于T0處理，分別增加 8.34、22.67、39.12 g/株；與 T1 處理相比，T2處理煙株的莖和整株干物質(zhì)積累量分別增加13.67、33.15 g/株；T3處理煙株的莖、葉和整株干物質(zhì)積累量與T2處理無顯著差異。在圓頂期，T0處理煙株各器官及整株干物質(zhì)積累量皆顯著小于其他各處理；此期煙株的莖、葉以及整株干物質(zhì)積累量，T1、T2、T3處理間已無顯著差異。

從表3可以看出，團棵期時，煙株根干物質(zhì)積累分配在8.87%～11.10%之間且各處理間無顯著差異；至旺長期，處理T1、T2、T3顯著高于處理 T0，分別高出6.12、8.87、4.03個百分點，處理T1與處理T2及處理T3間無顯著差異；圓頂期時處理T0、T1、T3間無顯著差異，處理T2顯著高于處理T0和T1。從煙株莖干物質(zhì)積累分配看，各生育期處理T1顯著高于T0，處理T2和T3間無顯著差異；在團棵期和旺長期處理T2顯著高于處理T1，至圓頂期時處理T1、T2、T3間無顯著差異。從表3還可以看出，處理T0的葉干物質(zhì)分配在各生育期相對最高，皆達到70%以上，其中在旺長期和圓頂期皆顯著高于其他各處理；在煙株各生育期，隨著產(chǎn)量水平（施肥水平）的提高，煙株葉干物質(zhì)分配呈先下降后增加的趨勢，其中在旺長期處理T3顯著高于處理T2。

表3 各處理對煙株干物質(zhì)分配的影響 %

2.2 不同處理對煙株氮、磷、鉀積累、分配的影響

從表4可以看出，團棵期時，處理T2、T3煙株葉氮積累量皆顯著高于處理T0，分別提高0.863、0.733 g/株，但處理T1、T2、T3間無顯著差異；隨著施肥水平的提高，煙株葉磷和鉀的積累量呈增加趨勢，其中處理T3煙株葉磷積累量顯著高于處理T1和T0，而鉀積累量各處理間差異顯著。

表4 各處理對煙株葉氮、磷、鉀積累的影響（團棵期） g/株

旺長期時，煙株根和莖氮積累量隨著施肥水平的增加而呈先增加后下降的趨勢，其中T2和T3處理間煙株根氮積累量無顯著差異，而T0、T1、T2、T3處理間煙株莖氮積累量差異顯著；各處理煙株葉和整株氮積累量皆有隨施肥水平的增加而增加的趨勢，其中處理T2和T3間差異不顯著，但皆顯著高于處理T0。圓頂期時，煙株莖氮積累量呈隨著施肥水平的增加而增加的趨勢，其中處理T0顯著小于處理T1、T2、T3，處理T1、T2、T3間無顯著差異；煙株的根、葉及整株氮積累量呈隨著施肥水平的增加先后下降的趨勢，但處理T1、T2、T3間無顯著差異（表5）。

表5 各處理對煙株氮積累的影響 g/株

表6結(jié)果顯示，旺長期時，煙株根磷積累量隨著施肥水平的提高呈先增加后下降的趨勢，其中T2處理較T0處理增加0.046 g/株，T2、T3處理間無顯著差異；T0、T1、T2處理間以及T2、T3處理間煙株莖磷積累量無顯著差異；處理T1煙株葉磷積累量在各處理中最高，顯著高于處理T0和T2，但與處理T3無顯著差異；此期整株磷積累量T1、T2、T3處理間無顯著差異。從表6還可以看出，圓頂期時，處理T1煙株根氮積累量較處理T0增加0.032 g/株，處理T2較處理T1增加0.051 g/株，而處理T2、T3間無顯著差異；煙株莖磷積累量T1、T2、T3處理間無顯著差異，但都顯著高于處理T0；各處理間煙株葉磷積累量無顯著差異；此期整株磷積累量處理T1、T2、T3處理間無顯著差異。

表6 各處理對煙株磷積累的影響 g/株

從表7可以看出，旺長期時，煙株根鉀積累量隨著施肥水平的提高呈先增加后下降的趨勢，其中T2處理較T0、T1處理分別增加0.534、0.274 g/株，T2、T3處理間無顯著差異；煙株莖、葉及整株鉀積累量隨著施肥水平的提高呈增加趨勢，其中煙株莖鉀積累量各處理間差異顯著，煙株葉鉀積累量處理T3較處理T2提高0.988 g/株，處理T2、T3間整株鉀積累量無顯著差異。至圓頂期時，煙株各器官及整株鉀積累量隨著施肥水平的提高皆呈增加趨勢，但處理T2、T3間皆無顯著差異。

表7 各處理對煙株鉀積累的影響 g/株

從煙株各器官氮、磷、鉀分配來看，旺長期時，煙株根氮、磷、鉀及莖氮、鉀分配隨著施肥水平的增加而呈先增加后下降趨勢，其中煙株根和莖的氮、鉀分配處理T2、T3間無顯著差異（表8）；葉的氮分配則隨著施肥水平的增加呈先下降后增加的趨勢，其中處理T2和T3間差異不顯著。隨著生育進程至圓頂期，此時隨著施肥水平的增加，煙株根氮、磷、鉀分配隨著施肥水平的增加呈先增加后下降趨勢，但處理T2、T3間差異不顯著；煙株葉氮分配呈下降—增加—下降的趨勢，而磷、鉀則持續(xù)下降，其中處理T2、T3間煙株葉氮、磷、鉀分配無顯著差異。

表8 各處理對煙株氮、磷鉀分配的影響 %

2.3 不同處理對煙株氮磷鉀利用效率

圖1結(jié)果顯示，處理T1和T2間煙株對氮素利用率無顯著差異，當施肥量增加至T3處理水平時，煙株對氮素的利用率顯著下降，與T2處理相比，T3處理對氮的利用率下降11.27個百分點；各處理對磷的利用率無顯著影響；隨著施肥量的增加，煙株對鉀的利用率呈下降趨勢，當施肥量達到T3處理水平時，煙株對鉀的利用率顯著低于處理T1，下降了6.95個百分點。

圖1 不同處理煙株對氮、磷、鉀肥利用率的影響

3 討論

3.1 施肥水平對烤煙干物質(zhì)積累影響

烤煙生長發(fā)育過程中所需的營養(yǎng)元素大部分來源于外施的肥力，不同施肥水平對煙株作干物質(zhì)積累及其分配具有重要影響。前人研究發(fā)現(xiàn)，煙株全株及根莖葉干物質(zhì)積累量與氮肥、磷肥用量呈顯著正相關(guān)關(guān)系，與鉀肥用量關(guān)系不大[22-23]。本研究結(jié)果表明，提高施肥水平促進了煙株根、莖、葉與全株的干物質(zhì)積累，但是當施氮量增至150.0 kg/hm2，促進效果不顯著，根干物質(zhì)積累量顯著下降，過量施用氮肥會抑制根系生長。對不同生育期各器官干物質(zhì)分配比例的研究表明，煙株葉器官干物質(zhì)分配比例最高，隨著生育期的進行，分配比例呈下降趨勢，整個生育期占比均在50%以上；提高施肥水平，旺長期、圓頂期烤煙根、莖干物質(zhì)分配比例呈先上升后下降趨勢，葉干物質(zhì)分配比例呈現(xiàn)先下降后上升比例，在150.0 kg/hm2施氮量時達到峰值，表明增加施肥水平烤煙旺長期—圓頂期干物質(zhì)向根、莖分配比例增加，有利于烤煙地下部生長，但是過量施用氮肥使干物質(zhì)在葉片分配比例明顯上升，表現(xiàn)為葉片貪青、營養(yǎng)生長過盛，不利于后期烤煙后期落黃[24]。本研究還發(fā)現(xiàn)，在圓頂期，T1、T2、T3處理莖、葉片與全株的干物質(zhì)積累量無顯著差異，說明施氮量達到90 kg/hm2即可滿足烤煙正常生長，這可能與田塊的肥力較高以及大田后期光照條件較差有關(guān)，下一步可以開展不同肥力煙田下施肥水平對烤煙干物質(zhì)積累影響的研究。

3.2 施肥水平對烤煙養(yǎng)分吸收的影響

氮磷鉀在烤煙器官內(nèi)積累和轉(zhuǎn)運狀況會直接或間接影響煙葉產(chǎn)質(zhì)量，施肥水平對烤煙生長發(fā)育的調(diào)節(jié)，很大程度上是作物器官內(nèi)氮磷鉀吸收與分配關(guān)系協(xié)調(diào)的結(jié)果[25]。本研究結(jié)果表明，葉片是養(yǎng)分的主要積累器官，各生育時期氮磷鉀分配率均表現(xiàn)為葉＞莖＞根。提高施肥水平，根、莖、葉對氮素與磷素的積累呈現(xiàn)單峰曲線變化，各器官氮素積累最高峰出現(xiàn)在150 kg/hm2，根、葉磷素積累最高峰出現(xiàn)在150 kg/hm2，莖最高峰出現(xiàn)在210 kg/hm2，鉀素積累呈上升趨勢；T2與T3處理在旺長期、圓頂期各器官氮、磷、鉀積累量差異不顯著，這可能與施氮量與土壤供氮相互作用有關(guān)[24]。宇萬太等[26]認為肥料氮對土壤氮庫稀釋作用使得隨氮肥施用量的增加作物吸收的土壤氮進一步減少。在適宜范圍內(nèi)，提高施肥水平有利于氮、磷、鉀的積累與向根、莖的轉(zhuǎn)移，與干物質(zhì)積累與分配結(jié)果一致，說明施肥水平主要通過干物質(zhì)的積累影響烤煙養(yǎng)分吸收[27]，形成較大的庫以吸收更多的養(yǎng)分?？緹熯M入旺長期后氮、磷含量快速積累，這和霍昭光等[11]研究發(fā)現(xiàn)烤煙在旺長期的生長比較快，各個器官的發(fā)育需要消耗大量營養(yǎng)結(jié)果一致。因此在實踐中應(yīng)注重肥料的施用時期和施用水平，注意基追比，采用中等施肥水平可以促進烤煙的養(yǎng)分吸收積累。

3.3 施肥水平對養(yǎng)分利用效率的影響

合理調(diào)控土壤養(yǎng)分的投入量可以顯著提高養(yǎng)分的利用效率，減少養(yǎng)分的無效損失。氮、磷、鉀是土壤肥力中最活躍的組成部分，合理施肥對促進氮、磷、鉀的有效吸收與利用具有重要意義[28-29]。本研究表明，T1處理與T2處理氮肥利用率無顯著差異，但T3處理的氮肥利用率較T1、T2處理顯著降低，氮肥利用率隨施肥量提高呈現(xiàn)下降趨勢，這可能是因為增施氮肥雖然促進烤煙氮素積累，但是烤煙吸收的氮素主要來源于土壤氮素，肥料中的氮素被烤煙吸收利用率相對較低，過多氮素滯留在土壤中，從而影響氮素利用率[27]。磷、鉀是作物生長的必需營養(yǎng)元素，對作物體內(nèi)糖、脂肪代謝，促進酶的活化，增強作物抗逆性有重要作用。本試驗結(jié)果表明，與氮、鉀相比，磷利用率較低，不到10%，隨施肥水平的提高呈先上升后下降趨勢，處理間差異不顯著，這與前人研究結(jié)果不一致[30-31]，可能是在本試驗條件下設(shè)置的磷肥施用量偏低；提高施鉀量，鉀肥利用率呈下降趨勢，高肥水平處理的鉀肥利用率顯著低于低肥水平處理。因此生產(chǎn)上在確定肥料使用量時，不僅需要關(guān)注產(chǎn)質(zhì)量，還應(yīng)衡量肥料利用效率，不宜過量施用化肥。

4 結(jié)論

合理施用肥料可增加烤煙干物質(zhì)積累與氮、磷、鉀積累，施肥不足會減少烤煙各器官干物質(zhì)量積累，導(dǎo)致烤煙不同程度的減產(chǎn)，過量施肥干物質(zhì)積累量與氮、磷、鉀積累無顯著提高，但氮肥、鉀肥的利用率有所降低，綜合考慮干物質(zhì)積累與養(yǎng)分利用情況，本試驗條件下，施氮量150 kg/hm2(N:P2O5:K2O=1.0:0.8:2.0)較為適宜，這時烤煙干物質(zhì)積累量與氮、磷、鉀積累量和利用效率均處于較高或最高水平。本次研究過程中，只是針對試驗肥力田塊下不同施肥水平對烤煙干物質(zhì)積累與氮、磷、鉀積累和利用效率進行分析研究，想要明確施肥水平對烤煙的干物質(zhì)、養(yǎng)分積累及分配的影響，還需開展高、中、低不同肥力土壤與不同土壤類型下施肥水平對烤煙干物質(zhì)與養(yǎng)分積累分配影響的研究，進一步完善研究結(jié)果。