陳檢鋒，趙文軍，付利波，尹 梅，王志遠(yuǎn)，王 偉，王應(yīng)學(xué)，楊艷鮮，陳 華

（1云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)環(huán)境資源研究所，昆明 650205；2紅塔煙草（集團(tuán)）有限責(zé)任公司，云南玉溪 653100）

0 引言

煙草是國內(nèi)主要的經(jīng)濟(jì)作物之一，面積和產(chǎn)量居世界首位，但煙葉質(zhì)量總體偏低[1-3]。高端卷煙品牌發(fā)展、新品類的開發(fā)需要能彰顯品牌特色的優(yōu)質(zhì)原料作支撐[4-5]。發(fā)展優(yōu)質(zhì)煙草既能給煙農(nóng)們帶來經(jīng)濟(jì)效益，又能滿足市場需求[6-8]。在一定的生長環(huán)境和氣候條件下，肥料的施用成為影響煙株生長和煙葉質(zhì)量的關(guān)鍵[9-11]?？茖W(xué)施肥不僅能有效增加肥料利用效率，還能提高煙葉的品質(zhì)和產(chǎn)值[12-14]。

目前玉溪地區(qū)普遍根據(jù)肥效效應(yīng)田間試驗(yàn)和土壤分析測試結(jié)果分區(qū)域制定施肥方案，在大區(qū)域尺度上有一定的科學(xué)性，但對于區(qū)域土壤養(yǎng)分差異較大的地區(qū)還不夠精準(zhǔn)?？緹熯m產(chǎn)養(yǎng)分臨界值施肥模型是基于土壤養(yǎng)分基礎(chǔ)上的田塊尺度上的科學(xué)精準(zhǔn)施肥方法[15]。本研究利用適產(chǎn)養(yǎng)分臨界值施肥模型指導(dǎo)玉溪烤煙生產(chǎn)施肥，研究適產(chǎn)養(yǎng)分臨界值施肥模型對烤煙農(nóng)藝性狀、產(chǎn)質(zhì)量的影響，驗(yàn)證適產(chǎn)養(yǎng)分臨界值施肥模型在烤煙生產(chǎn)中的有效性和適用性，旨在為烤煙適產(chǎn)養(yǎng)分臨界值施肥模型的應(yīng)用提供數(shù)據(jù)支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)時間、地點(diǎn)

試驗(yàn)于2019年4月—2020年11月在澄江縣龍街鎮(zhèn)后香村（北緯24°38′59.2″，東經(jīng)102°52′55.6″）進(jìn)行，試驗(yàn)地土壤類型紅壤，海拔1725 m，土壤有機(jī)質(zhì)44.2 g/kg、pH 6.01、堿解氮199 mg/kg、有效磷97.5 mg/kg、速效鉀445 mg/kg。

1.2 試驗(yàn)材料

供試烤煙品種為‘K326’，由玉溪市煙草公司提供。試驗(yàn)用肥為煙草專用復(fù)合肥(12-6-24)、硝銨(N 30%)、鈣鎂磷肥(P2O516%)、硫酸鉀(K2O 50%)、硝酸鉀(28-0-5)。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

根據(jù)土壤養(yǎng)分校正系數(shù)與土壤速效養(yǎng)分含量間的回歸方程[式(1)～(3)]計(jì)算試驗(yàn)地土壤氮素、磷素和鉀素校正系數(shù)，分別為0.113、0.179、0.081。

式中，yN、yP、yK分別為土壤氮素、磷素和鉀素養(yǎng)分校正系數(shù)，xN、xP、xK分別為土壤堿解氮、速效磷和速效鉀的含量[15]。

經(jīng)計(jì)算，試驗(yàn)地最佳經(jīng)濟(jì)施肥量N 103.0～116.9 kg/hm2、P2O533.0～42.6 kg/hm2、K2O 257.2～289.4 kg/hm2[15]。

試驗(yàn)設(shè)4個處理，3次重復(fù)，小區(qū)面積52.8 m2，每個小區(qū)種植烤煙80株，行距1.2 m，株距0.55 m，隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)。T1處理不施肥；T2處理為推薦施肥量，N 120 kg/hm2、P2O560 kg/hm2、K2O 300 kg/hm2；T3處理為最佳經(jīng)濟(jì)施肥量處理，N 110.0 kg/hm2、P2O537.8 kg/hm2、K2O 273.3 kg/hm2。其中T2處理為煙草公司的推薦施肥量，T3處理為適產(chǎn)養(yǎng)分臨界值施肥模型計(jì)算所得施肥量。

試驗(yàn)以煙草專用復(fù)合肥為主，肥料總量的40%做底肥，雙行條施；剩下的肥料分3次追肥，第1、2次追肥用量各為15%，兌水澆施；剩下30%在揭膜培土?xí)r環(huán)施。試驗(yàn)過程中除肥料因素外其他均按優(yōu)質(zhì)煙葉生產(chǎn)措施進(jìn)行管理[16]。

2019年試驗(yàn)烤煙于2019年4月11日種植，分別于2019年7月20日、7月29日、8月7日、8月16日、8月25日、9月10日，分6次采收。2020年試驗(yàn)烤煙于2020年4月20日種植，分別于2020年7月25日、8月2日、8月10日、8月18日、8月27日、9月11日，分6次采收。

中心花開50%時打頂，打頂后7天按照煙草YC/T 142—1988進(jìn)行煙株農(nóng)藝性狀調(diào)查。分別測定株高、莖圍、有效葉數(shù)、節(jié)距、最大葉長、最大葉寬，并計(jì)算葉面積系數(shù)。煙葉成熟后，按不同處理分小區(qū)進(jìn)行烘烤，烘烤后按GB2635—1992進(jìn)行分級[17]，測定產(chǎn)量。

1.4 樣品分析及數(shù)據(jù)處理方法

各試驗(yàn)點(diǎn)試驗(yàn)前采集基礎(chǔ)土樣1個，質(zhì)量1 kg左右，帶回室內(nèi)風(fēng)干后分析，分析指標(biāo)主要為堿解氮、有效磷、速效鉀、pH和有機(jī)質(zhì)。其中有機(jī)質(zhì)分析采用鉻酸鉀容量法，pH測定采用玻璃電位法，土壤堿解氮用堿解擴(kuò)散法測定，有效磷用0.5 mol/L NaHCO3浸提-鉬銻抗比色法測定，速效鉀用乙酸銨溶液浸提-火焰光度計(jì)法測定[18]。

每年各小區(qū)煙葉烘烤結(jié)束后，選取C3F、B2F等級樣品各2 kg作為中部和上部代表性樣品用于煙葉化學(xué)成分的檢測，煙葉樣品的分析測定方法參照國家煙草行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，煙堿含量按照YC/T 160—2002測定，總氮含量采用凱氏定氮法測定，總糖和還原糖含量按照YC/T 159—2002測定，氧化鉀含量按照YC/T 172—2003測定，氯含量按照YC 162—2002測定，淀粉含量按照YC/T 216—2007測定。

用SPSS分析軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。其中肥料貢獻(xiàn)率和肥料農(nóng)學(xué)利用率的計(jì)算如式(6)～(7)[19]。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對烤煙主要農(nóng)藝性狀分析

由表1可以看出，空白處理(T1)農(nóng)藝性狀表現(xiàn)最差。2019年T3處理株高、莖圍、有效葉數(shù)、最大葉寬、葉面積系數(shù)略低于T2處理，差異不顯著；最大葉長、節(jié)距略高于T2處理，差異不顯著。2020年T3處理株高、莖圍、有效葉、節(jié)距略低于T2處理，差異不顯著；最大葉長、最大葉寬、葉面積系數(shù)略高于T2處理，差異不顯著。

表1 不同處理對烤煙農(nóng)藝性狀的影響

2.2 不同處理對烤煙產(chǎn)量、產(chǎn)值的影響

由表2可知，T1處理產(chǎn)量、產(chǎn)值表現(xiàn)最低。2019年T3處理產(chǎn)量為2788.5 kg/hm2，比T2處理高7%。T3處理產(chǎn)值為74017.50元/hm2，比T2處理高出11.1%。T3處理均價(jià)、上等煙比例及中上等煙比例均高于T2處理。2020年T3處理產(chǎn)量為2824.5 kg/hm2，比T2處理高7.2%。T3處理產(chǎn)值為72543.00元/hm2，比T2處理高出8.5%。T3處理均價(jià)、上等煙比例及中上等煙比例均高于T2處理。

表2 不同處理對烤煙產(chǎn)量、產(chǎn)值的影響

2.3 不同處理對烤煙化學(xué)成分的影響

如表3所示，2019、2020年均表現(xiàn)為T3處理煙堿含量要高于T2處理，均高于最優(yōu)煙堿范圍的下限。兩糖差值比T2處理更趨于協(xié)調(diào)，中部煙葉糖堿比稍低，上部葉更協(xié)調(diào)，非煙堿氮/總氮值也較適中。所有處理鉀含量均偏低，T3處理中部煙葉鉀氯比高于T2處理，上部葉則低于T2處理。

表3 不同處理對烤煙化學(xué)成分的影響

煙葉化學(xué)成分是決定煙葉質(zhì)量的內(nèi)在因素，然而煙葉化學(xué)成分復(fù)雜多變，從單獨(dú)的幾項(xiàng)化學(xué)成分指標(biāo)很難比較全面和準(zhǔn)確地評價(jià)煙葉質(zhì)量的高低。本研究運(yùn)用灰色關(guān)聯(lián)度分析法對3個處理的中部葉(C3F)和上部葉(B2F)各指標(biāo)進(jìn)行綜合評價(jià)，灰色關(guān)聯(lián)度越大代表煙葉內(nèi)在化學(xué)成分越協(xié)調(diào)，煙葉品質(zhì)更優(yōu)。對關(guān)聯(lián)度進(jìn)行排序，結(jié)果見表4。3個處理中部葉灰色關(guān)聯(lián)度排序?yàn)門3＞T1＞T2，上部葉排序?yàn)門3＞T2＞T1，說明T3處理煙葉化學(xué)成分比T2處理更協(xié)調(diào)。

表4 不同施肥量煙葉化學(xué)成分的灰色關(guān)聯(lián)度及排序

2.4 不同處理對肥料貢獻(xiàn)率及農(nóng)學(xué)利用率的影響

由表5可以看出，T3處理肥料貢獻(xiàn)率和肥料農(nóng)學(xué)利用率均高于T2處理。2019年T3處理肥料貢獻(xiàn)率為24.2%，比T2處理高5.1個百分點(diǎn)；2020年T3處理肥料貢獻(xiàn)率為31.8%，比T2處理高4.9個百分點(diǎn)。2019年T3處理肥料農(nóng)學(xué)利用率為1.60，比T2處理高53.8%；2020年T3處理肥料農(nóng)學(xué)利用率為2.13，比T2處理高43.9%。

表5 不同處理對肥料貢獻(xiàn)率和農(nóng)學(xué)利用率的影響kg/kg

3 討論

3.1 適產(chǎn)養(yǎng)分臨界值模型對烤煙農(nóng)藝性狀的影響

植煙土壤養(yǎng)分供應(yīng)狀況直接影響烤煙生長[19-21]。施肥是改變土壤養(yǎng)分含量的重要手段[22]，但長期過多或過少施用氮磷鉀對烤煙的發(fā)育有負(fù)面作用。煙草農(nóng)藝性狀可反映烤煙的產(chǎn)量情況，本研究中，T3處理施肥量（氮、磷、鉀總量）比T2處理低58.9 kg/hm2，化肥適當(dāng)減施對烤煙農(nóng)藝性狀并沒有很大的影響，與李亮等[23]和張碩等[24]研究的結(jié)果一致。

3.2 適產(chǎn)養(yǎng)分臨界值模型對產(chǎn)質(zhì)量的影響

烤煙是特殊作物，優(yōu)質(zhì)比高產(chǎn)更受關(guān)注[25]。通常認(rèn)為，烤煙質(zhì)量的優(yōu)劣與烤煙中化學(xué)成分有關(guān)，在本試驗(yàn)條件下，烤煙總糖含量為20.0%～28.6%，還原糖含量為14.2%～19.7%，煙堿含量為1.1%～3.2%，達(dá)到優(yōu)質(zhì)煙葉標(biāo)準(zhǔn)[26]。大量研究表明，烤煙科學(xué)精準(zhǔn)施肥，烤煙中總氮、總糖、煙堿的含量趨于相對協(xié)調(diào)[27]。本試驗(yàn)研究結(jié)果表明，T3處理有利于提高烤煙化學(xué)品質(zhì)?？茖W(xué)合理施肥對提高煙葉產(chǎn)量和品質(zhì)具有十分顯著的作用[28-29]。適產(chǎn)養(yǎng)分臨界值施肥模型可根據(jù)土壤肥力水平計(jì)算當(dāng)季施肥量，達(dá)到精準(zhǔn)施肥的目的，T3處理施肥量（氮、磷、鉀總量）比T2處理低58.9 kg/hm2，化肥減施對烤煙農(nóng)藝性狀影響不大，但T3處理產(chǎn)量產(chǎn)值比T2處理平均高7.1%（2019、2020年2年平均），與前人的研究一致[30-31]。T3處理肥料貢獻(xiàn)率比T2處理平均高5.0個百分點(diǎn)（2019、2020年2年平均），肥料農(nóng)學(xué)利用率比T2處理平均高48.9%（2019、2020年2年平均），這可能是因?yàn)樵诋?dāng)?shù)氐臍夂蚝屯寥罈l件下，T3處理和煙株生長發(fā)育的需肥規(guī)律較一致。

不同處理烤煙的化學(xué)成分整體呈高糖低堿狀態(tài)，烤煙化學(xué)成分的含量與施肥量之間并不是單純的隨著施肥量的增加而增加的趨勢變化[32-33]，也驗(yàn)證了適當(dāng)減少施肥量能提高煙葉質(zhì)量。

4 結(jié)論

本研究2年田間試驗(yàn)的結(jié)果表明，適產(chǎn)養(yǎng)分臨界值施肥模型與常規(guī)推薦施肥相比，在烤煙生長、烤煙產(chǎn)量和品質(zhì)、經(jīng)濟(jì)效益和肥料利用率方面都有全面和顯著的改善。適產(chǎn)養(yǎng)分臨界值模型的優(yōu)良表現(xiàn)在通過優(yōu)化N、P、K肥施用量實(shí)現(xiàn)養(yǎng)分的平衡供應(yīng)，滿足整個生長季的養(yǎng)分需求有關(guān)。因此，適產(chǎn)養(yǎng)分臨界值可以達(dá)到精準(zhǔn)施肥的目標(biāo)，為烤煙施肥管理提供了一條可靠、實(shí)用的途徑。