秦巴山地煙葉種植測土配方施肥模型的理論探究

摘要：秦巴山地煙區具有良好的生態環境條件，在\"卷煙上水平中\"具有供應優質特色煙葉原料的較大潛力。但長期以來，在施肥水平、方式方法、技術研究與應用方面依然比較落后和粗放，與發展現代精準煙草農業、開發優質特色煙葉產品存在較大差距。本文以南鄭煙區為例，旨在通過分析肥料施用現狀和煙區施肥規律，在理論上探索多生態因子和肥效因子影響下的測土配方施肥數學模型，以期能與未來的試驗和計算機技術結合，使得煙草施肥能夠科學、合理，能夠依據生產預期靈活調控可變的肥效因子，做到標靶式的測土配方施肥實踐應用。

關鍵詞：秦巴山地煙葉 測土配方施肥 模型

陜西“北煙南移”戰略實施以來，我省煙草農業的現狀使得秦巴煙區作為煙草原料基地而重點發展，加上秦巴山地優質特色煙葉 “成熟度好、油份較足、色澤飽滿、身份適中”的外觀質量和“香氣質較好、香氣量較大、煙氣細膩、刺激性較小、吃味醇和、余味干凈、燃燒力強”的評吸結果以及穩定的品質、協調的內在化學成分、“清香型”烤煙風格顯著、原料配伍性強，受到工業公司的青睞和好評，市場需求旺盛。但煙葉種植受到自然地理條件（地形地貌、水文光照、氣候生態等）和人文社會條件（地方經濟區位、產業布局、政策環境、配套設施等）的約束，還難以在規模、品質、品牌、市場、技術、管理等方面滿足“煙葉質量上水平”的客觀要求，而煙草農業是原料供應之源，煙葉種植過程中“水、肥、氣、熱、土”的系統協調和“種、密、蟲、保、烤”與現代機械、現代理念的融合與應用都決定著煙葉質量，進而決定卷煙質量。

生態區位相對優越的秦巴自然保護區的山地煙草農業部位，具備生產優質、特色、無害原料的天然基礎，然而粗放、落后、不合理、不可持續發展的施肥方式，既是優質原料生產上水平的障礙因素，又是決定陜西煙區長遠發展的弊病和隱患。

1、秦巴山地煙葉生產施肥現狀

1.1 重施化肥、少施有機肥、無綠肥和土雜肥的現狀極為普遍

秦巴山地煙區轄漢中、安康、商洛，面積占全省的60%以上，為滬、湘、鄂、陜、川等中煙公司供應優質原料。但長期以來“輕有機肥料、重化學肥料”的施肥方式已經嚴重制約著該煙區煙葉質量和產量的提高。在南鄭煙區（約5萬擔，2009年）調查發現，100%的煙農都在較大量施用化肥（包括煙草專用肥），僅有10%以下的煙農會在煙田施用少量有機肥（多為人畜糞尿、草雜肥），幾乎沒有綠肥施用。山區種煙村組多已經是專業化種植，煙農很少養牲畜自產有機肥，僅憑行業政策扶持的有機肥，難以從根本上滿足煙葉在產量、質量上對土壤養分、結構、生態系統特征的依賴。在某一區域特定生態因子條件下，唯有水分和肥料的調控易于操作，煙葉質量上水平全憑“一點水調控一把肥”，保證產量、決定產質量。但秦巴山地煙區“多施廣施無機肥、少施不施有機肥、極少施用綠肥土雜肥、連作復種指數很高”的情況非常普遍，令人堪憂。

1.2 經驗施肥為主、極少測土施肥、儀器指導施肥為空白的情況影響嚴重

“特色、優質、生態、安全”是煙葉生產的基本要求，而科學合理的施肥方式是決定煙葉內質外在的根本因素之一。然而，對南鄭6站40余名技術員和40名煙農調查發現：煙葉施肥過程中，技術指導和實際施用都多以經驗施肥為主，極少煙站組織煙農或煙農自發去測土配方施肥，儀器測試基本農田土壤養分指標的服務幾乎是空白，這樣在生產上造成的影響表現為：煙葉畝均產量年度波動大、片區相似地形產量不均衡、病蟲害抗性分異大、煙株抗逆性差等，還會影響成熟度、油份、葉片結構、身份、色度、化學成分等內在質量因素。

1.3 山地煙區多生態因子影響下的施肥研究較少，難以為生產提供依據

秦巴山地煙區地形多變、小氣候特點明顯，光照、降水、溫度年際變化較大，地理坡度、土壤質地、土壤母質等對水、肥、氣、熱的系統協調性影響也較大，如何在施肥過程中考慮到土壤原有養分的離子形態、存在數量、運動狀態以及后加入化學肥料對煙株營養供給的影響，進而考慮坡度、地下水位、土壤質地（沙黏度、疏松度）、微生物與有機養分、微量元素等對肥效發揮、煙葉品質的影響。“卷煙上水平”以供應安全、優質、特色煙葉原料為根本和源頭，在水—肥耦合過程在控制重金屬等有害因子、彰顯特色種植與管理是其唯一途徑。而相關方面的試驗和研究相對滯后，難易有效為生產安全、優質、特色煙葉原料服務。

2、秦巴山地煙葉種植測土配方施肥模型的理論探究

2.1 秦巴山地煙葉生產需肥規律的探究

煙草對養分元素的吸收表現在三要素上一般為N 2%、P2O5 0.5%、K2O 2.5%～3.0%，N∶P2O5∶K2O=1∶0.25∶1.25～1∶0.25：1.5；不同類型煙草對氮、磷、鉀等養分的吸收量不一樣，以白肋煙最大、烤煙次之、曬煙最少。

確定肥料用量需要考慮類型和品種、氣候條件以及土壤類型， 一般長江以北平原和云南省煙區氮素用量以每畝1.5～3.5kg為宜（日本資料顯示烤煙的氮適用量為6.6kg），云南提出的N∶P2O5∶K2O=1∶0.8∶1或 1∶1：1較合適。

煙草肥料分配原則是：基肥為主量要足，追肥為輔施要早，且要據肥料種類、煙草品質特性、土壤供肥性能和氣候條件靈活掌握。南鄭煙區雨熱同期，養分容易流失，應在以基肥為主前提下適當增加追肥，宜采用“攻頭（50%）、保尾（10%）、重中間（40%）”的分配方案。有機肥前期供氮不足、后期供應過頭、堆肥中含氯高有效外觀品質和煙味、分解過程產生異味雜氣影響品種，使用需慎。

2.2 多生態因子影響下的秦巴山地煙葉種植測土配方施肥模型的建立

測土配方施肥以養分歸還（補償）學說、最小養分律、同等重要律、不可代替律、肥料效應報酬遞減律和多因子綜合作用律等為理論依據，以確定各養分的施肥總量和配比為主要內容。為了發揮肥料生產優質特色煙葉的效益，施肥應在在選用良種、合理密植、良好耕作的前提下多關注年均降雨量（A1）、年均溫（A2）、年均光照強度（A3）、地理坡度（A4）、土壤質地指數（沙粘比（A5））等生態因子對肥效及用量的影響，進而形成一套完整的施肥技術體系。

考慮到畝均產量Yi主要受畝均氮N、磷P、鉀K、W（主要微量元素養分）用量（單位Kg）制約，而各種肥效發揮因子ki又受生態因子Ai和土壤原有養分影響因子Kci綜合控制，因而我們為進一步的測土配方施肥施肥實踐建立理論研究的函數模型（Ⅰ）、（Ⅱ），如下：

Yi=k1N+k2P+k3K+∑kiWi （Ⅰ）

ki=f（A1，A2，A3，A4，A5）—KCi （Ⅱ）

評價煙區煙葉質量，從生產角度出發設計質量評價指數Ri須考慮平均價格Ci和中上等煙比例MTi，在某個煙區特定生產水平下應該生態因子Ai綜合作用下的函數，而施肥技術起著主導作用，因此構建以下質量評價模型（Ⅲ）：

Ri=Ci*MTi+g（A1，A2，A3，A4，A5）+h（k1，k2，k3，k4）

其中，多元函數g（A1，A2，A3，A4，A5）是生態因子的煙葉質量影響表達式，h（k1，k2，k3，k4）是肥料養分的煙葉質量影響表達式，這需要建立在基礎上數學模型分析確定量與量之間的關系。

以上參數可以設計相關的偏定量實驗進行確定，在特定煙區生態系統里均是常數，從而可以確定某個特定煙區的生態因子Ai、肥效養分因子ki對煙葉產量、質量的關系，利于我們有效調控相關因子獲得生產預期。

3、秦巴山地煙葉種植測土配方施肥模型的應用探究

3.1 秦巴山地煙葉種植測土配方施肥模型的計算機應用模塊

通過研究某個特定煙區的生態因子Ai、肥效養分因子ki對煙葉產量、質量的函數關系，我們可以在設定生產預期和約束條件后（某個煙區生態系統確定以后，生態因子Ai也即確定，則ki也就確定），根據函數模型（Ⅰ）（Ⅱ）解析出N、P、K、W的合適值；對（Ⅲ）而言，有生產預期Ri、煙區多年Ci*MTi常數、g（A1，A2，A3，A4，A5）生態因子常函數，可求的h（k1，k2，k3，k4）的函數表達式，進而可以解析出肥效養分的數據。對以上模型，在生產上應用，必須突出其可操作性與實用性。所以，若利用數學編程軟件和數據分析的相關技術，結合某煙區的生態因子特定數值，在函數模型中輸入生產預期和約束條件，就能自動運行出所需N、P、K、W肥效養分的合適值。同時，也可以利用該模型預測產量，進行質量的預期評價。另外，還可利用模型的分析對如何調整肥效養分和改善生態因子進行探索和實踐。當然，由于特定系統下采集數據的復雜性和數據分析的復雜性，使得必須借助于數學應用程序和分析軟件等計算機技術，這將為測土配方施肥提供依據。

3.2 秦巴山地煙葉種植測土配方施肥模型的生產實踐應用

秦巴山地煙葉種植肥料施用的現狀和“安全、特色、優質”原料供應（亦即現代煙草農業基地單元建設）的要求之間存在矛盾，煙區唯有解決好精準地、有效的測土配方施肥問題，才能從根本讓煙株“吃飽肥、吃好肥、長出好身體、生產好葉子”，真正生產出優質特色的秦巴山地煙葉。所以，當秦巴山地煙葉種植測土配方施肥模型在生產試驗基礎上確定下來后，我們可以利用計算機程序計算出所需要養分的數量，直接應用與生產，簡單、快捷、有效。當然，理論模型的探究還需要進一步深入和完善。

參考文獻：

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