不同種植模式與施肥對烤煙產質量和養分利用的影響

何林衛， 陳曉明， 張長華， 蔣 衛， 饒興義， 馮小芽， 徐真強, 黃建國*

(1. 西南大學 資源環境學院， 重慶 400716； 2.貴州省煙草公司 遵義市公司， 貴州 遵義 563000)

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不同種植模式與施肥對烤煙產質量和養分利用的影響

何林衛1， 陳曉明2， 張長華2， 蔣 衛2， 饒興義2， 馮小芽2， 徐真強2, 黃建國1*

(1. 西南大學 資源環境學院， 重慶 400716； 2.貴州省煙草公司 遵義市公司， 貴州 遵義 563000)

為給烤煙優質栽培提供科學依據，通過10年定位試驗，研究了不同種植模式與施肥對烤煙產質量和養分利用的影響。結果表明：烤煙輪作+有機無機配施的煙株發病率最低，煙葉產量和產值，比烤煙連作+單施化肥分別提高13.53%和57.23%。在輪作+有機無機配施處理煙株的氮、磷、鉀吸收量顯著高于連作+單施化肥。植煙土壤中的有效養分呈單峰曲線變化，與煙株養分需要協調一致。經地下徑流流失的氮、鉀分別占施肥量的19.18%～26.54%和18.42%～23.41%，其中，硝態氮超過氮素流失量的98%?？緹熭喿?有機無機配施的處理氮、鉀流失量低于連作+單施化肥處理。

烤煙； 種植模式； 輪作； 連作； 施肥

我國土地資源緊缺，農業生產中的連作現象十分普遍。但是，長期連作會產生一系列生產問題，如土壤養分失調，肥料利用率下降，產質量降低，病蟲害發生嚴重等[1-3]。烤煙是我國主要經濟作物，主要分布于西南地區，連作煙地一般超過60%?？緹熼L期連作抑制煙苗生長，病害嚴重，煙葉產量降低，煙葉糖、鉀含量減少，煙堿含量增加，香氣質變差[4]。此外，烤煙連作土壤的全量養分雖變化不大，但有效氮、磷、鉀不同程度增加，比例發生改變，引起養分失調[5-6]，進而影響煙株生長發育，造成煙葉減產和品質降低。由于烤煙連作的研究需要較長時間，故有關研究甚少，也不夠深入。

據報道，施肥對煙葉產量、產值和香氣的貢獻率分別達39.19%、47.28%和24.8%，僅次于品種[7]。在烤煙生長發育過程中，要經歷葉片營養體形成、煙葉化學成分積累和落黃成熟等生理過程。從營養供應的角度看，葉片生長和伸展時需肥量較大，適量的養分有益于煙葉化學成分積累，落黃成熟時必須減少養分尤其是氮的供應，否則難于落黃烘烤困難，影響品質[8-9]。此外，烤煙屬于喜鉀植物，需鉀量大，適宜種植于含鉀豐富的土壤[10]，施用硝態氮有利于提高煙葉品質[11]。因此，在烤煙栽培過程中，施用化學肥料較多，但長期大量施用化肥容易造成土壤板結，通透性變差，肥料浪費，地力下降，環境污染等。

滿足烤煙營養特性，提高煙葉產量品質，維持土地生產力是烤煙長期、穩定、可持續生產中亟待解決的關鍵問題之一。有機無機合理配施兼具營養植物、提高肥料利用率和改良土壤的作用[12-13]。目前，烤煙施肥的研究較多，但合理施肥必須結合不同的種植模式，綜合考慮作物、土壤、氣候等區域生態條件。遵義市是全國第三大煙葉主產地區(市)，煙葉產量和種植面積位居貴州前列，土壤類型和氣候條件顯著不同于云貴高原的其他煙區。因此，研究不同種植模式下，施肥尤其是有機無機配施對煙葉營養、產量和品質影響的研究可為當地烤煙的優質栽培提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗在貴州省遵義縣三岔煙草科技園的長期定位試驗基地修建的滲漏池中進行，滲漏池長×寬×深=4 m×4 m×1.75 m。試驗始于2004年，供試烤煙品種為云煙87，土壤為貴州省遵義縣典型、具有代表性的灰巖黃壤。土壤 pH 6.42，有機質 21.97 g/kg，全氮 0.85 g/kg，全磷 1.13 g/kg，全鉀 16.33 g/kg，堿解氮 118.6 mg/kg，速效磷 22.31 mg/kg，速效鉀 260.3 mg/kg。供試肥料：化肥為 N∶P2O5∶K2O = 10∶10∶24的烤煙專用基肥和 N∶P2O5∶K2O = 15∶0∶30的烤煙專用追肥；有機肥由遵義縣煙草公司大興肥料廠提供，氮、磷、鉀含量為3.4%、1.4%和1.5%。

1.2 試驗設計

試驗共設4個處理：烤煙-玉米輪作+有機無機配施(T1)；烤煙-玉米輪作+單施化肥(T2)；烤煙-烤煙連作+有機無機配施(T3)；烤煙-烤煙連作+純施化肥(T4)。各施肥處理的氮、磷、鉀用量為N 105 kg/hm2，P2O563 kg/hm2和K2O 150 kg/hm2。其中，氮、鉀肥70%作基肥，30%在移栽后7～10 d和35～40 d均分2次作追肥施用，有機肥和磷肥全作基肥施用。在有機無機配施的處理中，有機氮∶無機氮 = 1∶1，為保證有機無機配施處理的養分用量與純施化肥相等，不足的養分用硝磷銨、過磷酸鈣、硫酸鉀等補充。每處理植煙 28 株，種植行距為 110 cm，株距 60 cm，每個處理重復3次，隨機排列。各處理冬季種植小麥，秸稈還田。小麥和玉米施肥同當地大田生產，各作物的病蟲害防治和采收等田間管理也與當地大田生產一致。

1.3 測定項目與方法

2013年在烤煙團棵期、現蕾期、中采期分別定株觀測農藝性狀；同步拔出煙株，輕輕抖落土壤至每株剩50 g左右，然后用力抖動采集土壤樣品，揀去雜物，風干過1 mm篩，用常規方法測定移栽前的土壤pH、有機質、全量養分及有效養分，移栽后土壤的有效養分[14]。利用自動徑流儀記錄和采集地下徑流，同時記錄降雨量和收集雨水樣品(2013年5—9月)，測定氮(N)、磷(P)、鉀(K)等養分含量[15]。煙葉收獲后，記錄經濟性狀，取 C3F煙葉用煙草行業標準方法測定化學成分(總糖、還原性糖、煙堿、總氮磷鉀、蛋白質、氯含量)。

1.4 數據處理

用Excel對試驗數據進行基本計算，SPSS18.0軟件進行統計分析，利用LSD進行顯著性測試。

2 結果與分析

2.1 煙株農藝性狀

由表1可知，在烤煙團棵期、現蕾期、中采期等主要生長時期，烤煙-玉米輪作的烤煙株高、莖圍、最大葉面積均顯著高于烤煙-烤煙連作，有機無機配施的優于單施化肥，施肥與種植模式表現出正交互效應。其中，烤煙-玉米輪作+有機無機配施(T1)處理的煙株農藝現狀顯著優于其他處理。此外，在烤煙各生育期，烤煙-玉米輪作+有機無機配施(T1)的黑脛病和氣候性斑點病的發病率最低，烤煙連作+單施化肥(T4)處理的最高。

2.2 烤煙經濟性狀

由表 2 可見，烤煙-玉米輪作煙葉產量顯著高于烤煙-烤煙連作，但施肥對煙葉產量影響不顯著，種植模式與施肥無交互效應?？緹?玉米輪作和有機無機配施(T1)顯著提高煙葉產值、均價、上中等煙比例，種植模式與施肥存在顯著正交互效應。其中，烤煙-玉米輪作+有機無機配施(T1)的產值、均價、上中等煙比例最高，烤煙連作+單施化肥(T4)的處理最低，前者比后者分別提高13.53%、38.48% 和 22.35%。

表1 不同處理烤煙各生育期的農藝性狀表現

注：在同一列中，相同生育時期的不同小寫字母表示差異顯著(p=0.05)。

Note: Different lowercase letters in the same column indicate significance of difference at 5% level. The same below.

表2 不同處理烤煙的經濟性狀

注：同列不同小寫字母表示差異顯著(p≤0.05)( 下同)。

Note: Different lowercase letters in the same column indicate significance of different at 5% level. The same below.

2.3 烤煙各生育期的養分動態

由圖1可見，煙株養分吸收量隨生育期的遞進而增加，即團棵期最低，現蕾期增加，中采期最高。團棵期各處理之間氮、磷、鉀吸收量無顯著差異，氮、磷、鉀吸收量分別在1.05～1.08 g/株、0.14～0.19 g/株和0.61～0.73 g/株。在現蕾期，烤煙玉米輪作+有機無機配施(T1)處理的氮、磷、鉀吸收量顯著高于其他處理，其余3個處理間無顯著差異。在中采期，煙株吸氮量烤煙-玉米輪作+有機無機配施(T1)和烤煙連作+有機無機配施(T3)顯著高于烤煙-玉米輪作+單施化肥(T4)烤煙連作+單施化肥(T4)；煙株吸磷量烤煙-玉米輪作+有機無機配施(T1)、烤煙-玉米輪作+單施化肥(T2)和烤煙連作+有機無機配施(T3)無顯著差異，變化于0.93～0.97 g/株，但顯著高于烤煙連作+單施化肥(0.74 g/株)；吸鉀量烤煙-玉米輪作+有機無機配施(T1)最高，烤煙連作+單施化肥(T4)最低。

圖1 烤煙不同生育期的氮磷鉀吸收量

2.4 煙葉化學成分

種植模式與施肥不同程度地影響煙葉化學成分?？緹?玉米輪作+有機無機配施(T1)顯著提高煙葉總糖含量。還原糖烤煙-玉米輪作+有機無機配施(T1)最高，烤煙-烤煙連作+單施化肥(T4)最低；單施化肥的煙堿和總氮含量顯著高于化肥配施有機肥18.09%；煙葉含鉀量、施木克值、糖堿比則相反，有機無機配施顯著高于單施化肥23.69%、44.89%和42.11%，但種植方式對煙葉含鉀量、施木克值、糖堿比無顯著影響(表3)。

表3 不同種植模式與施肥條件下煙葉的化學成分

2.5 土壤有效養分

由圖 2可見，土壤有效氮、磷、鉀呈單峰變化趨勢，且在生長前期較低，隨生育期的不斷進展差異逐漸增大，現蕾期達到峰值，中采期均有所降低。土壤中的有效氮、磷在各時期均有差異，在現蕾期達顯著水平，以烤煙-玉米輪作+有機無機配施(T1)最高，烤煙連作+單施化肥(T4)最低，但有效鉀處理間差異不顯著。

2.6 地下徑流的養分流失

在烤煙生長期間(5月7日—9月27日)，總降雨量為607.05 mm。從表4看出，地下徑流總量烤煙-玉米輪作+有機無機配施最低，烤煙-烤煙連作+單施化肥最高，分別為165.87 mm和210.33 mm，占降雨量的27.32%和34.65%。在地下徑流中，養分濃度表現為鉀>硝態氮>銨態氮,說明地下徑流損失的養分主要是鉀和硝態氮，銨態氮很少，可忽略不計，未檢測到磷的流失。

在地下徑流流失的氮中，銨態氮極少，98%以上為硝態氮，占施氮量的18.88%～26.05%，以烤煙-玉米輪作+有機無機配施最低，烤煙連作+單施化肥最高，絕對相差7.53%。地下徑流流失的鉀變化于27.63 kg/hm2(烤煙-玉米輪作+有機無機配施)～35.11 kg/hm2(烤煙連作+單施有機肥)之間，占施肥量的18.42%～23.41%，烤煙-玉米輪作+有機無機配施比烤煙連作+單施化肥的處理低21.30%。

3 結論與討論

從烤煙生長、發病、產量和品質等方面看，烤煙輪作和有機無機配施優于烤煙連作和單施化肥，類似其他作物的研究結果。例如，西瓜根系能分泌酚類物質，產生自毒作用，抑制生長，降低產量品質[16-18]。在大豆長期連作的土壤中，因土壤鉬的含量和有效性降低，一方面抑制根系結瘤固氮，另一方面減少開花結莢[19]。小麥連作時間越長，根際微生物數量減少，多樣性降低，影響土壤養分生物有效性[20]，減少養分吸收，降低籽粒產量。番茄長期連作，青枯病和黑脛病發生率增加，輪作可中斷病菌傳播，降低發病率[21-23]。因此，連作抑制烤煙作物生長發育，降低產量品質的原因是多方面的，進一步開展有關研究很有必要。

從煙株養分吸收量(生物量與植株養分濃度的乘積)和土壤有效養分看，在烤煙生長前期，各處理間煙株養分吸收和土壤有效氮、磷、鉀差異不顯著。進入生長中、后期，煙株養分吸收量逐漸出現差異，輪作+有機無機配施的處理一般大于連作+單施化肥，與輪作+有機無機配施促進了煙株生長發育，生物量顯著提高密切相關。值得注意的是，土壤有效養分在烤煙生長前期較低，中期最高，后期降低。在烤煙生長過程中，旺長期是形成煙葉葉片等營養體的關鍵時期，養分需要量大；進入煙葉落黃期，葉片主要積累煙堿、糖類等內含物質，過量供應養分容易造成落黃困難，降低品質[24]。由此可見，無論是在烤煙連作還是輪作的供試土壤中，養分供應與烤煙需要是協調一致的，這可能是遵義地區適宜種植烤煙的原因之一。此外，在輪作+有機無機配施的處理中，中期有效氮、磷最高，有益于營養體形成，增加葉片數和單葉重，提高煙葉產量。

在烤煙生長期間，地下徑流中的氨態氮極低，可忽略不計；硝態氮占絕大多數，超過流失量的98%以上。其原因可能是烤煙專用肥的硝態氮含量較高，煙地土壤通過起壟等農藝措施改善了通氣條件，硝化作用旺盛，硝態氮難于被土壤固持等。必須指出的是，地下徑流損失的氮、鉀分別占施肥量的19.18%～26.54%和18.42%～23.41%。說明，施入土壤的氮、鉀大量進入水體，造成肥料浪費，污染水體，改進烤煙施肥技術很有必要[25]。此外，地下徑流中未檢測到磷，類似種植小麥、玉米、水稻等作物的土壤[26]，說明土壤對磷有較強的固持作用，磷肥大量殘存土壤之中?？緹熭喿?有機無機配施大幅度降低氮、鉀流失量，一方面可能與煙株生物量大，養分吸收多，相對利用率較高有關；另一方面有機肥養分釋放緩慢，長期有機無機配施改善了土壤理化性質，均可能減少養分流失。

總之，烤煙-玉米輪作+有機無機配施，顯著促進烤煙生長發育，提高煙葉產質量，土壤養分供應與煙株需要協調，降低地下徑流養分流失。在烤煙施肥實踐中，提倡輪作和有機無機配施很有必要。

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(責任編輯： 劉 海)

Effects of Different Planting Patterns and Fertilization on Yield,Quality and Nutrient Utilization of Flue-cured Tobacco

HE Linwei1, CHEN Xiaoming2, ZHANG Changhua2, JIANG Wei2, RAO Xingxi2,FENG Xiaoya2, XU Zhengqiang2, HUANG Jianguo1*

(1.CollegeofResourcesandEnvironment,SouthwestUniversity,Chongqing400716; 2.ZunyiBranchCompany,GuizhouTobaccoCompany,Zunyi,Guizhou563000,China)

The effects of different planting and fertilization patterns on yield, quality and nutrient utilization of flue-cured tobacco were studied by ten-year fixed test to provide the scientific basis for quality cultivation of flue-cured tobacco in Zunyi. The disease rate of flue-cured tobacco plants under the flue-cured tobacco rotation plus organic and inorganic fertilizer combining application pattern is minimum, but leaf yield and output value both are maximum, 13.53% and 57.23% higher than the flue-cured rotation plus single chemical fertilizer application pattern respectively. N, P and K absorption amount of flue-cured tobacco plants under the flue-cured tobacco rotation plus organic and inorganic fertilizer combining application pattern is higher than the flue-cured rotation plus single chemical fertilizer application pattern significantly because of its biomass increase. The effective nutrient components in soil represent a single peak trend, accord with nutrient demand of flue-cured tobacco plants, which may be one of causes to suitably cultivate flue-cured tobacco. The nitrate nitrogen loss amount exceeds 98% nitrogen loss amount in groundwater runoff. N and K loss amount in groundwater runoff accounts for 19.18%～26.54% and 18.42%～23.41% of fertilization amount respectively, which indicates that massive loss of N and K fertilized in soil results in fertilizer waste and water pollution. In addition, N and k loss amount under the flue-cured tobacco rotation plus organic and inorganic fertilizer combining application pattern is lower. In conclusion, the flue-cured tobacco rotation plus organic and inorganic fertilizer combining application pattern and fertilization technique should be used and improved in cultivation of flue-cured tobacco.

flue-cured tobacco; planting pattern; crop rotation; continuous cropping; fertilization

2015-03-03； 2015-05-01修回

遵義市煙草公司課題“廢棄煙葉(桿)田間無害化處理”(2012-01)

何林衛(1990-)，男，在讀碩士，研究方向：植物營養與環境。E-mail: helw258@126.com

*通訊作者：黃建國(1959-)，男，教授，博士，從事微生物與植物營養學研究。E-mail: huang99@swu.edu.cn

1001-3601(2015)05-0230-0033-05

S157.4

A

生理生化·耕作栽培

Physiology and Biochemistry·Tillage and Cultivation