根區施肥對烤煙干物質積累及氮吸收的影響

王筱瀅，張云貴，劉青麗，李志宏，張美娟，黃純楊，彭玉龍，張之礬，孟 源，王 鵬

（1.黑龍江八一農墾大學農學院，黑龍江大慶163319；2.中國農業科學院農業資源與農業區劃研究所／煙草行業生態環境與煙葉質量重點實驗室，北京100081；3.貴州省煙草公司遵義市公司，貴州遵義563000）

氮素在煙株生長發育過程中具有重要作用，特別是對烤煙產量、品質影響較大，在一定范圍內施氮水平的提高能增加煙葉產量、提高煙葉等級［1］。然而受施肥方式和根系在土壤中非均勻分布的影響，只有局部土壤營養空間能夠滿足根系對養分的需求［2］，導致化肥利用率低，而通過區域施肥的方式可以提高肥料利用率［3－4］。而在耕層中如何選擇最佳的施肥位置，目前報道較少。盡管一些研究已經證實肥料深施、穴施或條施均可以不同程度提高肥料利用率［5］，但施肥位置對提高肥料利用率還能有多大的潛力和空間有待進一步研究［6］。有研究指出，局部供應磷素可以促進小麥幼苗生長及同化物向根系的運輸［7］；局部供應氮、鋅元素有利于根系向養分富集區生長［8］；研究表明，養分局部供應區域根系的吸收能力明顯增大，可以補償根區養分非均勻供應造成的影響，這種局部供氮使根系生長提高是對缺氮部分的生長補償［9］；目前有關養分局部供應的研究多集中在模式植物上，國內有關局部施肥對烤煙養分吸收利用和分配的研究尚未見報道。本試驗探討根區內不同施肥空間對烤煙氮素吸收與利用的影響，旨在探討烤煙對氮素吸收和對肥料利用率的影響，為烤煙生產提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗地點

試驗于2017年在貴州省遵義市正安烤煙科技園進行，試驗品種為云煙87。

1.2 試驗設計

本試驗設4個處理，T1為對照，施肥方式為條施；T2施肥直徑為15 cm，深度20 cm；T3施肥直徑為20 cm，深度20 cm；T4施肥直徑為25 cm，深度20 cm。試驗采取隨機區組設計，3次重復，小區面積66.7 m2。施肥方法：T1處理為起壟之后肥料條施，施肥深度20 cm；T2、T3、T4分別將不同管徑施肥管置于土壤20 cm深，然后肥料施于不同管徑范圍內的土壤中，將施入的肥料與20 cm土體充分混合均勻后，將施肥管取出（圖1）。

基肥用煙草專用基肥（復混肥：含N、P2O5、K2O分別為9%、9%、25%）、尿素、過磷酸鈣、硫酸鉀，追肥用煙草專用追肥（復混肥：含 N、P2O5、K2O分別為15%、0%、30%）。各處理氮磷鉀用量均為純 N 90 kg／hm2、P2O590 kg／hm2、K2O 240 kg／hm2（表1）。各處理其他田間管理相同。

1.3 田間采樣與測定

1.3.1 土壤采樣 烤煙成熟期，T1、T2、T3、T4的各小區內選取代表平均長勢的煙株1棵，以煙株為中心沿壟體平面做十字交叉，長40 cm、寬20 cm，取5 cm×5 cm×5 cm立方體土壤（圖2），分別取壟體 0～5 cm、5～10 cm、10～15 cm、15～20 cm深度（圖3），分揀各樣品中的根系，稱質量。土樣測定土壤有效N含量。

1.3.2 植株采樣與測定項目 各處理移栽后30 d，選擇能代表小區平均長勢的煙苗掛牌為樣品采集株；分別在移栽后5、7、9、11、13、15、17周取整株煙，分根、莖、下部葉（6張）、中部葉（6張）和上部葉5個部位，煙杈并入煙莖樣品，烘干稱質量，粉碎后測定氮含量。土壤堿解氮的測定采用堿解擴散法，植株全氮含量的測定采用過氧化氫－硫酸消煮，用凱氏定氮儀測定；氮肥利用率采用差減法進行測算。

1.4 數據處理

試驗數據經Excel 2010整理后作圖，并用SPSS 11.5軟件對數據進行分析，顯著性檢驗均采用SPSS分析方法。

表1 試驗肥料用量

2 結果與分析

2.1 根區內不同施肥空間對土壤有效氮含量的影響

由圖4可見，從土壤有效氮熱度圖上來看，各處理當耕層深度相同時，距離植株0～10 cm的土樣，有效氮含量最高，隨著距離的增加，有效氮含量逐漸降低。當與植株的距離一定時，隨著耕層深度的增加，各處理有效氮含量總體是減少的。

由表2可知，從土壤有效氮含量變化上來看，不同處理之間也存在差異。耕層0～5 cm深度范圍內，除距離±5 cm處外，T1處理有效氮含量處于最高值，T2處理處于最低值，2個處理之間存在顯著差異，T4處理除距離±10 cm處外，其余取樣點均與T1處理之間無顯著差異，T3處理在10 cm、20 cm處顯著低于T1處理；耕層5～10 cm深度范圍內，距離植株±（5～15）cm T1處理處于最高值，顯著高于T2處理，距離±（5～20）cm取樣點T4處理與T1處理之間均無顯著差異，顯著高于T2處理，T3處理在距離植株±15 cm、±20 cm處顯著低于T1處理；耕層10～15 cm深度范圍，T1處理處于最高值，其次為T4處理，2個處理之間無顯著差異，T2處理處于最低值，顯著低于T1、T4處理，T3處理在距離±5 cm處與T1處理之間無顯著差異，距離植株±（10～20）cm處T3與T1處理之間差異顯著；耕層15～20 cm深度范圍，除距離植株±15 cm處之外，其余取樣點均表現為T1最高，T4次之，2個處理之間無顯著差異，同時T2仍然處于最低值，顯著低于T1處理，T3與T1之間無顯著差異。

表2 土壤有效氮含量變化分析

2.2 根區內不同空間施肥對烤煙干物質的影響

由圖5可知，烤煙地上部干質量表現為隨著生育期延后一直增加的變化趨勢，T2、T3、T4處理均在移栽后17周達到最高值，同時在不同生育期不同處理之間存在差異。5～11周，T4處理處于最高值，與對照相比分別提高了58.84%、47.66%、44.19%、46.81%，方差分析結果表明，2個處理之間差異顯著；7～9周，T3僅次于 T4，分別低于 T4處理448.91、879.12 kg／hm2，其中 7周時 2個處理間差異顯著，9周時無顯著差異，5、11周T2僅次于T4處理，無顯著差異，同時，T2、T3與對照之間無顯著差異；13～15周，對照干物質積累量處于最高值，T4次之，2個處理分別相差 43.60、64.87 kg／hm2，無顯著差異，T3處于最低值，分別低于 T4處理1 084.78、847.41 kg／hm2，差異顯著，T2分別高于 T3處理127.13、241.64 kg／hm2，無顯著差異，T2顯著低于 T1、T4處理；17周 T4分別高于其他 3個處理 644.90、1 057.38、1 308.70 kg／hm2，方差分析結果表明，T4與T1之間無顯著差異，顯著高于T2、T3處理，T2、T3與T1之間無顯著差異。

2.3 根區內不同空間施肥對烤煙根系干物質積累的影響

由圖6可知，烤煙根系干物質積累量表現為隨著生育期延長先升高后降低的變化趨勢，不同處理之間存在差異。5周時，T1分 別 高 于 T2、T3、T4處 理 32.18、31.96、1.82 kg／hm2，所有處理之間無顯著差異，7、9周 T4處理處于最高值，其次為 T3處理，2個處理分別相差 6.55、0.11 kg／hm2，無顯著差異，T2與 T1處理相近；11、13周 T1處理處于最高值，其次為 T3處理，2個處理之間相差38.56、6138 kg／hm2，無顯著差異，T4處理分別低于 T1處理 63.31、135.52 kg／hm2，無顯著差異；15周時，T2處理最高，分別高于T1、T3、T4處理 38.67、50.55、22.94 kg／hm2，無顯著差異；17周時T4處理達到最高值，高于對照16.17 kg／hm2，無顯著差異，T2、T3處理分別低于 T1處理 217.25、108.96 kg／hm2，差異顯著。

2.4 根區內不同空間施肥對烤煙地上部分氮素吸收量的影響

由圖7可知，烤煙地上部氮營養吸收量T1呈現出隨著生育期延后一直升高的變化，而T2、T3、T4表現為先升高后略有降低的變化趨勢。移栽后5、7、9、11、13周，T4處理氮吸收量一直處于最高值，與對照相比分別提高了 25.70%、1613%、32.92%、80.05%、2.77%，其中 5～11周 2個處理之間存在顯著差異；5周時，T2、T3分別高于T1處理5.87、2.39 kg／hm2，無顯著差異，T2處理在 7、9周分別低于 T1處理 7.45、7.88 kg／hm2，無顯著差異，11周高于 T1處理4.73 kg／hm2，無顯著差異，13、15、17周處于最低值，分別低于 T1處理 16.45、13.98、17.82 kg／hm2，差異顯著；15周時，T3處理高于對照 8.67 kg／hm2，無顯著差異，T4低于對照1.77 kg／hm2，無顯著差異；17周時，T2、T3、T4分別低于對照17.82、9.04、6.07 kg／hm2，其中 T4與對照之間無顯著差異，T2、T3均顯著低于對照。

2.5 不同空間施肥對烤煙根部氮吸收的影響

由圖8可知，T4處理根系氮吸收量在移栽后5～9周呈現出一直升高的變化，9～17周呈現出降低的變化，其他處理在5～13周一直表現出升高的變化，13～15周表現出降低的變化，不同處理根系氮吸收量存在差異。移栽后5周，T2、T3、T4分別低于對照 0.87、1.25、0.87 kg／hm2，所有處理之間無顯著差異；7、9周T4處于最高值，與對照相比分別提高了1.43、2.40 kg／hm2，無顯著差異，T3與對照之間無顯著差異，T2分別高于對照 0.09、0.56 kg／hm2，無顯著差異；11、13周T1處理處于最高值，分別高于 T2處理 2.91、2.89 kg／hm2，差異顯著，T4分別低于 T1處理 2.81、0.82 kg／hm2，其中 11周時差異顯著；15周時，T3處于最高值，分別高于T1、T2、T4處理 1.10、2.91、0.28 kg／hm2；17周 時，T4僅 低 于 對 照0.15 kg／hm2，無顯著差異，2個處理均顯著高于 T2、T3處理。

2.6 根區內不同空間施肥對氮肥利用率的影響

由圖9可知，不同處理對烤煙氮肥利用率的影響存在差異。從試驗結果來看，T2低于對照8.92%，無顯著差異；T3低于對照4.31%，無顯著差異，T2處理和對照相似；T4高于對照34.48%，差異顯著，T4處理能顯著提高烤煙氮肥利用率。

3 討論與結論

烤煙主要通過根系吸收養分，所以根系分布范圍以及根系分布區內養分供應狀況直接影響烤煙的生長［10］，通過分析和研究土壤中養分的分布對烤煙生長以及氮吸收的影響規律，對指導烤煙根際施肥生產實踐具有重要作用。

3.1 不同空間施肥對烤煙地上部及地下部干物質量的影響

烤煙地上部干物質積累量受根際施肥直徑的影響而不同，根際施肥直徑在25 cm時（T4）對促進地上部以及根系干物質積累量增加效果最佳，分析原因認為這可能與烤煙根系分布范圍較大有關，特別是后期，根系主要吸收區域的外延使得施肥分布范圍大的處理更加有利于根系吸收營養并促進烤煙植株生長［11］，而施肥根際范圍15 cm（T2）由于距離烤煙根系過近，導致后期營養不足，從而使得烤煙干物質積累量降低比較顯著，而施肥范圍在20 cm時（T3），烤煙干物質積累量與T4之間并無顯著差異，但是與對照之間也沒有顯著差異，證明該施肥直徑仍然過小，不利于烤煙后期生長對養分的需求［12］。

3.2 不同空間施肥對烤煙地上部及地下部氮積累量的影響

烤煙氮吸收高峰一般在9～13周之間［13］，該生育階段氮肥供應量的高低直接影響烤煙氮營養的吸收量高低，從烤煙地上部氮吸收量變化上來看，T2處理處于最低值，說明該處理不利于烤煙氮吸收，T4處理與對照之間無顯著差異，說明施肥直徑在25 cm時對促進烤煙地上部氮吸收效果最佳；從根系氮吸收變化上來看，僅T4處理與對照之間無顯著差異，其余2個處理均顯著低于對照，證明根際施肥半徑低于20 cm不利于烤煙根系對氮營養的吸收［14］。

3.3 不同空間施肥對土壤有效氮含量的影響

從土壤有效氮含量變化上來看，T2處理根際周圍有效氮含量最低，T4處理最高，說明根際施肥對土壤內有效氮含量具有較大影響；本試驗研究表明，T1、T2、T3處理土壤有效氮含量皆低于CK處理的土壤有效氮含量。成熟期土壤氮素的降低，有利于烤煙落黃和煙葉品質的提高［15］。CK處理各土層有效氮含量相近原因還有待進一步研究。

3.4 不同空間施肥對烤煙氮肥利用率的影響

從氮肥利用率上來看，根際施肥直徑在25 cm時氮肥利用率最佳，這與肖元松等的研究結果［16］相似，證明根際施肥對烤煙生長以及氮營養吸收具有顯著的作用。

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