海拔高度、施氮量和栽培密度及其交互效應對利川煙區烤煙產質量的影響

師 超，余鳳敏，上官力，高艷波

（恩施州煙草公司利川市煙葉分公司，湖北 利川 445400）

研究表明，在品種、生態環境和調制措施相同的條件下，栽培措施特別是施肥和栽培密度是影響烤煙生長發育和產質量的重要因素［1-4］。適宜的施氮量有利于平衡煙葉碳氮化合物之間的比例，這對煙葉產質量的提升具有顯著作用［5，6］。密度通過影響植株營養狀況、冠層的光截獲、光分布特征，進而對群體干物質生產能力產生顯著影響［1，7］。在一定范圍內，減小種植密度可增大煙株個體，但產量會降低，適宜的植煙密度保證產量兼顧質量［8，9］。合理的施氮量和種植密度是保證煙葉產量、提高煙葉質量和經濟效益的主要途徑［9］。大量的研究表明氮肥用量和栽培密度的交互作用顯著影響煙株和經濟性狀［1，10，11］，因此，隨著綜合栽培技術的全面推廣，尋求適宜該區的密度和氮肥組合具有重要實踐意義［12，13］。

利川市位于湖北省西南邊陲，屬大巴山東南流脈和武陵山北上余脈交匯部，具有豐富的生態資源和優越的氣候條件，烤煙的種植主要集中在海拔800～1 300 m。海拔的變化可能首先引起氣候條件和土壤條件的變化，進而對煙草的生長與品質產生影響［14，15］。研究認為在同一地域內，海拔高度對煙葉化學成分的影響程度甚至大于土壤農化條件［16］。因此，如何根據海拔高度確定合理的施氮量和栽培密度，以提高煙葉產量和品質是當前利川煙草栽培需要解決的關鍵問題。基于此，本研究擬開展不同海拔高度條件下，研究氮肥用量和栽培密度交互對烤煙產質量的影響，以期為該區域烤煙栽培技術的推廣應用提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

研究區位于湖北省恩施州利川市，屬于中亞熱帶季風濕潤型山地氣候，年平均氣溫13.4 ℃，年降水量1 200～1 600 mm，年日照時數1 409 h。分別選擇海拔高度1 000～1 100 m 的團堡鄉官田壩14 組和文斗鄉鞍山1 組、海拔高度1 100～1 200 m 的柏楊壩齊心14 組和南坪云上7 組，以及海拔高度1 200～1 300 m 的元堡瑞坪4 組和忠路金堰2 組為試驗點，試驗地光照好，土壤結構疏松，肥力均勻、中等，往年無土傳病害和煙葉病害發生。試驗點的基本理化性質如下：pH 5.74，有機質22.56 g/kg，堿解氮113.05 mg/kg，速效磷38.14 mg/kg，速效鉀158.02 mg/kg。

1.2 試驗設計

分別于2017 年和2018 年在上述6 個試驗點3 種海拔條件下開展不同施氮量和栽培密度對煙葉產質量的影響試驗。施氮量設置3 個梯度：82.5、97.5、112.5 kg/hm2，栽培密度設置3個梯度：13 890、15 150、16 665 株/hm2，詳見表1。每個海拔條件下共計9 個處理，每個處理重復3 次，整個試驗合計27 個處理。施肥方法：復合肥、磷肥、生物有機肥、餅肥、農家肥在“三先”時平地條施，后起壟。追肥：100%硝銨磷肥在煙苗移栽后10 d 作提苗肥兌水施用，在離煙苗10 cm處打孔（8～10 cm深）、穴施、封口。100%硫酸鉀在煙葉移栽后30 d 左右，在離煙苗20～25 cm 處打孔（8～10 cm 深）、穴施、封口。其他栽培管理措施同優質烤煙生產技術規范。

表1 試驗處理與施肥

1.3 分析測定方法

打頂和去除腳葉后（留葉數14），每個小區選擇有代表性的3 株煙株，測量全部葉片的長和寬。葉面積測定采用校正系數法（校正系數0.634 5），即葉面積=葉長×葉寬×0.634 5［17］。采集成熟期烤煙煙葉，烘干后稱重。

1.4 數據處理

試驗結果用算術平均數和標準誤表示測定結果的精密度（mean±SD）。利用Microsoft Excel 2003 軟件、SPSS 16.0 數據分析軟件進行試驗數據的計算、統計檢驗、單因素和多因素方差分析（Duncan）。當方差分析檢定為顯著性差異時，同時引入偏Eta方［18，19］大小來比較種植密度和施氮量及其互作對烤煙經濟性狀指標變異的貢獻率。0.01＜偏Eta 方＜0.06，表示低度影響效應，0.06＜偏Eta方＜0.14 表示中度影響效應，偏Eta方＞0.14 為高度影響效應［20］。

2 結果與分析

2.1 不同處理對上部葉和中部葉葉面積的影響

圖1 不同處理上部煙葉葉片面積

圖1 表示不同海拔條件下各處理上部煙葉葉片面積。在2017年，隨著海拔高度的增加，上部葉葉面積呈現出逐漸增加的趨勢。對于2017 年而言，海拔1 000～1 100 m、1 100～1 200 m 和1 200～1 300 m 條件下，只有T8處理始終能夠獲得較大的葉面積，且分別達到了842.15、725.40和605.70 cm2，比其他處理分別增加了 11.21%～31.56%、9.77%～31.41% 和 5.58%～37.44%。對于2018 年而言，T4、T5、T6、T7 和T8 處理葉片面積相當。2018年不同海拔條件下上部煙葉葉面積比2017 年分別增加了37.53%（1 000～1 100 m）、55.85%（1 100～1 200 m）和87.39%（1 200～1 300 m）。

從表2 可以看出，2017 年海拔高度對上部煙葉面積的影響達到顯著水平，而2018 年則沒有顯著影響。施氮量和栽培密度對上部煙葉面積均沒有顯著影響。偏Eta 方又稱為關聯強度，表示因變量的變異被自變量解釋的百分比。從表2 中可以看出，在2017 年海拔和栽培密度對上部煙葉面積影響較大，而2018 年則施氮量影響較大。綜合兩年的結果可以看出，海拔、施氮量和栽培密度與上部煙葉面積的相關性分別為-0.166、0.098 和-0.065（表8）。

表2 上部煙葉面積三因素方差分析

圖2 表示不同海拔條件下各處理中部煙葉葉片面積。在2017 年，隨著海拔高度的增加，中部葉面積呈現出逐漸降低的趨勢，而2018 年則表現出增加的趨勢。對于2017 年而言，海拔1 000～1 100 m、1 100～1 200 m 和 1 200～1 300 m 條件下，T5、T6、T7和T8 處理中部煙葉葉面積較大。對于2018 年而言，各處理之間中部葉片面積差異較小，變異系數分別為7.35%（1 000～1 100 m）、5.65%（1 100～1 200 m）和6.43%（1 200～1 300 m）。2018 年不同海拔條件下中部煙葉葉面積比2017 年分別增加了20.53%（1 000～1 100 m）、37.33%（1 100～1 200 m）和78.12%（1 200～1 300 m）。

圖2 不同處理中部煙葉葉面積

從表3 可以看出，2017 年海拔對中部煙葉葉面積的影響達到顯著水平，而2018 年則沒有顯著影響。施氮量和栽培密度對中部煙葉面積均沒有顯著影響。綜合2017 年和2018 年的偏Eta 方可以看出，海拔和施氮量對中部煙葉面積的影響較大。綜合兩年的結果可以看出，海拔、施氮量和栽培密度與中部煙葉面積的相關性分別為-0.086、0.145 和-0.034（表8）。

2.2 不同處理對烤煙煙葉單葉重的影響

從表4 可以看出，在2017 年，不論在哪個海拔高度，均以T6 和T7 處理煙葉產量較高。就不同施氮量而言，海拔1 000～1 100 m 條件下，中等和高施氮量處理均與低施氮量處理差異達顯著水平（P<0.05）；而1 100～1 200 m 則是中等和高施氮量處理均與低施氮量處理差異達顯著水平（P<0.05）；1 200～1 300 m海拔條件下則是中等施氮量處理均與低施氮量處理差異達顯著水平（P<0.05）。海拔 1 000～1 100 m 和1 100～1 200 m 處理均與海拔 1 200～1 300 m 處理間單葉重差異達到顯著水平（P<0.05）。

表3 中部煙葉面積三因素方差分析

表4 表明，在2018 年，不論在哪個海拔高度，T4、T5、T6、T7 和 T8 處理煙葉產量較高。就不同施氮量而言，在海拔1 000～1 100 m 條件下，中等施氮量處理均與低施氮量處理差異達顯著水平（P<0.05）；而1 100～1 200 m 則是中等和高施氮量處理均與低施氮量處理差異達顯著水平（P<0.05）；1 200～1 300 m海拔條件下則是中等施氮量處理均與低施氮量處理差異達顯著水平（P<0.05）。海拔1 000～1 100 m和 1 100～1 200 m 處理均與海拔 1 200～1 300 m 處理間單葉重差異達顯著水平（P<0.05）。

在2017 年海拔和施氮量顯著影響了單葉重，而在2018 年只有施氮量顯著影響單葉重，綜合兩年的結果發現，海拔和施氮量均會對單葉重產生顯著影響（表5）。綜合兩年的結果可以看出，海拔、施氮量和栽培密度與單葉重的相關性分別為-0.227、0.391和0.093（表8）。

2.3 不同處理對烤煙煙葉產量的影響

從圖3 可以看出（2017 年），不論在哪個海拔高度，均以T3、T6 和T9 處理煙葉產量較高，且分別達到了1 916.78～2 040.68 kg/hm2（1 000～1 100 m）、1 935.60～2 005.65 kg/hm2（1 100～1 200 m）和1 865.48～1 911.45 kg/hm2（1 200～1 300 m）。就不同施氮量而言，不同施氮量之間差異不顯著。不同海拔條件下各處理烤煙煙葉平均產量分別達到1 842、1 849、1 722 kg/hm2。

表4 不同處理烤煙單葉重 （單位：g/片）

表5 不同處理單葉重三因素分析

圖3 不同處理對烤煙產量的影響（2017 年）

在2018年（圖4），在海拔1 000 m、1 100～1 200 m和 1 200～1 300 m 條件下，只有 T8 處理能夠獲得較高的煙葉產量，分別達到1 903.58、1 928.85、1 953.68 kg/hm2。就不同施氮量而言，在海拔1 000～1 100 m條件下，低施氮量和中等施氮量處理間差異顯著（P<0.05）；而 1 100～1 200 m 則是低施氮量和高施氮量處理間差異達顯著水平（P<0.05）；1 200～1 300 m 海拔條件下則是低施氮量與中、高施氮量處理間差異均達顯著水平（P<0.05）。不同海拔條件下各處理間差異均不顯著。

圖4 不同處理對烤煙產量的影響（2018 年）

在2017 年（表6），海拔、施氮量和栽培密度都顯著影響烤煙煙葉產量，且對烤煙產量的貢獻率均比較大。2018 年則僅有施氮量顯著影響烤煙煙葉產量，且對烤煙產量的貢獻率也比較大。綜合兩年的結果可以看出，海拔、施氮量和栽培密度與產量的相關性分別為-0.205、0.383 和0.374（表8）。

表6 烤煙煙葉產量三因素方差分析

2.4 不同處理對烤煙產值的影響

圖5 不同處理對烤煙產值的影響（2017 年）

在2017年（圖5），不論在哪個海拔，T6處理的產值均最高，分別達到了4.91萬、4.81萬、4.53萬元/hm2。就不同施氮量而言，在海拔1 000～1 100 m 條件下高施氮量與低施氮量處理間差異達顯著水平（P<0.05）；而1 100～1 200 m 和 1 200～1 300 m 海拔條件下差異不顯著。不同海拔條件下各處理烤煙煙葉平均產量分別達到 4.35 萬、4.27 萬、3.98 萬元/hm2。

在2018 年（圖6），不論在哪個海拔，T4、T5、T6、T8 和T9 處理的產值均最高，分別達到了5.09 萬～5.68 萬元/hm2、5.07 萬～5.49 萬元/hm2和 5.28 萬～5.69萬元/hm2。就不同施氮量而言，在海拔1 000～1 100 m條件下低施氮量與高施氮量處理差異達顯著水平（P<0.05）；而1 100～1 200 m 則低施氮量與高施氮量處理差異達到顯著水平（P<0.05）；1 200～1 300 m 海拔條件下則是低施氮量處理與中等施氮量和高施氮量處理間差異均達到顯著水平（P<0.05）。不同海拔條件下各處理烤煙煙葉平均產值分別達到4.35 萬、4.27 萬、3.98 萬元/hm2。

圖6 不同處理對烤煙產值的影響（2018 年）

從表7 可以看出，施氮量和栽培密度均顯著影響烤煙煙葉產值，而不同年份海拔對產值的影響不一。海拔與施氮量之間的交互作用對產值影響最大，其次是施氮量與栽培密度，最后是海拔與栽培密度。綜合兩年的結果可以看出，海拔、施氮量和栽培密度與產值的相關性分別為-0.100、0.282 和0.273（表8）。

表7 煙葉產值三因素方差分析

表8 不同因子與烤煙產值和產量相關性分析

3 小結與討論

試驗結果表明，海拔高度與葉面積、單葉重、產質量呈現負相關，而施氮量則呈正相關。雖然栽培密度與葉面積呈負相關，但是與單葉重和產質量呈正相關。海拔1 000～1 100 m最適施氮量為97.5 kg/hm2，栽培密度為15 150～16 650株/hm2；海拔1 100～1 200 m，施氮量為 97.5 kg/hm2時栽培密度 15 150株/hm2，施氮量為112.5 kg/hm2時栽培密度16 650 株/hm2；海拔1 200～1 300 m最適施氮量為97.5 kg/hm2，栽培密度為16 650 株/hm2。氮肥對烤煙產質量的影響較大，其次為密度，兩者交互效應較小。海拔對烤煙產質量的影響排在施氮量和栽培密度之后，兩兩之間的交互作用以施氮量與栽培密度最大。

目前，有關施氮量、栽培密度以及施氮量與栽培密度交互作用方面的研究較多［1，21-24］，以及在不同海拔條件下的栽培技術研究［15，25］，然而有關不同海拔條件下的施氮量與栽培密度三因素方面的綜合研究較少。本研究主要針對恩施州利川煙區，研究不同海拔條件下的施氮量與栽培密度三者交互作用，以期為當地的優質煙葉生產提供理論依據。

在本試驗中，整體而言海拔對產量（R=0.329，P=0.029）和產值（R=0.568，P=0）的影響均達到顯著水平。雖然葉面積、單葉重均、產量和產值均與海拔呈現出負相關，但是以1 000～1 200 m 海拔煙葉產值和產量較高，不同海拔之間的煙葉產量和產值并沒有顯著差異。然而王瑞等［25］研究發現，在恩施煙區海拔900 m 是烤煙生產的最佳適宜區，其次為海拔1 300 m。云煙87-900 m 是最佳的海拔、品種組合，其次為云煙87-500 m 和云煙87-1 300 m。這可能是由于試驗地點不同導致相同海拔條件產生的不同氣候條件所致，且本試驗區域所在的利川市，煙區主要分布在海拔1 000～1 300 m 區域。

在本研究中，氮肥用量顯著影響烤煙單葉重、產量和產值，這與相關研究［26-28］結果一致。趙冏炅［29］對種煙密度為 13 500、15 000、16 500 株/hm2進行試驗，研究表明在同一施氮量條件下，隨煙草種植密度的增大，煙葉產值、產量呈遞增現象，這與本研究煙葉產值結果一致。周文亮等［20］認為，廣西百色煙區烤煙合理種植密度16 680 株/hm2及施氮量112.5 kg/hm2能夠得到較好的經濟效益和煙葉質量；楊躍華等［30］認為，云南玉溪煙區烤煙種植密度16 680 株/hm2及施氮量90 kg/hm2為宜。在本試驗條件下，海拔1 000～1 100 m最適施氮量為97.5 kg/hm2，栽培密度為15 150～16 650 株/hm2；海拔 1 100～1 200 m，最適施氮量為97.5 kg/hm2時栽培密度15 150株/hm2，最適施氮量為 112.5 kg/hm2時栽培密度為16 650 株/hm2；海拔1 200～1 300 m最適施氮量為97.5 kg/hm2，栽培密度為16 650 株/hm2。這可能是不同煙區的土壤類型、氣候條件和栽培習慣存在較大差異，從而導致烤煙種植密度和施氮量不同。同時也說明了種植密度、氮肥用量在一定范圍內對烤煙的生長及產質量具有促進作用，且二者要相互兼顧，不可偏廢［1］。因此，因地制宜地制定各煙區合理種植密度和最佳施氮量，才能使烤煙種植效益最大化。

目前有關施氮量和栽培密度交互作用的研究較多［10，11，21］，且研究結果表明氮肥對烤煙產質量的影響較大，其次為密度，兩者交互效應較小［1，31］。這與本試驗結果一致。此外，在本試驗中，海拔對烤煙產質量的影響排在施氮量和栽培密度之后，兩兩之間的交互作用以施氮量與栽培密度最大。