NPK用量及基追養分分配對煙葉產質量的影響研究

余垚穎，王明富，何佶弦，張啟莉，陳利平，蔣 豪，顧會戰

（1四川省農業科學院植物保護研究所，成都 610066；2四川省煙草公司廣元市公司，四川廣元 628000；3中國科學院水利部成都山地災害與環境研究所，成都 610041）

0 引言

在一定的環境和品種條件下，科學合理的營養元素管理是煙葉質優量高的重要保障[1-3]。N、P、K作為烤煙生長所必需的大量營養元素，可促進烤煙正常生長和成熟落黃[4-5]。關于烤煙大量營養元素的研究主要集中在單一元素施用量及其基追比例和N、P、K合理配比等方面。如謝會雅等[6]研究表明：施純氮180kg/hm2、N:P:K=1:0.8:3在烤煙產量和質量上效果最佳；楊金陸等[7]研究表明：基肥配方為N:P:K=2:3:5.4，追肥配方為N:P:K=10.1:0:36.6，更有利于生育后期烤煙生長；譚波等[8]研究表明：氮肥40%作基肥，60%作追肥的施肥模式最好；湯宏等[9]研究表明：在黔東南州及相鄰煙區種植煙草，其推薦施磷量以75～112.5 kg/hm2為宜。目前對氮磷鉀交互作用和氮、鉀的基追比進行結合研究的尚未見報道，與此同時，由于土壤、氣候條件及品種的不同，在烤煙氮磷鉀肥施用中依然存在一定的盲目和不合理性。廣元作為四川五大烤煙產區之一，位于四川北部邊緣，地理位置為31°31′—32°56′N，104°36′—106°45′E之間[10]，其植煙區的土壤類型以石灰性紫色土為主。隨著氣候變化，存在降雨量分配與烤煙生長所需水不協調及肥料養分釋放與烤煙養分吸收關系協調性差的現象。因此，本研究在探討氮磷鉀不同用量及其交互作用效果的同時，開展了氮鉀基肥與追肥養分供應分配對烤煙生長及產質量的影響研究，集成了石灰性紫色土烤煙栽培氮磷鉀的最佳用量及其基追比例的施肥方案，進一步優化了烤煙的施肥體系，以期為‘中棵煙’生長環境營造提供了強有力的技術保障，促進廣元煙草可持續性發展。

1 材料與方法

1.1 材料與方法

供試烤煙品種：‘云煙87’。

供試肥料：煙草專用復合肥(N:P2O5:K2O=10:15:25)、生物有機肥、油枯、硝酸鉀、硫酸鉀、磷酸一銨、過磷酸鈣、煙草專用追肥(N:P2O5:K2O=5:10:35)。

供試土壤基本情況：NPK養分均衡施肥試驗，石灰性紫色土，pH 7.62，有機質14.15 g/kg，速效鉀95.60 mg/kg，堿解氮68.12 mg/kg，有效磷10.14 mg/kg；基肥與追肥NK養分供應分配試驗，石灰性紫色土，pH 7.74，有機質15.14 g/kg，速效鉀87.63 mg/kg，堿解氮72.43 mg/kg，有效磷14.56 mg/kg。

1.2 試驗設計與處理

NPK養分均衡施肥試驗：于2018年在廣元市普安鎮光榮村進行，試驗采用3因素(NPK)3水平L9(34)正交設計，N施用量：N1為82.5 kg/hm2，N2為97.5 kg/hm2，N3為 112.5 kg/hm2；P 施用量：P1為 105 kg/hm2，P2為127.5 kg/hm2，P3為 150.0 kg/hm2；K施用量：K1為270.00 kg/hm2，K2為 315.0 kg/hm2，K3為 360.0 kg/hm2，共9個處理，3次重復，共計27個小區，具體正交試驗方案見表1，煙苗移栽時間為4月22日，行距為120 cm，株距為50 cm，田間管理措施按廣元優質煙葉生產技術進行。

表1 均衡施肥試驗正交方案表

基肥與追肥NK養分供應分配試驗：于2019年在廣元市普安鎮光榮村進行，試驗采用兩因素三水平完全正交設計，NPK施肥量根據2018年研究確定為97.5、150、315 kg/hm2，其中N的基追比例3個水平分別為7:3、6:4、5:5，K 3個水平分別為5:5、4:6、3:7，共設9個處理（見表2），重復3次，共計27個小區，煙苗移栽時間為4月18日，行距為120 cm，株距為50 cm，田間管理措施按廣元優質煙葉生產技術進行。

表2 NK基肥與追肥不同比例試驗正交方案表

1.3 采樣與測定

農藝性狀和SPAD值：每小區定15株，在煙苗移栽后40天和60天時，進行株高、節距、莖圍等指標測定；同時用手持式葉綠素測定儀(SPAD-502)測定從上往下第四片完全展開的煙葉SPAD值，每片葉以主葉脈為界分為左右兩邊，分別測定葉基、葉中和葉尖3個位置點，以6點平均值代表該葉片SPAD值。

化學成份：2018年煙葉烘烤結束后，選取不同處理的上、中部位煙葉，利用MATRIX-Ⅰ近紅外光譜儀（德國布魯克公司）檢測其還原糖、植物堿、鉀、氮、氯、淀粉[11]等。

感觀質量評定：2019年煙葉烘烤結束后，選中部煙葉送至四川中煙公司進行單料煙制樣，按單料煙評吸基本要求，以YC/T 138—1998煙草及煙草制品感官評價方法為基礎，由專職評吸人員進行感官品質鑒定，按單料煙9分制方法評分。

產值產量測定：以小區為單位采收煙葉并進行標記，待煙葉烘烤結束后，計算其煙葉產量產值。

1.4 煙葉化學成分評價

選擇煙葉總糖、還原糖、煙堿、總氮、鉀、氯、糖堿比、氮堿比與鉀氯比9項指標作為煙葉化學成分的綜合評價指標[12]。根據生產實踐經驗和參照相關研究的結果的試驗評價方法[13-14]，確定9項化學成分指標所選用的隸屬函數的類型及相應參數范圍值[見式(1)S型隸屬函數、式(2)拋物線型隸屬函數、表3各函數拐點及烤煙各化學成分指標的權重值]。利用乘法原則得出化學成分綜合指標值I[公式(3)]。I值范圍0～1，值越高，表明煙葉化學成分質量越好。

表3 煙葉化學成分屬隸屬函數的類型、隸屬度與權重

式中：Ni和Wi分別為第i種化學成分含量的隸屬值和相應的權重系數。

1.5 煙葉化學成分評價數據處理

采用IBM Statistics SPSS 20.0和Microsoft Excel 2016軟件進行數據處理和統計分析。

2 結果與分析

2.1 NPK養分均衡施肥試驗結果

2.1.1 氮磷鉀不同用量對農藝性狀影響 表4～5表明：煙苗移栽40天，P因素的株高和莖圍Sig.值小于0.05；煙苗移栽60天，NK因素的葉長、葉寬、節距和P因素的葉寬Sig.值均小于0.05，表明煙苗移栽40天時P和煙苗移栽60天后NPK對農藝性狀的部分指標存在顯著性影響，因此對其對應的農藝性狀進行多重比較表明：N的最佳水平N2；P為P2和P3，其中P2略好于P3但兩者之間不存在顯著性差異；K為K2和K3，其中K3略好于K2（表6）。從農藝性狀分析來看，N2P2K3、N2P2K2、N2P3K3和N2P3K2施肥組合更有利于烤煙生長。

表4 煙苗移栽40天煙株農藝性狀主體間效應

續表4

表5 煙苗移栽60天煙株農藝性狀主體間效應

續表5

表6 NPK三因素的農藝性狀多重比較表

2.1.2 氮磷鉀不同用量對SPAD的影響 由表7～8可知：煙苗移栽40天，NPK對葉綠素的影響差異不顯著性；煙苗移栽60天，N對葉綠素的影響存在顯著性，對煙苗移栽60天時N因素的葉綠素進行多重比較：N2和N3顯著好于N1，其中以N2最好。

表7 SPAD主體間效應的檢驗

表8 SPAD多重比較表

2.1.3 氮磷鉀不同用量對煙葉產量的影響 由表9～10可知：N、P對煙葉的產量存在顯著性，對NP兩因素的產量進行多重比較表明，N因素對產量的影響的排序為 N3＞N2＞N1，N2和 N3顯著好于 N1，且 N2與 N3之間不顯著；P因素對產量的影響的排序為P3＞P2＞P1，P3顯著好于P1和P2。N2P3K2、N3P3K2施肥組合有利于提高煙葉產量。

表9 產量主效應分析

表10 產量多重比較 kg/hm2

2.1.4 氮磷鉀不同用量對煙葉化學成份的影響 由表11～12可知：上部煙葉NPK三因素對煙葉化學成份綜合指數的影響差異不顯著；中部煙葉N對煙葉化學成份綜合指數的影響存在顯著性差異，其中N2顯著好于N1。因此僅從煙葉化學成份的數據分析來看，最佳施肥組合為N2P3K2。

表11 化學成份綜合指數主效應分析

表12 化學成份綜合指數多重比較

2.2 基肥與追肥NK養分供應分配試驗

2.2.1 農藝性狀分析 由表13可知：煙葉移栽60天時，最大葉寬各處理存在顯著性差異，以C3處理最高，其余指標各處理間存在差異，但不顯著。由此表明，（N基:追=7:3和K基:追=3:7）處理更有利于煙株生長。

表13 農藝性狀分析

2.1.2 產值產量分析 由表14可知：煙葉采摘烘烤后，產量與產值排序為 ：C3＞C2＞C5＞C9＞C7＞C1＞C6＞C8＞C4，C3與 C1、C4、C6、C7、C8和 C9之間存在顯著性差異。表明，（N基:追=7:3；K基:追=3:7）處理煙葉產量與產值最好，其次為（N基:追=7:3；K基:追=4:6），（N基:追=6:4；K基:追=4:6）次之，前期多氮，后期多鉀，更有利于提高烤煙產量。

表14 產量產值分析

2.1.3 煙葉感觀質量分析 送中部煙葉至四川中煙公司進行感觀質量評價表明：C4＞C3＞C1＞C6＞C2＞C5、C7、C8＞C9，C4表現為：甜度好，流暢，勁頭濃度適中，刺激較小，同時C3與C4感觀評吸相近（表15）。表明，采用（N基:追=6:4；K基:追=5:5）施肥處理煙葉感觀質量最優，（N基:追=7:3；K基:追=3:7）次之。

表15 煙葉感官質量評吸表

3 結論

本研究以煙草為研究對象，通過煙葉農藝性狀、產量、產值以及煙葉化學成分和感觀質量等指標的研究和綜合分析后明確了，四川省廣元植煙區烤煙栽培營養均衡施肥體系為：N、P2O5、K2O施用量分別為97.5、150、315 kg/hm2，氮、鉀基肥與追肥養分分配比：N基:追=7:3；K基:追=3:7，氮肥前多后少，鉀肥后移的養分分配方式更用利于提高煙葉內在質量，有助于‘中棵煙’的形成。

4 討論

煙草作為一類特殊的肥料效應作物，不僅注重產量還要追求烤煙內在質量[15-16]。氮磷鉀施用過多，會導致內在質量下降，如試驗中當施氮量為N3水平時，雖產量最高，但化學指標協調性下降，化學成份綜合指數下降，這可能是氮肥過多造成奢侈生長，煙葉落黃差，不利于烘烤，影響其內在質量。在烤煙的實際生產中，其產量、質量與營養供應密切相關，特別是氮磷鉀三大營養元素的供應，本研究通過開展氮磷鉀不同用量研究，綜合分析農藝性狀、產量產值及化學指標等表明：N2P3K2組合為廣元烤煙種植的最佳施肥組合，即純N、P2O5、K2O施用量97.5、150、315 kg/hm2。

大量試驗結果表明，烤煙的施肥效果不僅取決于肥料的施用量、還取決于施肥時期及比例，只有適宜的養分配比才能提高肥料利用率，保證煙葉的產量和品質[17-19]。氮、鉀基追比對煙葉產量和品質的形成有重要影響，在一定施肥水平下，不合理的基追比，易造成氮、鉀素的損失或煙葉貪青晚熟，煙葉感官質量差[20-21]。因此，本研究在確定氮磷鉀最佳施用量組合的情況下，開展了氮鉀不同基追比例交互作用的研究，結果表明：（N基:追=7:3；K基:追=3:7）處理農藝性狀、產量及產值上好于其他處理；（N基:追=6:4；K基:追=5:5和（N基:追=7:3；K基:追=3:7）處理在感觀質量上表現為甜度好，流暢，勁頭濃度適中，刺激較小。綜上所述，（N基:追=7:3；K基:追=3:7）為廣元烤煙種植施肥的最佳基追比例，這與張芬芬等[22]研究氮肥基追比為40%:60%存在一定的差異，可能與品種及各地土壤肥力及環境因素相關，加之前者均是對單一的氮肥基追比進行研究，本研究對氮鉀兩因素不同基追比例同時進行研究，兩者之間存在一定交互效應。