昆明宜良植煙區紅壤養分狀況與平衡施肥研究

王石發，楊青松,2，李曉寧，張智俊，袁鑒潔，張東，李杰

（1.云南民族大學民族藥資源化學國家民委－教育部重點實驗室，云南 昆明 650500；2.云南省煙草公司昆明市公司，云南 昆明650051；3.云南農業大學資源與環境學院，云南 昆明 650201；4.云南省煙草公司昆明市公司祿勸分公司，云南 昆明 651500）

烤煙是云南的主要經濟作物和財政收入的主要來源[1]。宜良是昆明市的烤煙主產區之一，具備得天獨厚的土壤、溫度、光照和灌溉等適宜烤煙種植的條件，屬全國種煙最適宜地區之一。宜良烤煙種植歷史悠久，最早可追溯到1942 年南羊街許純芝引種美煙。到2008年以前，宜良煙草種植面積一直處于全市前三位，但是煙葉品質卻不甚理想，上中等煙比例不高，煙葉價格和煙農收入均較低[2,3]。近年來，云南省在平衡施肥研究方面做了大量工作，取得了較大進展，對提高煙葉質量起到了積極的促進作用[4]。但隨著社會經濟發展和煙草肥料結構的調整，植煙區土壤養分與平衡施肥的需求也在不斷變化。

土壤、肥料和栽培管理始終是提高烤煙產量和質量的主要限制因素之一。為了進一步提高烤煙質量，生產出更多適應于卷煙工業需要的優質煙葉，在生態條件不能模擬和改變的情況下，必須在煙草栽培的施肥環節上下功夫，通過人為措施加以調控，采取科學合理的施肥手段，協調植煙土壤養分，改善土壤微環境，提高土壤肥力和生產性能，為優質煙葉的生產創造良好的土壤條件[5]。平衡施肥技術的應用和推廣也是提高化肥的利用率，降低施肥成本和施肥對環境污染的重要途徑[5]。昆明市植煙土壤紅壤土占70% 左右，水稻土、紫色土及其他類型土壤占30% 左右[6]。本文對當前昆明市宜良縣植煙紅壤土養分特征進行分析，并在開展室內實驗驗證基礎上制定對應的平衡施肥配方，旨在充分合理利用土壤養分資源，同時保證宜良植煙土壤的可持續發展[7]。

1 材料和方法

1.1 土壤樣品分析

分別在宜良縣植煙區選取代表性的耕作層土壤，于烤煙移栽前用“五點采樣法”進行采樣，共計取樣80個，涉及全縣7 個鄉鎮，包括安南鄉、狗街鎮、耿家營鄉、九鄉鄉、馬街鄉、湯池鎮和竹山鄉。待土樣風干以后送云南三標農林科技有限公司進行分析，分析項目包括pH（水土比=2.5:1）、有機質、水解性氮、速效磷、速效鉀和交換性鎂[8]。分析方法按照土壤農化分析國家標準。

1.2 測土配方

根據烤煙品種需肥特性和肥料性質，烤煙生育期需肥規律及肥料養分含量之間的關系，按照《測土配方施肥技術規范（2011 年修訂版）》合理確定施肥配方[9]。同時根據開展室內實驗的需求，結合氮肥含量的差異，設置高（N15）、中（N12）、低（N10）氮肥含量的3 種配方。施肥前，需要根據施肥方案準確計算出每盆烤煙的肥料使用量?？緹熓┓驶痉譃榛屎妥贩剩狙芯恐饕疾熳贩始捌涫┘臃绞健?/p>

1.3 室內實驗

室內試驗土樣樣品選取宜良縣集中連片種植區耿家營鄉。選取代表性的耕作層土壤5 個點，每個點取樣5 kg，共計25 kg。將每個樣地土樣中的雜質和大顆粒去除后，裝入小花盆中，按500 g/盆分裝備用。

挑選健壯的煙苗，將其移栽至盆中，移栽完成后，澆水使土壤完全濕潤（定根水）。待煙苗成活后，施入不同的配方肥料，共計施肥0.3 g/盆，每個肥料設置0.1 g/（盆 次）（施肥3 次）、0.2 g/（盆 次）+0.1 g/（盆 次）（施肥2 次）、0.3g/（盆 次）（施肥1 次）共3 個處理。分次施肥處理每次施肥間隔15 d，每個處理設2 次重復。

施肥完成后15 d，用Yaxin-1102 便攜式光合蒸騰儀分別測量每盆煙草的上部葉、中部葉和下部葉的光合作用參數[10]。

烤后煙葉化學成分分析按照煙草行業標準（YC/T159-2002）測定水溶性糖，（YC/T 161-2002）測定總氮，（YC/T468-2013）測定煙堿，（YC/T173-2003）測定氧化鉀及（YC/T162-2011）測定水溶性氯。

2 結果與分析

2.1 宜良縣植煙紅壤養分現狀

宜良縣植煙紅壤pH 范圍在4.60~7.62，平均值5.88，變異系數14.54。一般認為，適宜種植烤煙的土壤pH范圍為5.5~8.0[7]，本次檢測結果中共有36 個取樣點pH 小于5.5，未見高于8.0 的，宜良縣紅壤整體偏酸性。對于pH 低于5.5 這個限制的土壤應注意適量使用石灰進行調節。

植煙紅壤有機質范圍在6.83~69.51 g/kg，平均值28.81 g/kg，變異系數39.18。總體上是有機質較為豐富（平均值高于25 g/kg），低于15 g/kg的土壤占6.25%，介于15~25 g/kg 之間的土壤占31.25%，其余均高于25 g/kg。土壤有機質含量高、養分全面，且有一定的含氮量，能改善土壤微生物群落結構、改良土壤、維持地力及改善烤煙的品質[12]。因此，在烤煙種植中，應適當扣減化肥、特別是氮肥使用量[13]。

植煙紅壤水解性氮范圍為32.56~396.70 mg/kg，平均值120.57 mg/kg，變異系數45.75。速效磷范圍為1.10~106.40 mg/kg，平均值37.07 mg/kg，變異系數75.47。速效鉀范圍為97.05~777.00 mg/kg，平均值287.86 mg/kg，變異系數46.05。交換性鎂范圍為39.95~887.50 mg/kg，平均值216.59 mg/kg，變異系數75.64。全市植煙土壤檢測結果表明，水解性氮115.8~122.7 mg/kg，速效磷37.15~41.41 mg/kg，速效鉀246.7~283.9 mg/kg，全市植煙土壤肥力現狀整體表現為“中等偏上”的特點[11]。與之相比，宜良紅壤水解性氮的平均水平在全市土壤結果中屬于偏上的，但速效磷、鉀的平均水平則偏低，低于全市平均水平范圍。

表1 宜良縣紅壤植煙土壤營養狀況Table 1 Nutrient status of the tobacco planting soil in the red soil of Yiliang County

2.2 推薦配方和施肥方法

根據宜良縣植煙紅壤養分現狀，結合K326 品種需肥特性和肥料性質，烤煙生育期需肥規律及肥料養分含量之間的關系的原則，科學合理確定K326 施肥種類、數量、時間和方法，做到平衡施肥“大配方、小調整、定量到株”的技術要求[11]。具體推薦建議見表2。

表2 宜良縣紅壤植煙土壤營養分級與施肥量參考值[11]Table 2 Nutrient classification and the value of fertilization amount of the tobacco planting soil in the red soil of Yiliang County [11]

紅壤土質地較為黏重，施肥量宜根據植煙土壤營養分級確定各品種的施肥量[14]。為進一步深入分析“定量到株”的施肥指導意見，本文根據施肥建議針對種植區重要品種K326，設計了高、中、低3種施肥配方，分別為A肥：15-8-25（氮磷鉀N-P2O5-K2O），B肥：12-10-24，C 肥：10-12-24，并用這些配方開展室內盆栽實驗。

2.3 不同施肥處理下煙草生長比較

從相同配方不同處理對比可以看出，A肥中對上部葉和中部葉處理2[施肥2次，0.2g（/盆 次）+0.1g（/盆 次）]明顯好于其他兩種處理，相對光合速率分別為2.825mol（/m2s）和0.975mol（/m2s），而對下部葉則是處理3[施肥1 次，0.3 g（/盆 次）]最好，相對光合速率為0.95mol（/m2s）；B 肥中則是處理1[施肥3次，0.1 g（/盆 次）]整體效果要好于其他兩種處理，C肥中對上部葉和下部葉處理2 效果好于其他兩種處理，而對中部葉則是處理2 效果好。從相同配方不同處理看，分次施肥效果整體更加優良，僅從煙葉質量較好的中部葉看，分3 次施肥效果要優于其他兩種施肥方法。

從相同處理不同配方來看，分3次施肥中C 肥的效果整體較好，上部葉和下部葉的相對光合速率分別為0.70mol（/m2s）和0.38mol（/m2s），比其他兩種處理高；中部葉的相對光合速率為0.80mol（/m2s），較B 肥低。分2 次施肥中，A 肥對上部葉和中部葉的效果較好，相對光合速率分別為2.825mol（/m2s）和0.975mol（/m2s）；1 次施肥處理中，A肥對中部葉和下部葉的效果較好，相對光合速率分別為0.325mol（/m2s）和0.95mol（/m2s）。

表3 宜良縣3 種氮肥配方平衡施肥下K326 相對光合速率[ mol/（m2 s）]Table 3 Relative photosynthetic rates [ mol/(m2 s)]of K326 under 3 balanced fertilization in Yiliang County

2.4 不同施肥處理下煙草品質比較

根據云南優質煙葉化學成分的指標要求，煙葉糖質量分數15%~35%，總氮1.5%~3.5%，煙堿1.5%~3.5%，鉀1.5%~6.0%，氯含量0.3%~0.7%，糖堿比5~8，氮堿比0.8~1，鉀氯比4~10[15]，肥料水平的烤煙化學成分均在優質烤煙范圍內。施加C 肥的煙葉總糖含量最高，這與其生長時相對光合速率優于其他兩種施肥相一致。同時發現其煙葉的水溶性氯含量最低，糖堿比最高刺激性最小，氮堿比最低勁頭最大。因此，從烤煙品質上看，C 肥的烤煙品質整體較好。

表4 宜良縣紅壤不同施肥水平下煙葉化學成分Table 4 Chemical constituents of tobacco leaves under different fertilization levels in the red soil of Yiliang County

3 討論與結論

影響煙草生長發育及形成優質煙葉的影響因素眾多，除了最基本的氮、磷和鉀營養素之外，有機肥料、植煙土壤、前茬作物、中微量元素及生態因素中的氣候、降雨等也是重要制約因素。本研究分析主要是針對氮、磷、鉀等主要的養分因素，在實際生產中，中微量元素對煙草的生長和煙葉品質的影響也是不容忽視的[16]，同時需要考慮不同有機肥施用以及前作類型等因素[10]。已有研究證實，有機肥具有改善煙株田間生長性狀、促進煙葉營養元素的積累和改善烤煙的感官評分、香味物質及化學成分等作用，同時有效地降低煙葉中的煙堿和氯離子等有害因子的含量，進而改善煙葉的品質[17,18]。劉浩等[19]的研究表明，紅壤土以綠肥為前作的烤煙化學成分最適宜，相比其他前茬作物，烤煙的煙堿含量較低，鉀含量最高，烤煙清香風味也較為明顯，有利于優質煙葉的形成。一些中微量元素也是煙草必需的營養元素，在提高產量、調節煙葉內在成分和改善煙葉品質等方面有著不容忽視的作用[20,21]。孫彥敏等[21]研究表明，錳是煙草生長發育必需的營養元素之一，在煙草的生長發育及代謝過程中參與重要的生理功能。當土壤有效錳供應適宜時，大田煙株長勢健壯，煙葉易烘烤，烤煙的燃燒性和香氣質好，香氣量足，吃味、產量和上中等煙比例高，經濟效益明顯提高[22]。因此，在實際生產中，需要因時因地制定適合當地煙草生產的平衡營養施肥配方，同時把握結合土壤肥力、前作類型及降雨量，酌情增加施肥量，把握“大配方、小調整、定量到株”的技術要求和“有效施氮、基施磷肥、鉀效后移”技術原則[15]。從盆栽相對光合速率和烤煙化學品質分析來看，C肥配方用作宜良縣當前煙草平衡施肥方案相對比較合適，但后期應用到田間生產過程中，綜合環境、氣候及雨水等各種制約因素后，對烤煙生長效果、中上等煙的比例及烤煙致香物質等是否有所提高還需進一步田間實驗驗證；此外，平衡施肥方案形成后，其作用效果對烤煙重金屬元素的累積效應及安全性生產也需進一步探究，再綜合盆栽實驗和田間試驗的研究結果，完善原有的平衡施肥方案，并制定科學合理的施肥策略，將是下一步工作的核心。

隨著全市種植產業結構的調整，植煙區域向山區、半山區轉移的趨勢較為明顯，植煙土壤質量下降、耕層土壤變淺和平衡施肥技術的落實出現了一些亟待解決的問題。這些亟待解決的問題對植煙土壤養分狀況的全面分析以及制定科學的施肥配方等方面都有一定影響[23]?；诖吮疚囊砸肆技t壤土植煙土壤為對象開展養分分析和配方設計與驗證。宜良縣紅壤土大部分適合煙草種植，但取樣點約45 %的土壤pH 低于5.5，6%的土壤有機質低于15g/kg，同時水解氮、速效磷和速效鉀變異系數比較大，表明植煙部分土壤質量下降，對平衡施肥有了更高要求。

正確的煙草施肥，需要考慮四個基本原則，即煙草因氣候施肥原則、因品種施肥原則、因土施肥原則和養分平衡原則[24]。例如溫昌恭[25]研究表明，云煙87 基、追肥（以氮素計算）比例以6:4 較適宜；施氮水平以施純氮142.5 kg/hm2較好。目前氮、磷、鉀三要素仍是烤煙施肥中最主要的問題，其中氮是第一位的，氮不足，植株矮小，產量低，品質差；氮過多，成熟遲，葉片厚，烘烤后品質低[26]。根據土壤肥力、烤煙品種和氣候條件，在烤煙種植過程中氮、磷、鉀的合理配比以1:（1~2）:（2~3）為宜[27]。本文主要從土壤養分含量和烤煙養分需求為切入點，對烤煙的營養均衡作了初步的可行性分析。根據宜良縣植煙紅壤養分現狀及煙草品種K326生長習性制定施肥配方并在室內盆栽進行驗證。高氮肥配方（A肥）的確對宜良紅壤植煙土具有增加肥效的作用，能夠增強中部葉的相對光合速率，但從提升煙葉生產均質化水平、提高煙葉田間耐養性、易烤性以及烤煙品質考量，低氮肥配方（C肥）仍然是最優建議，同時分3 次施肥處理能夠促進煙草生長。

綜上所述，就室內試驗研究結果看，配方肥C 不僅降低了煙葉的煙堿含量，而且促進了煙葉中糖、鉀含量的積累，在一定程度上改善和提高了煙葉品質，所以，配方肥C 是宜良縣紅壤土值得推廣的施肥措施。