水肥一體化技術下減量施肥對高氯土壤烤煙生長及產質量的影響

摘要：為探究水肥一體化技術下減量施肥對高氯土壤烤煙生長及產質量的影響，以紅花大金元為試驗對象，通過大田試驗，比較CK（常規施肥）、T1處理（水肥一體化方式追肥，總施肥量為CK的92.5%）、T2處理（水肥一體化方式追肥，總施肥量為CK的80.5%）、T3處理（水肥一體化方式追肥，總施肥量為CK的68.5%）4種施肥模式下烤煙生長發育、不同器官中鉀離子和氯離子的遷移規律、烤后煙葉品質和經濟性狀的差異。結果表明，水肥一體化技術下減量施肥對烤煙農藝性狀的影響主要集中在移栽后45～60 d，隨生育進程的推進，水肥一體化處理的農藝性狀與CK逐漸趨于一致。在烤煙生育期內，烤煙各器官鉀、氯含量均表現為莖部＞葉部＞根部，水肥一體化處理會提高移栽后90 d葉部鉀的分配比，并抑制鉀由葉部向根部遷移；降低移栽后60～90 d葉部氯的分配比，抑制莖部氯離子向葉部遷移。在烤煙生育期內，T1處理不影響煙株對鉀離子、氯離子的吸收，T1處理葉部鉀含量與CK差異最小。與CK相比，T1、T2、T3處理會顯著降低烤后煙下部葉氯含量；T1處理顯著降低烤后煙各葉位氯含量，其上部葉、中部葉、下部葉鉀氯比分別較CK對應葉位提高18.00%、31.34%、53.34%。T1處理對烤后煙上部葉感官質量有提升作用，燃燒性較CK高；T3處理對烤煙上部葉、中部葉感官質量的提升效果明顯，總分最高。T1、T2、T3處理經濟性狀均優于CK，其中烤后煙均價、上等煙比例均得到提高，具體表現為T3處理＞T2處理＞T1處理＞CK；T1處理產量較高，相比CK提高約7.54%；T1、T2、T3處理產值分別比CK提高9.81%、12.11%、7.04%。綜上，水肥一體化技術下減量施肥基本不影響烤煙的生長發育，能夠降低煙葉氯含量，提高烤后煙鉀氯比，改善煙葉品質，提高烤煙經濟性狀，以T1處理表現最優。

關鍵詞：烤煙；水肥一體化技術；鉀含量；氯含量；鉀氯比

中圖分類號：S572.06" 文獻標志碼：A

文章編號：1002-1302（2024）13-0060-08

鉀離子、氯離子是影響烤煙煙葉品質的2個重要因子，鉀離子含量、氯離子含量及鉀氯比對煙草的生長發育、品質和產量有重要影響。一般認為，烤煙的鉀離子含量≥2%、氯含量保持在0.3%～0.8%范圍內、鉀氯比＞4時，煙葉品質較好［1-2］。鉀離子是煙葉的助燃劑，含鉀量高的煙葉富有彈性和韌性，能夠顯著改善煙葉的燃燒性，提升煙葉的香氣、吃味及品質等。煙草對氯離子十分敏感，過多的氯離子會使煙葉中淀粉積累，從而導致煙葉厚而脆，燃燒性變差，增加煙葉雜氣。在烤煙生長發育過程中，鉀離子、氯離子在其生理生化過程中發揮了重要作用，參與煙草體內物質代謝和運輸，如參與光合作用、維持細胞滲透壓和電荷平衡等［3］。鉀離子可通過調節煙葉中芳香烴的合成來提高烤煙的香味和芳香價值，氯離子可以調節煙草植物成熟期葉細胞大小，參與植物中葉綠體的光合反應［4］。此外，鉀離子、氯離子還能夠提高煙株的抗病性，對煙草黑脛病、根腐病、花葉病等具有一定的防治作用［5-7］。水分和養分是影響烤煙生長發育和烤后煙產質量的兩大關鍵因素，水肥合理利用是有效調控烤煙產質量的主要手段。與常規水肥管理方式相比，水肥一體化技術具有促進養分吸收、提高水肥利用率、改善作物土壤環境、提高作物產值產量和降低勞動強度等優點［8-9］。水肥一體化技術采用管道運輸，將肥料與水混合并溶解后均勻而緩慢地濕潤作物根部土壤區域，實現精準施肥，降低煙株病蟲害的發病率。近年來，水肥一體化技術在煙草種植中廣泛應用。它不僅有利于煙株的生長發育，還對烤煙的鉀、氯含量具有一定的調控作用，在煙區有較高的推廣價值。在滴灌條件下，土壤含水量始終保持在適宜狀態，有利于根系對鉀離子的吸收，水肥一體化技術可以有效提高烤煙鉀含量、控制烤煙氯含量［10］?；粽压獾鹊难芯勘砻?，采用水肥一體化技術能促進煙株的生長發育，且烤后煙葉的經濟性狀較高，產量、產值、均價和上等煙比例均能顯著提高［11］。申艷芝研究指出，水肥一體化技術可以降低環境因素對煙株的影響，保證煙株生長發育的均勻性，提高烤煙產量［12］。基于水肥一體化技術施用水溶性肥料，減量施肥仍能改善煙葉品質，提高煙葉的產值與產量［13］。土壤氯離子含量是影響煙葉氯含量的主要原因，土壤氯含量與煙株氯含量呈正相關［14］。近年來，云南省大理彌渡煙區因土壤中氯離子含量偏高，導致煙葉氯含量偏高、鉀氯比偏低的問題［15］。因此，本試驗以烤煙品種紅花大金元為試驗對象，在云南省大理彌渡煙區進行田間試驗，研究水肥一體化技術下減量施肥對高氯土壤烤煙生長及產質量的影響，力求在節水節肥的情況下使煙葉提鉀降氯，達到改善煙葉品質的目的，從而為大理彌渡煙區煙葉優質生產探究可行性途徑。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗地位于云南省大理白族自治州彌渡縣紅巖鎮，試驗田移栽行距120 cm、株距50 cm，土壤類型為紅沙壤土，pH值為 7.82，堿解氮含量為 53.20 mg/kg，速效磷含量為12.70 mg/kg，速效鉀含量為156.00 mg/kg，氯含量為112.50 mg/kg，有機質含量為18.45 g/kg。

1.2 材料

供試品種選用當地烤煙主栽品種紅花大金元。供試肥料主要包括復合微生物肥料（N、P2O5、K2O養分含量分別為5%、5%、15%）、煙草專用復合肥（N、P2O5、K2O養分含量分別為10%、10%、24%）。

1.3 試驗設計

大田試驗時間為2022年5—9月，烤煙于5月2日移栽，移栽后30 d開始追施肥料，每隔15 d追肥1次，共計3次。本試驗共設置4個處理：CK，常規施肥+滴灌，均采用穴施方式施肥，基肥施用復合微生物肥+煙草專用復合肥，施肥總量為純氮 120 kg/hm2；T1處理，水肥一體化追肥+滴灌，施肥總量為CK的92.5%，基肥肥料種類、用量及施肥方式與CK一致，追肥施用液體自制肥；T2，水肥一體化追肥+滴灌，施肥總量為CK的80.5%，基肥肥料種類、用量及施肥方式與CK一致，追肥施用液體自制肥；T3，水肥一體化追肥+滴灌，施肥總量為CK的68.5%，基肥肥料種類、用量及施肥方式與CK一致，追肥施用液體自制肥。每個處理的面積約133.4 m2，進行3次重復，小區隨機排列。烤煙整個生育期N、P2O5、K2O施用量見表1。

1.3 測定項目及方法

1.3.1 烤煙農藝性狀

分別于移栽后30、45、60、75、90 d選取3株長勢一致的煙株，測定其株高、莖圍、節距、最大葉長、最大葉寬、有效葉數、葉綠素相對含量（以SPAD值計）等。

1.3.2 烤煙各器官鉀含量、氯含量的測定

分別于移栽后30、45、60、75、90 d采集各處理3株煙株，分為葉部（在上、中、下3個葉位、每次每株采摘同葉位3張葉片）、莖部、根部，將煙株各器官置于烘箱中于105 ℃下殺青30 min，再于60 ℃下烘至恒重，研磨后過60目篩密封保存。采用火焰光度計法測定鉀含量［16］，氯含量參照標準YC/T 162—2011《煙草及煙草制品 氯的測定 連續流動法》［17］測定。煙株鉀離子、氯離子總量為各器官相加。

1.3.3 烤后煙葉化學成分

取小區內不同處理的烤后煙上部葉、中部葉20張，對煙葉樣品去除主脈，在60 ℃下烘干、粉碎，過60目篩網，用于常規化學成分含量的測定。采用連續流動分析儀法［18］測定煙葉總糖、還原糖、總氮、煙堿、鉀和氯含量（以其質量分數計）。

1.3.4 烤后煙葉感官質量評價

取不同處理的烤后煙上部葉、中部葉各2 kg，由河南中煙工業有限責任公司、湖南中煙工業有限責任公司技術中心、四川中煙工業有限責任公司、廣西中煙工業有限責任公司的5位評吸專家按照相關標準進行烤后煙葉的感官質量評價，以表2中單料煙品質特征指標分值作為標準評分。

1.3.5 烤后煙經濟性狀

煙葉成熟采收后掛牌烘烤，回潮后分別測量小區產量，按GB 2635—1992《烤煙》對烤煙進行分級、稱重，計算產值、產量、均價及不同等級煙葉比例［19］。

1.4 數據分析

采用Excel 2016進行數據統計，使用SPSS 26.0軟件進行Duncans方差分析，利用GraphPad Prism 9.5進行數據擬合和作圖。

2 結果與分析

2.1 水肥一體化技術下減量施肥對烤煙農藝性狀的影響

由表3可知，水肥一體化處理對烤煙農藝性狀的影響主要集中在移栽后45～60 d。在移栽后 45～60 d，烤煙株高增速明顯高于其他時期；在移栽后 60 d，T1、T2處理株高顯著高于CK、T3處理；在移栽75～90 d后，各處理間株高逐漸趨于一致。各處理間煙株最大葉長僅在移栽后75 d存在顯著差異，CK最大葉長顯著大于T2、T3處理，但與T1處理無顯著差異。在整個生育期內，各處理間最大葉寬無顯著差異。各處理間莖圍僅在移栽后60 d存在顯著差異，表現為T1＞CK＞T2＞T3。在移栽后45 d，水肥一體化處理節距均小于CK；在移栽 60 d 后，與節距逐漸增長，T1， T2處理較CK大， T3處理較CK小，T1、T3處理與CK無顯著差異；在移栽后75～90 d，CK趨于一致。在整個生育期內，僅在移栽后45 d時T3處理SPAD值顯著大于CK。

綜上，在移栽后45～60 d，水肥一體化技術下減量施肥對煙株農藝性狀有一定影響，隨著生育期進程的推移，各處理煙株長勢逐漸一致。

2.2 水肥一體化技術下減量施肥對烤煙不同生育期各器官鉀含量的影響

由圖1可知，在移栽后45、60 d，T1、T2、T3處理葉部鉀含量與CK無顯著差異，T1處理葉部鉀含量略高于CK。在移栽后75 d，各處理烤煙葉部鉀含量表現為CK＞T1處理＞T2處理＞T3處理，且T3處理下烤煙葉部鉀含量顯著低于CK；在烤煙成熟期即移栽后90 d，各處理葉部鉀含量表現為T1處理＞CK＞T2處理＞T3處理，且T3處理葉部鉀含量顯著低于CK，此時CK、T1、T2、T3處理葉部鉀含量分別較移栽后45 d下降約45.77%、41.59%、44.00%、57.74%。由圖2可知，在移栽后45 d，T1、T2、T3處理莖部鉀含量與CK無顯著差異。在移栽后60、75 d，T1處理莖部鉀含量顯著高于CK；在移栽后 90 d，T1處理莖部鉀含量與CK無顯著差異。由圖3可知，在移栽后45 d，CK、T2處理莖部鉀含量顯著高于T1處理；在移栽后60～90 d，隨著煙株的生長，T1、T2、T3處理根部鉀含量逐漸由高于CK變為低于CK，且在移栽后90 d，T1、T2、T3處理根部鉀含量顯著低于CK。

水肥一體化技術下減量施肥對各器官鉀分配比及煙株鉀含量的影響見表4，結合圖1至圖3可知，在整個生育期內，烤煙各器官鉀含量表現為莖部＞葉部＞根部，表現為下降趨勢。在整個生育期內，T1處理煙株鉀含量與CK差異最??；在移栽后90 d，T1、T2、T3處理葉部鉀分配比高于CK，表現為T1處理＞T2處理＞T3處理＞CK；T1、T2、T3處理根部鉀分配比低于CK，表現為CK＞T2處理＞T1處理＞T3處理。本研究水肥一體化技術下減量施肥對烤煙各器官鉀分配比有一定的影響，即提高移栽后90 d葉部鉀分配比，抑制鉀含量由葉部向根部的遷移；以T1處理效果最好，在減量施肥情況下，基本不會影響煙株對鉀離子的吸收，同時提高葉部鉀分配比。

2.3 水肥一體化技術下減量施肥對烤煙不同生育期各器官氯含量的影響

由圖4可知，在移栽后45 d，各處理葉部氯含量表現為T2處理＞CK＞T1處理＞T3處理，且T1、T2、T3處理均與CK存在顯著差異；在移栽后60、75 d，各處理葉部氯含量無顯著差異，其中移栽后75 d水肥一體化處理葉部氮含量略低于CK；在移栽后90 d，各處理葉部氯含量表現為CK＞T1處理＞T2處理＞T3處理，且T3處理葉部氯含量顯著低于CK、T1處理。由圖5可知，在移栽后45 d，T1處理莖部氯含量顯著低于CK；在移栽后60 d，各處理莖部氯含量表現為T2處理＞T1處理＞T3處理＞CK，且各處理間存在顯著差異；在移栽后75、90 d，T1處理莖部氯含量顯著高于其他處理。由圖6可知，在移栽后45 d，CK、T2處理根部氯含量顯著高于T1處理；在移栽后60、75 d，各處理根部氯含量無顯著差異；在移栽后90 d，各處理根部氯含量表現為CK＞T1處理＞T3處理＞T2處理，且T2、T3處理根部氯含量顯著低于CK。

水肥一體化技術下減量施肥對各器官氯含量分配比及煙株氯含量的影響見表5，結合圖4至圖6可知，在整個生育期內，烤煙各器官氯含量表現為莖部＞葉部＞根部，各處理各器官氯含量基本呈現降低趨勢，其中T1處理葉部、莖部氯含量變化幅度較平緩。在整個生育期內，T1處理煙株氯含量與CK差異最小。在移栽后60～90 d，T1、T2、T3處理葉部氯分配比低于CK，以T1處理葉部氯分配比最小，各處理莖部氯分配比以T1處理最高；在移栽后90 d，各處理根部氯分配比表現為CK＞T3處理＞T1處理＞T2處理。本試驗在水肥一體化技術下減量施肥對烤煙各器官氯含量有一定影響，即可以有效降低移栽后60～90 d烤煙葉部氯分配比，促進氯離子由烤煙葉部向莖部遷移，其中移栽后60～90 d以T1處理葉部氯分配比最低，移栽后90 d，T3處理葉部氯含量最低。

2.4 水肥一體化技術下減量施肥對烤后煙各部位常規化學成分的影響

水肥一體化技術下減量施肥對烤后煙各部位常規化學成分的影響不同，具體見圖7。各處理總氮、總植物堿含量以上部葉（B2F）最高，其中T1處理各葉位煙葉總植物堿含量顯著高于CK對應葉位。各處理還原糖含量、總糖含量及糖氮比以中部葉（C3F）較高，水肥處理會顯著降低上部葉還原糖含量、總糖含量及糖氮比，顯著提高中部葉、下部葉（X2F）還原糖含量、總糖含量及糖氮比。各處理上部葉兩糖比無顯著差異，T1、T2、T3處理中部葉兩糖比顯著高于CK，T2、T3處理下部葉兩糖比顯著高于CK。

各處理上部葉、中部葉鉀含量無顯著差異，其中CK、T1、T2處理鉀含量均以下部葉最高，其次是上部葉和中部葉；T3處理各部位鉀含量差異不大，范圍在1.15～1.26之間，T3處理下部葉鉀含量顯著低于其他處理。各處理氯含量以上部葉最低，下部葉最高；T1、T2、T3處理中部葉、下部葉氯含量均低于CK，中部葉分別降低約25.27%、6.99%、29.03%，下部葉分別降低約36.03%、11.34%、18.22%；其中，T1處理各葉位氯含量均顯著低于CK，上部葉氯含量為0.56%，已降低到烤煙適宜范圍內?？傮w來看，各處理鉀氯比以上部葉最高，T3處理中部葉鉀氯比顯著高于CK，T1處理各葉位鉀氯比均高于CK，T1處理各葉位煙葉鉀氯比分別較CK對應葉位煙葉鉀氯比高18.00%、31.34%、53.34%。

在本試驗中，水肥一體化處理會顯著降低下部葉氯含量；T1處理會顯著降低各葉位煙葉氯含量，能提高烤煙各葉位煙葉的鉀氯比，改善煙葉品質。

2.5 水肥一體化技術下減量施肥對烤后上部、中部煙葉感官質量的影響

由表6可知，與CK相比，T1處理上部葉柔細度、余味、雜氣、刺激性及燃燒性稍有提高，感官質量總分提高0.38；T3處理上部葉的香氣質、刺激性及燃燒性稍有提高，柔細度及余味明顯改善，感官質量總分提高0.74；而T2處理感官質量總分較CK低。T1處理中部葉香氣量略微增加，香氣質、柔細度、余味和感官質量總分較CK低；T2處理香氣質、香氣量、柔細度、雜氣高于CK，濃度、余味、刺激性和感官質量總分略低于CK；與CK相比，T3處理中部葉的濃度、刺激性、勁頭略微增加，香氣量明顯改善，感官質量總分提高0.42?？傮w來看，T1處理對烤煙上部葉有提升效果，T3處理對烤煙上部葉、中部葉感官質量的提升效果明顯。

2.6 水肥一體化技術下減量施肥對烤煙經濟性狀的影響

由表7可知，水肥一體化處理經濟性狀優于CK，烤煙均價、上等煙比例均得到提高，表現為 T3＞T2＞T1＞CK。T1處理產量最高，較CK提高7.54%。T1、T2、T3處理的產值分別較CK提高9.81%、12.11%、7.04%，其中以T2處理最高。

3 討論

在烤煙種植過程中，株高、莖圍、節距、最大葉長、最大葉寬等是烤煙大田生長發育重要的農藝性狀指標，而農藝性狀又是煙株長勢的直接表現。本研究各處理烤煙農藝性狀的差異主要集中在移栽后45～60 d，在移栽60 d后各處理煙株長勢逐漸一致，說明水肥一體化技術下減量施肥7.5%～31.5%對煙株的農藝性狀無不良影響，這與粟深河的研究結果［20］一致。杜傳印等認為，在水肥一體化技術下減量施肥20%對烤煙農藝性狀無明顯影響［21］，本研究結果與之較一致。與常規施肥相比，水肥一體化技術可以促進養分遷移和煙株根系發育，提高根系活力和對養分的吸收能力；同時，滴灌技術的使用使煙株根部土壤含水量保持在適宜范圍內，避免過量灌水導致養分淋溶和流失，從而進一步提高肥料的利用率。

烤煙煙葉鉀、氯含量是評價優質煙葉的重要指標。本研究在整個生育期內，烤煙各器官鉀、氯含量均表現為莖部gt;葉部gt;根部，水肥一體化處理會影響各器官鉀、氯分配比，降低移栽后75～90 d葉部氯含量；T2、T3處理煙株鉀、氯含量均低于CK，T1處理則不影響煙株對鉀、氯的吸收，T1處理葉部鉀含量與CK差異最小。在移栽后90 d，水肥一體化處理提高了葉部鉀分配比；在移栽后60～90 d，T1、T2、T3處理葉部氯分配比均低于CK，莖部氯分配比均高于CK，以T1處理降氯效果最好。說明在煙株生長發育期間，水肥一體化技術能減少葉部鉀離子流失，抑制葉部對氯離子的積累，這與馬揚揚等的研究結果［22］一致。整體來看，以T1處理最優，不影響煙株對鉀的吸收，同時能夠減少葉部氯的積累。

本試驗結果表明，水肥一體化技術能夠改善煙葉化學成分的協調性，但對各葉位化學成分的影響不同。T1、T2、T3處理降低了上部葉還原糖含量、總糖含量、糖氮比，但提高了中部葉、下部葉的相應指標。水肥一體化處理對各葉位化學成分的影響存在差異，可能是因為上部葉葉片過大出現遮陰的情況，進而導致不同葉位化學成分產生差異。T1、T2處理對烤后煙各葉位鉀含量無不良影響，水肥處理會顯著降低下部葉氯含量；T1處理可以有效降低各葉位氯離子含量，提高烤煙各葉位鉀氯比，T1處理上部葉、中部葉、下部葉鉀氯比分別較CK對應葉位提高18.00%、31.34%、53.34%，這與衛宣志的研究結果［23］一致。柳淵博等認為，水肥一體化技術下煙株根系發育較好，并對煙株進行精準施肥，發現其水肥耦合可以有效提高鉀離子在土壤中的擴散遷移能力，提高煙株對鉀離子的吸收利用效率及鉀肥利用率［24］。尤曉瑩等認為，水肥一體化技術使土壤氯離子不斷向下淋溶［25］，因此減少烤煙對氯離子的吸收。

通過對感官質量和經濟性狀分析，發現T1、T2、T3處理中部葉香氣量明顯改善；T1處理對烤煙上部葉有提升效果，燃燒性較CK更高；T3處理對烤煙上部葉、中部葉感官質量的提升效果明顯，總分最高。本研究水肥一體化技術下減量施肥可以提高中部葉還原糖、總糖含量和糖氮比，從而提高烤后煙中部葉香氣量，使吃味更加醇和，這與馬興華等的研究結果［26］一致。T1、T2、T3處理中上等煙的比例及均價均得到提高，且以T1處理產量最高，T2處理產值最高，這與張銅津等的研究結果［27］一致。劉鹍鵬等采用減量施肥20%的水肥一體化技術，發現烤煙產值比常規施肥組約高30%［28］，說明水肥一體化在減量施肥的情況下對感官質量有一定的提升效果，同時能夠提高當地煙農的收入。

韓天華等的研究表明，在云南省麗江煙區采用減量施肥30%～50%較合適［29］。趙鵬等的研究表明，在陜西省安康市低海拔區域，基于水肥一體化技術下減量施肥16.7%對烤煙生長并無不利影響，反而有利于烤后煙葉質量的改善［30］。周方等研究了水肥一體化技術下不同施肥量對烤煙的影響，發現在豫中煙區，隨著施肥量的增加，烤煙產量、產值、均價、上等煙比例表現為先提高后降低的趨勢［31］。以上研究表明，在水肥一體化條件下，各煙區需減量施肥，但減少比例各不相同。在本研究中，水肥一體化技術下的減量施肥量與前人的研究結論不同，可能是由各地區土壤類型、降水量、烤煙品種不同導致的。

4 結論

水肥一體化技術下減量施肥在提高水肥利用率的前提下，不僅不會影響煙株的生長發育，還能夠提高生育期內煙株葉部鉀的分配比，降低葉部氯的分配比，對烤后煙鉀氯比有一定的提升作用，同時對烤煙感官質量及產值、產量具有積極的影響，其中以T1處理（水肥一體化方式追肥，總施肥量為CK的92.5%）較適合在當地推廣。

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