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(nóng)墾大學(xué)農(nóng)學(xué)院，黑龍江大慶163319；2.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所／煙草行業(yè)生態(tài)環(huán)境與煙葉質(zhì)量重點(diǎn)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(fā)育過程中具有重要作用，特別是對烤煙產(chǎn)量、品質(zhì)影響較大，在一定范圍內(nèi)施氮水平的提高能增加煙葉產(chǎn)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(yǎng)空間能夠滿足根系對養(yǎng)分的需求［2］，導(dǎo)致化肥利用率低，而通過區(qū)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(jīng)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(jìn)一步研究［6］。有研究指出，局部供應(yīng)磷素可以促進(jìn)小麥幼苗生長及同化物向根系的運(yùn)輸［7］；局部供應(yīng)氮、鋅元素有利于根系向養(yǎng)分富集區(qū)生長［8］；研究表明，養(yǎng)分局部供應(yīng)區(qū)域根系的吸收能力明顯增大，可以補(bǔ)償根區(qū)養(yǎng)分非均勻供應(yīng)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(bǔ)償［9］；目前有關(guān)養(yǎng)分局部供應(yīng)的研究多集中在模式植物上，國內(nèi)有關(guān)局部施肥對烤煙養(yǎng)分吸收利用和分配的研究尚未見報道。本試驗探討根區(qū)內(nèi)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(chǎn)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗地點(diǎn)

試驗于2017年在貴州省遵義市正安烤煙科技園進(jìn)行，試驗品種為云煙87。

1.2 試驗設(shè)計

本試驗設(shè)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(jī)區(qū)組設(shè)計，3次重復(fù)，小區(qū)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(nèi)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(fù)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(fù)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(qū)內(nèi)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(zhì)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(qū)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(zhì)量，粉碎后測定氮含量。土壤堿解氮的測定采用堿解擴(kuò)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(jìn)行測算。

1.4 數(shù)據(jù)處理

試驗數(shù)據(jù)經(jīng)Excel 2010整理后作圖，并用SPSS 11.5軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)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(jié)果與分析

2.1 根區(qū)內(nèi)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(dāng)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(dāng)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(nèi)，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(diǎn)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(nèi)，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(diǎn)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(diǎn)均表現(xiàn)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(qū)內(nèi)不同空間施肥對烤煙干物質(zhì)的影響

由圖5可知，烤煙地上部干質(zhì)量表現(xiàn)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(dá)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(jié)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(zhì)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(jié)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(qū)內(nèi)不同空間施肥對烤煙根系干物質(zhì)積累的影響

由圖6可知，烤煙根系干物質(zhì)積累量表現(xiàn)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(dá)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(qū)內(nèi)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(yǎng)吸收量T1呈現(xiàn)出隨著生育期延后一直升高的變化，而T2、T3、T4表現(xiàn)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(xiàn)出一直升高的變化，9～17周呈現(xiàn)出降低的變化，其他處理在5～13周一直表現(xiàn)出升高的變化，13～15周表現(xiàn)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(qū)內(nèi)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(jié)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(jié)論

烤煙主要通過根系吸收養(yǎng)分，所以根系分布范圍以及根系分布區(qū)內(nèi)養(yǎng)分供應(yīng)狀況直接影響烤煙的生長［10］，通過分析和研究土壤中養(yǎng)分的分布對烤煙生長以及氮吸收的影響規(guī)律，對指導(dǎo)烤煙根際施肥生產(chǎn)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(zhì)量的影響

烤煙地上部干物質(zhì)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(jìn)地上部以及根系干物質(zhì)積累量增加效果最佳，分析原因認(rèn)為這可能與烤煙根系分布范圍較大有關(guān)，特別是后期，根系主要吸收區(qū)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(yǎng)并促進(jìn)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(dǎo)致后期營養(yǎng)不足，從而使得烤煙干物質(zhì)積累量降低比較顯著，而施肥范圍在20 cm時（T3），烤煙干物質(zhì)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(yǎng)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(yīng)量的高低直接影響烤煙氮營養(yǎng)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(jìn)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(yǎng)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(nèi)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(zhì)的提高［15］。CK處理各土層有效氮含量相近原因還有待進(jìn)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(jié)果［16］相似，證明根際施肥對烤煙生長以及氮營養(yǎng)吸收具有顯著的作用。

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