薛如君，高 天，蔣彬虎，張瑞勤，胡志明，孫軍偉，趙正雄，馬二登

(1.云南農(nóng)業(yè)大學(xué)煙草學(xué)院，昆明 650201；2.云南省煙草公司曲靖市公司，云南 曲靖 655000；3.云南省煙草公司保山市公司， 云南 保山 678000; 4.云南省煙草公司大理州公司，云南 大理 671000; 5.云南省煙草農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院，昆明 650031)

水肥一體化作為一種現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)，在提高水分和肥料利用效率[1-3]、提升作物產(chǎn)量與品質(zhì)[4,5]、節(jié)能降耗[6]等方面均具有顯著優(yōu)勢。農(nóng)業(yè)部《到2020年化肥使用量零增長行動方案》[7]中明確要求，到2020 年，水肥一體化技術(shù)推廣面積達(dá)到0.1 億hm2、增加533.33 萬hm2?？緹熓且环N產(chǎn)量和質(zhì)量并重的經(jīng)濟(jì)作物，煙葉產(chǎn)、質(zhì)的形成是生態(tài)因素、遺傳因素和栽培因素共同作用的結(jié)果[8]。作為全國最大煙葉產(chǎn)區(qū)，云南煙區(qū)近年來化肥施用量為105 kg/hm2左右，部分煙區(qū)高達(dá)135 kg/hm2。長期大量的化肥投入造成植煙土壤板結(jié)酸化、C /N 比減小、微生物活動能源降低，從而導(dǎo)致煙葉產(chǎn)量和品質(zhì)下降[9,10]。因此，在煙草農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，優(yōu)化調(diào)整施肥方式，以減少化學(xué)肥料的投入和提高肥料利用率勢在必行，水肥一體化技術(shù)則為這一問題的解決提供了較好的技術(shù)途徑。

水肥一體化(灌溉施肥)的技術(shù)優(yōu)勢在于：它可以根據(jù)作物的需水、需肥特性，把水分和養(yǎng)分及時定量地輸送給作物，為作物創(chuàng)造適宜的水、肥環(huán)境，從而有利于農(nóng)作物產(chǎn)量和品質(zhì)的提高[11,12]。番茄[13]、玉米[14]和水稻[15]等作物的研究結(jié)果表明，水肥一體化技術(shù)條件下，肥料用量可降低10%～50%，且不影響作物產(chǎn)量和品質(zhì)。目前，有關(guān)水肥一體化技術(shù)條件下，烤煙適宜施肥量研究報道較少，且往往結(jié)論不一[15-17]?，F(xiàn)階段，受滴灌專用水溶肥成本和生產(chǎn)習(xí)慣等因素的影響，烤煙生產(chǎn)中往往采取基肥施用常規(guī)顆粒肥(多為塘施或環(huán)施)配以追肥滴灌水溶肥的模式是相對經(jīng)濟(jì)可行的水肥一體化技術(shù)方式。硝酸鉀(KNO3)是烤煙生產(chǎn)中追肥階段最常使用的一種水溶肥。對此，本文通過田間試驗(yàn)研究了4種硝酸鉀滴灌追肥施用量對烤煙產(chǎn)質(zhì)量的影響，旨在確定當(dāng)?shù)睾侠淼目緹煹喂嘧贩蔬m宜用量，為烤煙水肥一體化技術(shù)提供科學(xué)理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)地點(diǎn)位于云南省煙草科學(xué)研究院研和鎮(zhèn)試驗(yàn)基地，地處102°30′E，24°14′N，屬中亞熱帶半濕潤涼冬高原季風(fēng)氣候，年平均氣溫15～16 ℃，年降水量800～900 mm，日照時數(shù)2 265 h。供試土壤為紅壤，pH值6.12，全氮0.57 g/kg，全磷1.25 g/kg，全鉀9.08 g/kg，有機(jī)質(zhì)15.4 g/kg。供試烤煙品種為K326，煙苗移栽株行距為110 cm×55 cm。

1.2 試驗(yàn)方法

田間試驗(yàn)于2016年進(jìn)行，試驗(yàn)區(qū)當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)烤煙全生育期施肥量為N:90 kg/hm2、P2O5:54 kg/hm2、K2O:256 kg/hm2，其中基肥(塘施)施用煙草專用復(fù)混肥450 kg/hm2(N-P2O5-K2O=10-12-24)，追肥(澆施)施用硝酸鉀333 kg/hm2。據(jù)此，除對照(不施肥處理)外，試驗(yàn)設(shè)置4個硝酸鉀滴灌追肥施用量處理：不減量處理(333 kg/hm2)；減量20%處理(266 kg/hm2)；減量40%處理(200 kg/hm2)；減量60%處理(133 kg/hm2)。共計(jì)5個處理，每個處理3次重復(fù)，每個重復(fù)約150株煙，隨機(jī)區(qū)組排列。本試驗(yàn)中，對照CK處理烤煙全生育期不施肥料，硝酸鉀不減量處理施肥量與當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)一致。各施肥處理基肥施用方式一致， 5月14日煙苗移栽當(dāng)天塘施復(fù)混肥450 kg/hm2(N-P2O5-K2O=10-12-24)；追肥施用硝酸鉀(N 13.5%，K2O544.5%)。各處理施肥量(N、P2O5、K2O)設(shè)置見表1。追肥于煙苗移栽后30 d一次性通過滴灌施用。烤煙生產(chǎn)田間管理按優(yōu)質(zhì)煙葉生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)行，單株留葉數(shù)18～20 片。滴灌系統(tǒng)滴頭間距為30 cm，滴頭出水量1.8 L/h。

表1 各處理施肥量設(shè)置 kg/hm2

1.3 測定項(xiàng)目與方法

1.3.1 煙株農(nóng)藝性狀

選擇有代表性的5株煙株，分別于移栽后30 d和50 d測量煙株葉片數(shù)、株高、葉長、葉寬，打頂前1 d除上述指標(biāo)外，加測煙株莖圍。

1.3.2 煙葉葉綠素含量(SPAD值)

選擇有代表性的5株煙株，于煙株打頂前1 d，用手持式葉綠素測定儀( SPAD-502) 分別測定上部葉(從上往下第三片)、中部葉(從上往下第九片)和下部葉(從下往上第三片)葉綠素含量(SPAD值)，每片葉分別測定葉基、葉中和葉尖3個位置點(diǎn)的SPAD值。

1.3.3 煙葉主要化學(xué)成分分析

煙葉中總糖、還原糖、總氮、煙堿、氯、淀粉含量分別依據(jù)YC/T 159-2002、YC/T 161-2002、YC/T160-2002、YC/T162-2002、YC/T 216-2007利用AA3 連續(xù)流動分析儀進(jìn)行分析測定，鉀含量依據(jù)YC/T274-2008用PE Analyst 300 原子吸收光譜儀進(jìn)行分析。

1.3.4 煙葉經(jīng)濟(jì)性狀調(diào)查與統(tǒng)計(jì)

煙葉成熟后，以處理為單位進(jìn)行采收烘烤，進(jìn)行煙葉產(chǎn)量的測定和煙葉等級分級，并計(jì)算中上等煙比例、煙葉產(chǎn)值和剩余產(chǎn)值。

剩余產(chǎn)值(元/hm2)=產(chǎn)值-施肥成本。

1.4 統(tǒng)計(jì)分析

利用Excel 2010進(jìn)行常規(guī)數(shù)據(jù)整分析，通過 SPSS(12.0)統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)方差分析和相關(guān)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同硝酸鉀滴灌追肥施用量對煙株農(nóng)藝性狀的影響

由表2可知，煙株移栽后30 d，與對照相比，各施肥處理農(nóng)藝性狀參數(shù)值均有不同程度提高，其中煙株葉片數(shù)和最大葉長達(dá)顯著水平(P<0.05)；不同硝酸鉀滴灌追肥施用量處理間煙株農(nóng)藝性狀參數(shù)值無顯著差異(P>0.05)。煙株移栽后50 d，同樣的，各施肥處理與對照相比，煙株農(nóng)藝性狀參數(shù)值均有不同程度提高，其中煙株葉片數(shù)和最大葉長達(dá)顯著水平(P<0.05)；不同硝酸鉀滴灌追肥施用量處理間煙株農(nóng)藝性狀參數(shù)值亦無顯著差異(P>0.05)，隨著硝酸鉀滴灌追肥施用量的降低，煙株最大葉長、最大葉寬和最大葉面積均有隨之減小的趨勢。打頂前1 d，與對照相比，各施肥處理各農(nóng)藝性狀參數(shù)值提高明顯，其中煙株最大葉長、最大葉寬和最大葉面積均達(dá)顯著水平(P<0.05)；不同硝酸鉀滴灌追肥施用量處理中，以減量60%和減量40%處理煙株平均葉面積最優(yōu)，與對照相比分別顯著提高了16.9%和22.6%，但處理間無顯著差異(P>0.05)。

表2 各處理煙株農(nóng)藝性狀

注：同列數(shù)據(jù)后不同小寫字母表示差異達(dá)顯著水平(P<0.05)。下同。

2.2 不同硝酸鉀滴灌追肥施用量對煙葉葉綠素含量(SPAD值)的影響

從表3可以看出，與對照相比，施肥處理各部位葉片葉綠素含量(SPAD值)均有不同程度提高。烤煙各部位葉片葉綠素含量(SPAD值)大致呈現(xiàn)出隨著硝酸鉀施用量的降低而減小的趨勢，與不減量處理相比，減量20%處理不同部位葉片葉綠素含量(SPAD值)減小了3.9%～10.0%，減N40%處理不同部位葉片葉綠素含量(SPAD值)減小了8.9%～11.6%，減量60%處理不同部位葉片葉綠素含量(SPAD值)減小了5.1%～10.1%。方差分析表明，不同硝酸鉀滴灌追肥施用量處理間各部位煙葉葉綠素含量(SPAD值)無顯著差異(P>0.05)。

表3 各處理煙葉葉綠素含量(SPAD值)

2.3 不同硝酸鉀滴灌追肥施用量對初烤煙葉化學(xué)成分的影響

由表4可知，與對照相比，施肥處理煙葉各主要化學(xué)成分含量(除溶性氯外)均有不同程度增加。煙葉總糖、還原糖和鉀含量總體表現(xiàn)為下部葉>中部葉>上部葉，葉片煙堿含量則總體表現(xiàn)為上部葉>中部葉>下部葉。隨著硝酸鉀滴灌施用量的減少，各部位葉片煙堿含量大致表現(xiàn)為隨之下降的趨勢；與不減量處理相比，減量40%處理不同部位煙葉煙堿含量下降了13.6%～34.5%，減量60%處理不同部位煙葉煙堿含量下降了9.1%～37.9%。除煙堿外，不同硝酸鉀滴灌追肥施用量處理間其他主要化學(xué)成分含量變化無明顯規(guī)律，且差異不大。煙葉化學(xué)成分協(xié)調(diào)性方面，不同硝酸鉀滴灌追肥施用量處理中，各部位煙葉氮堿比均以減量40%處理和減量60%處理相對較優(yōu)。與不減量處理相比，減量40%處理和減量60%處理不同部位葉片氮堿比均提高了14.3%～40.0%。

表4 各處理初烤煙葉主要化學(xué)成分含量

2.4 不同硝酸鉀滴灌追肥施用量對烤煙經(jīng)濟(jì)性狀的影響

烤煙經(jīng)濟(jì)性狀方面，與對照處理相比，不減量、減量20%、減量40%和減量60%處理煙葉產(chǎn)量分別提高了84.1%、65.0%、75.7%和65.4%，產(chǎn)值分別提高了76.4%、73.9%、82.6%和61.9%(表5)。不同硝酸鉀滴灌追肥施用量處理中，以不減量處理煙葉產(chǎn)量最高，中上等煙比例和煙葉產(chǎn)值均以減量40%處理最高。與不減量處理相比，減量40%處理和減量20%處理中上等煙比例分別提高了11.7和9.7個百分點(diǎn)，其中減量40%處理煙葉產(chǎn)值提高了3.5%。肥料成本隨著硝酸鉀滴灌追肥施用量的減少而降低，以減量40%處理烤煙剩余產(chǎn)值最高，與不減量處理相比提高了4.5%。減量20%處理烤煙剩余產(chǎn)值與不減量處理基本相當(dāng)。

表5 各處理烤煙經(jīng)濟(jì)性狀

3 討 論

3.1 硝酸鉀滴灌施用量對烤煙生長及產(chǎn)量的影響

水肥一體化技術(shù)條件下，由于水、肥利用效率的大大提高，作物所需投入的肥料用量與常規(guī)施肥量相比，可減少10%～50%不等，同時不降低作物產(chǎn)量，且有利作物品質(zhì)的改善[13,14]。本研究表明，烤煙追肥采用滴灌方式，硝酸鉀滴灌施用量減少20%～60%對烤煙成熟期農(nóng)藝性狀無顯著影響，煙葉產(chǎn)量有不同程度降低。以往不同地點(diǎn)追肥滴灌用量研究[15,17,18]也表明，肥料滴灌追施量減少15%～70%對烤煙成熟期農(nóng)藝性狀影響不大，煙葉產(chǎn)量有一定下降(表6)，這與本試驗(yàn)結(jié)果相類似。

在一定范圍內(nèi)，隨著肥料滴灌施用量的降低，使得烤煙養(yǎng)分供給減少，但由于滴灌技術(shù)的水肥耦合效應(yīng)，提高了肥料利用效率，從而可以基于較少的養(yǎng)分投入滿足烤煙生長發(fā)育所需。本研究中，不同硝酸鉀滴灌追肥施用量處理間，各部位煙葉葉綠素含量(SPAD值)無顯著差異(表3)，這也從葉片氮素含量角度反映了硝酸鉀低滴灌量處理下具有較高的養(yǎng)分利用效率。硝酸鉀低滴灌追施量下煙葉產(chǎn)量有一定程度下降，這可能與烤煙葉片平均單葉重有所減小有關(guān)。

3.2 硝酸鉀滴灌施用量對烤煙品質(zhì)及經(jīng)濟(jì)效益的影響

在一定范圍內(nèi)，施肥是增加煙葉產(chǎn)量的有效手段之一[19]，但施肥量過高時往往會造成煙葉品質(zhì)下降[20,21]。楊軍等[17]認(rèn)為，膜下滴灌方式下，烤煙總施氮量減少15.4%(82.5 kg/km2)可以滿足煙株養(yǎng)分需求，且烤后煙葉化學(xué)品質(zhì)及其內(nèi)在協(xié)調(diào)性較好。本研究結(jié)果表明，硝酸鉀滴灌追肥施用量減少40%～60%煙葉氮堿比更優(yōu)，煙葉化學(xué)協(xié)調(diào)性更好。

表6 追肥滴灌用量對烤煙經(jīng)濟(jì)性狀的影響

與硝酸鉀不減量追施相比，雖然減量硝酸鉀滴灌追施的煙葉產(chǎn)量有不同程度下降，但由于其中上等煙比例的提高，使得減量40%處理煙葉產(chǎn)值有所增加。扣除肥料成本后，也以減量40%處理剩余產(chǎn)值最高(表4)。以往不同地點(diǎn)的烤煙追肥滴灌用量試驗(yàn)(表6)同樣發(fā)現(xiàn)，追肥滴灌用量減少30%～40%不影響煙葉產(chǎn)值[15,18]，原因也主要是煙葉等級結(jié)構(gòu)的優(yōu)化與提高[15]，扣除肥料成本后的剩余產(chǎn)值均以肥料減量33%～67%最高。水肥一體化技術(shù)的應(yīng)用大大提高了烤煙水、肥的利用效率[22,23]，若仍采用傳統(tǒng)的肥料施用量，則很可能會超過烤煙適宜施用量的閾值，從而導(dǎo)致烤煙營養(yǎng)過量，降低煙葉烘烤素質(zhì)，降低煙葉化學(xué)協(xié)調(diào)性及其等級結(jié)構(gòu)，最終影響到烤煙經(jīng)濟(jì)效益和化學(xué)品質(zhì)。

與常規(guī)用量相比，追肥滴灌水肥一體化用量扣減20%～40%對煙株生長發(fā)育無顯著影響，且有利于烤后煙葉等級的提升。這說明，滴灌追施量適當(dāng)扣減后仍能為烤煙提供足夠的養(yǎng)分以維持煙株正常生長發(fā)育，且更有利于煙葉的適時落黃和采收烘烤。由于烤煙品種、土壤類型和氣候條件等因素對水、肥效應(yīng)的發(fā)揮有著重要影響，烤煙滴灌水肥一體化肥追肥適宜用量仍需進(jìn)一步探索。此外，追肥(減量)滴灌條件下，植煙土壤速效養(yǎng)分變化狀況、肥料淋失情況及煙株養(yǎng)分吸收特征等方面均有待研究。

4 結(jié) 語

本研究表明，硝酸鉀滴灌追肥施用量對煙株最大葉長、最大葉寬和平均葉面積均無顯著影響(P>0.05)?？緹煾鞑课蝗~片葉綠素含量(SPAD值)大致呈現(xiàn)出隨著施肥量的降低而減小的趨勢。不同硝酸鉀滴灌追肥施用量處理中，減量40%處理煙葉氮堿比最優(yōu)，以減量40%和減量20%處理中上等煙比例最高。與不減量處理相比，減量40%和減量20%處理中上等煙比例分別提高了11.7和9.7個百分點(diǎn)，其中減量40%處理煙葉產(chǎn)值提高了3.5%，減量20%處理烤煙產(chǎn)值與不減量處理基本相當(dāng)。

本研究區(qū)域內(nèi)，總施N量90 kg/hm2條件下(基追比50%:50%)，硝酸鉀滴灌追肥施用量宜減少20%～40%，有利于烤煙節(jié)肥提質(zhì)增效，若進(jìn)一步減少烤煙滴灌追肥用量則可能會影響煙葉產(chǎn)值，降低烤煙經(jīng)濟(jì)效益。