氮鉀運籌對烤煙養分吸收、產量與品質的影響

陳娜娜 朱子健 吳月瑩 田琴琴 穰中文 戴林建 田峰 田明慧 易鎮邪

摘 ?要：為優化湖南湘西州烤煙湘煙7號的氮肥和鉀肥施用方案，探究施氮量、氮鉀比例和鉀肥基追比對烤煙養分吸收分配、經濟性狀及烤后化學成分的影響。采用3因素3水平正交試驗設計，施氮量（A）設3水平，即90?kg/hm（A1）、112.5?kg/hm（A2）、135?kg/hm（A3）；氮鉀比例（B）設3水平，即1∶2（B1）、1∶3（B2）和1∶4（B3）；鉀肥基追比（C）設3水平，即7∶3（C1，基肥+團棵期追肥）、3∶7（C2，基肥+團棵期追肥）和3∶3∶4（C3，基肥+團棵期追肥+打頂期追肥）。利用極差分析和方差分析探究氮鉀肥運籌影響烤煙各項指標的主次順序、顯著性，確定最佳組合方案。結果表明，對烤煙氮鉀積累分配、氮肥吸收利用和經濟性狀的影響，T9（A3B3C2）和T7（A3B1C3）處理效果較佳；對烤后煙葉化學成分可用性指數的影響，T9（A3B3C2）處理和T8（A3B2C1）處理表現較好。綜上，湘西烤煙湘煙7號宜采用的最佳施肥方案為T9處理（A3B3C2，施氮量135 kg/hm、氮鉀比例1∶4、鉀肥基追比3∶7），其次為T7處理（A3B1C3，施氮量135 kg/hm、氮鉀比例1∶2、鉀肥基追比3∶3∶4）。

關鍵詞：烤煙；施氮量；氮鉀比例；鉀肥基追比；養分吸收；產量；品質

中圖分類號：S572.01????????????????? ?????文獻標識碼：A ?????????????????????文章編號：1007-5119（2023）05-0027-10

Effects of Nitrogen and Potassium Management on Nutrient Absorption， Yield and Quality of Flue-cured Tobacco

CHEN Nana， ZHU Zijian， WU Yueying， TIAN Qinqin， RANG Zhongwen，

DAI Linjian， TIAN Feng， TIAN Minghui， YI Zhenxie

（1. College of Agronomy， Hunan Agricultural University， Changsha 410128， China; 2. Xiangxi Branch of Hunan Tabacco Company， Jishou， Hunan 416000， China）

In order to optimize the application scheme of nitrogen and potassium fertilizers for Xiangyan 7 tobacco in Xiangxi Autonomous Prefecture， Hunan Province， in this study we investigated the effects of nitrogen application rate， nitrogen-to-potassium ratio， and the base and topdressing ratio of potassic fertilizers on nutrient absorption and distribution， economic traits， and chemical composition after curing. A 3-factor， 3-level orthogonal experimental design was employed， with three levels of nitrogen application rate， A）： 90 kg/ha （A1）， 112.5 kg/ha （A2）， and 135 kg/ha （A3）; three levels of nitrogen-to-potassium ratio （B）： 1∶2 （B1）， 1∶3 （B2）， and 1∶4 （B3）; and three levels of the base and topdressing ratio of potassic fertilizers （C）： 7∶3 （C1， basal dressing+opdressing at the vegetative growth stage），?3∶7 （C2， basaldressing+topdressing at the vegetative growth stage）， and 3∶3∶4 （C3， basal dressing+?topdressing at the vegetative growth stage+topdressing at the topping stage）. Range?analysis and variance analysis were used to investigate the main and interaction effects of nitrogen and potassium fertilizers on various indicators of tobacco and determine the optimal combination scheme. The effects of the T9 （A3B3C2） and T7 （A3B1C3） treatments on the accumulation and distribution of nitrogen and potassium， nitrogen absorption and utilization， and economic characteristics of flue-cured tobacco were better than the other treatments.?Regarding the impact on the chemical components usability index after curing， T9 （A3B3C2） and T8 （A3B2C1） showed better processing performance. Based on the above-mentioned results， the optimal fertilization scheme for the cultivation of Xiangyan 7 tobacco in Xiangxi is the T9 treatment （A3B3C2， nitrogen application rate 135 kg/ha， nitrogen-to-potassium ratio 1∶4， the base and topdressing ratio of potassic fertilizers 3∶7）， followed by the T7 treatment （A3B1C3， nitrogen application rate 135 kg/ha， nitrogen-to-potassium ratio 1∶2， the base and topdressing ratio of potassic fertilizers 3∶3∶4）.

?flue-cured tobacco; nitrogen application amount; nitrogen and potassium ratio; potassium fertilizer ratio of base to topdressing; nutrient absorption; yield; quality

基金項目：湖南省煙草公司湘西州公司項目（XX2021-2023Aa02）

作者簡介：陳娜娜（1999-），女，在讀碩士生，主要從事作物高產高效栽培理論與技術研究。E-mail：1473421931@qq.com

*通信作者。E-mail：田明慧，xxhntmh@163.com；易鎮邪，yizhenxie@126.com

收稿日期：2023-06-08?????????????????修回日期：2023-09-07

科學合理配施氮鉀肥料，可促進烤煙生長發育，協調烤煙生物量和養分積累及其在根莖葉中的分配，從而實現烤煙優質適產和經濟高效。一般認為烤煙施氮量以90～180?kg/hm為佳，氮鉀適宜比例為1∶2～1∶4。對烤煙鉀肥追基比的研究，闞宏偉等認為移栽后30 d施用硫酸鉀240?kg/hm有利于提高烤煙產質量；鄭憲濱等認為分3次等量施鉀可以減少土壤鉀固定和淋失，提高產值和煙葉含鉀量；鐘曉蘭等認為鉀肥基追比為3∶7時產量最高，上等煙比例、均價、產值隨追肥比例增加而顯著提高；李靜等提出旺長后期和中部葉成熟期追施鉀肥，可有效提高鉀肥利用率和煙葉含鉀量，達到高產優質目的。大多數農戶會將大部分鉀肥作為底肥基施，僅在移栽時或移栽15 d后施少量鉀肥，這種集中施鉀的方式會造成鉀肥流失，導致后期煙葉缺鉀。大量試驗結果表明，烤煙的施肥效果不僅取決于施用量，還受施肥時期及比例的影響。目前，關于施氮量、氮鉀比例對烤煙的影響已有報道，但大多開展單因素試驗，而施氮量、氮鉀比例和鉀肥基追比3因素對烤煙的影響關注較少。湘煙7號是近年來推廣的烤煙新品種，本研究開展兩年的3因素3水平正交試驗，旨在探討施氮量、氮鉀比例和鉀肥基追比對湘煙7號氮鉀養分吸收利用、產量和品質的影響，通過方差分析、極差分析、正交設計的組合綜合考慮，確定各因素最優的組合方案，為湘西地區湘煙7號優質適產高效栽培提供理論和技術支撐。

1??材料與方法

1.1 ?試驗地點與材料

試驗于2021—2022年在湖南省湘西自治州花垣縣煙草科技園（28.53°N，109.46°E）進行，試驗地海拔459?m，屬亞熱帶季風山地濕潤氣候區，試驗田前茬為水稻，土壤為黃壤，兩年試驗地不同但為相近田塊，土壤肥力特性接近。2021年供試土壤基礎肥力特性為：pH 6.82，全氮1.25 g/kg，全磷0.72 g/kg，全鉀16.8 g/kg，有機質19.3 g/kg，堿解氮109 mg/kg，有效磷15.8 mg/kg，速效鉀209 mg/kg；2022年供試土壤基礎肥力特性為：pH 6.79，全氮1.31 g/kg，全磷0.76 g/kg，全鉀17.9 g/kg，有機質20.5 g/kg，堿解氮111 mg/kg，有效磷14.1 mg/kg，速效鉀239 mg/kg。供試品種為湘煙7號，種植密度為15150株/hm。肥料根據“大配方小調整”施肥策略選用供試肥料：煙草專用基肥（7.5-15-8）、有機肥（5.5-0.8-1.5）、復合肥（10-5-29）、提苗肥（20-9-0）、硫酸鉀（含KO 50%）、尿素（含N 46%）和過磷酸鈣（含PO?12%）。

1.2 ?試驗設計

試驗采用3因素3水平正交試驗設計。設置施氮量（A）、氮鉀比例（B）、鉀肥基追比（C）3個因素，施氮量（A）設3水平，即90?kg/hm（A1）、112.5?kg/hm（A2）、135?kg/hm（A3）；氮鉀比例（B）設3水平，即1∶2（B1）、1∶3（B2）和1∶4（B3）；鉀肥基追比（C）設3水平，即7∶3（C1，基施+團棵期追施）、3∶7（C2，基施+團棵期追施）和3∶3∶4（C3，基施+團棵期追施+打頂期追施），正交試驗方案見表1。增設當地推薦施肥模式處理作對照（CK）：施氮量112.5?kg/hm，氮鉀比例1∶3，鉀肥基追比5∶5（基施+團棵期追施）。共10個處理，重復3次，共30個小區，小區面積35?m，各處理施磷量為135 kg/hm，氮肥基追比7∶3，根據試驗設計要求計算氮鉀肥施用量，其他栽培管理措施同湘西自治州優質烤煙生產技術規程。2021年烤煙于4月24日移栽，6月21打頂，8月25日采收完成；2022年烤煙于4月17日移栽，6月18日打頂，8月17日采收完成。

1.3 ?測定項目及方法

1.3.1 ?烤煙氮鉀養分積累分配與利用效率??于移栽后90?d，各小區選取長勢一致的烤煙3株，將根、莖和葉分別洗凈，于105?℃殺青，60?℃烘干稱其

質量，粉碎后樣品用HSO-HO法消煮，連續流動分析儀測定氮含量，火焰光度法測定鉀含量。

氮（鉀）肥吸收效率（%）=單位面積煙株氮（鉀）積累量/單位面積施氮（鉀）量×100

氮（鉀）收獲指數（%）=單位面積煙葉中的氮（鉀）積累量/單位面積植株氮（鉀）積累量×100

氮（鉀）肥農學效率（kg/kg）=單位面積煙葉干物質量/單位面積施氮（鉀）量

1.3.2 ?烤煙經濟性狀??以小區為單位單采、單烤煙葉，烘烤結束后，由分級專家分級，記錄產量、產值、均價、中上等煙比例和經濟效益等經濟性狀。

1.3.3??烤煙化學成分評價??選取主要化學成分中的氮、鉀、煙堿、總糖、還原糖和氯作為烤煙化學成分可用性（簡稱CCUI）的參評指標，對B2F和C3F等級煙葉進行化學成分測定，化學成分評價方法參考文獻[14]，利用隸屬函數對各參評指標無量綱化轉化為0～1數值，采用主成分分析法計算各評價指標權重，權重分別為27.92%、11.12%、24.89%、17.14%、11.76%和7.17%，計算CCUI，計算公式如下：

式中，和分別表示第個樣本、第個指標的標準化值和權重系數，CCUI分值越高，化學成分協調性越好。

1.4 ?數據統計分析

數據統計及圖表繪制使用Microsoft Excel 2019、R語言和SigmaPlot 14.0完成。采用LSD法進行顯著性檢驗。兩年數據基本規律一致，本文數據來自2022年試驗。

2??結 ?果

2.1 ?烤煙養分積累與分配

2.1.1??氮積累與分配特征??從氮積累看（表2），隨施氮量增加，全株、根、莖和煙葉的氮積累量呈增加趨勢，T7和T9煙葉氮積累量顯著高于CK，分別提高了35.00%和51.25%；T7、T8和T9全株氮積累量較CK顯著增加。由圖1可知，3因素對全株、根、莖和煙葉氮積累量的影響程度（極差）均為施氮量（A）>鉀肥基追比（C）>氮鉀比例（B）。從氮在各器官的分配看，提高施氮量有利于氮向煙葉分配，T1根氮分配比例最高，莖氮分配比例顯著高于CK；T9煙葉氮分配比例較CK顯著提高13.35%。由圖1極差分析可知，3因素對根氮分配比例的影響程度為C>A>B，對莖氮分配比例的影響程度為A>B>C，對煙葉氮分配比例的影響程度為A>C>B。

經統計分析，理論上烤煙氮積累分配特征的3因素最佳水平分別為A3、B3、C3，按最佳水平確定的組合為A3B3C3。實際試驗中組合T9（A3B3C2）與其最為接近，煙葉氮積累量及分配比例顯著高于CK，為烤煙氮積累分配特征的最佳組合。

2.1.2??鉀積累與分配特征??從鉀積累量看（表3），T8和T9全株鉀積累最高；T7和T9煙葉鉀積累量較CK分別顯著提高26.88%和37.50%。由圖2極差分析可知，3因素對全株鉀積累量的影響程度為A>B>C，對根、莖、煙葉的鉀積累量的影響程度為A>C>B。

從鉀在各器官的分配看，施氮量和鉀肥基追比水平值增大有利于鉀從根和莖轉移到煙葉，促進鉀向煙葉分配，T7和T9煙葉鉀分配比例較CK分別顯著提高13.87%和14.00%。由極差分析可知（圖2），3因素對根鉀分配比例的影響程度為C>A>B，對莖和煙葉鉀分配比例的影響程度為A>C>B。

烤煙鉀積累分配的3因素理論最佳水平組合為A3B3C3，試驗中與最佳水平組合最為接近的實際組合是T9（A3B3C2）和T7（A3B1C3）。T9的煙葉鉀積累量和鉀分配比例顯著高于CK，T7次之，T9和T7為試驗實際最佳組合。

2.2 ?烤煙養分吸收利用與收獲指數

從氮肥利用看（表4），T9的氮吸收效率和氮收獲指數與CK相比顯著增加10.85%和13.35%，T3的氮農學效率較CK顯著提高。從鉀肥利用看，與CK相比，T1、T4和T7的鉀吸收效率和鉀農學效率顯著提高，T7和T9的鉀收獲指數較CK分別顯著提高13.87%和14.00%。由圖3極差分析可知，3因素對氮吸收效率的影響程度為B>A>C，對氮農學效率影響程度為C>B>A，對鉀吸收效率和鉀農學效率影響程度為B>C>A，對氮/鉀收獲指數的影響程度為A>C>B，說明氮鉀比例水平值增大可促進煙株吸收氮鉀肥。

從氮鉀利用的角度，3因素理論最佳水平組合為A3B3C3，試驗中實際組合T7（A3B1C3）和T9（A3B3C2）與之最為接近，可作為最佳組合。

2.3 ?烤煙經濟性狀

由表5可知，與CK相比，T7和T9的產量分別提高了8.33%和10.95%，產值分別增加了11.88%和16.03%，中上等煙比例分別提高了5.10%和5.80%，經濟效益分別增加了19.98%和24.88%。由圖4極差分析可知，3因素對烤煙產量的影響程度為A>B>C，對烤煙其他經濟性狀影響程度均為A>C>B。

經計算，經濟性狀的3因素理論最佳水平組合為A3B3C3（投入成本32 851.05元/hm）。試驗T7（A3B1C3）和T9（A3B3C2）水平組合與理論最佳組合最為接近，且實際經濟性狀各項指標表現較好，可作為最佳組合參考選項。

2.4 ?烤后煙葉化學成分

由表6可知，從B2F等級看，T5、T8和T9的化學成分可用性指數（CCUI）優于其他處理，但與CK差異不顯著。從C3F等級看，T8和T9的CCUI最優，與CK相比分別顯著提高8.00%和16.20%。由圖5和圖6極差分析可知，3因素對B2F等級（氮、鉀、還原糖、氯、CCUI）、C3F等級（氮、鉀、CCUI）的影響程度表現為A>B>C，對B2F等級總糖、C3F等級氯的影響程度為B>A>C，對C3F等級煙堿、總糖、還原糖的影響程度為A>C>B。

B2F等級3因素理論最佳水平組合為A3B3C3， 試驗中T8（A3B2C1）和T9（A3B3C2）與最佳組合有部分相近；C3F等級3因素理論最佳水平組合為A3B3C2，與試驗中T9（A3B3C2）一致。綜合B2F與C3F等級結果，T9（A3B3C2）為試驗的實際最佳處理。

3??討 ?論

3.1 ?氮鉀運籌對烤煙養分吸收利用的影響

氮、鉀作為大量元素，二者的配合施用對作物養分吸收分配具有重要影響。本研究表明，施氮量增加，煙株和各器官氮鉀積累量提高，氮鉀在葉片中的分配有增加趨勢，原因應是施氮量增加促進干物質積累，形成較大的庫以吸收更多的養分，煙葉對氮鉀需求量增大，氮鉀積累量提高；本研究同時發現鉀肥大部分基施（C1）利于根和莖對氮鉀肥的吸收，相反，鉀肥后移和增加施鉀次數（C3）有利于煙葉對氮鉀肥的吸收，提高烤后煙葉含鉀量，與邱堯等結果一致。本研究發現氮和鉀分配在施氮量A2和A3水平下表現為：葉>莖>根，與邢云霞結果一致，但是在A1水平下表現為：莖>葉>?根，這說明施氮量A1水平不能滿足煙葉的營養需求。

烤煙增氮可以促進對鉀的吸收，增鉀能提高對氮的吸收利用。在本研究中，隨著施氮量增加，氮肥吸收效率增加，這可能與該地塊土壤基礎供氮能力不足有關，隨施氮量和氮鉀比例水平值增加，氮肥吸收效率提高，體現了氮鉀養分的協同作用，與杜彩艷等結果基本一致。試驗中氮鉀比例B1水平的鉀肥吸收效率較高，然而，當氮鉀比例水平值增加，鉀肥吸收效率呈下降趨勢，這是由于當地多雨水，鉀肥易淋溶流失，導致鉀肥吸收利用降低。

3.2 ?氮鉀運籌對烤煙產量和品質的影響

上中等煙比例能間接反映煙葉的品質，上中等煙比例和產量綜合影響煙葉的產值。Chen等認為施氮量對中上等煙比例影響呈拋物線變化，適宜的施氮量能增加中上等煙比例和均價；杜玉海等認為增加鉀肥對煙株根系發育有促進作用，發達的根系能加強對養分的吸收，從而提高產量。本研究結果表明，施氮量是影響經濟性狀的重要因子，其次是氮鉀比例和鉀肥基追比，隨3因素水平值增加，各項經濟性狀提高。對于鉀肥基追比，本研究認為，施氮量一定時，通過增加鉀肥的追肥比例可以提高各項經濟性狀，這與廖敏等結果相似。

煙葉化學成分是影響煙葉內在質量的物質基礎。本文采用加權指數和法構建化學成分可用性指數（CCUI）能全面比較煙葉化學成分，可綜合反映煙葉化學成分可用性。陳培鈺等通過氮磷鉀3因素試驗表明，高氮水平下，高鉀處理產值和CCUI顯著高于低鉀處理。本研究中，3因素對B2F和C3F等級的CCUI影響程度施氮量>氮鉀比例>鉀肥基追比，施氮量和氮鉀比例對CCUI影響極顯著，因施氮量A1和氮鉀比例B1水平下氮鉀肥施用量較低，導致煙葉內在化學成分不協調，CCUI值偏小。鐘曉蘭等研究發現施氮量一定時，隨著施鉀量增加，煙葉鉀、還原糖含量增加，氮、煙堿含量降低，而本研究表明，隨氮鉀比例水平值增加，煙葉氮、鉀、總糖、還原糖含量呈增加趨勢，煙堿含量降低。

4 ?結 ?論

施氮量對湘煙7號烤煙的氮鉀養分吸收、產量和品質影響最大，其次為氮鉀比例和鉀肥基追比。A3B3C3和A3B3C2是烤煙氮鉀養分吸收、經濟性狀和煙葉化學品質的理論最佳組合，試驗中T9和T7實際組合與其較為一致，以T9（A3B3C2，施氮量135 kg/hm，氮鉀比例1∶4，鉀肥基追比3∶7）效果最好，T7（A3B1C3，施氮量135 kg/hm，氮鉀比例1∶2，鉀肥基追比3∶3∶4）次之。

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