水肥施用方式对土壤氮素迁移和烤烟产质量的影响

戴金国 王昕 刘朝营 王聪 朱鸿锐 崔权仁

摘要 [目的]研究水肥施用方式对土壤氮素迁移和烤烟产质量的影响，为优质烟生产的合理追肥提供依据。[方法]设置不同水肥追施形态和追肥深度，研究不同土层氮素含量对烤烟产质量的影响。[结果]随着追肥次数的增加，各处理0～50 cm土层的速效氮均呈增加趋势，随着追肥深度的增加，相同时期0～10 cm土层的速效氮含量增幅呈明显减低趋势，10～50 cm土层的速效氮含量均呈增加趋势，不同土层氮素增幅规律为10～20 cm>20～30 cm>30～40 cm>40～50 cm。[结论]水、肥单独深施有利于提高烤烟的经济效益;降低中、上部叶的全氮、尼古丁含量;提高烟叶全钾含量。

关键词 烟叶;土壤;水肥施用方式;烤烟品质

中图分类号 S 572  文献标识码 A  文章编号 0517-6611（2022）03-0161-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2022.03.043

Effects of Water and Fertilizer Application Methods on Soil Nitrogen Migration and Yield and Quality of Flue-cured Tobacco

DAI Jin-guo， WANG Xin， LIU Chao-ying et al

（Material Supply Department， China Tobacco Zhejiang Industrial LLC，Hangzhou，Zhejiang 310008）

Abstract [Objective] To study the effects of water and fertilizer application methods on soil nitrogen migration and yield and quality of flue-cured tobacco， so as to provide basis for rational topdressing of high-quality tobacco production.[Method]Different topdressing forms and depth of water and fertilizer were set，and the effects of nitrogen content in different soil layers on the yield and quality of flue-cured tobacco were studied.[Result]With the increase of topdressing times， the available nitrogen in 0-50 cm soil layer of each treatment increased. With the increase of topdressing depth， the increase of available nitrogen content in 0-10 cm soil layer decreased significantly in the same period， and the available nitrogen content in 10-50 cm soil layer increased. The law of nitrogen increase in different soil layers was 10-20 cm > 20-30 cm > 30-40 cm > 40-50 cm.[Conclusion]Deep application of water and fertilizer alone was beneficial to improve the economic benefits of flue-cured tobacco， reduce the contents of total nitrogen and nicotine in middle and upper leaves， increase the content of total potassium in tobacco leaves.

Key words Tobacco leaf;Soil;Application method of water and fertilizer;Flue-cured tobacco quality

基金項目 浙江中烟工业有限责任公司科技项目（ZJZY2021B004）。

作者简介 戴金国（1979—），男，江苏淮安人，经济师，硕士，从事烟叶种植、采购与加工研究。

通信作者，副研究员，硕士，从事烟草营养与栽培研究。

收稿日期 2021-05-07

土壤氮素是土壤肥力中最活跃的因素，也是农业生产中限制作物产量的主要因子，施用氮肥是当前提高农作物产量最有效的手段之一[1-4]。土壤水分是烟株吸收和运输养分的载体，土壤水分含量影响烟田施用肥料的有效性、吸收量和利用率。当土壤含水量低于25%，土壤中肥料释放较为缓慢，土壤含水量等于或低于10%时，肥料养分很难显现效果。一般而言，土壤含水量越高，肥料养分的有效释放率越高，但当土壤水分含量在50%～100%时，土壤养分利用效率基本相同[5-6]。适当施肥有利于提高烤烟根系数量和活力，扩大根系觅取水分和养分的空间，对烟株充分吸收土壤水分有促进作用，但在土壤含水量较低时仍施用过量的肥料，则容易造成烟株因根系肥液浓度过高而死亡，烟株旺长期前表现尤为明显[7-9]。综合而言，根据烟株不同生长发育阶段合理进行水肥供给，确保肥料浓度和土壤水分含量都处于充足且适宜的范围，是充分发挥烤烟水肥耦合正效应的关键[10-11]。皖南烟区植烟土壤为水稻土，采用烟后稻种植模式，烟农为了促进烟株早生快发有追施氮肥习惯，但大田生长前期也有短时干旱阶段，烟农在追肥时采用水肥同施方式，如何充分发挥水肥同施的作用，目前未见报道，笔者通过设置不同深度的水肥同施试验，研究追肥方式对皖南烟区植烟土壤氮素迁徙和烟叶品质的影响，为皖南烟区施肥技术改进提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料及肥力状况

供试品种为当地主栽品种“云烟97”，3月20移栽，5月27日采烤，7月20日烘烤结束。试验地基本理化性状见表1。

1.2 试验设计

试验设计小区面积72 m2，四行区，行距1.2 m，株距0.5 m，植烟120株，3次重复，田间随机排列，小区间均用保护行隔开。试验田采用漂浮苗井窖式移栽，基肥中施入总氮70%，其余氮肥（主要是硝酸钾，部分烟草专用肥）作追肥，于移栽结束10、20和30 d分3次追施，其他大田管理方式和采收烘烤等环节严格按照当地优质烟生产技术规范执行。

A：追肥深度0 cm，当地习惯将肥料溶于水中，顺烟株根部灌溉（对照）。

B：追肥深度10 cm，在距烟株一侧8 cm处打10 cm深穴，将水肥液施入穴内。

C：追肥深度10 cm，在距烟株一侧8 cm处打10 cm深穴，先将肥料放入穴内，再向穴内灌水。

D：追肥深度15 cm，在距烟株一侧8 cm处打15 cm深穴，将水肥液施入穴内。

E：追肥深度15 cm，在距烟株一侧8 cm处打15 cm深穴，先将肥料放入穴内，再向穴内灌水。

1.3 取样方法

在移栽施肥前、移栽结束后15、25、35 d分4次采集距烟株单侧10 cm处0～10、10～20、20～30、30～40、40～50 cm 5个不同深度土层的土壤样品，测定不同处理不同土层养分含量变化。每处理烟株采烤时单独计产计质，分析不同处理的经济效益和常规化学成分。

1.4 测试项目

土壤常规营养成分分析参考南京农业大学主编的《土壤农化分析》（第二版）[12];烤烟化学成分分析采用烟草行业标准YC/T 159—2002“烟草及烟草制品化学成分分析”，采用SPSS 13.0进行方差分析。

2 结果与分析

2.1 不同处理不同深度土壤氮素含量的变化

由表2可知，随着追肥次数的增加，各處理0～10 cm土层的速效氮总体呈增加趋势，但不同处理的增幅明显不同。处理A（当地习惯将肥料溶于水中，顺烟株根部灌溉）的土层速效氮含量随着时间推迟呈明显增加趋势，追肥结束后5 d时的0～10 cm土层的速效氮含量较该土层的本底值增加19 mg/kg，处理B（在距烟株一侧8 cm处打10 cm深穴，将水肥液施入穴内）次之，较本底值增加8.2 mg/kg。随着追肥深度的增加，相同时间内0～10 cm土层的速效氮含量增加值呈明显减低趋势，处理E（在距烟株一侧8 cm处打15 cm深穴，先将肥料放入穴内，再向穴内灌水）在追肥结束后5 d时，0～10 cm土层的速效氮含量仅增加1.7 mg/kg，说明施入土壤中的氮素迁移方向主要是水平和向下移动[13]。

由表3可知，随着追肥次数的增加，各处理10～20 cm土层的速效氮含量总体呈增加趋势，但不同处理的变化规律明显不同，随着氮肥追施深度的增加，相同时间内相应土层速效氮含量呈增加趋势;第二次追肥结束5 d时，除处理A外，各处理的速效氮含量达到最大值;第三次追肥结束5 d时，除处理A外，各处理的速效氮含量与相应处理第2次追肥结束后5 d时的速效氮相比均降低，处理A栽后35 d 10～20 cm土层速效氮增加是因为从垄体表层追施氮肥向下迁移的结果;处理B、C、D、E栽后35 d 10～20 cm土层速效氮降低，这可能是因为此时烟株已进入旺长期，烟株根系主要集中在土壤表面10～30 cm土层中[14]，烟株因地上部分生长发育干物质积累量增加的需要，根系吸收氮素的速率迅速增加，从土壤中吸收大量氮素，造成该土层氮素迅速减少，而此时外界已没有氮源继续补充，再加上土壤中的氮素本身有一个向水平方向和垂直向下方向迁移的原因。

由表4可知，随着追肥次数的增加，各处理20～30 cm土层的速效氮含量总体呈增加趋势，但不同处理的变化规律明显不同，随着氮肥追施深度的增加，相同时间内相应土层速效氮含量呈增加趋势;第二次追肥结束5 d时，除处理B外，其他处理的速效氮含量达到最大值;第三次追肥结束5 d时，除处理B外，其他处理的速效氮含量与相应处理第二次追肥结束后5 d时的速效氮相比均降低，各处理栽后35 d 20～30 cm土层速效氮降低，这可能是因为此时烟株已进入旺长期，由于此时烟株因地上部分生长发育干物质积累量增加的需要，根系吸收氮素的速率迅速增加，从土壤中吸收大量氮素，造成该土层氮素迅速减少，再加上土壤中的氮素本身有一个向水平方向和垂直向下方向迁移的原因。

由表5可知，随着追肥次数的增加，各处理30～40 cm土层的速效氮含量均呈增加趋势，但不同处理的变化规律明显不同，随着氮肥追施深度的增加，相同时间内相应土层速效氮含量呈增加趋势;第三次追肥结束5 d时，各处理的速效氮含量达到最大值;这可能是因为烟株根系主要集中在土壤表面10～30 cm土层中，30～40 cm土层中烟株根系相对较少，根系因吸收而造成的该土层氮素减少幅度低，再加上皖南水稻土30 cm以下土层质地黏重，氮素向下迁移数量降低。

由表6可知，随着追肥次数的增加，各处理40～50 cm土层的速效氮含量均呈增加趋势，随着氮肥追施深度的增加，相同时间内相应土层速效氮含量呈增加趋势，但各处理40～50 cm土层的速效氮变化幅度较小，这主要是因为皖南水稻田烟区，烟株根系难以生长到该土层中，上方土层迁移下来的氮素只有继续向下迁移而没有其他消耗途径。

2.2 不同处理对烤烟经济性状的影响

由表7可知，随着追肥深度的增加，烤烟的平均产量、平均产值、均价、上等烟比例、中上等烟比例均呈增加趋势。平均产量以处理A最低，为2 498.40 kg/hm2，处理E最高，为2 632.65 kg/hm2，其中，处理A与处理B、C、D、E间平均产量差异显著（P<0.05），处理B、C与处理E间的平均产量差异显著（P<0.05），处理B、C间及处理D、E间的平均产量差异不显著（P>0.05）;平均产值以处理A最低，为47 144.85元/hm2，处理E最高，为60 577.35元/hm2，其中，处理A与处理B、C、D、E间平均产值差异显著（P<0.05），处理B、C、D与处理E间平均产值差异显著（P<0.05），处理D与处理E平均产值差异显著（P<0.05），处理B与C平均产值差异不显著（P>0.05）;处理A（对照）与处理B、C、D、E间的均价差异显著（P<0.05），其余处理间均价无显著差异;上等烟比例以处理A最低，为28.94%，处理E最高，为37.13%，其中，处理A与处理B、C、D、E间上等烟比例差异显著（P<0.05），处理B、C与处理D、E间的上等烟比例差异显著（P<0.05），处理B与处理C的上等烟比例差异显著（P<0.05），处理D与E的上等烟比例差异不显著（P>0.05）;中上等烟比例以处理A最低，为81.83%，处理E最高，为95.28%，其中，处理A与处理B、C、D、E间的中上等烟比例差异显著（P<0.05），处理B、C与处理D、E间的中上等烟比例差异显著（P<0.05），但处理B、C间、处理D、E间的中上等烟比例差异不显著（P>0.05）;综合分析烤烟经济性状，说明追肥深施有利于提高烤烟的经济效益。

2.3 不同处理对烤烟常规化学成分的影响

由表8可知，随着追肥深度的增加，不同处理烤烟中、上部叶的全氮、尼古丁含量呈降低趋势。烟草吸收肥料氮的数量与土壤供氮水平密切相关，不同叶位间肥料氮分配的比例表现为下部叶>中部叶>上部叶，而不同生育时期以团棵期吸收肥料氮比例最高。后期的供氮水平与上部叶的产量和品质有密切关系，氮素不足烟叶产量降低，品质变差;氮素过量烟叶贪青晚熟，化学成分比例失调[15]。处理A追肥后，大部分氮素积累在土层0～10 cm，遇后期降雨充沛后，表层中的氮素才渐渐下渗到烟株根区位置，导致后期土壤氮素含量过高，根系有充足的氮源被吸收，氮素在叶片内积累量增加，B、C、D、E处理追肥深施后，施入10～30 cm土层中的氮素在烟株旺长期间被烟株及时吸收利用，在没有其他氮源补充的情况下，导致中、上部叶成熟期间土壤供氮能力减弱，根系吸收氮素数量降低，中、上部叶片氮素积累降低。烟叶全钾含量呈增加趋势，这可能时因为B、C、D、E处理追肥集中深施后，钾素更接近烟株根位置，便于烟株根系通过扩散作用吸收土壤中钾素[16]，进而造成钾素在烟株体内积累;其他成分没有明显变化规律。

3 结论

（1）随着追肥次数的增加，各處理0～50 cm土层的速效氮含量均呈增加趋势。

（2）随着追肥深度的增加，相同时间内0～10 cm土层的速效氮含量增幅呈明显减低趋势，10～50 cm土层的速效氮含量均呈增加趋势，不同土层氮素增幅规律：10～20 cm>20～30 cm>30～40 cm>40～50 cm，施入土壤中的氮素迁移方向主要是水平和向下移动。

（3）除处理A（将肥料溶于水中，顺烟株根部灌溉）以外，移栽后25 d左右，其余处理10～30 cm土层的速效氮含量均达到最大值。

（4）追肥深施有利于提高烤烟的经济效益;降低中、上部叶的全氮、尼古丁含量;提高烟叶全钾含量。

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