种植密度和施氮量互作对烤烟生长发育及产质量的影响

2016-08-29刘楠楠孙敬钊皮本阳孙智勇白玉超李雪玲黄敏升崔国贤

安徽农业科学 2016年19期

刘楠楠, 孙敬钊,,皮本阳，孙智勇，李强，白玉超,李雪玲, 黄敏升, 郭婷,3, 崔国贤,4*

(1.湖南农业大学苎麻研究所，湖南长沙 410128；2.常德市烟草公司临澧县分公司，湖南常德 415000；3.湖南省桂阳县烟草局专卖，湖南桂阳 424000；4.中国农业科学院麻类研究所，湖南长沙 410205)

刘楠楠1, 孙敬钊1,2,皮本阳2，孙智勇2，李强2，白玉超1,李雪玲1, 黄敏升1, 郭婷1,3, 崔国贤1,4*

[目的] 研究不同种植密度和氮肥用量互作对烤烟生长发育及产质量的影响，为提高常德烟区烟草生产水平和烟叶质量提供指导。[方法] 采用两因素随机区组设计，以云烟87为试验材料，设置3个水平种植密度，3个水平氮肥用量，共9个组合处理，研究不同处理对烤烟生长发育和产质量的影响。[结果]烤烟生育期主要受氮肥用量的影响，而种植密度对生育期基本没有影响。种植密度和氮肥用量对烤烟单株叶面积、株高、茎围、单叶重和节距的影响显著，对叶片总糖含量和还原糖含量影响显著，对上部叶和下部叶烟碱含量影响显著，对烤烟上等烟比例、产量和均价的影响显著。其交互作用对上部叶烟碱含量和还原糖含量影响显著，对中部叶和下部叶还原糖含量和总钾含量影响显著。氮肥用量是单株叶面积、株高、单叶重、节距、烟叶总氯含量、烟叶总钾含量、烟叶总氮含量、烤烟产量、烟叶均价和产值有关参数的主要决定因子，种植密度是茎围、烟叶烟碱含量、烟叶总糖含量、烟叶还原糖含量和上等烟比例有关参数的主要决定因子。[结论]烟叶产量以D3N3(种植密度1.80万株/hm2，施氮量135 kg/hm2)处理最高，为2 104.6 kg/hm2；烟叶产值以D2N2(种植密度1.65万株/hm2，施氮量120 kg/hm2)处理最高，为52 729.7元/hm2。

烤烟；种植密度；氮肥用量；交互作用；产量；品质；产值

烟草是我国主要经济作物之一，虽然种植面积只占总耕地面积的千分之十左右，但其经济价值较大，对发展国民经济和满足人们物质生活需求都起着重要的作用。烟草在我国分布区域非常广泛，年种植面积和总产量均居世界首位[1-2]，常年种植烟草100余万hm2，烟叶年产量达200余万t。烟草区域化生产是稳定烟叶种植规模，发挥地区烟草生产优势，实现烟草生产区域化、专业化生产的前提，是提高总体烟叶质量的重要途径[3-4]。

烟草对氮肥要求特别严格，氮肥过多或过少都会对烟叶的产量和品质产生很大的影响[5]。为追求较高的经济效益，烟农通常施用过量的氮肥，导致烟叶烟碱和全氮含量严重超标，品质下降，工业可用性差。合理施用氮肥，在保证烟株养分、提高烟叶产量的同时，还可以改善烟叶品质，提高烟叶的利用价值[6-7]。目前关于氮肥用量对烤烟生长发育及烟叶品质影响的研究很多，但我国烟区分布范围十分广泛，气候、土壤条件复杂多样，针对不同地区应选用适宜的氮肥用量[8-10]。

常德市是湖南省重要烟区之一，烟草种植面积和产量占全省5%左右。常德烟区存在着施肥不合理、氮肥用量大、肥料利用率低等问题。随着全国烟叶市场竞争的日益激烈，充分发挥常德烟区地理优势和内在潜力，提高烤烟质量和种烟的经济效益是当前亟待解决的问题。笔者针对当前常德烟区烟叶生产中存在的主要问题，探讨不同种植密度与施氮量对烤烟生长发育及产量的影响，以期提高常德烟区烟叶生产水平和烟叶质量。

1　材料与方法

1.1试验地概况与材料试验于2015年在常德市临澧县陈二乡百草村进行，供试烟田前茬作物为水稻。常德市位于湖南省西北部，属中亚热带湿润季风气候向北亚热带湿润季风气候过渡的地带，年平均气温16.7 ℃，年降水量1 200～1 900 mm。供试土壤养分情况如下：全氮1.65 g/kg、全磷2.70 g/kg、全钾13.4 g/kg、碱解氮112.4 mg/kg、速效磷90.4 mg/kg、速效钾66.2 mg/kg、有机质15.7 g/kg，pH 5.6。供试品种为云烟87，由常德市烟草公司临澧县分公司提供。

1.2试验设计试验采用两因素随机区组设计，开展种植密度(D)和施氮量(N)两因素烟草栽培试验，试验处理设计见表1，每处理3个重复，小区面积66 m2。每个小区施P2O5102 kg/hm2、K2O 382.5 kg/hm2，其中基肥占70%，于烟株移栽前5～10 d施用，追肥占30%，分2次在移栽后30 d施完，大田管理参照优质烟叶生产技术进行。

表1　试验处理设计

1.3测定项目与方法

1.3.1生育期。移栽后开始观察和记载生育期[11]，包括移栽期、团棵期、现蕾期、脚叶成熟期和顶叶成熟期。

1.3.2农艺性状。于打顶期测定各处理烤烟的农艺性状，包括株高、茎围、有效叶片数、单叶重、节距和单株叶面积。

1.3.3经济性状。各处理烟叶正常成熟采收、分级扎把，统计烟叶产量和经济性状，按当地收购价格计算烟叶产值。

1.3.4化学成分。取各处理上部叶、中部叶和下部叶，测定烤后烟叶中总氮、总糖、还原糖、烟碱、总氯和总钾含量。

1.4数据处理与分析采用DPS数据处理系统(v7.05专业版)和Microsoft Excel 2007进行数据统计分析。

2　结果与分析

2.1种植密度和氮肥互作对烤烟生育期的影响由表2可知，烤烟生育期主要受氮肥用量的影响，而种植密度对生育期基本没有影响。氮肥用量少，烤烟进入团棵期时间延长，D1N1、D2N1和D3N1处理进入团棵期时间较其他处理迟2 d。随着氮肥用量增加，烤烟进入现蕾期、脚叶成熟期和顶叶成熟期的时间延长，有利于叶片充分生长。其中，D1N1、D2N1和D3N1处理进入现蕾期比其他处理早2 d；D1N1、D2N1和D3N1处理于5月30日进入脚叶成熟期，7月12日进入顶叶成熟期；D1N2、D2N2和D3N2处理于6月1日进入脚叶成熟期，7月15日进入顶叶成熟期；D1N3、D2N3和D3N3处理于6月2日进入脚叶成熟期，7月19日进入顶叶成熟期。随着氮肥用量的增加，烤烟生育期延长，其中D1N1、D2N1和D3N1处理生育期为129 d，D1N2、D2N2和D3N2处理生育期为132 d，D1N3、D2N3和D3N3处理生育期为136 d。

表2　种植密度和氮肥互作处理下烤烟生育期

2.2种植密度和氮肥互作对烤烟农艺性状的影响由表3可知，种植密度和氮肥用量对烤烟单株叶面积、株高、茎围、单叶重和节距的影响显著，对有效叶片数影响不显著；其交互作用对单株叶面积、株高、茎围、有效叶片数、单叶重和节距的影响不显著。比较F值大小可知，氮肥用量是单株叶面积、株高、单叶重和节距有关参数的主要决定因子，而种植密度是茎围有关参数的主要决定因子。在相同氮水平下，烟株单株叶面积、茎围和单叶重随种植密度的增加而降低；烟株株高和节距随种植密度的增加而增加。在相同种植密度下，烟株单株叶面积、株高、茎围、单叶重和节距随施氮量的增加而增加。在不同种植密度和氮肥用量处理下，烟株单株叶面积以D1N3处理最高，比其他处理高2.49%～17.05%；烟株株高以D3N3处理最高，比其他处理高1.38%～13.80%；烟株茎围以D1N3处理最高，比其他处理高4.30%～25.97%；烟株单叶重以D1N3处理最高，比其他处理高8.64%～39.68%；烟株节距以D3N3处理最高，比其他处理高7.84%～30.95%。

表3　种植密度和氮肥互作处理下烤烟农艺性状

注：同列数据后小写字母不同表示差异显著(P<0.05)。

Note: small letters in the same column data denote significant difference (P<0.05).

2.3种植密度和氮肥互作对烤后烟叶经济性状的影响由表4可知，种植密度和氮肥用量对烤烟上等烟比例、产量和均价的影响显著；氮肥用量对产值的影响显著，种植密度对产值的影响不显著，其交互作用对上等烟比例、产量、均价和产值的影响不显著。比较F值大小可知，氮肥用量是烤烟产量、均价和产值有关参数的主要决定因子，而种植密度是上等烟比例有关参数的主要决定因子。在相同氮水平下，烤烟上等烟比例随种植密度的增加而降低；烤烟产量随种植密度的增加而增加；烤烟均价随种植密度的增加而降低。在N1水平上，烤烟产值从大到小依次为处理D3、D1、D2；在N2水平上，烤烟产值从大到小依次为处理D2、D1、D3；在N3水平上，烤烟产值从大到小依次为处理D3、D1、D2。在相同种植密度下，烤烟上等烟比例和产量随氮肥用量增加而增加；烟叶均价先升高后降低。在D1和D2水平上，烟叶产值随氮肥用量增加先增加后下降；在D3水平上，烟叶产值随氮肥用量增加而增加。在不同种植密度和氮肥用量处理下，烟叶上等烟比例以D1N3处理最高，比其他处理高8.01%～44.01%，上等烟叶比例从大到小依次为处理D1N3、D1N2、D2N3、D1N1、D3N3、D2N2、D2N1、D3N2、D3N1；烟叶产量以D3N3处理最高，比其他处理高4.00%～19.41%，烟叶产量从大到小依次为处理D3N3、D3N2、D2N3、D2N2、D1N3、D3N1、D1N2、D2N1、D1N1；烟叶均价以D1N2处理最高，比其他处理高3.77%～16.53%，烟叶均价从大到小依次为处理D1N2、D2N2、D1N3、D3N2、D2N3、D1N1、D3N3、D2N1、D3N1；烟叶产值以D2N2处理最高，为52 729.7元/hm2，比其他处理高1.22%～18.78%，烟叶产值从大到小依次为处理D2N2、D1N2、D3N3、D1N3、D3N2、D2N3、D3N1、D1N1、D2N1。

表4　种植密度和氮肥互作处理下烤后烟叶经济性状

注：同列数据后小写字母不同表示差异显著(P<0.05)。

Note: small letters in the same column data denote significant difference (P<0.05).

2.4种植密度和氮肥互作对烤后烟叶化学成分的影响由表5可知，种植密度和氮肥用量对烤烟上部叶烟碱含量、总糖含量和还原糖含量影响显著，氮肥用量对上部叶总氯含量、钾含量和总氮含量影响显著，其交互作用对上部叶烟碱和还原糖含量影响显著，对总氯含量、总糖含量、钾含量和总氮含量影响不显著。比较F值大小可知，种植密度是烤烟上部叶烟碱含量、总糖含量和还原糖含量有关参数的主要决定因子，而氮肥用量是烤烟上部叶总氯含量、总钾含量和总氮含量有关参数的主要决定因子。在不同种植密度和氮肥用量处理下，烤烟上部叶烟碱含量以D1N3处理最高，为3.55%，比其他处理高2.31%～38.67%；上部叶总氯含量以D3N3处理最高，为1.26%，比其他处理高0.80%～50.00%；上部叶总糖含量以D3N3处理最高，为24.25%，比其他处理高0.54%～13.64%；上部叶还原糖含量以D3N3处理最高，为19.34%，比其他处理高0.05%～9.33%；上部叶钾含量以D1N3处理最高，为2.41%，比其他处理高2.99%～33.15%；上部叶总氮含量以D3N3处理最高，为2.13%，比其他处理高4.41%～17.68%。在相同氮水平下，随着种植密度增加，烤烟上部叶烟碱和总氮含量呈降低趋势；总糖含量和还原糖含量呈上升趋势。在相同种植密度下，随着氮肥用量的增加，烤烟上部叶烟碱含量、总氯含量、总糖含量、还原糖含量、总钾含量和总氮含量呈上升趋势。

种植密度和氮肥用量对烤烟中部叶总糖含量和还原糖含量影响显著，种植密度对烤烟中部叶烟碱含量影响显著，氮肥用量对烤烟中部叶总氯含量、钾含量和总氮含量影响显著，其交互作用对烤烟中部叶还原糖含量和总钾含量影响显著。比较F值大小可知，种植密度是烤烟中部叶烟碱含量、总糖含量和还原糖含量有关参数的主要决定因子，而施氮量是烤烟中部叶总氯含量、总钾含量和总氮含量有关参数的主要决定因子。在相同氮水平下，随着种植密度增加，烤烟中部叶烟碱含量呈下降趋势；总氯含量、总钾含量和总氮含量变化不明显；总糖含量和还原糖含量呈上升趋势。在相同种植密度下，随着氮肥用量的增加，烤烟中部叶总氯含量、总糖含量、还原糖含量、钾含量和总氮含量呈上升趋势；烟碱含量变化不明显。在不同种植密度和氮肥用量处理下，烤烟中部叶烟碱含量以D1N2处理最高，为2.20%，比其他处理高2.80%～25.00%；中部叶总氯含量以D1N3处理最高，为0.78%，比其他处理高5.41%～52.94%；中部叶总糖含量以D2N3处理最高，为26.81%，比其他处理高0.71%～8.98%；中部叶还原糖含量以D2N3处理最高，为21.45%，比其他处理高1.37%～11.49%；中部叶钾含量以D3N3处理最高，为2.67%，比其他处理高6.80%～25.94%；中部叶总氮含量以D3N3处理最高，为1.74%，比其他处理高1.16%～14.47%。

种植密度和氮肥用量对烤烟下部叶烟碱含量、总糖含量和还原糖含量影响显著，氮肥用量对烤烟下部叶总氯含量、总钾含量和总氮含量影响显著，其交互作用对烤烟下部叶还原糖含量和钾含量影响显著。比较F值大小可知，种植密度是烤烟下部叶烟碱含量、总糖含量和还原糖含量有关参数的主要决定因子，而施氮量是烤烟下部叶总氯含量、总钾含量和总氮含量有关参数的主要决定因子。在相同氮水平下，随着种植密度增加，烤烟下部叶烟碱含量呈下降趋势；烤烟下部叶总糖含量和还原糖含量呈上升趋势；总氯含量、总钾含量和总氮含量变化无规律性。在相同种植密度下，随着氮肥用量的增加，烤烟下部叶烟碱含量、总氯含量、总糖含量、还原糖含量、钾含量和总氮含量均呈上升趋势。在不同种植密度和氮肥用量处理下，烤烟下部叶烟碱含量以D1N3处理最高，为1.78%，比其他处理高2.30%～25.35%；下部叶总氯含量以D1N3处理最高，为0.66%，比其他处理高1.54%～37.50%；下部叶总糖含量以D2N3处理最高，为24.58%，比其他处理高0.08%～11.58%；下部叶还原糖含量以D3N3处理最高，为20.11%，比其他处理高3.29%～10.43%；下部叶钾含量以D1N3处理最高，为2.73%，比其他处理高1.49%～13.28%；下部叶总氮含量以D2N3处理最高，为1.51%，比其他处理高2.72%～14.39%。

表5　种植密度和氮肥互作处理下烤后烟叶化学成分

注：同列数据后小写字母不同表示差异显著(P<0.05)。

Note: small letters in the same column data denote significant difference (P<0.05).

3　结论

种植密度和氮肥用量是决定烤烟生长代谢和产量的重要因子，其交互作用对烟株生长发育、产量和品质形成都有着重要的影响。该研究结果表明，随着氮肥用量增加，烟草的营养生殖期会显著增加，但种植密度改变对其生长周期的影响相对很小；烟草产量与种植密度和氮肥用量成正比，烤烟品质随着氮肥用量增加而增加；烟叶产量以D3N3(种植密度1.80万株/hm2，施氮量135 kg/hm2)处理最为理想，为2 104.6 kg/hm2，比其他处理高4.00%～19.41%，烟叶产量从大到小依次为处理D3N3、D3N2、D2N3、D2N2、D1N3、D3N1、D1N2、D2N1、D1N1；烟叶产值以D2N2(种植密度1.65万株/hm2，施氮量120 kg/hm2)处理最高，为52 729.7元/hm2，比其他处理高1.22%～18.78%，烟叶产值从大到小依次为处理D2N2、D1N2、D3N3、D1N3、D3N2、D2N3、D3N1、D1N1、D2N1。

[1] 中国农业科学院烟草研究所.烟草栽培学[M].上海:上海科学技术出版社,2005：3-133.

[2] 国家烟草专卖局.2004年烟草行业经济运行继续保持良好发展态势[EB/OL].(2005-01-21)[2016-04-01].http://www.fjycw.com/news/200501/20050121453666.shtml.

[3] 招启柏,黄年生,徐卯林.我国烟草丸粒化包衣技术的研究与发展方向[J].中国烟草科学,2002,23(1):25-27.

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[5] 邱万勇,刘烈定,凌寿军.不同施肥方式及水肥调控对烟叶产质量的影响[J].中国烟草科学,2005(5):22-24.

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[7] 李良勇,余卓越,邹喜明.不同施肥方式对烤烟生长发育及烟叶产质量的影响[J].中国烟草科学,2002(4):53-55.

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Effects of Planting Density and Nitrogen Fertilization Amount on Growth, Yield and Quality of Flue-cured Tobacco

LIU Nan-nan1, SUN Jing-zhao1,2, PI Ben-yang2, CUI Guo-xian1,4*et al

(1.Ramie Research Institute of Hunan Agricultural University, Changsha, Hunan 410128;2.Linli County Branch of Changde Municipal Tobacco Company, Changde, Hunan 415000; 4.Institute of Bast Fiber Crops, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Changsha, Hunan 410205)

[Objective] To study the effects of the interaction of planting density and nitrogen fertilization amount on the growth and development, yield, quality and production value of flue-cured tobacco, and provide guidance for improving the production level and tobacco leaf quality in Changde tobacco-growing areas.[Methods] Two-factor randomized block design was applied, Yunyan 87 was taken as experimental material, and planting density was set to 3 levels, to explore the effects of the planting density and nitrogen fertilization amount on growth and development, yield, quality and production value of flue-cured tobacco.[Results] The results showed that flue-cured tobacco growth stage was mainly affected by nitrogen fertilization amount, and the growth stage of tobacco plants was not affected by planting density.The nitrogen fertilization and clipping height exerted significant effect on plant height, node length, single plant leaf area index, stem girth and leaf weight of the tobacco plants, and had significant effect on the contents of total sugar and reducing sugar in the leaves of tobacco and the contents of nicotine in the lower and middle leaves of tobacco, also had significant effect on the yield, the price and the highest class leaf proportion of tobacco.Both the contents of total sugar and reducing sugar in the upper leaves of tobacco displayed significant interaction between planting density and nitrogen fertilization amount.The interaction between the planting density and nitrogen fertilization also had significant effect on the contents of reducing sugar and total potassium in the lower and middle leaves of tobacco.Nitrogen fertilization was the dominant factor affecting the plant height, node length, single plant leaf area index, leaf weight, the contents of total chlorine, the contents of total potassium, the contents of total nitrogen, the yield, the price and the highest class leaf proportion of tobacco.Planting density was the dominant factor affecting the stem girth, the highest class leaf proportion and the contents of nicotine, total sugar and reducing sugar in the leaves of tobacco.[Conclusion] The yield is highest (2 104.6 kg/hm2) when the planting density is 1.80×104plants/hm2and the nitrogen fertilization amount is 135 kg/hm2, the economic benefit is the highest (52 729.7 yuan/hm2) when the planting density is 1.65×104plants /hm2and the nitrogen fertilization amount is 120 kg/hm2.

Flue-cured tobacco; Planting density; Nitrogen fertilization amount; Interaction; Yield; Quality; Production value

湖南省烟草公司常德市公司2015年科技创新自立项目；现代农业产业技术体系“国家麻类产业技术体系土壤肥料岗位”(CARS-19-E20)。

刘楠楠(1991-),女，湖北枣阳人，硕士研究生，从事苎麻生理与生化研究。*通讯作者，教授，博士生导师，从事麻类栽培育种、生理生态、植物营养生理及作物信息技术研究。

2016-05-16

S 572

0517-6611(2016)19-124-04