王筱滢，刘青丽，李志宏，张美娟，王 鹏，黄纯杨，彭玉龙，张之矾，孟 源，张云贵*

(1.中国农业科学院农业资源与农业区划研究所/烟草行业生态环境与烟叶质量重点实验室，北京 100081；2.黑龙江八一农垦大学农学院，黑龙江 大庆 163319；3.贵州省烟草公司遵义市公司，贵州 遵义 563000)

【研究意义】磷是烤烟生长发育必要的营养元素，在烟株体内具有重要的营养和生理功能，它直接影响烟株体内碳氮代谢，促进根系生长和叶片良好成熟[1-2]。然而受施肥方式和根系在土壤中非均匀分布的影响，只有局部土壤营养空间能够满足根系对养分的需求[3]，导致化肥利用率低。【前人研究进展】尽管一些研究已经证实肥料深施、穴施或条施均可以不同程度提高肥料利用率[4]，但施肥位置对提高于肥料利用率还能有多大的潜力和空间有待进一步研究[5]。有研究指出，局部供应磷素可以促进小麦幼苗生长及同化物向根系的运输[6]；局部供应氮、锌元素有利于根系向养分富集区生长[7]；通过区域施肥的方式可以提高肥料利用率[8-9]。在耕层中如何选择最佳的施肥位置，目前报道较少，【本研究切入点】本试验通过田间试验和网格采土壤样，研究根区内不同空间施肥对植烟土壤有效磷及烤烟磷积累的影响。【拟解决的关键问题】揭示烤烟养分管理过程中肥料投入的合理位置及技术应用适宜条件问题，为烤烟合理施肥及为研究施肥机器提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验地点

试验在遵义市正安烤烟科技园进行，试验品种云烟87。

图1 施肥空间控制示意图Fig.1 Control chart of fertilization space

1.2 试验设计

本试验设5个处理，T1为对照，施肥条施；T2施肥直径为15 cm，深度20 cm；T3施肥直径为20 cm，深度20 cm；T4施肥直径为25 cm，深度20 cm。试验采取随机区组设计，3次重复，小区面积66.7 m2。施肥方法：T2、T3、T4分别将不同管径施肥管置于土壤20 cm深，然后肥料施于不同管径范围内的土壤中，将施入的肥料与桶内20 cm土体充分混合均匀后，将施肥管取出。

基肥用烟草专用基肥(复混肥:9-9-25)、尿素、过磷酸钙、硫酸钾，追肥用烟草专用追肥(复混肥:15-0-30)。各处理氮磷钾用量均为N=90 kg·hm-2，P2O5=90 kg·hm-2，K2O=240 kg·hm-2复混肥。各处理其它田间管理相同(图1，表1)。

图2 土壤取样横向示意图Fig.2 Plan of soil pedon

图3 土壤取样纵向示意图Fig.3 Longitudinal figure of soil pedon

处理纯养分量(kg/667m2)基肥(N)60 %基肥(P2O5)100 %基肥(K2O)60 %移栽15 d(N)15 %移栽15 d(K2O)15 %移栽35 d (N)25 %移栽35 d (K2O)25 %T13.6610.80.92.71.54.5T23.6610.80.92.71.54.5T33.6610.80.92.71.54.5T43.6610.80.92.71.54.5

1.3 田间采样与测定

1.3.1 土壤采样 烤烟成熟期，T1、T2、T3、T4的各小区内选取代表平均长势的烟株1棵，以烟株为中心沿垄体平面长40 cm，取5 cm×5 cm×5 cm立方体土壤，分别取垄体0～5、5～10、10～15、15～20 cm深度，分拣各样品中的根系，称重。土样测定土壤有效磷(图2～3)。

1.3.2 植株采样与测定项目 各处理移栽后30 d，选择能代表小区平均长势的烟苗挂牌为样品采集株；分别在移栽后5、7、9、11、13、15和17周取整株烟，分根、茎、下部叶(6片)、中部叶(6片)和上部叶五个部位，烟杈并入烟茎样品，烘干称重，粉碎后测试磷含量。土壤有效磷的测定采用碳酸氢钠提取，钼锑抗比色法测定；植株磷含量的测定采用过氧化氢-硫酸消煮，使磷素转化为磷酸盐，然后用钒钼黄比色法测定。

1.4 数据处理

试验数据经EXCEL 2010整理后作图，并用SPSS 11.5软件对数据进行分析，显著性检验均采用Duncan分析方法。

2 结果与分析

2.1 根区内不同空间施肥对土壤有效磷的积累影响

从土壤有效磷热度图(图4)上来看，各处理当耕层深度相同时，除了对照T1处理之外，其他 3个处理总体上随着距离植株的宽度的增大而减小。当距离植株宽度一定时，随着耕层深度的增加，各处理土壤有效磷含量先增大后减少的。从土壤有效磷含量变化上来看，不同处理存在差异。当耕层深度为5 cm时，在距离植株0～20 cm处，T1处理的土壤有效磷含量最高，在距离植株±20 cm时T2处理土壤有效磷含量最低，方差分析结果显示在距离植株0 和20 cm处，处理2与对照土壤有效磷含量差异显著。在距离植株-10 cm处，处理4与对照土壤有效磷含量差异显著，距离植株其他宽度处，T2、T3、T4处理与对照无显著差异；当耕层深度为10 cm时，除了处理1，其他处理土壤有效磷含量总体是上升的，甚至T3处理在距离植株-5 cm耕层深度10 cm处，土壤有效磷含量出现最大值114，方差分析结果显示T2、T3和T4处理与对照差异不显著；当耕层深度为15 cm时，T1、T2和T4处理出现最大值。当距离植株-15 cm时，T1出现最大值为89，当距离植株-5 cm时，T2出现最大值178，当距离植株5 cm时，T4出现最大值99，方差分析结果显示只有当距离植株10 cm处，T2和T3与对照土壤有效磷含量差异显著，其他距离植株宽度时，T2、T3和T4处理与对照无显著差异；当耕层深度为20 cm时，除了距离植株0、-5 cm时T2处理土壤有效磷含量最大和距离植株-20 cm时T4处理土壤有效磷含量最大之外，距离植株其他宽度T1处理土壤有效磷含量最大。方差分析结果显示在距离植株-15 cm到20 cm，T2、T3和T4处理与对照差异显著。说明不同的空间施肥处理的效果要高于对照处理，不同空间施肥明显改善了磷素养分的供应状态。

图4 有效磷热度Fig.4 Heat of Olsen-P

图5 根区内不同空间施肥对烤烟根部磷积累的影响Fig.5 Effect of different fertilization space on phosphorus accumulation of root of flue-cured tobacco

2.2 根区内不同空间施肥对烤烟根部磷素积累的影响

由图5可知，烤烟根部磷积累量表现为随着生育期延长先升高后降低的变化趋势，不同处理之间存在差异。移栽后第5周，T2处理低于对照33.90 %，T3、T4分别高于对照1.11 %和5.42 %，所有处理之间无显著差异；移栽后第7周，T2、T3、T4处理分别高于对照59.61 %，50.44 %，60.56 %，差异显著；移栽后第9周，T2处理达到最高值，T2、T3、T4处理与对照相比分别提高了24.30 %、9.04 %、3.50 %，各处理之间无显著差异；移栽后第11周，各处理积累量T4>T3>T1>T2，方差分析结果显示各处理与对照相比差异不显著；移栽后第13周T1、T3处理达到最高值，T2、T3、T4处理分别低于对照38.91 %、21.86 %、9.39 %，其中T2与对照差异显著，其他处理差异不显著；移栽后第15～17周，各处理磷积累量T4>T3>T1>T2，其中T4处理分别高于对照0.88 和0.92 kg/hm2，方差分析结果显示T4处理与其他处理差异显著。说明在烤烟完熟期，T4处理的空间施肥会显著提高烤烟根部的积累量，其他烤烟生长发育时期，不同空间施肥对烤烟根部磷积累无明显的影响。

图6 根区内不同空间施肥对烤烟地上磷积累的影响Fig.6 Effect of different fertilization space on phosphorus accumulation of flue-cured tobacco

2.3 根区内不同空间施肥对烤烟总磷素积累的影响

由图6可知，各处理烤烟地上部磷素吸积累量总体呈现先升高后降低的变化趋势。在同一取样期不同处理之间存在差异。移栽后7～17周，T4处理磷积累量一直处于最高值，与对照相比分别提高了50.76 %、44.98 %、77.80 %、36.15 %、28.26 %和23.47 %。其中7、15和17周 2个处理之间存在显著差异；移栽后第5周，T2、T3和T4处理分别高于对照42.20 %、16.89 %和16.63 %，无显著差异。移栽后第7～11周T2和T3处理皆高于对照，其中移栽后第7周2个处理皆与对照差异显著；移栽后第13～17周T3处于最低值，分别低于对照23.42 %、13.30 %和14.04 %，方差分析结果显示差异不显著；移栽后第15周，所有处理磷积累量皆达到最高值；移栽后第13～17周，各处理磷积累量T4>T2>T1>T3，方差结果显示T4处理与其他处理差异显著。说明T4处理的空间施肥可以显著提高烤烟总磷积累量。

2.4 根区内不同空间施肥对烤烟茎部磷素积累的影响

由图7所示，T4处理烤烟茎部磷积累随着生育期的延后而一直增加，其他处理烤烟茎部磷素吸积累量总体呈现先升高后降低的变化趋势。移栽后第7～17周，T4处理较其他处理茎部磷积累量最高，与对照相比，分别提高了52.51 %、45.60 %、63.30 %、18.59 %、8.18 %和28.44 %；移栽后第5周，茎部磷积累量为T2>T1>T3>T4，方差分析结果显示各处理差异不显著；移栽后第7周，T2、T3和T4处理烤烟茎部磷积累较对照分别提高9.05 %、41.42 %和52.51 %；移栽后第9周，T2和T4处理烤烟茎部磷积累较对照提高6.41 %和45.60 %，T3处理茎部磷积累与对照相近，方差结果显示，移栽后第7～9周各处理差异不显著；移栽后第11周，烤烟茎部磷积累为T4>T2>T3>T1，T2、T3、T4处理皆与对照差异显著；移栽后第13周，T3处理茎部磷积累达到最高值，各处理茎部磷积累量为T4>T1>T2>T3，各处理无明显差异；移栽后第15周，T1、T2处理茎部磷积累达到最大值，T2、T3、T4处理与对照无明显差异；移栽后第17周，T4处理茎部磷积累达到最大值。说明T4处理的空间施肥可以显著提高烤烟茎部磷积累量。

图7 根区内不同空间施肥对烤烟茎部磷积累的影响Fig.7 Effect of different fertilization space on phosphorus accumulation of stem of flue-cured tobacco

2.5 根区内不同空间施肥对烤烟烟叶磷素积累的影响

由图8所示，T3处理的烤烟烟叶磷积累量在整个生育期呈现先升高后降低再升高的变化趋势，T1、T2和T4处理烤烟烟叶磷素吸积累量总体呈现先升高后降低的变化趋势。5～9周，T2、T3和T4处理烤烟烟叶磷积累量相近且高于对照烤烟烟叶的磷积累量，方差分析结果显示各处理差异不显著；11周，T2、T3和T4处理较对照分别提高60.74 %、17.57 %和64.18 %，方差结果显示T2和T4处理较对照差异显著；13周，T2和T4处理烤烟烟叶磷积累量相近，T1和T3烤烟烟叶磷积累量相近，方差分析结果显示，T2和T4处理与对照和T3处理烤烟烟叶磷积累量差异显著；15周，T1、T2和T4烤烟烟叶磷积累量达到最大值，此时各处理烤烟磷积累量为T2>T4>T1>T3，方差分析结果显示T2与对照差异显著；17周T3处理达到最大值，此时各处理烤烟磷积累量为T2>T4>T3>T1，方差分析结果显示各处理差异不显著。说明完熟期不同空间施肥对烤烟烟叶磷素积累影响不明显，在烤烟其他生长发育时期不同空间施肥对烤烟烟叶磷素积累有明显差异。

图8 根区内不同空间施肥对烤烟烟叶磷积累的影响Fig.8 Effect of different fertilization space on phosphorus accumulation of leaf of flue-cured tobacco

3 讨 论

在三大营养元素中，虽然烟株对磷的吸收积累最少，但磷的分布和运转在烤烟的代谢和生长中心的转移中起到重要的作用，尤其早期磷的作用明显[10]，但磷素过多导致上部叶过厚，因此确定成烟叶体内适宜的含磷量是必要的。土壤磷素含量的高低直接影响烟草的产量和质量。当土壤磷素含量过低时，烟株根系生长发育受阻，茎株矮小，叶色暗绿，生长缓慢，不能正常成熟，烟叶化学成分协调性差。土壤磷素过量时，易造成叶脉突出、组织粗糙、烟株早花，烘烤后烟叶弹性差、油分低、易破碎，烤烟的产量降低，品质下降，经济效益差；当土壤磷素含量适宜时，烟株根系发达，烟株生长健壮，分层落黄好，烟叶易烘烤，烟叶化学成分协调性好，工业可用性高[11-12]。

(1)根区内不同空间施肥对土壤有效磷的积累影响。在近根处烟苗吸收量远远大于土壤磷的供应量，提高根际土壤磷素养分的供应强度及容量，是保证烟苗正常生长的重要前提[13]。本试验结果表明T2、T3和T4处理土壤有效磷含量在耕层5 cm处有效磷的含量低，随距离的增加到10～15 cm时而显著提高，而T1处理土壤有效磷含量分布较均匀，不同的空间施肥处理的效果要高于对照处理，说明不同空间施肥明显改善了磷素养分的供应状态。

(2)根区内不同空间施肥对烤烟根部磷素积累的影响。本试验磷素在烤烟根系的积累是栽后5～7周缓慢， 移栽7周后积累加快，成熟期有一定积累。这与彭华伟等人[14]研究结果相似。根中磷积累强度最高值均在移栽后9～15周。T4处理烤烟根的磷含量随着烤烟生育期的延长而增大知道17周略有降低，说明T4处理的空间施肥能延长烤烟根部的磷素供应。

(3)根区内不同空间施肥对烤烟总磷素积累的影响。不同根区施肥处理烟株对磷的吸收积累规律都表现为: 随着烟株生长发育磷积累量逐渐增加，5～7周磷吸收量较少，9～15周吸收量急剧增加，17周又缓慢减少。在烤烟生长发育前期，不同根区施肥处理同一生育时期相比，磷素吸收积累量大小顺序为：T4>T2>T3>T1，不同施肥处理烟株磷素积累强度均在移栽后15周达到最高值，这与张翔[15]等人研究结果相似，表明T4处理的空间施肥能显著提高烤烟磷素积累量。

(4)根区内不同空间施肥对烤烟茎部磷素积累的影响。T4施肥处理的磷在茎中分配比例随着生育期延长而增加。其他处理在15周之后略有降低。磷素在茎中的积累量是移栽后 5～7周积累较慢，移栽后9周急剧上升，15周后出现下降，这与彭华伟等人研究相似[14]。烤烟移栽7周后，T4处理的茎部磷积累量大于其他处理，说明T4处理的空间施肥是提高烤烟烟叶的磷吸收的最佳施肥空间。

(5)根区内不同空间施肥对烤烟烟叶磷素积累的影响。根区内不同空间施肥对烟株各器官磷素分配差异。本试验磷在烟株不同器官中的积累量大小顺序为叶>茎>根，叶的积累量大于茎、 根积累量之和这与张翔等人[15]的研究结果相似。T2和T4处理整个生长发育期的烤烟烟叶磷积累大于对照，后期，T3与对照相近，T2处理在后期烤烟烟叶磷积累量大于T4处理，但是磷素过多导致上部叶过厚。表明T4处理的空间施肥是提高烤烟烟叶的磷吸收的最适施肥空间。

4 结 论

结合烤烟周围不同位置的的土壤、植株各部位和烤烟总磷素的积累和吸收量，T4处理的空间施肥是提高烤烟磷素积累和吸收的最适的施肥空间。