CN116711611A - 一种提高连作烟田中烟草的产量和品质的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及烟草营养施肥技术领域，具体涉及一种提高连作烟田中烟草的产量和品质的方法。所述方法包括：降低对烟草植株的施氮量并配施腐殖酸营养液；使施氮量为每年60‑70kg/ha，并且腐殖酸营养液的施用量为每年150‑160L/ha；所述腐殖酸营养液中腐植酸含量为30‑35g/L。所述方法提高了烟叶生长速率、降低了烟株病情指数、增加了上等烟产量占烤烟总产量的比例、提升了烤烟内在化学品质和加工品质、并显著提高了烤烟总产值，解决了连作烟田烟株营养失衡、抗性下降的问题，对于优化烤烟‑蔬菜连作体系，促进烤烟栽培的可持续发展，具有深远意义。
Description
技术领域
本发明涉及烟草营养施肥技术领域，具体涉及一种提高连作烟田中烟草的产量和品质的方法。
背景技术
云南省是我国优质烤烟的重要产区。优质烤烟的评价指标包括商品品质、内在化学品质和加工品质。其中，商品品质决定了烤烟的销售价格，内在化学品质则决定了烤烟的风味，加工品质中最为重要的是原烟含梗率、拉力和抗张强度。这三类指标除了受品种和种植地土壤环境条件影响外，主要受施肥管理的影响。烤烟生长大致分为四个时期，分别是团棵期(移栽后0-35d)、旺长期(35-70d)、成熟期(70-105d)和采收期(105-135d)。其中，旺长期即现蕾-打顶，是烟株中上部叶快速生长的时期和决定烤烟产值和品质的关键阶段。相较于上部和下部叶，中部叶产量和商品价值更高、品质更优。因此，确保旺长期烟株健康生长和养分供应，对实现烤烟优质高产具有决定性作用。
烤烟-蔬菜连作是目前云南省常见的种植模式。为了追求最大的经济收益，蔬菜茬的化学氮肥施用量远远超过蔬菜作物吸收量。目前玉溪烟区的推荐施氮量为90kgN/ha，但随着近年来的不合理烟-菜连作，土壤中残留无机氮含量由85mg/kg(2008年)增长至163mg/kg(2015年)，增幅达到了93％。一方面，过量施氮导致肥料资源严重浪费，增加了潜在面源污染风险；另一方面，烤烟种植前土壤中残留的大量氮肥将造成烟株营养失衡和抗性下降，进而导致烟叶的质量和产值下降。
发明内容
为解决连作烟田烟株营养失衡、抗性下降的问题，本发明提供一种提高连作烟田中烟草的产量和品质的方法，包括：降低对烟草植株的施氮量并配施腐殖酸营养液；使施氮量为每年60-70kg/ha，并且腐殖酸营养液的施用量为每年150-160L/ha；所述腐殖酸营养液中腐植酸的含量为30-35g/L。
优选地，使施氮量为每年60kg/ha，并且腐殖酸营养液的施用量为每年150L/ha。
优选地，所述腐殖酸营养液中腐植酸的含量为30g/L。
优选地，所述腐殖酸营养液中有机质的含量为100g/L，各元素的含量为NO3 --N：0.05g/L；NH4 +-N：2.25g/L；P：32-44g/L；K：18.8-19.6g/L；Ca：414-456mg/L；Mg：169-187mg/L；Fe：195-221mg/L；Mn：7.7-8.7mg/L；Cu：0.3mg/L；Zn：1.0-2.0mg/L；B：8.1-9.7mg/L。
优选地，所述腐殖酸营养液的pH值为7.18，密度为1.0g/mL。
优选地，所有肥料均分两次施用，第一次在定植期施用基肥，第二次在团棵期施用追肥，其中基肥和追肥等量。
优选地，基肥拌土后穴施，追肥兑水后浇施。
优选地，所述腐殖酸营养液分两次施用，第一次在定植期施用，第二次在团棵期施用，两次施用的量相同。
优选地，所述腐殖酸营养液兑水稀释后浇施。
优选地，所述连作烟田为烟草-蔬菜连作烟田；所述烟草为烤烟。
为了研究在降低施氮量的同时配施腐植酸能否提高烟叶产值、产量和品质，发明人在云南省玉溪市常年进行烟草-蔬菜连作的烟田中，连续2年在烤烟种植季进行试验。结果表明，在三个施氮量(0kgN/ha，60kgN/ha，90kgN/ha)条件下，与不施腐植酸营养液的对照相比，配施腐植酸营养液(150L/ha)使烤烟总产值分别提高了28％、26％、5％(图1)；使上等烟产量占烤烟总产量的比例分别增加了30％、15％、4％(图3)；显著增加了团棵期(定植-现蕾，0-35d)、旺长期(现蕾-打顶，35-70d)和成熟期(打顶-采收，70-105d)的烟叶日生长速率，其中旺长期烟叶日生长速率的增幅最高，达到了25％(图4)；使烟株病情指数分别降低了37％、22％、18％(图6)；显著改善了烤后C3F烟叶内在化学品质，使中桔三(C3F)烟叶综合评分分别提高了13％、5％、9％(图7)；使上桔二(B2F)、中桔三(C3F)、下桔二(X2F)三个等级的烟叶含梗率分别降低了0.78％、1.19％、0.98％(图8)；并增加了每公斤氮肥烟叶产值(图9)。其中，在施氮量为60kg N/ha时配施植酸营养液(150L/ha)的效果最佳，其旺长期烟叶日生长速率为7.8g/m2/d，烟株病情指数仅为2.8，上等烟产量占烤烟总产量的比例达到75％，烤后C3F烟叶综合评分达到89分，烤烟总产值达到108千元/ha。
本发明通过降低对烟草植株的施氮量并配施腐植酸营养液，提高了烟叶生长速率、降低了烟株病情指数、增加了上等烟产量占烤烟总产量的比例、提升了烤烟内在化学品质和加工品质、并显著提高了烤烟总产值，解决了连作烟田烟株营养失衡、抗性下降的问题，对于优化烤烟-蔬菜连作体系，促进烤烟栽培的可持续发展，具有深远意义。
附图说明
图1为不同施氮量下，清水对照(-H)和配施腐植酸营养液(+H)对烤烟总产值二年平均值的影响(n＝6)；其中横坐标为施氮量(kg N/ha)，纵坐标为烤烟总产值二年平均值(千元/ha)；图中数据(28％、26％、5％)代表与对照例相比，配施腐植酸营养液的实施例的烤烟总产值的增加百分数，不同大写字母表示施用腐植酸营养液与否差异显著，不同小写字母表示不同施氮量间差异显著(p＜0.05)。
图2为烤烟总产值与上、中、下等烟产量的相关性(n＝36)。
图3为不同施氮量下，清水对照(-H)和配施腐植酸营养液(+H)对烤烟上、中、下等烟产量二年平均值的影响(n＝6)；其中横坐标为施氮量(kgN/ha)，纵坐标为不同等级烟叶产量(kg/ha)；不同大写字母表示上等烟产量差异显著，不同小写字母表示中等烟产量差异显著，不同斜体小写字母表示下等烟产量差异显著(p＜0.05)。
图4为不同施氮量下，清水对照(-H)和配施腐植酸营养液(+H)对移栽-现蕾(0-35d)、现蕾-打顶(35-70d)、打顶-采收(70-105d)的烟叶日生长速率二年平均值的影响(n＝6)；其中横坐标为施氮量(kg N/ha)，纵坐标为烟叶日生长速率二年平均值(g/m2/d)；不同大写字母表示施用腐植酸营养液与否差异显著，不同小写字母表示不同施氮量间差异显著(p＜0.05)。
图5为上等烟产量和旺长期烟叶日生长速率的相关性(n＝36)；横坐标为旺长期烟叶日生长速率(g/m2/d)，纵坐标为上等烟产量(kg/ha)。
图6为不同施氮量下，配施腐植酸营养液(+H)和清水对照(-H)对烟株病情指数二年平均值的影响(n＝6)；其中横坐标为施氮量(kg N/ha)，纵坐标为烟株病情指数二年平均值；图中数据(37％、22％、18％)代表与对照例相比，实施例的烟株病情指数的降低百分数，不同大写字母表示施用腐植酸营养液与否差异显著，不同小写字母表示不同施氮量间差异显著(p＜0.05)。
图7为不同施氮量下，配施腐植酸营养液(+H)和清水对照(-H)对中桔三(C3F)烟叶综合评分二年平均值的影响(n＝6)；其中横坐标为施氮量(kg N/ha)，纵坐标为中桔三(C3F)烟叶综合评分二年平均值；不同大写字母表示施用腐植酸营养液与否差异显著，不同小写字母表示不同施氮量间差异显著(p＜0.05)。
图8为不同施氮量下，清水对照(-H)和配施腐植酸营养液(+H)对上桔二(B2F)、中桔三(C3F)、下桔二(X2F)烟叶含梗率的影响(n＝3)；不同大写字母表示施用腐植酸营养液与否差异显著，不同小写字母表示不同施氮量间差异显著(p＜0.05)。
图9为不同施氮量下，清水对照(-H)和配施腐植酸营养液(+H)对每公斤氮肥烟叶产值的影响(n＝6)；不同大写字母表示施用腐植酸营养液与否差异显著，不同小写字母表示不同施氮量间差异显著(p＜0.05)。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细阐述，需要理解的是，下述实施例仅作为解释和说明，不以任何方式限制本发明的范围。
以下实施例中使用的腐植酸营养液购买自上海田应农业科技有限公司，品牌为“格林美卡”，其成分如下：腐植酸的含量为30g/L；有机质的含量为100g/L；大中微量元素的含量为：NO3 --N 0.05±0.00g/L，NH4 +-N2.25±0.00g/L，P 38±6g/L，K 19.2±0.4g/L，Ca435±21mg/L，Mg 178±9mg/L，Fe 208±13mg/L，Mn 8.2±0.5mg/L，Cu 0.3±0.0mg/L，Zn1.5±0.5mg/L，B 8.9±0.8mg/L；pH值7.18；密度1.0g/mL。
以下实施例中使用的“虹叶”牌烟草专用复合肥购买自红河恒林化工有限公司，其中N：P2O5：K2O的质量比为12：6：24。
若未特别说明，以下实验例中使用的试剂均为本领域常规试剂，可商购获得或按照本领域常规方法配制而得，规格为实验室纯级即可。若未特别说明，以下实验例所使用的实验方法和条件均为本领域常规实验方法和条件，可参考相关实验手册、公知文献或厂商说明书。除非另有定义，本文使用的所有技术和科学术语的含义与本发明所属领域普通技术人员通常理解的含义相同。
1.材料和方法
1.1试验地块信息和试验设计
选择常年进行烟草-蔬菜连作的烟田作为试验地。试验地位于云南省玉溪市澄江县郭家村，N 24°38′25″，E 102°52′26″，海拔1730m。多年平均气温16.1℃，降水量925mm，日照时数2050h。2021年试验开始前，耕层土壤pH 6.28，有机质35.0g/kg，无机氮188mg/kg，有效磷67.4mg/kg，速效钾375mg/kg。
大田试验分别于2021年4月22日-8月30日和2022年4月25日-8月30日开展。试验共设置6个处理：对照例1-3和实施例1-3(表1)，每个处理重复3次，共计18个小区。小区长9.6m，宽7.8m，每个小区内种植当地主栽烤烟品种“硃砂烟2号”104株，株距0.6m，行距1.2m。
表1
| 腐植酸营养液施加量 | 施氮量 | |
| 对照例1 | 0L/ha | 0kgN/ha |
| 对照例2 | 0L/ha | 60kgN/ha |
| 对照例3 | 0L/ha | 90kgN/ha |
| 实施例1 | 150L/ha | 0kgN/ha |
| 实施例2 | 150L/ha | 60kgN/ha |
| 实施例3 | 150L/ha | 90kgN/ha |
1.2施肥和田间管理
除施氮量0kg N/ha的处理外，其余所有处理的氮肥均以“虹叶”牌烟草专用复合肥(N：P2O5：K2O＝12：6：24)形式施入。对照例1-3和实施例1-3中磷钾肥用量一致，分别为45kgP2O5/ha、270kg K2O/ha，除随复合肥中施用的部分磷钾肥外，剩余的用过磷酸钙(含质量分数为16％的P2O5)和硫酸钾(含质量分数为51％的K2O)补足。所有肥料均分两次施用，第一次在定植期施用基肥，第二次在团棵期施用追肥，基肥：追肥＝1:1，其中基肥拌土后穴施，追肥兑水后浇施。腐植酸营养液兑水稀释后浇施，分两次施用，第一次在定植期施用，第二次在团棵期施用，两次施用的量相同。灌溉方式为滴灌，团棵期、旺长期根据土壤墒情每5-7天进行一次滴灌，灌溉量为每次20-30mm。
1.3叶片干重和元素含量测定
分别于移栽后35d、70d和105d采集植株样。每个小区每次均在相同位置选取3株长势均一的烟苗，挂牌编号，用花枝剪紧贴土面将烟株剪断，装入尼龙网袋中带回实验室，放入烘箱，于105℃杀青30min，75℃下烘干至恒重，并测定叶片干重。烘干后的叶片用粉碎机(FZ102，中兴仪器有限公司，中国)粗粉后，混匀过0.25mm孔径网筛，用ICP-MS(G3281A型，Agilent公司，美国)测定元素含量。
1.4病情指数调查
分别于2021年7月2日、2022年7月5日，在烤烟打顶后，对每个小区的烟株逐一进行病情指数调查，包括烟草常见病害如黑胫病、根黑腐病、马铃薯Y病毒病、番茄斑萎病、气候斑病。每种病害均按照烟草病虫害分级及调查方法(《GBT23222-2008》)，共分为0、1、3、5、7、9六个等级，由二位具有病害调查经验的人员对每个小区独立调查，最后取平均值。病情指数＝100×∑(各级病株数×各级代表值)/(调查总株数×最高级代表值)。
1.5烟叶采烤计产与品质参数测定
成熟期，共分4次、逐个小区对成熟烟叶进行采收，成熟一片采收一片，并按照烤烟分级扎把技术(《GB_2630-92》)和烤烟烘烤技术流程(《GB/T 23219-2008》)，每个小区独立进行烟叶扎把和烘烤。4次采烤时间分别为7月25日、8月5日、8月15日、8月25日，烘烤结束后，按照烤烟国家标准《GB 2635-92》进行烟叶分级。然后，对每个小区、各个等级的烟叶样品分别进行称重和记录，用于后续计算各个小区、各个等级烟叶的产值和产量。
分别从7月25日、8月15日、8月25日这三次采烤的烟叶样品中，选取X2F、C3F、B2F三个等级的烟叶各25片，用于后续含梗率、含水率、厚度、拉力、抗张强度和内在化学品质的测定，上、中、下烟叶等级分级标准如表2所示。
表2.上、中、下等烟烟叶等级分级标准
从每个小区、每个等级的烟叶样品中，随机抽取10片烟叶，用手持式近红外光谱分析仪(IAS-8120型，无锡迅杰光远科技有限公司，中国)分别测定10片烟叶平行于主脉中线1/4、2/4、3/4处的含水率，取平均值记作含水率；然后人工分离此10片烟叶、梗(侧脉和叶尖处直径＜1.5mm的主脉均视作叶片)，分别称取烟叶、梗的质量，用于计算含梗率。另从每个小区、每个等级的烟叶样品中，随机抽取3片烟叶，用厚度仪(D-69450型，Karl Schroder Kg公司，德国)测量每片烟叶平行于主脉中线1/4、2/4、3/4处的厚度，取平均值记作厚度；然后在每片烟叶的中间位置裁取1.5cm×15cm的长条，用拉力仪(M250-2.5CT型，Karl SchroderKg公司，德国)测定拉力和抗张强度。另从每个小区、每个等级的烟叶样品中，随机抽取5片烟叶，剔除烟梗后切成0.8±0.1mm的烟丝，在60℃下烘至恒重，用粉碎机(Cyclone Mill-Twister型，Retsch公司，德国)粗粉后，混匀过0.25mm孔径网筛，用傅里叶变换近红外光谱仪(AntarisⅡ型，Thermo Fisher Scientific公司，美国)测定品质参数(总糖、还原糖、总氮、烟碱、氧化钾、氯)。
2.结果
2.1烤烟产值和产量
如图1所示，在三个施氮量条件下，与不施腐植酸营养液的对照例1-3相比，实施例1-3的烤烟总产值分别显著提高了28％、26％、5％，增幅随施氮量增加而降低。其中，实施例2(施氮量60kgN/ha，腐植酸营养液150L/ha)的烤烟总产值最高，达到了108千元/ha。
如图2所示，烤烟总产值与上等烟产量呈显著正相关(R2＝0.88**，p<0.001)；烤烟总产值与中、下等烟产量不存在显著相关关系(R2分别为0.05和0.02)。
如图3所示，在三个施氮量条件下，与不施腐植酸营养液的对照例1-3相比，实施例1-3均显著提高了上等烟产量占烤烟总产量的比例，增幅分别为30％、15％、4％。其中，实施例2(施氮量60kg N/ha，腐植酸营养液150L/ha)的上等烟产量占烤烟总产量的比例最高，达到了75％。
2.2烟叶日生长速率、养分吸收量和病情指数
如图4所示，在三个施氮量条件下，与不施腐植酸营养液的对照例1-3相比，实施例1-3均显著增加了团棵期(定植-现蕾，0-35d)、旺长期(现蕾-打顶，35-70d)和成熟期(打顶-采收，70-105d)的烟叶日生长速率，其中旺长期烟叶日生长速率的增幅最高，达到了25％。其中，实施例2(施氮量60kgN/ha，腐植酸营养液150L/ha)的旺长期烟叶日生长速率最高，为7.8g/m2/d。
如图5所示，上等烟产量与旺长期烟叶日生长速率呈显著正相关，决定系数R2为0.43。由此可见，旺长期烟叶日生长速率是决定上等烟产量的关键因素。
如图6所示，在三个施氮量条件下，与不施腐植酸营养液的对照例1-3相比，实施例1-3的2021-2022二年烟株病情指数均显著降低，降幅随施氮量增加而降低，分别为37％、22％、18％。其中，实施例2(施氮量60kg N/ha，腐植酸营养液150L/ha)的烟株病情指数最低，仅为2.8，抗性最强。
不同施氮量下，配施腐植酸营养液对成熟期烟叶养分吸收量的影响如表3所示。与对照例1-3相比，实施例1-3中，除Zn元素外，成熟期烤烟叶片中N、P、K、Fe、Mn、Cu、Mo、B吸收量均显著增加。其中，实施例2(施氮量60kgN/ha，腐植酸营养液150L/ha)和实施例3(施氮量90kg N/ha，腐植酸营养液150L/ha)的烟叶中N、K、Fe、Mn、B的含量分别提高了10％-46％和6％-38％，Mo的增幅更是分别达到了64％和159％。
表3.不同施氮量下，配施腐植酸营养液对成熟期烟叶养分吸收量的影响(n＝3)
2.3烤烟内在化学品质和加工品质
如图7所示，在三个施氮量条件下，与不施腐植酸营养液的对照例1-3相比，实施例1-3均显著提高了2021-2022二年中桔三(C3F)烟叶综合评分，平均增幅分别为13％、5％、9％。其中，实施例2(施氮量60kg N/ha，腐植酸营养液150L/ha)的烤后C3F烟叶综合评分最高，达到了89分，内在化学成分协调性最好。
如表4所示，在三个施氮量条件下，与不施腐植酸营养液的对照例1-3相比，实施例1-3均显著增加了2021-2022二年烤后中桔三(C3F)烟叶中烟碱、总氮含量，显著降低了总糖、还原糖含量和糖/碱、氮/碱，提高了中桔三(C3F)烟叶内在化学成分协调性。配施腐植酸对烤后C3F烟叶中氧化钾、氯含量影响不显著，对钾/氯影响在不同施氮量条件下不一致。
表4.不同施氮量下，配施腐植酸营养液对中桔三(C3F)烟叶内在化学品质指标二年平均值的影响(n＝6)
注：不同大写字母表示施用腐植酸营养液与否差异显著，不同小写字母表示不同施氮量间差异显著(p＜0.05)。
如图8所示，在三个施氮量条件下，与不施腐植酸营养液的对照例1-3相比，实施例1-3均显著降低了烤后上桔二(B2F)、中桔三(C3F)、下桔二(X2F)三个等级的烟叶含梗率，平均值分别降低了0.78％、1.19％、0.98％。其中，实施例3(施氮量90kg N/ha，腐植酸营养液150L/ha)的三个等级烟叶含梗率均为最低。
如图9所示，在三个施氮量条件下，与不施腐植酸营养液的对照例1-3相比，实施例2(施氮量60kgN/ha，腐植酸营养液150L/ha)和实施例3(施氮量90kg N/ha，腐植酸营养液150L/ha)均显著增加了2021-2022年每公斤氮肥烟叶产值，增幅分别为20％和5％。其中，实施例2(施氮量60kgN/ha，腐植酸营养液150L/ha)的每公斤氮肥烟叶产值最高，达到了1800元/kgN。
Claims (10)
1.一种提高连作烟田中烟草的产量和品质的方法，其特征在于，包括：降低对烟草植株的施氮量并配施腐殖酸营养液；使施氮量为每年60-70kg/ha，并且腐殖酸营养液的施用量为每年150-160L/ha；所述腐殖酸营养液中腐植酸的含量为30-35g/L。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，使施氮量为每年60kg/ha，并且腐殖酸营养液的施用量为每年150L/ha。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述腐殖酸营养液中腐植酸的含量为30g/L。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述腐殖酸营养液中有机质的含量为100g/L，各元素的含量为NO3 --N：0.05g/L；NH4 +-N：2.25g/L；P：32-44g/L；K：18.8-19.6g/L；Ca：414-456mg/L；Mg：169-187mg/L；Fe：195-221mg/L；Mn：7.7-8.7mg/L；Cu：0.3mg/L；Zn：1.0-2.0mg/L；B：8.1-9.7mg/L。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述腐殖酸营养液的pH值为7.18，密度为1.0g/mL。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所有肥料均分两次施用，第一次在定植期施用基肥，第二次在团棵期施用追肥，其中基肥和追肥等量。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，基肥拌土后穴施，追肥兑水后浇施。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述腐殖酸营养液分两次施用，第一次在定植期施用，第二次在团棵期施用，两次施用的量相同。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述腐殖酸营养液兑水稀释后浇施。
10.根据权利要求1-9任一所述的方法，其特征在于，所述连作烟田为烟草-蔬菜连作烟田；所述烟草为烤烟。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN118872466A (zh) * | 2024-08-28 | 2024-11-01 | 湖北省烟草科学研究院 | 一种用于茄衣水培体系的中微量营养元素施用方法 |
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2023
- 2023-06-13 CN CN202310695921.3A patent/CN116711611A/zh active Pending
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