遵义烤烟营养特性及其产量、品质研究
摘要
本论文针对烤烟施肥技术体系中存在的“施肥量大、肥料利用率低、烟叶质量下滑,特色逐渐消失”等问题,通过田间调查取样、盆栽试验、渗漏池试验以及大田试验,分析烟叶质量、烟地土壤质量现状,并研究烤烟营养特性和种植过程中养分平衡,以及烤烟-玉米轮作、烤烟连作体系养分平衡,最终利用高效微生物菌肥与化学肥料配施,降低化学肥料用量,提高养分利用率,提高烤烟产量、质量。主要结论如下：
1烟叶总体质量体征
遵义烟叶年均产量较低仅1846.63 kg／hm2,产值低,亩均产值仅1200元左右,均价8.87元／kg,上等烟、中上等烟比例均较低。烟叶化学成分有待改善,半数以上的烟叶总糖、还原糖超过适宜范围。烟叶总氮含量绝大部分集中在1.5%-2.5%之间；烟碱含量80%以上超过2.5%,并且超过3.0%的达到55.24%；蛋白质含量近70%在6%-7%之间,在较适宜范围的仅占1／4。超过85%的烟叶含钾量低于2.0%,仅13.11%达到或超过2.0%。遵义烟叶施木克值平均4.16,较适的仅占1.42%,绝大部分偏高：糖碱比平均7.58,约50%的烟叶糖碱比较适宜：氮碱比平均为0.63,仅4.53%较适,绝大部分低于0.8；钾／氯平均5.44,4.0-10.0之间的占73.37%,超过1／4的烟叶钾／氯在适宜范围之外。
2烟地土壤质量现状
植烟土壤养分含量丰富。有机质平均含量25.36 g／kg,53.37%-土壤有机质含量在20-30 g／1kg之间,21%的土壤有机质含量超过30 g／kg；pH为6.04,80%以上的土壤pH在5.0-7.0之间。土壤全氮含量1.89 g／1kg,近90%的土壤全氮在1-2.5 g／1kg之间：硝态氮平均含量6.03 mg／kg,主要集中在10 mg／kg以内,约占80%；铵态氮平均含量12.60 mg／kg,主要集中在15 mg／kg以内,占75.53%。全磷平均含量0.66 g／kg、速效磷含量为17.57 mg／1kg。烟地全磷含量主要集中在0.5-1.0 g/kg,占64.04%,近50%土壤速效磷含量超过15 mg／kg。土壤全钾含量平均21.40g／1kg,50%的土壤全钾含量在20g／1kg以上；缓效钾395.65 mg／kg,低于400 mg／1kg的占57.30%；高于400的土壤占42.69%；速效钾164.75 mg／1kg,大于150 mg／1kg的占55.35%。
3土壤养分含量与烟叶化学成分的相关性
土壤pH与烟叶总糖、蛋白质呈极显著正相关,与还原糖含量呈显著负相关；土壤有机质含量仅与烟叶钾含量呈极显著负相关。土壤全氮与烤烟化学成分主要呈现正相关关系,其中烟叶总氮、烟碱、蛋白质、氯含量均与土壤全氮呈极显著正相关(r=0.139**、r=0.143**、r=0.262**、r=0.151**),钾／氯呈显著正相关(r=0.110*)；铵态氮与烟叶钾含量呈极显著负相关(r=-0.303**))、与氮碱比呈显著正相关(r=0.107*)。土壤磷素对总糖、还原糖、总氮、烟碱、蛋白质、钾、糖／蛋、糖／碱均有影响,其中全磷与烟叶烟碱、蛋白质含量呈极显著正相关(r=0.305(**)、r=0.244**)),与烟叶含钾量呈显著正相关(r=0.115*),与糖／蛋、糖／碱呈显著负相关(r=-0.122*、r=-0.116*)；速效磷含量与总糖呈极显著正相关(r=0.358**)),与总氮含量呈极显著负相关(-0.112**))。土壤全钾含量与烟叶还原糖、总氮呈极显著负相关；缓效钾与还原糖、总氮、钾、氯均呈极显著正相关；有效钾含量与总糖、总氮、烟碱、蛋白质、氯呈极显著正相关。土壤水溶性氯与烤烟化学成分主要呈现负相关,其中与还原糖、总氮、蛋白质均达到显著水平。
4烤烟营养特性与养分利用
烤烟对氮、磷、钾的吸收均呈现低-高-低的趋势。对氮的吸收移栽60天之前逐渐增加,在60-90天之间达到吸收高峰,90天后逐渐降低。不同品种间存在差异,特别是前期速率增加和最大吸收均存在差异。至采收结束共吸收氮8.63 g／株(金海1号)、9.75 g／株(南江3号)、7.75/株(遵烟6号)、6.25 g／株(K326)、6.85/株(云烟85)、7.17/株(云烟87)。烤烟对磷的最大吸收在60天以后,不同品种间吸收的速率、最大吸收出现的时间均存在差异,特别是最大吸收出现的时间差异较大。其中,遵烟6号、云烟85在移栽后70天左右达到最大吸收；南江3号在75天左右达到最大吸收；K326在移栽后80天达到最大吸收；金海1号、云烟87则在移栽90天后达到最大吸收。至采收结束共吸收磷0.71 g／株(金海1号)、1.11g/株(南江3号)、0.78g/株(遵烟6号)、0.63g/株(K326)、0.68g/株(云烟85)、0.76g/株(云烟87)。烟株对钾的吸收90%以上是在移栽90天前完成,且除金海1号外,其余5个品种最大吸收峰出现在40-45天,且75%-85%的钾吸收在移栽60天内完成。至采收结束共吸收钾9.91 g/株(金海1号)、11.11g/株(南江3号)、9.38 g／株(遵烟6号)、6.63 g／株(K326)、6.77g/株(云烟85)、6.81g/株(云烟87)。
烤烟生育期土壤速效氮、磷、钾供应也呈低-高-低变化,但是比烤烟吸收提前。烤烟移栽后逐渐增加,至移栽后30天左右达到最大供应,移栽后30-50天期间有较大供应,50天后土壤速效氮、磷、钾供应量迅速减少,80天后降到极低水平。
土壤地下径流量与降雨量呈显著正相关,下渗液量／降雨量前期最高,但随着烟株体积的增加而降低。在下渗液中,硝态氮浓度远远高于铵态氮,钾离子与硝态氮相当,磷含量极低。烟地氮素,大部分被淋溶,部分被吸收,少部分残留于土壤中；磷肥施入土壤后,淋失极少,少量被吸收,大部分残留于土壤中；钾肥施入土壤后,约1／3被吸收,淋溶量低于吸收量,残留量大于吸收量。
连续种烟3年后土壤A1-P比栽烟前增加了6倍；Fe-P增加了2.30倍；O-P、Ca-P呈波动变化,最终O-P无明显变化,Ca-P增加。种烟结束后,不同形态的磷占总无机磷的比例为Al-P(23.39%), Fe-P (39.36%),O-P (21.76%), Ca-P (15.47%);而植烟前土壤则分别为O-P(38.94%), Fe-P (30.04%), Ca-P (24.19%), Al-P (6.82%)。土壤全钾与栽烟前无明显变化,但土壤H_2O-K含量较植烟前增加4.3倍,NH4Ac-K增加3.92倍,HNO_3-K增加4.70倍。植烟结束后,土壤不同形态钾所占比例由最初的H_2O-K (17.31%), NH_4Ac-K (48.81%), HNO_3-K(33.88%),变为H_2O-K (17.72%), NH4Ac-K (44.93%), HNO_3-K(37.34%).
5连作、轮作体系烟叶、土壤质量及养分利用
连作、轮作土壤质量、烟叶质量均与总体遵义总特特征相同,土壤养分含量均较丰富。烟叶质量较差,化学成分均有待改善。土壤有机质、全量氮、磷、钾较丰富,速效养分含量丰富；总糖、还原糖以及烟碱偏高,总氮、钾、蛋白质偏低。无论烤烟连作还是烤烟-玉米轮作烤烟产量、质量和对土壤养分的影响均无明显差异。而且盆栽试验发现适宜的土壤在烤烟连作时,短期连作(≤3季)烟叶产量无显著变化：在不宜连作的土壤上,烟叶产量持续降低,直至绝收。但盆栽过程中土壤有效养分含量不同程度地增加。其中,有效磷增幅最大,有效钾次之,有效氮最低。
常规施肥时连作、轮作烤烟产量、产值、病害发生率均无明显差异。土壤全量、速效养分含量相当,且种植后均呈现全氮、全磷、全钾均略有增加,速效氮略有降低,速效磷显著增加,速效钾略有增加,速效养分含量均较丰富。降低玉米施肥量后,轮作体系烤烟产量、产值均显著高于连作,病害发生率也显著降低。土壤速效养分发生差异变化,土壤速效氮,轮作体系略有增加但不显著；连作体系则表现为收后为栽前的3.7倍；土壤速效磷,轮作体系收获后土壤含量约为栽前2倍；连作体系为4.71倍。土壤速效钾,轮作体系收获后土壤含量约为栽前2倍；连作体系则接近栽前的3倍。
降低玉米肥料用量后,显著提高玉米、烤烟当季养分表观利用率。连作烤烟09年养分利用率分别为氮25.01%、磷17.70%、钾24.67%；轮作处理烤烟养分表观利用率则有分别为,氮为41.48%、磷29.91%、钾34.63%。玉米养分表观利用率,减肥前氮41.53%、磷49.22%、钾64.93%；减肥后,氮81.40%、磷103.86%、钾99.82%。
6高效多功能生物菌肥与烟地减肥增效
高效多功能生物有机肥与化学肥料配合施用,降低化学肥料用量,提高养分利用率；促进烟株生长,减少病害发生,增加产量、产值,并改善烟叶品质,提高各部位叶的可用性。高效多功能生物有机肥与化学肥料配合施用,降低化学肥料用量,但不降低土壤速效养分含量,并且活化土壤养分,提高土壤养分的生物有效性,保证养分的充足供应,满足烤烟生长。施用专用生物菌肥,促进养分供应曲线右移,在烤烟关键生育期(40-80天)提供充足的养分,更适合烤烟养分需求规律。还能降低成本,增加纯收入,可节约肥料成本12元／亩,减少病害防治药剂施用,减少对环境的污染,有较好的生态效益。
According to such problems as excessive fertilizer, low utilization rate of fertilizer, tobacco qulity decrease and style vanished, which exists in the system of fertilization techniques for flue-cured. In the present study, the methods of research covered investigation, pot experimenting, lerching chamber experimenting and field experimenting. The characteristics about nutrition environment, relationships between tobacco leaf's quality and their mutual were studied. Then nutrition characteristics of tobacco and N、P、K utilization, leaching and transformation were deeply studied. Finally, the effect of combined application of organic manure and fertilizers was studied in order to explore nutrient use efficiency improvement. The main conclusions are as follows:
1 Basic characteristics of quality of tobacco in Zunyi
The average yield of tobacco in Zunyi is only 1846.63 kg/hm2 and the output is 18,000yuan/hm2 and 8.87yuan/kg. For the leaves in the middle part, the contents of total nitrogen and protein in average were 1.91%and 6.72%, the content of nitrogen are between 1.5%-2.5%mostly and nearly 70%of tobacco leaf's protein was between 6%-7%. The contents of total sugar and reducing sugar in average were 27.70%and 22.20%respectively, less than 50%sample was in the suitable range. Both the content of nicotine and K were rather bad,3.14%and 1.91%respectively in average, of which the suitable samples accounted for only 20%and 13.11%respectively. The harmony of quality indexes of tobacco leaf should be improved. For example, the Shmuk values were rather high, which in average was 4.16 and the suitable samples only take a part of 1.42%, meaning the ratio of total sugar to protein were not in harmony. The ratio of total nitrogen to nicotine was low that in average was 0.63,of which the suitable samples accounted for 4.53%. The ratio of total sugar to nicotine in average was 7.58 and the suitable samples reached 50%, which resulted in gentle taste and tame aroma for parts of tobacco leaves. The ratio of potassium to chloride was suitable that in average was 5.44 and suitable samples accounted for 73.37%.
2 Basic characteristics of nutrition environment of soil
For the tobacco growing soils, the content of organic matter in average was 25.36 g/kg:the soil samples with content between 20-30 g/kg accounted for 53.37%, and 21%of the samples with a content exceeding 30 g/kg. The pH in average was 6.04:the samples with pH between 5.0-7.0 accounted for 88.48%. The total nitrogen content in average 1.89 g/kg and nearly 90%of the sample was between 1-2.5 g/kg. The contents of nitrate and ammonium nitrogen in average were 6.03 mg/kg and 12.60mg/kg respectively:more than 80%of soil samples nitrate nitrogen content less than 10mg/kg and 75.53%of soil samples ammonium nitrogen content less than 15 mg/kg.
The total phosphorus content in average was 0.66 g/kg, and available phosphorus was 17.57mg/kg. The content of total phosphorus was chiefly between 0.5-1.0 g/kg, accounted for 64.04%, and nearly 50%soil sample available phosphorus content more than 15mg/kg. The content of total K in average was 21.40 g/kg, and about 50%of soil total potassium content more than 20 g/kg. The contents of slow available potassium and available potassium in average were 395.65mg/kg and 164.75 mg/kg respectively.
3 Relationship between nutrition environment and tobacco leaf's quality in Zunyi
The results of correlation analysis indicated that the leaf quality was correlated with the nutrients of tobacco-growing soils. The soil pH was highly significant positively correlated with leaf total sugar and leaf protein, whereas negatively correlated with leaf reductive sugar. The soil organic matter was only significant negatively correlated with leaf K. The total nitrogen was positively correlated with leaf quality. It is highly significant positively correlated with leaf total nitrogen, leaf nicotion,leaf protein and leaf chloride; and significant positively correlated with potassium/chloride. The ammonium nitrogen was significantly negatively correlated with leaf K, whereas positively correlated with sugar/protein. The total phosphorus was significantly positively correlated with nicotine, protein and significant positively with potassium, whereas negatively with total sugar/protein, total sugar/nicotine. The available phosphorus was significantly positively correlated with total sugar, whereas negatively with total nitrogen. There were significantly negative correlations among total potassium, reductive sugar and total nitrogen, whereas significantly positive correlations among slow available potassium, reductive sugar, total nitrogen and potassium, chloride, and among available potassiun,total sugar, total nitrogen, nicotine, protein and chloride. There were significant negative correlations among water-dissolving chloride, reductive sugar, nitrogen and protein.
4nutrients utilization of tobacco
The accumulation of N,P,K of six flue-cured tobacco varieties:K326,Jinhai 1,Nanjiang 3,Zunyan 6, Yunyan 85 and 87,was gradual increase as seedlings grew up. The nitrogen accumlation were 8.63 g/plant (Jinhai 1),9.75 g/plant (Nanjiang 3),7.75 g/plant (Zunyan 6),6.25 g/plant (K326),6.85 g/plant (Yunyan 85),7.17 g/plant(Yunyan 87). The phosphorus accumlation were 0.71 g/plant (Jinhai 1),1.1 lg/plant (Nanjiang 3),0.78g/plant (Zunyan 6),0.63 g/plant (K326),0.68g/plant (Yunyan 85), 0.76 g/plant(Yunyan 87). And The potassium accumlation were 9.91 g/plant (Jinhai 1),11.11 g/plant (Nanjiang 3),9.38 g/plant (Zunyan 6),6.63 g/plant (K326),6.77 g/plant (Yunyan 85),6.81 g/plant(Yunyan 87).
The absorption condition of N,P,K by tobacco showed low-high-low trend. The absorbing peak of N was the 60-90d after transplant, and there was little difference in absorbing nitrogen bewteen varieties. The absorbing peak of P was the 70-90d after transplant, and there was great difference in absorption rate and the time reached absorbing peak. Zunyan 6 and Yunyan 85 reached absorbing peak at 70 d after transplant, Nanjing 3 reached at 75d, K326 reached at 85d, and Jinhai 1 and Yunyan 87 reached at 90d. More than 90% potassium was absorpted before 90d after transplant. For all of them but Jinhai 1.,the absorption peak rise at 40-45d after transplant, and potassium absorption completed 75%-85% at 60 d.
The characteristic nutrient supply of flue-cured tobacco-grown soil showed low-high-low trend, but supply was much earlier than the absorption of tobacco. The peak of available nutrients supply reached at 30d after transplant, and then rapidly decreased.
There was a positive correlation between ground runoff and rain prescription, the highest ratio of ground runoff to rain prescription appeared at early period of tobacco growth and then a gradual decrease as seedlings grew up. The concentration of NO_3, which similar with K+, was much higher than NH4+ but no phosphorus was detected in leaching solution. The rates of leached nutrients accounted for over than 60% of nitrogen and about 1/4 of potassium supplied. In addition, the amount of nutrient leached was related to soil nutrient content (nitrate) and rain prescription (potassium). The apparent utilization rate of fertilizers was 42.71%(nitrogen),20.77%(phosphorus) and 34.48%(potassium), respectively. The highest amount of phosphorus, less potassium and smallest nitrogen fertilized remained in soil.
After three years of successive cropping, overuse of fertilizer led to P K N accumulation in soils. Available N content was obviously increased:nitrate and ammonium nitrogen contents were increased 2.26 times and 4.97 times than that of the original soil.The unutilized fertilizer P was transformed mainly into Al-P, increased Al-P content about 6 times after 3 years at plow soil layer followed by Fe-P,increased by 2.30-folds at the end of cultivation. However, O-P and Ca-P fluctuated slightly. At the end of continuous tobacco cultivation, the average contribution of each fraction to the increase in total inorganic P was A1-P (23.39%), Fe-P (39.36%), O-P (21.76%) and Ca-P (15.47%), whilst it was O-P (38.94%), Fe-P (30.04%), Ca-P (24.19%) and Al-P (6.82%) in original soil. Cultivation increased H_2O-K content about 3.92 times after 3 years. NH4Ac-K and HNO3-K were also increased by 3.92-folds and 4.70-folds at the end of cultivation. At the end of continuous tobacco cultivation, the average contribution of each fraction to the increase in total inorganic K was H2O-K (17.72%), NH4A_c-K (44.93%) and HNO_3-K (37.34%), whilst it was H_2O-K (17.31%), NH4A_c-K (48.81%) and HNO_3-K (33.88%) in original soil.
5 The yield and quality of Flue-cured tobacco, quality of soil and nutrient utilization under different tobacco cropping modals
The quality of tobacco and soil was same as the basic characteristics in Zunyi. The quality of tobacco was bad and the contents of nutrient in soil were very rich. Neither continuous cropping nor tobacco-corn rotation can make any difference in yield, quality of tobacco and soil nutrient. Six years pot experiment of continuous tobacco cropping showed the decrease in the yields of tobacco leaves in general, and variation in the amount of the yield reduction in variable soils in particular. There was no significant difference in the yield of the leaves within the first three years and then decrease after that in the soil suitable for continuous cropping in contrast to the unsuitable one in which the yield constantly reduced during the process. Available nutrients were increased variably, and the amount of increment showed in the sequence:phosphorus> potassium> nitrogen.
There was no obvious difference between continuous cropping and rotation in yield, output value and disease occurrence under conventional fertilization, also soil nutrient content. All of Total N,P,K and available N,P,K, were increased than that in original soil. However, reduce the mount of ferilizer in corn, enhanced yield and output value of tobacco significantly, and obviously decreased disease occurrence. The contents of available nutrient in soil had different changes between continuous cropping and rotation, available N was increased a little in rotation system, whereas increased about 3.7 times in continuous cropping system. Available P content was obviously increased, increased by 2-folds and 4.71-folds respectively, also increased Available K content,about 2 times,3 times respectively.
Apparent utilization rate of fertilization was obviously increased after decreased the fertilization. The apparent utilization rate of tobacco fertilizers in continuous cropping system was 25.01% (nitrogen),17.70%(phosphorus) and 24.67%(potassium), respectively, whilst it was 41.48% (nitrogen),29.91%(phosphorus) and 34.63%(potassium) in rotation system. The apparent utilization rate of corn fertilizers was 81.40%(nitrogen),103.86%(phosphorus) and 99.81% (potassium), whilst it was 41.53%(nitrogen),49.22%(phosphorus) and 64.93%(potassium) in original system.
6 High-efficient and multifunctional biological fertilizer and chemical fertilizer cooperating application
The combined application of High-efficient and multifunctional biological fertilizer and chemical fertilizer can decrease the fertilization, enhance utilization rate of fertilizers, and also can promote the growth of tobacco plant and improve the quality of tobacco. It also could activate soil nutrient and increase the biological availability of soil nutrient. Application of High-efficient and multifunctional biological fertilizer can change the curve of nutrient supply, which can satisfy the requirement of tobacco even better, and could reduce cost and increase economic benefit.
1烟叶总体质量体征
遵义烟叶年均产量较低仅1846.63 kg／hm2,产值低,亩均产值仅1200元左右,均价8.87元／kg,上等烟、中上等烟比例均较低。烟叶化学成分有待改善,半数以上的烟叶总糖、还原糖超过适宜范围。烟叶总氮含量绝大部分集中在1.5%-2.5%之间；烟碱含量80%以上超过2.5%,并且超过3.0%的达到55.24%；蛋白质含量近70%在6%-7%之间,在较适宜范围的仅占1／4。超过85%的烟叶含钾量低于2.0%,仅13.11%达到或超过2.0%。遵义烟叶施木克值平均4.16,较适的仅占1.42%,绝大部分偏高：糖碱比平均7.58,约50%的烟叶糖碱比较适宜：氮碱比平均为0.63,仅4.53%较适,绝大部分低于0.8；钾／氯平均5.44,4.0-10.0之间的占73.37%,超过1／4的烟叶钾／氯在适宜范围之外。
2烟地土壤质量现状
植烟土壤养分含量丰富。有机质平均含量25.36 g／kg,53.37%-土壤有机质含量在20-30 g／1kg之间,21%的土壤有机质含量超过30 g／kg；pH为6.04,80%以上的土壤pH在5.0-7.0之间。土壤全氮含量1.89 g／1kg,近90%的土壤全氮在1-2.5 g／1kg之间：硝态氮平均含量6.03 mg／kg,主要集中在10 mg／kg以内,约占80%；铵态氮平均含量12.60 mg／kg,主要集中在15 mg／kg以内,占75.53%。全磷平均含量0.66 g／kg、速效磷含量为17.57 mg／1kg。烟地全磷含量主要集中在0.5-1.0 g/kg,占64.04%,近50%土壤速效磷含量超过15 mg／kg。土壤全钾含量平均21.40g／1kg,50%的土壤全钾含量在20g／1kg以上；缓效钾395.65 mg／kg,低于400 mg／1kg的占57.30%；高于400的土壤占42.69%；速效钾164.75 mg／1kg,大于150 mg／1kg的占55.35%。
3土壤养分含量与烟叶化学成分的相关性
土壤pH与烟叶总糖、蛋白质呈极显著正相关,与还原糖含量呈显著负相关；土壤有机质含量仅与烟叶钾含量呈极显著负相关。土壤全氮与烤烟化学成分主要呈现正相关关系,其中烟叶总氮、烟碱、蛋白质、氯含量均与土壤全氮呈极显著正相关(r=0.139**、r=0.143**、r=0.262**、r=0.151**),钾／氯呈显著正相关(r=0.110*)；铵态氮与烟叶钾含量呈极显著负相关(r=-0.303**))、与氮碱比呈显著正相关(r=0.107*)。土壤磷素对总糖、还原糖、总氮、烟碱、蛋白质、钾、糖／蛋、糖／碱均有影响,其中全磷与烟叶烟碱、蛋白质含量呈极显著正相关(r=0.305(**)、r=0.244**)),与烟叶含钾量呈显著正相关(r=0.115*),与糖／蛋、糖／碱呈显著负相关(r=-0.122*、r=-0.116*)；速效磷含量与总糖呈极显著正相关(r=0.358**)),与总氮含量呈极显著负相关(-0.112**))。土壤全钾含量与烟叶还原糖、总氮呈极显著负相关；缓效钾与还原糖、总氮、钾、氯均呈极显著正相关；有效钾含量与总糖、总氮、烟碱、蛋白质、氯呈极显著正相关。土壤水溶性氯与烤烟化学成分主要呈现负相关,其中与还原糖、总氮、蛋白质均达到显著水平。
4烤烟营养特性与养分利用
烤烟对氮、磷、钾的吸收均呈现低-高-低的趋势。对氮的吸收移栽60天之前逐渐增加,在60-90天之间达到吸收高峰,90天后逐渐降低。不同品种间存在差异,特别是前期速率增加和最大吸收均存在差异。至采收结束共吸收氮8.63 g／株(金海1号)、9.75 g／株(南江3号)、7.75/株(遵烟6号)、6.25 g／株(K326)、6.85/株(云烟85)、7.17/株(云烟87)。烤烟对磷的最大吸收在60天以后,不同品种间吸收的速率、最大吸收出现的时间均存在差异,特别是最大吸收出现的时间差异较大。其中,遵烟6号、云烟85在移栽后70天左右达到最大吸收；南江3号在75天左右达到最大吸收；K326在移栽后80天达到最大吸收；金海1号、云烟87则在移栽90天后达到最大吸收。至采收结束共吸收磷0.71 g／株(金海1号)、1.11g/株(南江3号)、0.78g/株(遵烟6号)、0.63g/株(K326)、0.68g/株(云烟85)、0.76g/株(云烟87)。烟株对钾的吸收90%以上是在移栽90天前完成,且除金海1号外,其余5个品种最大吸收峰出现在40-45天,且75%-85%的钾吸收在移栽60天内完成。至采收结束共吸收钾9.91 g/株(金海1号)、11.11g/株(南江3号)、9.38 g／株(遵烟6号)、6.63 g／株(K326)、6.77g/株(云烟85)、6.81g/株(云烟87)。
烤烟生育期土壤速效氮、磷、钾供应也呈低-高-低变化,但是比烤烟吸收提前。烤烟移栽后逐渐增加,至移栽后30天左右达到最大供应,移栽后30-50天期间有较大供应,50天后土壤速效氮、磷、钾供应量迅速减少,80天后降到极低水平。
土壤地下径流量与降雨量呈显著正相关,下渗液量／降雨量前期最高,但随着烟株体积的增加而降低。在下渗液中,硝态氮浓度远远高于铵态氮,钾离子与硝态氮相当,磷含量极低。烟地氮素,大部分被淋溶,部分被吸收,少部分残留于土壤中；磷肥施入土壤后,淋失极少,少量被吸收,大部分残留于土壤中；钾肥施入土壤后,约1／3被吸收,淋溶量低于吸收量,残留量大于吸收量。
连续种烟3年后土壤A1-P比栽烟前增加了6倍；Fe-P增加了2.30倍；O-P、Ca-P呈波动变化,最终O-P无明显变化,Ca-P增加。种烟结束后,不同形态的磷占总无机磷的比例为Al-P(23.39%), Fe-P (39.36%),O-P (21.76%), Ca-P (15.47%);而植烟前土壤则分别为O-P(38.94%), Fe-P (30.04%), Ca-P (24.19%), Al-P (6.82%)。土壤全钾与栽烟前无明显变化,但土壤H_2O-K含量较植烟前增加4.3倍,NH4Ac-K增加3.92倍,HNO_3-K增加4.70倍。植烟结束后,土壤不同形态钾所占比例由最初的H_2O-K (17.31%), NH_4Ac-K (48.81%), HNO_3-K(33.88%),变为H_2O-K (17.72%), NH4Ac-K (44.93%), HNO_3-K(37.34%).
5连作、轮作体系烟叶、土壤质量及养分利用
连作、轮作土壤质量、烟叶质量均与总体遵义总特特征相同,土壤养分含量均较丰富。烟叶质量较差,化学成分均有待改善。土壤有机质、全量氮、磷、钾较丰富,速效养分含量丰富；总糖、还原糖以及烟碱偏高,总氮、钾、蛋白质偏低。无论烤烟连作还是烤烟-玉米轮作烤烟产量、质量和对土壤养分的影响均无明显差异。而且盆栽试验发现适宜的土壤在烤烟连作时,短期连作(≤3季)烟叶产量无显著变化：在不宜连作的土壤上,烟叶产量持续降低,直至绝收。但盆栽过程中土壤有效养分含量不同程度地增加。其中,有效磷增幅最大,有效钾次之,有效氮最低。
常规施肥时连作、轮作烤烟产量、产值、病害发生率均无明显差异。土壤全量、速效养分含量相当,且种植后均呈现全氮、全磷、全钾均略有增加,速效氮略有降低,速效磷显著增加,速效钾略有增加,速效养分含量均较丰富。降低玉米施肥量后,轮作体系烤烟产量、产值均显著高于连作,病害发生率也显著降低。土壤速效养分发生差异变化,土壤速效氮,轮作体系略有增加但不显著；连作体系则表现为收后为栽前的3.7倍；土壤速效磷,轮作体系收获后土壤含量约为栽前2倍；连作体系为4.71倍。土壤速效钾,轮作体系收获后土壤含量约为栽前2倍；连作体系则接近栽前的3倍。
降低玉米肥料用量后,显著提高玉米、烤烟当季养分表观利用率。连作烤烟09年养分利用率分别为氮25.01%、磷17.70%、钾24.67%；轮作处理烤烟养分表观利用率则有分别为,氮为41.48%、磷29.91%、钾34.63%。玉米养分表观利用率,减肥前氮41.53%、磷49.22%、钾64.93%；减肥后,氮81.40%、磷103.86%、钾99.82%。
6高效多功能生物菌肥与烟地减肥增效
高效多功能生物有机肥与化学肥料配合施用,降低化学肥料用量,提高养分利用率；促进烟株生长,减少病害发生,增加产量、产值,并改善烟叶品质,提高各部位叶的可用性。高效多功能生物有机肥与化学肥料配合施用,降低化学肥料用量,但不降低土壤速效养分含量,并且活化土壤养分,提高土壤养分的生物有效性,保证养分的充足供应,满足烤烟生长。施用专用生物菌肥,促进养分供应曲线右移,在烤烟关键生育期(40-80天)提供充足的养分,更适合烤烟养分需求规律。还能降低成本,增加纯收入,可节约肥料成本12元／亩,减少病害防治药剂施用,减少对环境的污染,有较好的生态效益。
According to such problems as excessive fertilizer, low utilization rate of fertilizer, tobacco qulity decrease and style vanished, which exists in the system of fertilization techniques for flue-cured. In the present study, the methods of research covered investigation, pot experimenting, lerching chamber experimenting and field experimenting. The characteristics about nutrition environment, relationships between tobacco leaf's quality and their mutual were studied. Then nutrition characteristics of tobacco and N、P、K utilization, leaching and transformation were deeply studied. Finally, the effect of combined application of organic manure and fertilizers was studied in order to explore nutrient use efficiency improvement. The main conclusions are as follows:
1 Basic characteristics of quality of tobacco in Zunyi
The average yield of tobacco in Zunyi is only 1846.63 kg/hm2 and the output is 18,000yuan/hm2 and 8.87yuan/kg. For the leaves in the middle part, the contents of total nitrogen and protein in average were 1.91%and 6.72%, the content of nitrogen are between 1.5%-2.5%mostly and nearly 70%of tobacco leaf's protein was between 6%-7%. The contents of total sugar and reducing sugar in average were 27.70%and 22.20%respectively, less than 50%sample was in the suitable range. Both the content of nicotine and K were rather bad,3.14%and 1.91%respectively in average, of which the suitable samples accounted for only 20%and 13.11%respectively. The harmony of quality indexes of tobacco leaf should be improved. For example, the Shmuk values were rather high, which in average was 4.16 and the suitable samples only take a part of 1.42%, meaning the ratio of total sugar to protein were not in harmony. The ratio of total nitrogen to nicotine was low that in average was 0.63,of which the suitable samples accounted for 4.53%. The ratio of total sugar to nicotine in average was 7.58 and the suitable samples reached 50%, which resulted in gentle taste and tame aroma for parts of tobacco leaves. The ratio of potassium to chloride was suitable that in average was 5.44 and suitable samples accounted for 73.37%.
2 Basic characteristics of nutrition environment of soil
For the tobacco growing soils, the content of organic matter in average was 25.36 g/kg:the soil samples with content between 20-30 g/kg accounted for 53.37%, and 21%of the samples with a content exceeding 30 g/kg. The pH in average was 6.04:the samples with pH between 5.0-7.0 accounted for 88.48%. The total nitrogen content in average 1.89 g/kg and nearly 90%of the sample was between 1-2.5 g/kg. The contents of nitrate and ammonium nitrogen in average were 6.03 mg/kg and 12.60mg/kg respectively:more than 80%of soil samples nitrate nitrogen content less than 10mg/kg and 75.53%of soil samples ammonium nitrogen content less than 15 mg/kg.
The total phosphorus content in average was 0.66 g/kg, and available phosphorus was 17.57mg/kg. The content of total phosphorus was chiefly between 0.5-1.0 g/kg, accounted for 64.04%, and nearly 50%soil sample available phosphorus content more than 15mg/kg. The content of total K in average was 21.40 g/kg, and about 50%of soil total potassium content more than 20 g/kg. The contents of slow available potassium and available potassium in average were 395.65mg/kg and 164.75 mg/kg respectively.
3 Relationship between nutrition environment and tobacco leaf's quality in Zunyi
The results of correlation analysis indicated that the leaf quality was correlated with the nutrients of tobacco-growing soils. The soil pH was highly significant positively correlated with leaf total sugar and leaf protein, whereas negatively correlated with leaf reductive sugar. The soil organic matter was only significant negatively correlated with leaf K. The total nitrogen was positively correlated with leaf quality. It is highly significant positively correlated with leaf total nitrogen, leaf nicotion,leaf protein and leaf chloride; and significant positively correlated with potassium/chloride. The ammonium nitrogen was significantly negatively correlated with leaf K, whereas positively correlated with sugar/protein. The total phosphorus was significantly positively correlated with nicotine, protein and significant positively with potassium, whereas negatively with total sugar/protein, total sugar/nicotine. The available phosphorus was significantly positively correlated with total sugar, whereas negatively with total nitrogen. There were significantly negative correlations among total potassium, reductive sugar and total nitrogen, whereas significantly positive correlations among slow available potassium, reductive sugar, total nitrogen and potassium, chloride, and among available potassiun,total sugar, total nitrogen, nicotine, protein and chloride. There were significant negative correlations among water-dissolving chloride, reductive sugar, nitrogen and protein.
4nutrients utilization of tobacco
The accumulation of N,P,K of six flue-cured tobacco varieties:K326,Jinhai 1,Nanjiang 3,Zunyan 6, Yunyan 85 and 87,was gradual increase as seedlings grew up. The nitrogen accumlation were 8.63 g/plant (Jinhai 1),9.75 g/plant (Nanjiang 3),7.75 g/plant (Zunyan 6),6.25 g/plant (K326),6.85 g/plant (Yunyan 85),7.17 g/plant(Yunyan 87). The phosphorus accumlation were 0.71 g/plant (Jinhai 1),1.1 lg/plant (Nanjiang 3),0.78g/plant (Zunyan 6),0.63 g/plant (K326),0.68g/plant (Yunyan 85), 0.76 g/plant(Yunyan 87). And The potassium accumlation were 9.91 g/plant (Jinhai 1),11.11 g/plant (Nanjiang 3),9.38 g/plant (Zunyan 6),6.63 g/plant (K326),6.77 g/plant (Yunyan 85),6.81 g/plant(Yunyan 87).
The absorption condition of N,P,K by tobacco showed low-high-low trend. The absorbing peak of N was the 60-90d after transplant, and there was little difference in absorbing nitrogen bewteen varieties. The absorbing peak of P was the 70-90d after transplant, and there was great difference in absorption rate and the time reached absorbing peak. Zunyan 6 and Yunyan 85 reached absorbing peak at 70 d after transplant, Nanjing 3 reached at 75d, K326 reached at 85d, and Jinhai 1 and Yunyan 87 reached at 90d. More than 90% potassium was absorpted before 90d after transplant. For all of them but Jinhai 1.,the absorption peak rise at 40-45d after transplant, and potassium absorption completed 75%-85% at 60 d.
The characteristic nutrient supply of flue-cured tobacco-grown soil showed low-high-low trend, but supply was much earlier than the absorption of tobacco. The peak of available nutrients supply reached at 30d after transplant, and then rapidly decreased.
There was a positive correlation between ground runoff and rain prescription, the highest ratio of ground runoff to rain prescription appeared at early period of tobacco growth and then a gradual decrease as seedlings grew up. The concentration of NO_3, which similar with K+, was much higher than NH4+ but no phosphorus was detected in leaching solution. The rates of leached nutrients accounted for over than 60% of nitrogen and about 1/4 of potassium supplied. In addition, the amount of nutrient leached was related to soil nutrient content (nitrate) and rain prescription (potassium). The apparent utilization rate of fertilizers was 42.71%(nitrogen),20.77%(phosphorus) and 34.48%(potassium), respectively. The highest amount of phosphorus, less potassium and smallest nitrogen fertilized remained in soil.
After three years of successive cropping, overuse of fertilizer led to P K N accumulation in soils. Available N content was obviously increased:nitrate and ammonium nitrogen contents were increased 2.26 times and 4.97 times than that of the original soil.The unutilized fertilizer P was transformed mainly into Al-P, increased Al-P content about 6 times after 3 years at plow soil layer followed by Fe-P,increased by 2.30-folds at the end of cultivation. However, O-P and Ca-P fluctuated slightly. At the end of continuous tobacco cultivation, the average contribution of each fraction to the increase in total inorganic P was A1-P (23.39%), Fe-P (39.36%), O-P (21.76%) and Ca-P (15.47%), whilst it was O-P (38.94%), Fe-P (30.04%), Ca-P (24.19%) and Al-P (6.82%) in original soil. Cultivation increased H_2O-K content about 3.92 times after 3 years. NH4Ac-K and HNO3-K were also increased by 3.92-folds and 4.70-folds at the end of cultivation. At the end of continuous tobacco cultivation, the average contribution of each fraction to the increase in total inorganic K was H2O-K (17.72%), NH4A_c-K (44.93%) and HNO_3-K (37.34%), whilst it was H_2O-K (17.31%), NH4A_c-K (48.81%) and HNO_3-K (33.88%) in original soil.
5 The yield and quality of Flue-cured tobacco, quality of soil and nutrient utilization under different tobacco cropping modals
The quality of tobacco and soil was same as the basic characteristics in Zunyi. The quality of tobacco was bad and the contents of nutrient in soil were very rich. Neither continuous cropping nor tobacco-corn rotation can make any difference in yield, quality of tobacco and soil nutrient. Six years pot experiment of continuous tobacco cropping showed the decrease in the yields of tobacco leaves in general, and variation in the amount of the yield reduction in variable soils in particular. There was no significant difference in the yield of the leaves within the first three years and then decrease after that in the soil suitable for continuous cropping in contrast to the unsuitable one in which the yield constantly reduced during the process. Available nutrients were increased variably, and the amount of increment showed in the sequence:phosphorus> potassium> nitrogen.
There was no obvious difference between continuous cropping and rotation in yield, output value and disease occurrence under conventional fertilization, also soil nutrient content. All of Total N,P,K and available N,P,K, were increased than that in original soil. However, reduce the mount of ferilizer in corn, enhanced yield and output value of tobacco significantly, and obviously decreased disease occurrence. The contents of available nutrient in soil had different changes between continuous cropping and rotation, available N was increased a little in rotation system, whereas increased about 3.7 times in continuous cropping system. Available P content was obviously increased, increased by 2-folds and 4.71-folds respectively, also increased Available K content,about 2 times,3 times respectively.
Apparent utilization rate of fertilization was obviously increased after decreased the fertilization. The apparent utilization rate of tobacco fertilizers in continuous cropping system was 25.01% (nitrogen),17.70%(phosphorus) and 24.67%(potassium), respectively, whilst it was 41.48% (nitrogen),29.91%(phosphorus) and 34.63%(potassium) in rotation system. The apparent utilization rate of corn fertilizers was 81.40%(nitrogen),103.86%(phosphorus) and 99.81% (potassium), whilst it was 41.53%(nitrogen),49.22%(phosphorus) and 64.93%(potassium) in original system.
6 High-efficient and multifunctional biological fertilizer and chemical fertilizer cooperating application
The combined application of High-efficient and multifunctional biological fertilizer and chemical fertilizer can decrease the fertilization, enhance utilization rate of fertilizers, and also can promote the growth of tobacco plant and improve the quality of tobacco. It also could activate soil nutrient and increase the biological availability of soil nutrient. Application of High-efficient and multifunctional biological fertilizer can change the curve of nutrient supply, which can satisfy the requirement of tobacco even better, and could reduce cost and increase economic benefit.
引文
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