烟叶质量受土壤、品种、栽培技术、气候和烘烤技术等诸多因素的影响，而土壤是优质烟形成的基础，是影响烟叶质量的首要环境因素[1]。土壤中的硝态氮和铵态氮，尤其硝态氮是最易被作物吸收的氮素。在降雨、灌溉条件下，土壤中的铵态氮在厌氧状态下易转化为硝态氮，而当前烤烟生产施肥方式主要是条施、穴施、肥料兑水浇施等方法，施肥的深度不够，施用量不均匀，影响根系对肥料的吸收利用。刘国顺等[2]认为，高氮、高钾、中磷肥配合适量浇水明显促进叶黄素的积累。适量灌水能使烟叶颜色橘黄，香气充足，吃味醇和[3]。水溶性追肥可以促进烤烟生长，提升烤烟产量和品质[4]。

精准施肥又称自动变量施肥技术，其推广应用还存在着成本高、携带不方便，尤其是施肥方案与模型难以共享等难题[5-6]。故笔者通过计算机设计自动编程控制芯片，研发出适合山区田地使用的定量施肥机械，解决烟叶生产用工多、效率低、成本大、肥料和药剂的施用量不准确、施用不到位等问题，进而达到根部不同深度水施追肥，以期为烤烟水肥一体化作业和精益化生产提供参考。

1 材料和方法

1.1 试验地点

于2016年在凤凰县千工坪湘西州烟叶生产技术中心试验基地(海拔452 m，经度109.30°E，纬度28.01°N)进行，前作为水稻，供试土壤为石灰岩母质发育的黄壤土，质地为中壤。

1.2 试验材料

供试烤烟品种为云烟87。肥料由湖南众望金叶科技股份有限责任公司提供，为当地烤烟生产常用肥。施肥器具为自行研制的移动性灌溉深施肥器。

1.3 试验设计

试验设4个处理，分别为：常规施肥方法(CK)；精准施肥(T1，深度7 cm，宽度在最大叶的正下方)，不减少施肥量，只是采用施肥器将肥料均匀定位施在烟株附近；精准施肥(T2，深度14 cm，宽度在最大叶的正下方)，不减少施肥量，只是采用施肥器将肥料均匀定位施在烟株附近；精准施肥(T3，深度14 cm，宽度在最大叶的正下方)，采用施肥器将肥料均匀定位施在烟株附近并减少施肥量10%。3次重复，共12个小区，采用随机区组设计，小区面积62.4 m2，栽烟104株，行株距为1.2 m×0.5 m，种植密度为16 665株/hm2。追施肥深度以多年试验新根分布观察统计作依据。2016年以4处理在全州精准施肥示范147 hm2作为配套研究。

1.4 试验管理措施

2016年2月18日播种并采用漂浮育苗，4月23日移栽，常规施肥方法施用专用追肥300 kg/hm2、烟草专用基肥750 kg/hm2、提苗肥75 kg/hm2、枯饼肥225 kg/hm2、硫酸钾300 kg/hm2，总氮量111.75 kg/hm2，氮、磷、钾比例为1∶1.22∶2.61，所有专用基肥、枯饼肥及50%专用追肥作基肥于4月19日条施并覆膜，提苗肥分别于移栽当天与移栽后10 d分次等量施用，其余作追肥于移栽后30 d施用。移动性灌溉深施肥器具均匀定位施肥选择在晴天上午或傍晚施用，施用后6 h内若遇到下雨补施。7月12日开始采烤，9月6日采烤结束。田间管理按标准化烟叶生产措施进行。

1.5 调查项目及检测评吸方法

分别于移栽期、团棵期、旺长期与成熟期，用取样工具采集各小区烟垄上2株烟正中位置0～20 cm土层的土样1 kg，由湖南省农业科学院农化检测中心检测分析，测定土壤毛细管持水量、土壤容重、土壤总孔隙度、土壤毛细管孔隙度、土壤通气孔隙度与土壤有机质含量。

将采收的烟叶分别挂牌绑杆装入同一烤房烘烤，并将其按上、中、下3个部分分类，挑选等级相近的烟叶粉碎后过孔位38 μm筛供化学成分分析。对于各处理不同部位的烟叶，首先严格按照我国的烟叶分级标准进行分级，再进行取样。上部叶取上桔二，中部叶取中桔三，下部叶取下桔二。参照YC/T159、YC/T173-2003、YC/T161、YC/T162-2002、YC/T160、YC/T174-2003进行烟叶化学成分测定。

各处理分别取B2F、C3F 3 kg，送农业部烟草产业产品质量监督检验测试中心检测进行感官评吸。调整烟叶样品含水率为16.50%±0.50%，抽梗，切丝，用SYJ型卷烟试验机卷制烟叶感官质量评价单料烟样品。每次样品评吸前，将鉴定样品置于温度(22±1)℃，相对湿度70%±3%的环境条件下平衡2～3 d，按单料烟评吸基本要求，以标准YC/T138-1998烟草及烟草制品感官评价方法为基础，由专职评吸人员进行评吸。

1.6 统计分析

采用Microsoft Excel 2003工具与SPSS 16.0数据分析软件进行数据处理与分析，LSD法进行显著性检验。

2 结果与分析

2.1 精准施肥对土壤性状的影响

2.1.1 精准施肥对植烟土壤毛管持水量的影响 各处理不同时期的土壤毛管持水量的平均值与动态变化见表1。各处理的土壤毛管持水量于移栽期处为0.303～0.333，从高到低的顺序为T3、T1、CK、T2；团棵期处为0.283～0.303，从高到低的顺序为T1、CK、T3、T2；旺长期为0.253～0.273，从高到低的顺序为CK、T2、T3、T1；成熟期为0.192～0.212，CK处理最高，略低于前2个生育期。经方差分析，仅成熟期精准施肥处理与对照有显著差异，其他时期处理间均无显著差异。土壤毛管持水量随着烟叶的生育期呈现逐渐下降的趋势。可见精准施肥能提高植烟土壤中前期毛管持水量。

注：同列小写字母不同表示在P=0.05 水平上差异显著。

Note：Different letters indicate significant difference at P =0.05 level.

2.1.2 精准施肥对植烟土壤容重的影响 由表1可知，土壤容重随着烤烟生育期逐渐升高，移栽期-团棵期土壤容重为1.089～1.188 g/cm3，旺长期-成熟期，土壤容重为1.327～1.436 g/cm3，精准施肥处理均小于对照。经方差分析，仅成熟期精准施肥处理与对照有显著差异，其他时期处理间均无显著差异。可见精准施肥能降低植烟土壤容重。

2.1.3 精准施肥对植烟土壤有机质的影响 由表1可知，烤烟移栽后，土壤有机质会均匀提高。以对照的植烟土壤有机质变化较平缓，而其他处理的土壤有机质变化剧烈，这种剧烈变化与精准施肥的作用有关。精准施肥各处理的植烟土壤有机质均大于对照；在旺长期植烟土壤有机质含量T1处理最高；在成熟期土壤有机质为T2处理最高。经方差分析，仅成熟期精准施肥处理与对照有显著差异，其他时期处理间均无显著差异。可见精准施肥能提高植烟土壤有机质含量。

2.1.4 精准施肥对植烟土壤孔隙度的影响 由表2可知，土壤总孔隙度随着生育期逐渐降低，土壤总孔隙度在移栽期最大在56%左右，T2处理土壤总孔隙度最大，CK处理土壤总孔隙度最小；在团棵期土壤总孔隙度逐渐变小，在54%左右，T1处理土壤总孔隙度最大，CK处理土壤总孔隙度最小；在旺长期土壤总孔隙度降低幅度较大，在47%左右，T2处理土壤总孔隙度最大，其他处理土壤总孔隙度较小；成熟期后，T1、T2处理土壤总孔隙度较高，CK、T3处理土壤总孔隙度较小。经方差分析，仅成熟期T1、T2处理与CK、T3处理有显著差异，其他时期处理间均无显著差异。这说明精准施肥有利于增加土壤总孔隙度，但是施氮量过低后，效果不理想。

表2显示，土壤毛管孔隙度在移栽期-旺长期变化幅度不大，移栽期时在35%左右，精准施肥各处理土壤毛管孔隙度较大，CK处理土壤毛管孔隙度较小；移栽期-旺长期土壤毛管孔隙度先是逐渐升高，旺长期后土壤毛管孔隙度下降幅度较大，成熟期时在25%左右，各处理间T2土壤毛管孔隙度较大，CK土壤毛管孔隙度较小。经方差分析，仅成熟期T1、T2处理与CK处理有显著差异，其他时期处理间均无显著差异。这也说明精准施肥有利于增加土壤毛管孔隙度，但是施氮量过低后，效果不理想。

由表2可知，移栽期时土壤通气孔隙度为18.03%～24.55%，各处理间差异较大，T2土壤通气孔隙度较大，T3土壤通气孔隙度较小；团棵期时土壤通气孔隙度为19.75%～23.31%，各处理间差异较大，T1土壤通气孔隙度较大，CK土壤通气孔隙度较小；旺长期时土壤通气孔隙度为9.01%～12.17%，各处理间差异较大，土壤通气孔隙度降低；成熟期时土壤通气孔隙度为20.85%～25.06%，土壤通气孔隙度升高，各处理间差异较大，T2土壤通气孔隙度较大，CK土壤通气孔隙度较小。经方差分析，仅成熟期T2处理与CK、T3处理有显著差异，其他时期处理间均无显著差异。以上说明精准施肥有利于改善土壤结构。

2.2 精准施肥对烟叶质量的影响

2.2.1 精准施肥对烟叶化学成分的影响

2.2.1.1 精准施肥对烟叶还原糖与总糖的影响 表3显示，B2F等级还原糖与总糖含量略偏低，但各精准施肥处理均高于常规施肥，以T3最高分别为14.85%与17.23%，最低为CK分别为12.28%与14.36%，T3> T2 > T1>CK，经方差分析，CK还原糖与总糖与其他处理有5%显著差异。C3F烟叶还原糖与总糖均在适宜范围内，以T1最高分别为22.67%与27.82%，经方差分析各处理无显著差异。上述说明精准施肥能显著提高B2F烟叶还原糖与总糖含量，能显著提高B2F烟叶质量；T1能提高C3F烟叶还原糖与总糖含量，但对C3F烟叶质量提升较小。

2.2.1.2 精准施肥对烟叶总植物碱的影响 由表3看出，B2F总植物碱含量略偏高，但各精准施肥处理均低于CK，烟叶总植物碱含量以CK最高为4.07%，最低为T3为3.51%，高低次序为CK>T1>T2 > T3，经方差分析，CK总植物碱含量与其他处理有5%显著差异。C3F烟叶总植物碱含量均在适宜范围内，以T2最高为3.52%，最低T1为2.20%，经方差分析各处理无显著差异。上述说明精准施肥能显著降低B2F烟叶总植物碱含量，能显著提高B2F烟叶质量；T1能降低C3F烟叶总植物碱含量，但对C3F烟叶质量提升较小。

2.2.1.3 精准施肥对烟叶钾氯比的影响 由表3可见，B2F烟叶钾氯比均大于4，以T3最高为15.21，经方差分析，CK和T1钾氯比与T3和T2有5%显著差异。C3F烟叶钾氯比均大于4，经方差分析各处理无显著差异。上述说明T2与T3能显著提高B2F烟叶钾氯比，能显著提高B2F烟叶质量。

2.2.1.4 精准施肥对烟叶总氮、钾、氯、糖碱比与氮碱比的影响 表3显示，B2F烟叶总氮含量适宜，差异较小，各处理均低于CK；烟叶钾含量偏低，但所有处理的烟叶钾含量均高于CK；所有处理烟叶氯含量偏低，但T1氯含量高于CK；所有处理的烟叶糖碱比CK大且更接近10，氮碱比较大且更接近1。经方差分析，各处理各指标无显著差异。从C3F等级看，各处理上述指标化学成分差异较少，均在适宜范围内，经方差分析，各处理各指标无显著差异。以上说明精准施肥能降低B2F烟叶总氮、提高B2F钾含量、调节糖碱比与氮碱比进而提高B2F烟叶质量。

2.2.2 精准施肥对烟叶评吸质量的影响 对烟叶内在质量在评吸后进行量化处理[7]。从表4可以看出，所有B2F、C3F烟叶评吸质量得分及总分均分别以T3、T1最高，CK均为最低，其中B2F烟叶T3>T2>T1>CK，C3F烟叶T1>T2>T3>CK，经方差分析，各处理各指标无显著差异。以上说明精准施肥能提高B2F、C3F烟叶的劲头、浓度、香气质、香气量与余味等评吸质量。

3 结论与讨论

3.1 讨论

不同的施肥位置直接影响肥料的利用率与作物的产量[8]。张翔等[9]认为钾肥种类与追施深度及其互作对烟叶产量、经济效益和养分吸收有显著影响。根系与肥料接触面积的大小是影响钾吸收的重要因素之一[10]。邢云霞等[11]认为硝酸钾肥对水淋施能显著提高烟株旺长期和圆顶期各项农艺指标，促进上部烟叶开片。孙建等[12]认为牛粪+氮肥+磷肥配施能够增加土壤养分。韩富根等[13] 认为有机肥料能增加土壤贮水量，进而提高烟叶产质。李絮花和杨守祥[14]认为，氮肥的肥效必须依靠土壤水分才能发挥。金轲等[15]得出，一定条件下的氮、磷、水间的耦合作用类型可以相互转化。众多前人研究结论[16-20]与本研究基本相符，精准施肥是施肥学科新内容，其配套技术还有待进一步研究。

3.2 结论

精准施肥能改善土壤性状，提高烟叶的评吸质量与上部烟叶内在质量。

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Effects of Precision Fertilization of Flue-cured Tobacco on Soil Properties and Quality and Benefit of Tobacco Leaves

ZHANG Mingfa1，TIAN Feng1，DENG Xiaohua2，CHAO Jin1，CAI Yunfan1 ，ZHANG Liming1，ZHU Sanrong1，LÜ Qisong1

(1.Production Technique Center，Xiangxi Tobacco Company，Jishou 416000，China; 2.College of Agriculture,Hunan Agricultural University，Changsha 410128，China)

Abstract：In order to improve the quality of soil and tobacco，effects of precision fertilization of flue-cured tobacco on soil structure and quality and benefit of tobacco leaves were studied by way of field demonstration and plot experiment. The results demonstrated that the B2F total and reducing sugar were increased significantly by precision fertilization，while the B2F total vegetable alkali content decreased，the sugar alkali of flue-cured tobacco were adjusted，total soil porosity and the organic matter content and the capillary water holding capacity in the early and middle stage were improved ，and smoking quality of B2F tobacco leaves were improved，such as strength，concentration，aroma quantity，aroma，aftertaste，and quality of B2F tobacco leaf was improved significantly，ratio of potassium to chlorine of C3F tobacco leaf was decreased. Along with the depth increase and reduction of fertilizer，precision fertilization was efficient between significantly positive correlation changed with the smoking quality of B2F tobacco leaf ，precision fertilization 7cm+90% fertilizer could increased content of organic matter of soil，could significantly improved ratio of potassium to chlorine of B2F tobacco leaf，precision fertilization 12 cm deep fertilization could significantly increased ratio of potassium to chlorine of B2F tobacco leaf，significantly improved the quality of B2F tobacco leaves.Precision fertilization 7cm could improve the content of reducing sugar and total sugar of C3F tobacco leaf，and decreased the content of total vegetable alkali，could improved the smoking quality of tobacco leaves，such as strength，concentration，aroma quantity，aroma，aftertaste.

Key words:Flue-cured tobacco; Fertilization; Soil properties; Quality of flue-cured tobacco

收稿日期：2018-09-26

基金项目：湖南省烟草专卖局(公司)重点科技项目(XX2018-2019Aa03)

作者简介：张明发(1968-)，男，湖南永顺人，高级农艺师，主要从事土壤肥料及烟草栽培等研究。

中图分类号：S143

文献标识码：A

文章编号：1000-7091(2018)增刊-0186-05

doi:10.7668/hbnxb.2018.S1.030