增施镁肥对富川烟区烤烟养分吸收及产质量的影响

贾海江，范晓苏，石保峰，郭 霜，梁琼月，韦建玉，首安发，沈方科

（1.广西中烟工业有限责任公司，广西 南宁 530001；2.广西大学农学院，植物科学国家级实验教学示范中心，广西 南宁 530004；3.广西壮族自治区烟草公司贺州市公司，广西 贺州 542899）

镁是烟叶生长所必需的营养元素之一，烟株整个生长发育时期都需要镁元素。镁的缺乏会影响烟叶的光合性能，使烟株出现碳代谢受阻、氮代谢水平降低等一系列问题，最终降低烟叶的产量和品质[1]。研究表明，钾（K）、钙（Ca）、镁（Mg）3 种养分之间存在一定的交互作用[2]。例如：在土壤有效钾富余的情况下，可能依然无法满足烤烟需求；当土壤中交换性钙镁比值过高时，烟叶中缺镁的现象也比较普遍[3]。一般认为，土壤交换性钙镁比值适合的范围为5～10，超过20 烤烟便会出现缺镁症状[4]。研究表明，土壤中有效钾与烟叶中钾表现为正相关关系[5]，但土壤中有效钾的供应达到一定程度时，会抑制烟叶对钾的吸收[6]，不利于烟叶中钾钙镁的平衡。烟叶中镁的含量与土壤中有效镁含量呈正相关关系，烟叶对镁的吸收同时还受气候条件、土壤类型及养分间相互作用的影响[6-7]。南方地区土壤多为酸性，且风化强烈，土壤中的镁元素易被雨水淋失，因此南方地区土壤中的镁含量普遍偏低。

富川县是广西重要的烤烟种植区之一。由于长期植烟，该烟区土壤有效钾与镁的比值以及交换性钙镁比值普遍偏高，导致烟株对镁的吸收受阻，表现出缺镁现象，从而影响烤烟的产量与品质。因此，研究以K326 为供试烤烟品种，以中量元素水溶肥（含镁9%）为供试镁肥，在土壤有效钾镁比值和有效钙镁比值均偏高的长期植烟田开展肥效试验，探索增施镁肥对平衡烟叶营养元素和提高烤烟产质量的效果，为科学指导富川烟区合理施肥提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验于2022 年3 月至8 月在富川县富阳镇荻庆村和芦荻塘村进行。供试烤烟品种为K326，供试镁肥为中量元素水溶肥（含镁9%），供试钾肥为硫酸钾（含氧化钾50%）。选取有代表性的地块，在烟苗移栽前多点采集一个混合土样，交由广西西大检测有限公司测得其土壤基本理化性状为pH 值5.5，有机质13.7 g/kg，全氮0.79 g/kg，有效磷120.5 mg/kg，速效钾263 mg/kg，有效钙1 428.3 mg/kg，有效镁68.9 mg/kg，植烟区土壤有效钾镁比值为3.81（比值偏高），有效钙镁比值为20.74（比值偏高）。

1.2 试验设计

基于土壤有效钾镁比值小于1.4、钙镁比值小于20 的平衡关系，固定硫酸钾肥施用量为369.15 kg/hm2，设计3 个镁肥用量（表1），分别为67.50、135.15 和270.30 kg/hm2，以不施用镁肥为对照（CK）；每个处理3 次重复，各小区随机区组排列；小区面积33 m2，种植烤烟50 株，行距110 cm，株距55 cm。硫酸钾和中量元素水溶肥作为追肥于烤烟大培土时一次性施用；其他烤烟栽培管理措施按贺州市烟草公司优质烟叶栽培规程操作。

1.3 测定项目与方法

打顶期，每个处理随机挑选15 株烤烟，采摘上、中、下部各1 片烟叶样品（即每个处理15 片烟叶样品），带回实验室，用烘箱105℃杀青30 min，65℃烘干至恒重，粉碎后过60 目筛，装入密封袋中保存，测定烟叶N、P、K、Ca、Mg 的含量。成熟期，各处理烟叶采收后，按贺州市烟草公司烟叶烘烤规程进行烘烤，统计各处理烘烤后产量、产值，同时每个处理挑选具有代表性的烤后烟叶样品1 kg 左右，粉碎后过60 目筛，装入密封袋保存，测定烟叶N、K、Ca、Mg、总糖、还原糖、烟碱、粗蛋白质等的含量，计算施木克值（蛋白质与糖分含量的比值）、糖氮比、糖碱比。除磷之外的各指标测定参照YC/T 159～162、YC/T 173～175 中的方法进行，全磷采用消煮钒钼黄比色法[8]进行。

1.4 数据处理

采用Microsoft Excel 2019 软件进行数据处理，采用SPSS 26.0 软件进行方差分析及差异显著性比较。

2 结果与分析

2.1 增施镁肥对烤烟产量和产值的影响

由表2 可知，施用镁肥可不同程度地提高烟叶的产量和产值。随着施镁量的增加烟叶的产量与产值呈现增长趋势，与对照相比，各处理烟叶产量分别增加了18.82%、22.15%、45.48%，产值分别提高了33.71%、34.03%、52.22%，差异均达显著水平

2.2 增施镁肥对烤后烟叶化学成分的影响

由表3 可知，施用镁肥对烟碱含量没有产生显著影响，但是随着镁肥施用量的增加烟叶烟碱含量呈先增后减的趋势。与对照相比，施用镁肥提高了烟叶中粗蛋白质的含量，降低了烟叶中总糖和还原糖的含量，总氮含量也明显增加；其中，T1 和T2处理的粗蛋白质和总氮含量显著高于CK，T2 和T3处理的总糖含量显著低于CK，T1～T3 处理的还原糖含量显著低于CK。从化学成分协调性来看，各处理的糖碱比差异不明显，在13.55～15.56 之间； CK 的糖氮比和施木克值均显著高于T2 处理，其他处理间差异均不显著；但3 个施镁处理中，T3 的糖氮比、糖碱比和施木克值均最高。综合来看，在该烟区土壤有效钾镁比值和有效钙镁比值均较高的情况下，追施369.15 kg/hm2的硫酸钾肥和67.50 kg/hm2的中量元素水溶肥（T1 处理）有利于提升烤烟的内在化学成分协调性。

表3 各处理烤后烟叶的化学成分含量及协调性

2.3 增施镁肥对烟叶营养元素的影响

由图1 可知，高水平镁处理（T3）显著提高了打顶期上部烟叶、中部烟叶中氮元素的含量，说明增施镁肥有利于烟叶对氮的吸收；增施镁肥对各部位烟叶磷含量没有产生显著性影响，随着施用镁水平的提高，上部、中部、下部烟叶中磷含量呈现下降的趋势，可见烟叶中磷含量与施镁水平呈负相关关系；增施镁肥的烤烟上、中、下部烟叶中镁的含量均得到显著提高。与CK 相比，施用镁肥后显著降低了上部、中部烟叶中钾的含量，下部烟叶中钾含量没有产生明显变化，但各部位间以下部叶T3 处理烟叶的钾含量最高，可能是土壤中镁与钾产生了拮抗作用。增施镁肥后，除了下部叶T1 处理显著降低了烟叶钙含量外，上、中、下部烟叶中钙的含量虽未产生显著性变化但均表现为下降趋势，说明施镁不利于烟叶对钙的吸收。因此在施用镁肥的过程中，也应考虑镁与磷、镁与钾、镁与钙之间的拮抗关系，调节适宜的施镁水平，以提高烟叶的品质。

图1 各处理打顶期不同部位烟叶的营养元素含量

2.4 增施镁肥对烟叶钾镁比与钙镁比的影响

不同施镁水平对烟叶钾镁比与钙镁比的影响如表4 所示，在烟区土壤有效钾镁比值和有效钙镁比值均较高的情况下，增施镁肥后上部烟叶、中部烟叶与下部烟叶的钾镁比与钙镁比均显著降低。其中，不同施镁水平的上部烟叶钾镁比均降到临界值（15）以下；高水平镁处理（T3）的中部烟叶钾镁比都降到临界值（15）以下，增施镁肥后烟叶的钾镁比更趋于平衡状态。不同镁肥处理上部烟叶钙镁比都降到临界值（8）以下，而中部、下部烟叶钙镁比也更趋于平衡状态。

表4 各处理不同部位烟叶的钾镁比与钙镁比

3 结论与讨论

试验结果表明，增施镁肥在不同程度上提高了烤烟的产量与产值，且达到显著性效果，与前人[9-11]的研究结果一致。这可能与增施镁肥提高了烟叶镁含量，从而增强了叶片光合作用能力、提高了干物质积累量、促进了生理代谢等有关[12]。这说明在一定范围增施镁肥能够提高烤烟的经济性状。

分析增施镁肥对烟叶中N、P、K、Ga、Mg 含量的影响可知，高水平镁处理显著提高了上部烟叶、中部烟叶中氮的含量，施镁水平与烟叶中镁的含量呈正相关关系，与烟叶中磷含量呈负相关关系。该结论与曾睿等[13]报道的类似，但与梁兵等[14]的结论不一致，这可能与各试验施用镁肥的水平不一致以及烤烟对镁肥的吸收利用率不同有关。

富川植烟区土壤有效镁处于缺乏状态，增施镁肥后仍未达到丰富状态，因此在缺镁的情况下烤烟吸收磷受阻，则镁与磷之间可能同时存在协同与拮抗的关系。试验结果还发现，施用镁肥后显著降低了上部、中部烟叶中的钾含量，上、中、下部烟叶中的钙含量也均呈下降趋势，但是烟叶钾、钙含量与施镁水平的提高没有产生明显规律，这与朱英华等[15]的研究结果一致。研究表明，烤烟中钾、钙、镁离子间存在交互作用，烟株中Mg2+与Ca2+间具有拮抗作用，Mg2+与K+间存在拮抗作用，K+与Ca2+间存在协同作用。因此，在解决富川植烟区烤烟缺镁情况时，调节施肥措施中不仅需要增施镁肥，同时也需要考虑降低土壤有效钙的积累。

试验结果表明，基于富川植烟区土壤有效钾镁比值和有效钙镁比值均偏高的情况，增施镁肥能够显著降低上部、中部及下部烟叶的钾镁比与钙镁比。前人已报道，烟叶中钾镁比值在4～5 间为适合范围，5～10 间出现烟叶不显著缺镁状态，15～20 间出现典型缺镁症状，烟叶钙镁比值大于8 也会出现缺镁现象[16]。在该研究中，高水平镁处理的上部、中部烟叶钾镁比值在15 的临界值以下，而3 个镁水平处理只有上部烟叶的钙镁比处于8 的临界值以下，由此可知，土壤增施镁肥对促进烟叶吸收镁，降低烟叶钙镁比值和钾镁比值起到了积极作用，同时也有利于烟叶中钾钙镁元素的平衡，这与段宗颜等[17]的研究结果相似。总体而言，该研究中烤烟烟株仍处于缺镁状态，但增施镁肥在一定程度上改善了该植烟区中烤烟缺镁严重的情况。

增施镁肥后，烟叶的品质并未随着施镁量的增加而提升，反而呈下降趋势，可能与镁肥的供应量超过了烤烟营养物质的临界期有关。在3 个镁肥处理水平中，以低镁水平烟叶中烟碱、粗蛋白质、总糖、还原糖、氮含量最高，高镁水平烟叶的施木克值、糖氮比、糖碱比最高，这可能是与植烟土壤本身的钾镁比和钙镁比偏高有关[17]。该研究中，以追施369.15 kg/hm2的硫酸钾肥和67.50 kg/hm2的中量元素水溶肥（T1）的处理能够有效提升烤烟的吸食品质。张国等[11]在皖南烟区的研究表明，随着施镁量的增加，烟叶烟碱含量有增加的趋势，而总糖、还原糖含量没有明显变化规律。而徐畅等[18]认为，在重庆烟区施用镁肥能够明显增加烟叶中还原糖和总糖的含量。周芳芳等[19]认为，在楚雄市苍岭镇烟区增施适量镁肥能够改善烟叶品质，过量施用则对烟叶品质的改善作用不明显。潘金华等[20]研究认为，在玉溪烟区，随着土壤中有效镁含量的增加，烟碱含量表现出先增后减的趋势，而总糖、还原糖、糖碱比及氮碱比表现出先减后增的趋势。吕世保等[9]研究发现，楚雄州姚安县植烟区烟叶总糖、还原糖含量随着施镁量的增加而增加，施镁肥提高了糖碱比值和氮碱比值。由此可见，施镁水平对烤烟品质的影响并不固定，而是多元的，这可能与不同植烟区的土壤类型、气候条件、海拔及当地土壤综合养分状况有关。

基于富川植烟区土壤有效钾镁比值和有效钙镁比值均较高的情况，综合考量增施镁肥对烤烟经济性状、养分吸收状况及烤烟品质的影响，笔者认为：施镁水平在67.50～135.15 kg/hm2时对该植烟区烤烟缺镁情况有所缓解，同时提高了烤烟的经济性状及烟叶品质。该结论可为富川植烟区烤烟科学施肥提供参考。