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Effects of reduced nitrogen fertilizer application on leaf SPAD value,agronomic traits and economic traits of flue-cured tobacco

  • Jia Lin 1 ,
  • Xu Chunping 2 ,
  • Liu Chunkui 2 ,
  • Fan Yuntao 3 ,
  • Jia Hao 2 ,
  • Xia Yang 4 ,
  • Wang Fushen 2
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  • 1. College of Agronomy, Henan Agricultural University, Zhengzhou 450046, China
  • 2. College of Tobacco Science and Engineering, Zhengzhou University of Light Industry, Zhengzhou 450001, China
  • 3. China Tobacco Hebei Industrial Co. , Ltd. , Shijiazhuang 050051, China
  • 4. Yexian Branch, Pingdingshan Tobacco Company, Yexian 467200, China

Received date: 2025-05-02

  Online published: 2026-03-27

Abstract

Nitrogen is an essential nutrient for the growth and development of tobacco. The level of nitrogen supply in the soil plays a crucial role in the formation of tobacco yield and quality. In response to the problem that excessive nitrogen application in tobacco production may cause tobacco plants to be overgrown and late maturing,thereby affecting yield and quality,this article reviews the effects of reduced nitrogen fertilizer application on physiological characteristics,dry matter accumulation,agronomic traits and economic traits,in order to clarify the regulatory effect of nitrogen reduction on the growth and output of tobacco. Analysis showed that appropriate nitrogen reduction combined with the application of microbial agents, increased organic fertilizer application or biochar can all increase the SPAD value of tobacco leaves as well as root length, root surface area and root volume; reducing nitrogen fertilizer application by 20% or less, combined with corresponding agronomic measures, can promote the accumulation of dry matter in tobacco plants, enhance agronomic traits such as stem circumference, plant height, and the number of effective leaves, as well as increase yield, output value, and the proportion of top-grade tobacco.This article provides references for rational nitrogen reduction in flue-cured tobacco, optimization of cultivation management, and achieving high quality and efficient production.

Cite this article

Jia Lin , Xu Chunping , Liu Chunkui , Fan Yuntao , Jia Hao , Xia Yang , Wang Fushen . Effects of reduced nitrogen fertilizer application on leaf SPAD value,agronomic traits and economic traits of flue-cured tobacco[J]. Anhui Agricultural Science Bulletin, 2026 , 32(6) : 20 -24 . DOI: 10.16377/j.cnki.issn1007-7731.2026.06.006

氮素是烤烟生长必需的一种重要营养元素,土壤中氮素供应量直接影响烟叶的产量和质量[1]。氮肥施用量过少,营养难以满足烤烟生长的需要,会造成烟株生长较慢,产量较低,品质不佳;氮肥施用量过多,土壤中氮素供应过剩,易引起烟株生长过旺,烟叶贪青晚熟、茎脉较脆易折;烤后烟叶外观质量不佳、烟叶等级较低;烟叶香气量少,杂气较重,吃味辛辣,刺激性大[2-4]。此外,氮肥过量施用还可能引发土壤、水体及大气等多方面环境污染[5]。通过优化氮肥施用方式,可有效减轻过量施氮对环境造成的负面影响[6]。聂庆凯等[7]研究指出,氮肥过量会导致植烟土壤板结,肥料利用率降低。周必贵等[8]研究表明,适量减施氮肥能使烤烟生育期平均缩短4 d,有利于促进烤烟成熟。本文综述了减施氮肥对烤烟生理特性、烟株干物质积累、农艺性状和经济性状的影响研究进展,以期为烤烟适量减施氮肥提供参考。

1 减施氮肥对烤烟生理特性的影响

1.1 叶片SPAD值

刘昭伟等[9]研究了氮肥减量配施微生物菌剂“根茎康”对烤烟叶片SPAD值的影响,结果表明,不同处理烤烟SPAD值由高到低表现为C1D1处理(减氮21.49%+施用微生物菌剂“根茎康”)>C2D1处理(常规施氮量160.5 kg/hm2+施用微生物菌剂“根茎康”)>C1D2处理(减氮21.49%)>C2D2处理(常规施氮量160.5 kg/hm2),说明减氮21.49%配施微生物菌剂有利于提高烟叶SPAD值。齐虹凌等[10]研究表明,F2(施硝酸钾,折合纯氮30 kg/hm2)、F3(硝酸钾减氮25%+精制有机肥375 kg/hm2)、F4(硝酸钾减氮25%+蚯蚓有机肥375 kg/hm2)和F5(硝酸钾减氮25%+烟秆有机肥750 kg/hm2)处理后的烤烟叶片SPAD值均高于不施肥处理,说明减氮配施有机肥能提高烤烟SPAD值。打顶期减氮20%+翻压黑麦草、减氮30%+翻压黑麦草处理后,自上而下第5片烟叶SPAD值均低于对照(施氮量90 kg/hm²)[11]。在常规施氮量90 kg/hm2和施氮量减少40%水平下,增钾对烤烟中部叶SPAD值的影响较小,但是施氮量减少20%对烤烟中部叶SPAD值影响较大,SPAD值随着施钾量增加而增大[12]
王博等[13]研究表明,与CK(施氮量42 kg/hm2)相比,旺长期T1(减氮40%+生物炭600 kg/hm2)、T2(减氮40%+生物炭1 200 kg/hm2)、T3(减氮40%+生物炭1 800 kg/hm2)和T4(减氮40%+生物炭2 400 kg/hm2)处理的烤烟叶片SPAD值分别增加了14.08%、18.08%、17.14%和17.61%,说明减氮40%配施生物炭明显提高了叶片SPAD值。不同降水量条件下,随着减氮比例的增加,烤烟成熟期中部叶SPAD值均呈先增加后减小的趋势,说明适量减氮能提高烤烟中部叶SPAD值[14]。张海伟等[15]研究提出,施氮量减少15%条件下,通过增加追肥比例或调整条施与穴施方式,可有效增加烤烟中部叶SPAD值,促进叶绿素的合成。综上,适量减氮并配施微生物菌剂、增施有机肥或生物炭,可提高烤烟叶片SPAD值。

1.2 烤烟根系参数

减施氮肥13%、减施磷、钾肥各30%、追肥比例50%~60%时,有利于促进烟草根系生长[16]。刘昭伟等[9]研究表明,与C2处理(施氮量为160.5 kg/hm2)相比,C1处理(减氮21.49%)团棵期、打顶期、圆顶期烟株的总根长、根表面积、根体积均明显增加,说明减氮21.49%可促进烤烟根系的生长。
李伟等[17]研究了减氮条件下不同施肥模式对云烟87根系生长的影响,结果表明,烤烟移栽后30、60和90 d,减施无机氮22.22%处理的烤烟根系总长度、根尖数、根总表面积较对照(无机氮施用量162 kg/hm2)明显增加。旺长期减氮40%+生物炭1 200 kg/hm²处理下,烟株根系长度、根尖数、根系表面积及根系体积均达到最大,较对照(施氮量42 kg/hm²)分别提高31.12%、31.66%、55.98%和35.14%[13]。综上,适量减氮或配施生物炭能增加烤烟根长、根表面积与根体积。

2 减施氮肥对烤烟干物质积累的影响

沈晗等[16]研究了减施氮、磷、钾肥对烤烟干物质积累的影响,结果表明,减施氮肥13%、减施磷、钾肥各30%、追肥比例50%~60%时,烤烟总干物质积累量明显高于常规施肥,随着追肥比例的增加,烤烟叶部和总干物质积累量均呈降低趋势。旺长期与成熟期,T3处理(基施固态氮肥30 kg/hm²+滴灌追施氮肥30 kg/hm²)与CK处理(基施固态氮肥75 kg/hm²+滴灌)烤烟的干物质积累量差异较小,且二者均显著高于T1处理(基施固态氮肥30 kg/hm²+滴灌)。在水肥一体化条件下,按常规施氮方式减氮20%,更有利于烤烟叶片干物质积累[18]。李海平等[19]研究了减氮配施水溶性肥料对烤烟干物质积累的影响,结果表明,旺长期和成熟期烤烟整株干物质积累量均为T1(施氮总量112.5 kg/hm2、基肥追肥比例4∶6、水溶性肥料替代常规追肥)最高、显著高于其他处理,T2(施氮总量97.5 kg/hm2、基肥追肥比例3∶7、水溶性肥料替代常规追肥)烤烟的根、茎干物质积累量均高于T3(施氮总量97.5 kg/hm2、基肥追肥比例4∶6、水溶性肥料替代常规追肥),T3的叶片干物质积累量高于T2。侯建林等[20]研究了不同施肥模式对稻茬烤烟干物质积累的影响,结果表明,T1(施氮量135.0 kg/hm2)烟叶干物质分配比例较T2(施氮量169.5 kg/hm2)增加了6.75%,T2烤烟根干重占整株干重的比例较T1显著提高5.14%。
吴嘉楠等[21]研究表明,移栽90 d后不同处理烤烟干物质的积累量表现为T1(N 5 g/盆+生物炭100 g/盆)>T2(N 3.5 g/盆+生物炭100 g/盆)>CK(N 5 g/盆)>T3(N 2 g/盆+生物炭100 g/盆),说明减氮30%配施生物炭能够促进烤烟干物质积累。齐虹凌等[10]研究了减氮增施有机肥对烤烟品种龙江986生长发育的影响,结果表明,施用肥料处理的各项农艺性状指标均优于不施肥的对照处理,其中F3(硝酸钾减氮25%+精制有机肥375 kg/hm2)、F5(硝酸钾减氮25%+烟秆有机肥750 kg/hm2)处理效果较好,说明减施硝酸钾与配施有机肥有利于增加烟株根、茎、叶的干物质积累。李伟等[17]研究表明,烤烟移栽后30、60和 90 d,T处理(减施无机氮22.22%)下的烤烟干物质总量、茎、叶干物质量均高于CK(无机氮施用量162 kg/hm2)。袁家富等[22]研究了减氮与绿肥翻压对烤烟干物质积累的影响,结果表明,T2(翻压紫花苕子,常规施氮)、T3(翻压紫花苕子,减氮22.5 kg/hm2)烤烟单株生物量大于T1(不翻压绿肥,常规施氮)。综上,适量减施氮肥有利于促进烟株根、茎、叶的干物质积累。

3 减施氮肥对烤烟农艺性状的影响

减施氮肥13%、减施磷、钾肥各30%、追肥比例为50%~60%时,烤烟株高显著高于常规施肥,各减氮处理烤烟最大叶面积均小于常规施肥处理[16]。杜传印等[23]研究了滴灌条件下减氮施肥对烤烟NC55农艺性状的影响,结果表明,移栽后55、75 d后,T2(基施氮肥2 kg/667 m2、滴灌追施氮肥1 kg/667 m2)和T1(基施氮肥2 kg/667 m2、滴灌不追肥)处理下的烤烟株高、最大叶面积小于CK(基施氮肥5 kg/667 m2、常规灌水)。
袁国议等[24]研究表明,移栽60~90 d后,基肥减氮20%与增钾20%处理均能明显增加烤烟茎围、有效叶片数、最大叶面积。刘昭伟等[9]研究了氮肥减量配施微生物菌剂“根茎康”对烤烟农艺性状的影响,结果表明,C1处理(减氮21.49%)下团棵期、打顶期、圆顶期烤烟的最大叶长较C2处理(施氮量160.5 kg/hm2)分别增加5.64%、3.59%、9.20%,最大叶宽分别增加5.72%、4.48%、3.88%,最大叶面积分别增加11.60%、8.34%、13.42%,说明减氮21.49%有利于促进烤烟叶片的生长。曹本福等[25]研究了减施氮肥30%条件下配施聚天冬氨酸对烤烟云烟87叶面积的影响,结果表明,烤烟移栽后50 d,T4(常规氮肥减量30%+聚天冬氨酸200 mg/株)、T5(常规氮肥减量30%+聚天冬氨酸400 mg/株)处理下烤烟叶面积均显著大于对照(常规施肥、施纯氮8.37 g/株)。任梦娟等[26]研究了减氮条件下喷施壳寡糖对烤烟红花大金元农艺性状的影响,结果表明,移栽后60 d,T1(常规施氮量减少20%)烟株农艺性状指标低于CK(常规施氮量75 kg/hm2),T2(常规施氮量减少20%+喷施80 mg/L壳寡糖)、T3(常规施氮量减少20%+喷施105 mg/L壳寡糖)和T4(常规施氮量减少20%+喷施130 mg/L壳寡糖)烟株株高、茎围、最大叶长、最大叶宽均随着壳寡糖浓度的增加呈增加趋势,说明单独减氮20%抑制烤烟生长,减氮20%结合喷施不同浓度的壳寡糖能促进烤烟生长。
石楠等[27]研究了翻压绿肥后减施氮肥对烤烟云烟87农艺性状的影响,结果表明,T2(常规施氮量90 kg/hm2+翻压箭舌豌豆15 000 kg/hm2)、T3(常规施氮减少10%+翻压箭舌豌豆15 000 kg/hm2)处理下的烤烟最大叶叶面积显著大于T1(常规施氮量90 kg/hm2)和T5(常规施氮减少30%+翻压箭舌豌豆15 000 kg/hm2)。减氮20%+生物有机肥3 750 kg/hm2处理下的烤烟株高、茎围、有效叶片数和单株叶面积均显著增加,说明减施氮肥5%~20%的同时增施一定用量的生物有机肥,能有效提高烤烟农艺性状[28]。综上,减施氮肥20%的同时结合配套农艺措施,可提升烤烟茎围、株高、有效叶片数等农艺性状。

4 减施氮肥对烤烟经济性状的影响

4.1 产量与产值

李海平等[19]研究了减氮配施水溶性肥料对烤烟经济性状的影响,结果表明,T2(施氮总量97.5 kg/hm2、基肥追肥比例3∶7、水溶性肥料替代常规追肥)烤烟产量显著高于CK2(常规施氮总量112.5 kg/hm2、基肥追肥比例4∶6);T2、T3(施氮总量97.5 kg/hm2、基肥追肥比例4∶6、水溶性肥料替代常规追肥)烤烟产值较CK2分别提高了26.22%、12.16%,说明减氮13.33%、调整基肥追肥比例与调整肥料形态相结合能促进烤烟增加产量和产值。赵鹏等[29]研究表明,随着氮肥施用量的减少,不同处理的烤烟产量、产值呈明显降低趋势。与常规种植模式(种植密度13 500株/hm2、施氮量150 kg/hm2)相比,T2(种植密度16 500株/hm2、施氮量150 kg/hm2)、T3(种植密度16 500株/hm2、施氮量135 kg/hm2)烤烟产量明显提升,说明减氮10%+增密22.22%或单独增密22.22%均能显著增加烤烟产量[30]
王育军等[31]研究了油菜秸秆还田与不同减氮量对烤烟K326经济性状的影响,结果表明,与CK(常规施肥纯氮75 kg/hm2)相比,N3(施纯氮45 kg/hm2+油菜秸秆还田6 000 kg/hm2)、N4(施纯氮60 kg/hm2+油菜秸秆还田6 000 kg/hm2)处理的烤烟产量和产值显著增加,其中N3处理的烤烟产量和产值较CK分别提高178.15 kg/hm2、9 009.95元/hm2,说明减氮20%、40%结合油菜秸秆还田能明显提高烤烟产量和产值。毛家伟等[32]研究了减氮配施生物菌剂对烤烟云烟87经济性状的影响,结果表明,常规施肥减氮15%+生物菌剂处理的烤烟产量均显著高于常规施肥,各减氮配施生物菌剂处理产值均显著高于对照。说明减氮15%配施生物菌剂可有效提升烤烟产量和产值。

4.2 烟叶等级

尹兴盛等[28]研究了减氮配施生物有机肥对烤烟云烟105经济性状的影响,结果表明,与CK1(常规施肥)和CK2(常规施肥+农家肥7 500 kg/hm2)相比,T2(常规施肥减氮10%+生物有机肥3 750 kg/hm2)、T3(常规施肥减氮15%+生物有机肥3 750 kg/hm2)和T4(常规施肥减氮20%+生物有机肥3 750 kg/hm2)处理的烤烟上等烟比例明显提高。周必贵等[8]研究了减施氮肥对烤烟K326经济性状的影响,结果表明,T1(施氮量减少10%)处理的烤后烟叶均价高于CK1(施纯氮8.40 kg/667 m2)。张海伟等[15]研究了多雨烟区减氮对烤烟云烟87经济性状的影响,结果表明,T2(氮肥减施15%、氮肥基追肥比例为35%∶65%、60%基肥条施+40%基肥穴施)烤烟均价和上等烟比例均高于CK(施氮量150 kg/hm2、氮肥基追肥比例为50%∶50%、基肥条施)。表明减氮15%、增加追肥比例、条施与穴施基肥明显提高了烤烟均价和上等烟比例。

5 结论与展望

本文综述了减施氮肥对烤烟生理特性、烟株干物质积累、农艺性状和经济性状等方面影响的相关研究进展。结果表明,适量减氮配施微生物菌剂、增施有机肥或增施生物炭均能提高烤烟叶片SPAD值;适量减施氮肥或配施生物炭能增加烤烟根长、根表面积和根体积;减施氮肥20%及以下用量并结合其他农艺措施,能促进烟株干物质积累,提高烤烟农艺性状和经济性状。目前,相关学者就减施氮肥对烤烟生理特性、干物质积累、农艺性状及经济性状等方面开展了大量研究,初步明确了适宜减氮比例及配套栽培措施。现有研究关于减氮对烤烟产量的影响未得出一致结论,其内在调控机理尚不明确,仍需深入阐释。适度减氮可优化烤烟经济性状,但相关研究多集中于烤后烟叶产量、产值等终端指标,对减氮配施其他物料所增加的物资与用工成本缺乏综合考量,减氮结合外源投入等栽培措施下的投入产出效益分析较为薄弱,相关方向仍有待系统研究。
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