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摘要：秦巴山地烟区具有良好的生态环境条件，在"卷烟上水平中"具有供应优质特色烟叶原料的较大潜力。但长期以来，在施肥水平、方式方法、技术研究与应用方面依然比较落后和粗放，与发展现代精准烟草农业、开发优质特色烟叶产品存在较大差距。本文以南郑烟区为例，旨在通过分析肥料施用现状和烟区施肥规律，在理论上探索多生态因子和肥效因子影响下的测土配方施肥数学模型，以期能与未来的试验和计算机技术结合，使得烟草施肥能够科学、合理，能够依据生产预期灵活调控可变的肥效因子，做到标靶式的测土配方施肥实践应用。
关键词：秦巴山地烟叶 测土配方施肥 模型
陕西“北烟南移”战略实施以来，我省烟草农业的现状使得秦巴烟区作为烟草原料基地而重点发展，加上秦巴山地优质特色烟叶 “成熟度好、油份较足、色泽饱满、身份适中”的外观质量和“香气质较好、香气量较大、烟气细腻、刺激性较小、吃味醇和、余味干净、燃烧力强”的评吸结果以及稳定的品质、协调的内在化学成分、“清香型”烤烟风格显著、原料配伍性强，受到工业公司的青睐和好评，市场需求旺盛。但烟叶种植受到自然地理条件（地形地貌、水文光照、气候生态等）和人文社会条件（地方经济区位、产业布局、政策环境、配套设施等）的约束，还难以在规模、品质、品牌、市场、技术、管理等方面满足“烟叶质量上水平”的客观要求，而烟草农业是原料供应之源，烟叶种植过程中“水、肥、气、热、土”的系统协调和“种、密、虫、保、烤”与现代机械、现代理念的融合与应用都决定着烟叶质量，进而决定卷烟质量。
生态区位相对优越的秦巴自然保护区的山地烟草农业部位，具备生产优质、特色、无害原料的天然基础，然而粗放、落后、不合理、不可持续发展的施肥方式，既是优质原料生产上水平的障碍因素，又是决定陕西烟区长远发展的弊病和隐患。
1、秦巴山地烟叶生产施肥现状
1.1 重施化肥、少施有机肥、无绿肥和土杂肥的现状极为普遍
秦巴山地烟区辖汉中、安康、商洛，面积占全省的60%以上，为沪、湘、鄂、陕、川等中烟公司供应优质原料。但长期以来“轻有机肥料、重化学肥料”的施肥方式已经严重制约着该烟区烟叶质量和产量的提高。在南郑烟区（约5万担，2009年）调查发现，100%的烟农都在较大量施用化肥（包括烟草专用肥），仅有10%以下的烟农会在烟田施用少量有机肥（多为人畜粪尿、草杂肥），几乎没有绿肥施用。山区种烟村组多已经是专业化种植，烟农很少养牲畜自产有机肥，仅凭行业政策扶持的有机肥，难以从根本上满足烟叶在产量、质量上对土壤养分、结构、生态系统特征的依赖。在某一区域特定生态因子条件下，唯有水分和肥料的调控易于操作，烟叶质量上水平全凭“一点水调控一把肥”，保证产量、决定产质量。但秦巴山地烟区“多施广施无机肥、少施不施有机肥、极少施用绿肥土杂肥、连作复种指数很高”的情况非常普遍，令人堪忧。
1.2 经验施肥为主、极少测土施肥、仪器指导施肥为空白的情况影响严重
“特色、优质、生态、安全”是烟叶生产的基本要求，而科学合理的施肥方式是决定烟叶内质外在的根本因素之一。然而，对南郑6站40余名技术员和40名烟农调查发现：烟叶施肥过程中，技术指导和实际施用都多以经验施肥为主，极少烟站组织烟农或烟农自发去测土配方施肥，仪器测试基本农田土壤养分指标的服务几乎是空白，这样在生产上造成的影响表现为：烟叶亩均产量年度波动大、片区相似地形产量不均衡、病虫害抗性分异大、烟株抗逆性差等，还会影响成熟度、油份、叶片结构、身份、色度、化学成分等内在质量因素。
1.3 山地烟区多生态因子影响下的施肥研究较少，难以为生产提供依据
秦巴山地烟区地形多变、小气候特点明显，光照、降水、温度年际变化较大，地理坡度、土壤质地、土壤母质等对水、肥、气、热的系统协调性影响也较大，如何在施肥过程中考虑到土壤原有养分的离子形态、存在数量、运动状态以及后加入化学肥料对烟株营养供给的影响，进而考虑坡度、地下水位、土壤质地（沙黏度、疏松度）、微生物与有机养分、微量元素等对肥效发挥、烟叶品质的影响。“卷烟上水平”以供应安全、优质、特色烟叶原料为根本和源头，在水—肥耦合过程在控制重金属等有害因子、彰显特色种植与管理是其唯一途径。而相关方面的试验和研究相对滞后，难易有效为生产安全、优质、特色烟叶原料服务。
2、秦巴山地烟叶种植测土配方施肥模型的理论探究
2.1 秦巴山地烟叶生产需肥规律的探究
烟草对养分元素的吸收表现在三要素上一般为N 2%、P2O5 0.5%、K2O 2.5%～3.0%，N∶P2O5∶K2O=1∶0.25∶1.25～1∶0.25：1.5；不同类型烟草对氮、磷、钾等养分的吸收量不一样，以白肋烟最大、烤烟次之、晒烟最少。
确定肥料用量需要考虑类型和品种、气候条件以及土壤类型， 一般长江以北平原和云南省烟区氮素用量以每亩1.5～3.5kg为宜（日本资料显示烤烟的氮适用量为6.6kg），云南提出的N∶P2O5∶K2O=1∶0.8∶1或 1∶1：1较合适。
烟草肥料分配原则是：基肥为主量要足，追肥为辅施要早，且要据肥料种类、烟草品质特性、土壤供肥性能和气候条件灵活掌握。南郑烟区雨热同期，养分容易流失，应在以基肥为主前提下适当增加追肥，宜采用“攻头（50%）、保尾（10%）、重中间（40%）”的分配方案。有机肥前期供氮不足、后期供应过头、堆肥中含氯高有效外观品质和烟味、分解过程产生异味杂气影响品种，使用需慎。
2.2 多生态因子影响下的秦巴山地烟叶种植测土配方施肥模型的建立
测土配方施肥以养分归还（补偿）学说、最小养分律、同等重要律、不可代替律、肥料效应报酬递减律和多因子综合作用律等为理论依据，以确定各养分的施肥总量和配比为主要内容。为了发挥肥料生产优质特色烟叶的效益，施肥应在在选用良种、合理密植、良好耕作的前提下多关注年均降雨量（A1）、年均温（A2）、年均光照强度（A3）、地理坡度（A4）、土壤质地指数（沙粘比（A5））等生态因子对肥效及用量的影响，进而形成一套完整的施肥技术体系。 考虑到亩均产量Yi主要受亩均氮N、磷P、钾K、W（主要微量元素养分）用量（单位Kg）制约，而各种肥效发挥因子ki又受生态因子Ai和土壤原有养分影响因子Kci综合控制，因而我们为进一步的测土配方施肥施肥实践建立理论研究的函数模型（Ⅰ）、（Ⅱ），如下：
Yi=k1N+k2P+k3K+∑kiWi （Ⅰ）
ki=f（A1，A2，A3，A4，A5）—KCi （Ⅱ）
评价烟区烟叶质量，从生产角度出发设计质量评价指数Ri须考虑平均价格Ci和中上等烟比例MTi，在某个烟区特定生产水平下应该生态因子Ai综合作用下的函数，而施肥技术起着主导作用，因此构建以下质量评价模型（Ⅲ）：
Ri=Ci*MTi+g（A1，A2，A3，A4，A5）+h（k1，k2，k3，k4）
其中，多元函数g（A1，A2，A3，A4，A5）是生态因子的烟叶质量影响表达式，h（k1，k2，k3，k4）是肥料养分的烟叶质量影响表达式，这需要建立在基础上数学模型分析确定量与量之间的关系。
以上参数可以设计相关的偏定量实验进行确定，在特定烟区生态系统里均是常数，从而可以确定某个特定烟区的生态因子Ai、肥效养分因子ki对烟叶产量、质量的关系，利于我们有效调控相关因子获得生产预期。
3、秦巴山地烟叶种植测土配方施肥模型的应用探究
3.1 秦巴山地烟叶种植测土配方施肥模型的计算机应用模块
通过研究某个特定烟区的生态因子Ai、肥效养分因子ki对烟叶产量、质量的函数关系，我们可以在设定生产预期和约束条件后（某个烟区生态系统确定以后，生态因子Ai也即确定，则ki也就确定），根据函数模型（Ⅰ）（Ⅱ）解析出N、P、K、W的合适值；对（Ⅲ）而言，有生产预期Ri、烟区多年Ci*MTi常数、g（A1，A2，A3，A4，A5）生态因子常函数，可求的h（k1，k2，k3，k4）的函数表达式，进而可以解析出肥效养分的数据。对以上模型，在生产上应用，必须突出其可操作性与实用性。所以，若利用数学编程软件和数据分析的相关技术，结合某烟区的生态因子特定数值，在函数模型中输入生产预期和约束条件，就能自动运行出所需N、P、K、W肥效养分的合适值。同时，也可以利用该模型预测产量，进行质量的预期评价。另外，还可利用模型的分析对如何调整肥效养分和改善生态因子进行探索和实践。当然，由于特定系统下采集数据的复杂性和数据分析的复杂性，使得必须借助于数学应用程序和分析软件等计算机技术，这将为测土配方施肥提供依据。
3.2 秦巴山地烟叶种植测土配方施肥模型的生产实践应用
秦巴山地烟叶种植肥料施用的现状和“安全、特色、优质”原料供应（亦即现代烟草农业基地单元建设）的要求之间存在矛盾，烟区唯有解决好精准地、有效的测土配方施肥问题，才能从根本让烟株“吃饱肥、吃好肥、长出好身体、生产好叶子”，真正生产出优质特色的秦巴山地烟叶。所以，当秦巴山地烟叶种植测土配方施肥模型在生产试验基础上确定下来后，我们可以利用计算机程序计算出所需要养分的数量，直接应用与生产，简单、快捷、有效。当然，理论模型的探究还需要进一步深入和完善。
参考文献：
[1]汉中烟草评吸的评价.资料来源：陕西中烟技术中心、郑州烟草研究院
[2]闫克玉等.烟草原料学[M].北京：科学出版社，2008
[3]何团结等 .实用农业多元统计分析系统的开发与应用[J].计算机与农业，2004
关键词：秦巴山地烟叶 测土配方施肥 模型
陕西“北烟南移”战略实施以来，我省烟草农业的现状使得秦巴烟区作为烟草原料基地而重点发展，加上秦巴山地优质特色烟叶 “成熟度好、油份较足、色泽饱满、身份适中”的外观质量和“香气质较好、香气量较大、烟气细腻、刺激性较小、吃味醇和、余味干净、燃烧力强”的评吸结果以及稳定的品质、协调的内在化学成分、“清香型”烤烟风格显著、原料配伍性强，受到工业公司的青睐和好评，市场需求旺盛。但烟叶种植受到自然地理条件（地形地貌、水文光照、气候生态等）和人文社会条件（地方经济区位、产业布局、政策环境、配套设施等）的约束，还难以在规模、品质、品牌、市场、技术、管理等方面满足“烟叶质量上水平”的客观要求，而烟草农业是原料供应之源，烟叶种植过程中“水、肥、气、热、土”的系统协调和“种、密、虫、保、烤”与现代机械、现代理念的融合与应用都决定着烟叶质量，进而决定卷烟质量。
生态区位相对优越的秦巴自然保护区的山地烟草农业部位，具备生产优质、特色、无害原料的天然基础，然而粗放、落后、不合理、不可持续发展的施肥方式，既是优质原料生产上水平的障碍因素，又是决定陕西烟区长远发展的弊病和隐患。
1、秦巴山地烟叶生产施肥现状
1.1 重施化肥、少施有机肥、无绿肥和土杂肥的现状极为普遍
秦巴山地烟区辖汉中、安康、商洛，面积占全省的60%以上，为沪、湘、鄂、陕、川等中烟公司供应优质原料。但长期以来“轻有机肥料、重化学肥料”的施肥方式已经严重制约着该烟区烟叶质量和产量的提高。在南郑烟区（约5万担，2009年）调查发现，100%的烟农都在较大量施用化肥（包括烟草专用肥），仅有10%以下的烟农会在烟田施用少量有机肥（多为人畜粪尿、草杂肥），几乎没有绿肥施用。山区种烟村组多已经是专业化种植，烟农很少养牲畜自产有机肥，仅凭行业政策扶持的有机肥，难以从根本上满足烟叶在产量、质量上对土壤养分、结构、生态系统特征的依赖。在某一区域特定生态因子条件下，唯有水分和肥料的调控易于操作，烟叶质量上水平全凭“一点水调控一把肥”，保证产量、决定产质量。但秦巴山地烟区“多施广施无机肥、少施不施有机肥、极少施用绿肥土杂肥、连作复种指数很高”的情况非常普遍，令人堪忧。
1.2 经验施肥为主、极少测土施肥、仪器指导施肥为空白的情况影响严重
“特色、优质、生态、安全”是烟叶生产的基本要求，而科学合理的施肥方式是决定烟叶内质外在的根本因素之一。然而，对南郑6站40余名技术员和40名烟农调查发现：烟叶施肥过程中，技术指导和实际施用都多以经验施肥为主，极少烟站组织烟农或烟农自发去测土配方施肥，仪器测试基本农田土壤养分指标的服务几乎是空白，这样在生产上造成的影响表现为：烟叶亩均产量年度波动大、片区相似地形产量不均衡、病虫害抗性分异大、烟株抗逆性差等，还会影响成熟度、油份、叶片结构、身份、色度、化学成分等内在质量因素。
1.3 山地烟区多生态因子影响下的施肥研究较少，难以为生产提供依据
秦巴山地烟区地形多变、小气候特点明显，光照、降水、温度年际变化较大，地理坡度、土壤质地、土壤母质等对水、肥、气、热的系统协调性影响也较大，如何在施肥过程中考虑到土壤原有养分的离子形态、存在数量、运动状态以及后加入化学肥料对烟株营养供给的影响，进而考虑坡度、地下水位、土壤质地（沙黏度、疏松度）、微生物与有机养分、微量元素等对肥效发挥、烟叶品质的影响。“卷烟上水平”以供应安全、优质、特色烟叶原料为根本和源头，在水—肥耦合过程在控制重金属等有害因子、彰显特色种植与管理是其唯一途径。而相关方面的试验和研究相对滞后，难易有效为生产安全、优质、特色烟叶原料服务。
2、秦巴山地烟叶种植测土配方施肥模型的理论探究
2.1 秦巴山地烟叶生产需肥规律的探究
烟草对养分元素的吸收表现在三要素上一般为N 2%、P2O5 0.5%、K2O 2.5%～3.0%，N∶P2O5∶K2O=1∶0.25∶1.25～1∶0.25：1.5；不同类型烟草对氮、磷、钾等养分的吸收量不一样，以白肋烟最大、烤烟次之、晒烟最少。
确定肥料用量需要考虑类型和品种、气候条件以及土壤类型， 一般长江以北平原和云南省烟区氮素用量以每亩1.5～3.5kg为宜（日本资料显示烤烟的氮适用量为6.6kg），云南提出的N∶P2O5∶K2O=1∶0.8∶1或 1∶1：1较合适。
烟草肥料分配原则是：基肥为主量要足，追肥为辅施要早，且要据肥料种类、烟草品质特性、土壤供肥性能和气候条件灵活掌握。南郑烟区雨热同期，养分容易流失，应在以基肥为主前提下适当增加追肥，宜采用“攻头（50%）、保尾（10%）、重中间（40%）”的分配方案。有机肥前期供氮不足、后期供应过头、堆肥中含氯高有效外观品质和烟味、分解过程产生异味杂气影响品种，使用需慎。
2.2 多生态因子影响下的秦巴山地烟叶种植测土配方施肥模型的建立
测土配方施肥以养分归还（补偿）学说、最小养分律、同等重要律、不可代替律、肥料效应报酬递减律和多因子综合作用律等为理论依据，以确定各养分的施肥总量和配比为主要内容。为了发挥肥料生产优质特色烟叶的效益，施肥应在在选用良种、合理密植、良好耕作的前提下多关注年均降雨量（A1）、年均温（A2）、年均光照强度（A3）、地理坡度（A4）、土壤质地指数（沙粘比（A5））等生态因子对肥效及用量的影响，进而形成一套完整的施肥技术体系。 考虑到亩均产量Yi主要受亩均氮N、磷P、钾K、W（主要微量元素养分）用量（单位Kg）制约，而各种肥效发挥因子ki又受生态因子Ai和土壤原有养分影响因子Kci综合控制，因而我们为进一步的测土配方施肥施肥实践建立理论研究的函数模型（Ⅰ）、（Ⅱ），如下：
Yi=k1N+k2P+k3K+∑kiWi （Ⅰ）
ki=f（A1，A2，A3，A4，A5）—KCi （Ⅱ）
评价烟区烟叶质量，从生产角度出发设计质量评价指数Ri须考虑平均价格Ci和中上等烟比例MTi，在某个烟区特定生产水平下应该生态因子Ai综合作用下的函数，而施肥技术起着主导作用，因此构建以下质量评价模型（Ⅲ）：
Ri=Ci*MTi+g（A1，A2，A3，A4，A5）+h（k1，k2，k3，k4）
其中，多元函数g（A1，A2，A3，A4，A5）是生态因子的烟叶质量影响表达式，h（k1，k2，k3，k4）是肥料养分的烟叶质量影响表达式，这需要建立在基础上数学模型分析确定量与量之间的关系。
以上参数可以设计相关的偏定量实验进行确定，在特定烟区生态系统里均是常数，从而可以确定某个特定烟区的生态因子Ai、肥效养分因子ki对烟叶产量、质量的关系，利于我们有效调控相关因子获得生产预期。
3、秦巴山地烟叶种植测土配方施肥模型的应用探究
3.1 秦巴山地烟叶种植测土配方施肥模型的计算机应用模块
通过研究某个特定烟区的生态因子Ai、肥效养分因子ki对烟叶产量、质量的函数关系，我们可以在设定生产预期和约束条件后（某个烟区生态系统确定以后，生态因子Ai也即确定，则ki也就确定），根据函数模型（Ⅰ）（Ⅱ）解析出N、P、K、W的合适值；对（Ⅲ）而言，有生产预期Ri、烟区多年Ci*MTi常数、g（A1，A2，A3，A4，A5）生态因子常函数，可求的h（k1，k2，k3，k4）的函数表达式，进而可以解析出肥效养分的数据。对以上模型，在生产上应用，必须突出其可操作性与实用性。所以，若利用数学编程软件和数据分析的相关技术，结合某烟区的生态因子特定数值，在函数模型中输入生产预期和约束条件，就能自动运行出所需N、P、K、W肥效养分的合适值。同时，也可以利用该模型预测产量，进行质量的预期评价。另外，还可利用模型的分析对如何调整肥效养分和改善生态因子进行探索和实践。当然，由于特定系统下采集数据的复杂性和数据分析的复杂性，使得必须借助于数学应用程序和分析软件等计算机技术，这将为测土配方施肥提供依据。
3.2 秦巴山地烟叶种植测土配方施肥模型的生产实践应用
秦巴山地烟叶种植肥料施用的现状和“安全、特色、优质”原料供应（亦即现代烟草农业基地单元建设）的要求之间存在矛盾，烟区唯有解决好精准地、有效的测土配方施肥问题，才能从根本让烟株“吃饱肥、吃好肥、长出好身体、生产好叶子”，真正生产出优质特色的秦巴山地烟叶。所以，当秦巴山地烟叶种植测土配方施肥模型在生产试验基础上确定下来后，我们可以利用计算机程序计算出所需要养分的数量，直接应用与生产，简单、快捷、有效。当然，理论模型的探究还需要进一步深入和完善。
参考文献：
[1]汉中烟草评吸的评价.资料来源：陕西中烟技术中心、郑州烟草研究院
[2]闫克玉等.烟草原料学[M].北京：科学出版社，2008
[3]何团结等 .实用农业多元统计分析系统的开发与应用[J].计算机与农业，2004