烤煙株型與產(chǎn)量和質(zhì)量的關(guān)系①

鄭登峰，陳 懿，陳 偉，梁貴林

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烤煙株型與產(chǎn)量和質(zhì)量的關(guān)系①

鄭登峰1，陳 懿2*，陳 偉2，梁貴林2

(1貴州省煙草公司畢節(jié)市公司，貴州畢節(jié) 551700；2貴州省煙草科學(xué)研究院，貴陽(yáng) 550081)

以K326品種為試驗(yàn)材料，通過大田試驗(yàn)不同施氮量和留葉數(shù)組合，培育不同烤煙株型，研究烤煙株型性狀與產(chǎn)量、質(zhì)量的關(guān)系，以提出烤煙的理想株型變化模式。結(jié)果表明：隨著葉層高、葉層寬、根系長(zhǎng)度、根系體積、凈同化率、作物生長(zhǎng)率、葉面積持續(xù)期等株型性狀數(shù)值的增加，烤煙產(chǎn)量增加；烤煙質(zhì)量綜合得分隨葉層寬和頂寬的增加呈拋物線變化趨勢(shì)。本研究烤煙株型動(dòng)態(tài)變化模式由3種株型的組合產(chǎn)生，分別為臺(tái)形 (table shape，簡(jiǎn)稱T)、鼓形 (drum shape，簡(jiǎn)稱D)、筒形 (cylinder shape，簡(jiǎn)稱C)，具體可劃分為5種變化模式，其中，T-D-C模式屬于低產(chǎn)量中等質(zhì)量類型；T-D-T-C模式化學(xué)成分協(xié)調(diào)，單葉重適宜，屬于低產(chǎn)量中等質(zhì)量和適宜產(chǎn)量較好質(zhì)量類型；T-D-T-D-C模式化學(xué)成分協(xié)調(diào)，單葉重和含梗率適宜，屬于低產(chǎn)量較好質(zhì)量和適宜產(chǎn)量較好質(zhì)量類型；D-C 模式化學(xué)成分不協(xié)調(diào)，單葉重偏大，含梗率偏高，屬于適宜產(chǎn)量較差質(zhì)量類型；D-T-D-C模式化學(xué)成分不協(xié)調(diào)，單葉重偏大，含梗率偏高，屬于適宜產(chǎn)量較差質(zhì)量、高產(chǎn)量較差質(zhì)量、高產(chǎn)量中等質(zhì)量類型。因此，本研究得出烤煙理想株型的動(dòng)態(tài)變化模式為T-D-T-D-C。

烤煙；理想株型；產(chǎn)量；質(zhì)量；栽培

1959年，株型概念首次在對(duì)水稻、大豆和甘薯的研究中提出[1-2]。一般而言，株型即指狹義株型，其中葉片的形態(tài)、空間分布和受光姿態(tài)是構(gòu)成株型的主要內(nèi)涵，根型、莖型、穗型等則是株型在形態(tài)學(xué)上的外延[3]。1968年，作物理想株型(ideotype) 的概念首次被提出[4]，理想株型被認(rèn)為是由影響作物光合作用、生長(zhǎng)發(fā)育和籽粒產(chǎn)量的性狀所組成，能最大限度地提高光能利用率，增加生物學(xué)產(chǎn)量和提高經(jīng)濟(jì)系數(shù)。理想株型的創(chuàng)造不但能提高作物產(chǎn)量，還有助于改善作物品質(zhì)[5]。株型對(duì)作物的群體光合生理[6-7]、產(chǎn)量[8-9]及質(zhì)量[10-11]影響顯著。

烤煙是我國(guó)的重要經(jīng)濟(jì)作物，煙葉產(chǎn)量和質(zhì)量決定煙農(nóng)的收益和煙草企業(yè)的發(fā)展?？緹熒a(chǎn)追求優(yōu)質(zhì)適產(chǎn)，強(qiáng)調(diào)煙葉質(zhì)量，同時(shí)力爭(zhēng)獲得盡可能高的煙葉產(chǎn)量。烤煙不同株型特征與栽培技術(shù)的調(diào)控作用有密切關(guān)系，良好的株型配置對(duì)烤煙的生長(zhǎng)發(fā)育、產(chǎn)量及質(zhì)量特色形成尤為重要。因此，明確烤煙的理想株型，對(duì)烤煙優(yōu)質(zhì)適產(chǎn)栽培具有重要意義。目前已有圍繞栽培措施對(duì)烤煙株型影響的相關(guān)研究[12-16]，唐遠(yuǎn)駒②關(guān)于烤煙株型與產(chǎn)量、質(zhì)量關(guān)系的研究為烤煙株型系統(tǒng)研究提供了研究手段和思路，但關(guān)于理想株型動(dòng)態(tài)變化方面的研究報(bào)道相對(duì)不多。為此，本研究通過組合不同施氮量和留葉數(shù)等栽培技術(shù)，培育不同烤煙株型，分析株型性狀和產(chǎn)量、質(zhì)量的關(guān)系，研究烤煙生長(zhǎng)發(fā)育過程中株型的動(dòng)態(tài)變化，明確不同株型模式烤煙的株型性狀和質(zhì)量特征，提出烤煙的理想株型模式。

1 材料與分析

1.1 供試土壤

本研究田間試驗(yàn)于2013年在貴州省煙草科學(xué)研究院位于開陽(yáng)縣的龍崗基地進(jìn)行。試驗(yàn)地土壤為黃壤(鋁質(zhì)常濕淋溶土)，基本性質(zhì)為：pH 6.0，有機(jī)質(zhì)47.37 g/kg，水解氮192.04 mg/kg，有效磷15.52 mg/kg，速效鉀237.07 mg/kg。

1.2 供試作物及肥料

烤煙品種：K326。肥料：烤煙專用基肥(N)∶(P2O5)∶(K2O)=10∶10∶25，烤煙專用追肥(N)∶(P2O5)∶(K2O)=13∶0∶26。

1.3 試驗(yàn)方法

設(shè)置影響烤煙株型的施氮量和留葉數(shù)兩個(gè)因素進(jìn)行研究，裂區(qū)設(shè)計(jì)，共設(shè)12個(gè)處理(表1)，每個(gè)處理3次重復(fù)，株行距為1.1 m × 0.6 m，各小區(qū)植煙60株。

表1 大田試驗(yàn)的裂區(qū)設(shè)計(jì)

于2013年4月中旬采用地膜井窖方式移栽，60% 純氮作基肥，條施于壟底，40% 純氮于團(tuán)棵期追施。留葉數(shù)為22片的處理，在50% 煙株達(dá)中心花開放期一次性打頂；其余處理要求足葉打頂，操作方法為達(dá)處理有效留葉數(shù)后，再長(zhǎng)出的葉片，其最大葉長(zhǎng)達(dá)10 cm時(shí)，去掉上部多余葉片，期間防止打頂損傷留下的葉片。對(duì)以上未提及的烤煙生產(chǎn)措施則按當(dāng)?shù)靥厣珒?yōu)質(zhì)煙葉生產(chǎn)規(guī)范進(jìn)行操作。

1.4 測(cè)評(píng)項(xiàng)目與方法

1.4.1 株型性狀測(cè)定 于烤煙移栽后35、45、60、75、90、105 d測(cè)定株型性狀，包括葉層高、葉層寬、頂寬、底寬、葉層寬在葉層高上的位置(圖1)。本文中涉及的葉層高、葉層寬、頂寬等數(shù)值均采用6個(gè)時(shí)期中的最大值。

葉層高：指煙株葉片著生或伸展的最低處到葉片著生或伸展的最高處的垂直距離。在采收前，葉層高和株高一致，采收后葉層高小于株高。葉層寬：是指煙株以莖桿為軸，葉片水平伸展的最寬處到莖桿的垂直距離，以植株的直徑表示。頂寬：以莖桿為軸，在葉片著生或伸展的最高處的葉片水平伸展的最寬處至莖桿的垂直距離。底寬：以莖桿為軸，在葉片著生或伸展的最低處的葉片水平伸展的最寬處至莖桿的垂直距離。葉層寬在葉層高上的位置：是指從煙株底寬處(葉片著生或伸展的最低處)至葉層寬處的垂直距離。

圖1 烤煙株型示意圖

1.4.2 株型劃分方法 參照烤煙株型劃分標(biāo)準(zhǔn)(表2)[12]，進(jìn)行株型劃分。

表2 烤煙株型劃分標(biāo)準(zhǔn)

1.4.3 根系性狀測(cè)定 于烤煙移栽后105 d采集根系樣品，利用winRHIZO根系分析系統(tǒng)分析根系體積和根系長(zhǎng)度。

1.4.4 群體生理學(xué)性狀測(cè)定 于烤煙移栽后75 d和105 d，選擇代表性煙株測(cè)定單株葉面積和干重，其中葉面積= 0.634 5×葉長(zhǎng)×葉寬，干重采用烘干法測(cè)定。通過以下公式計(jì)算作物生長(zhǎng)率(CGR)、凈同化率(NAR)、葉面積持續(xù)期(LAD)。

式中：1、1、1、1為第1次測(cè)定時(shí)的植株干重、測(cè)定時(shí)間、測(cè)定時(shí)的葉面積、測(cè)定時(shí)的葉面積指數(shù)，2、2、2、2為第2次測(cè)定時(shí)的植株干重、測(cè)定時(shí)間、測(cè)定時(shí)的葉面積、測(cè)定時(shí)的葉面積指數(shù)，為土地面積。

1.4.5 煙葉產(chǎn)量統(tǒng)計(jì) 烘烤結(jié)束后，將各炕初烤煙葉稱重累加除以種植面積，統(tǒng)計(jì)產(chǎn)量。

1.4.6 煙葉質(zhì)量分析 采集C3F等級(jí)初烤煙葉樣品，化學(xué)成分分析采用連續(xù)流動(dòng)法進(jìn)行，測(cè)定煙葉煙堿、總氮、糖、鉀和氯，檢測(cè)方法參考文獻(xiàn)[17]。

煙葉物理特性包括單葉重和含梗率，檢測(cè)方法參考文獻(xiàn)[18]。

煙葉感官質(zhì)量評(píng)價(jià)采用單料煙卷制評(píng)吸方法。感官質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)：香氣質(zhì)：好(10)、尚好(8)、一般(6)、較差(4)、差(2)；香氣量：充足(10)、足(8)、有(6)、微有(4)、平淡(2)；吃味：純凈舒適(12)、尚舒適(9)、微不舒適(7)、稍苦辣(4)、苦辣(1)；雜氣：無(10)、微有(8)、有(6)、較重(4)、重(1)；刺激性：輕(10)、微有(8)、有(6)、較大(4)、大(1)。

1.4.7 烤煙質(zhì)量綜合評(píng)價(jià) C3F等級(jí)初烤煙葉樣品，12個(gè)樣本，13項(xiàng)質(zhì)量指標(biāo)：煙堿、總糖、還原糖、總氮、鉀、氯、糖堿比、鉀氯比、香氣質(zhì)、香氣量、吃味、雜氣、刺激性。采用主成分分析方法，為消除原質(zhì)量指標(biāo)量綱不統(tǒng)一的影響，進(jìn)行主成分分析前，對(duì)所有數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理。

1.4.8 烤煙產(chǎn)量和質(zhì)量類型劃分 采用歐氏距離計(jì)算系數(shù)和離差平方和法聚類對(duì)初烤煙葉質(zhì)量綜合得分和產(chǎn)量進(jìn)行系統(tǒng)聚類分析。

1.4.9 烤煙株型性狀和產(chǎn)量、質(zhì)量的關(guān)系分析 采用曲線回歸方法進(jìn)行。

1.4.10 不同株型模式下株型性狀和質(zhì)量特征比較 采用不同株型模式對(duì)應(yīng)處理原始樣本群的株型性狀和質(zhì)量數(shù)據(jù)，通過方差分析得出。

1.5 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計(jì)分析

利用SPSS 13.0進(jìn)行方差分析、主成分分析、曲線回歸分析，DPS 7.05進(jìn)行系統(tǒng)聚類分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理烤煙產(chǎn)量和質(zhì)量

2.1.1 不同處理烤煙產(chǎn)量 對(duì)烤煙產(chǎn)量進(jìn)行系統(tǒng)聚類分析(圖2)，結(jié)果表明，本研究12個(gè)處理烤煙產(chǎn)量可劃分為3類。第一類為高產(chǎn)量類型，包括N120L22、N180L18和N180L22，產(chǎn)量變幅為3 141 ~ 3 515 kg/hm2；第二類為適宜產(chǎn)量類型，包括N60L18、N60L22、N120L14、N120L18和N180L14，產(chǎn)量變幅為2 631 ~ 3 015 kg/hm2；第三類為低產(chǎn)量類型，包括N0L14、N0L18、N0L22和N60L14，產(chǎn)量變幅為1 906 ~ 2 353 kg/hm2。

圖2 產(chǎn)量系統(tǒng)聚類圖

2.1.2 不同處理烤煙質(zhì)量 主成分分析表明，本研究提取的3個(gè)烤煙質(zhì)量因子，累積方差貢獻(xiàn)率達(dá)89.25%。根據(jù)旋轉(zhuǎn)后方差貢獻(xiàn)率計(jì)算各質(zhì)量因子的權(quán)重值，分別為0.447、0.278和0.275。質(zhì)量因子1代表香氣質(zhì)、香氣量、吃味、雜氣、刺激性，是感官質(zhì)量的綜合反映；質(zhì)量因子2代表總糖、還原糖、總氮、鉀、鉀氯比；質(zhì)量因子3代表煙堿、氯、糖堿比。

通過累加質(zhì)量因子得分系數(shù)與對(duì)應(yīng)原質(zhì)量指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化值的乘積后獲得質(zhì)量因子得分，基于質(zhì)量因子得分和質(zhì)量因子的權(quán)重值建立質(zhì)量綜合得分模型：質(zhì)量綜合得分F=0.447 F1+0.278 F2+0.275 F3。各處理煙葉質(zhì)量因子得分及質(zhì)量綜合得分見表3。

對(duì)煙葉質(zhì)量綜合得分進(jìn)行系統(tǒng)聚類分析，本研究12個(gè)處理可劃分為3類。第一類為較好質(zhì)量類型，包括N0L22、N60L18和N60L22；第二類為中等質(zhì)量類型，包括N0L14、N0L18、N60L14、N120L22和N180L22；第三類為較差質(zhì)量類型，包括N120L14、N120L18、N180L14和N180L18。不同處理烤煙質(zhì)量類型劃分為不同株型烤煙質(zhì)量類型評(píng)價(jià)提供支撐，為理想株型選擇提供質(zhì)量依據(jù)。

為驗(yàn)證該煙葉質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)方法是否可行，煙葉質(zhì)量綜合得分是否合理，將劃分的3個(gè)質(zhì)量類型樣本群的感官質(zhì)量總分進(jìn)行方差分析(表4)。較好質(zhì)量類群的感官質(zhì)量總分均值為40.25，中等質(zhì)量類群的感官質(zhì)量總分均值為39.34，較差質(zhì)量類群的感官質(zhì)量總分均值為38.05，煙葉質(zhì)量類型樣本群間感官質(zhì)量總分差異顯著。

表3 質(zhì)量因子得分及質(zhì)量綜合得分

表4 不同質(zhì)量類型煙葉感官質(zhì)量總分方差分析

注：不同小寫字母表示各質(zhì)量類型間差異在<0.05水平顯著。

2.2 烤煙株型性狀與產(chǎn)量、質(zhì)量的關(guān)系

將12個(gè)處理的烤煙株型性狀與對(duì)應(yīng)產(chǎn)量和質(zhì)量綜合得分進(jìn)行回歸分析，得到回歸方程，并進(jìn)行擬合求值(表5、表6)?？緹煯a(chǎn)量與葉層高、葉層寬、凈同化率呈“S”形曲線回歸關(guān)系；當(dāng)葉層高、葉層寬分別在70 ~ 130 cm和100 ~ 130 cm時(shí)，隨著葉層高、葉層寬的增加，烤煙產(chǎn)量逐漸升高；當(dāng)凈同化率在0.5 ~ 3.5 g/(m2·d) 時(shí)，烤煙產(chǎn)量隨凈同化率的增加而升高，當(dāng)凈同化率增至一定程度后，烤煙產(chǎn)量增幅逐漸變小并趨于穩(wěn)定。烤煙產(chǎn)量與根系長(zhǎng)度、根系體積呈冪函數(shù)回歸關(guān)系，當(dāng)根系長(zhǎng)度、根系體積分別在3 000 ~ 9 000 cm和60 ~ 200 cm3范圍時(shí)，烤煙產(chǎn)量隨根系長(zhǎng)度、根系體積的增加而升高?？緹煯a(chǎn)量與作物生長(zhǎng)率呈線性關(guān)系，當(dāng)作物生長(zhǎng)率在0 ~ 10 g/(m2·d) 時(shí)，隨著作物生長(zhǎng)率的增加，烤煙產(chǎn)量線性平穩(wěn)遞增?？緹煯a(chǎn)量與葉面積持續(xù)期呈二次曲線回歸關(guān)系；當(dāng)葉面積持續(xù)期在30 ~ 80 d時(shí)，烤煙產(chǎn)量隨葉面積持續(xù)期的增長(zhǎng)而增加，增幅逐步加大。

表5 烤煙株型性狀與產(chǎn)量的回歸分析

注：**和*分別代表回歸關(guān)系在<0.01和<0.05水平顯著，下同。

烤煙質(zhì)量與葉層寬、頂寬呈二次曲線回歸關(guān)系，當(dāng)葉層寬在100 ~ 130 cm時(shí)，隨著葉層寬的增加，烤煙質(zhì)量呈先升后降的拋物線變化，當(dāng)葉層寬為112 cm時(shí)烤煙質(zhì)量最好，之后質(zhì)量快速下降；當(dāng)頂寬在80 ~ 120 cm時(shí)，隨著頂寬的增加，烤煙產(chǎn)量呈先升后降的拋物線變化，頂寬為86.73 cm時(shí)烤煙質(zhì)量最好。

表6 烤煙株型性狀與質(zhì)量的回歸分析

2.3 烤煙株型變化模式

隨著烤煙生長(zhǎng)發(fā)育進(jìn)程的推進(jìn)以及栽培措施的調(diào)控作用，株型呈動(dòng)態(tài)變化，各時(shí)期的株型配置對(duì)烤煙生長(zhǎng)發(fā)育、產(chǎn)量和質(zhì)量的形成具有重要影響。本研究烤煙株型動(dòng)態(tài)變化模式由3種株型的組合產(chǎn)生，分別為臺(tái)形(table shape，簡(jiǎn)稱T)、鼓形(drum shape，簡(jiǎn)稱D)、筒形(cylinder shape，簡(jiǎn)稱C)，按各時(shí)期株型配置相似的原則，可將12個(gè)處理煙株株型的動(dòng)態(tài)變化過程進(jìn)行模式劃分，共分為5類(表7)。N0L14和N60L14處理煙株的株型變化模式為T-D-C；N0L18和N60L18處理煙株的株型變化模式為T-D-T-C；N0L22和N60L22處理煙株的株型變化模式為T-D-T-D-C；N120L14和N180L14處理煙株的株型變化模式為D-C；其余4個(gè)處理煙株的株型變化模式為D-T-D-C。

表7 施氮量和留葉數(shù)對(duì)烤煙株型變化的影響

2.4 不同烤煙株型變化模式下的株型性狀和質(zhì)量特征

2.4.1 株型性狀 T-D-C株型模式的葉層高、根系長(zhǎng)度、根系體積、作物生長(zhǎng)率、凈同化率最小，其中葉層高和作物生長(zhǎng)率顯著小于其余株型模式；葉面積持續(xù)期僅為41.15 d，與其余株型模式間差異顯著。T-D-T-C株型模式的葉層寬最小。T-D-T-D-C株型模式的凈同化率最大，是最小值的2.79倍；頂寬最小。D-C株型模式的葉層寬、頂寬、根系長(zhǎng)度最大。D-T-D-C 株型模式的葉層高、根系體積、作物生長(zhǎng)率最大；葉面積持續(xù)期達(dá)74.56 d，與其余株型模式間差異達(dá)顯著水平。T-D-C 株型模式的株型性狀數(shù)值最小，制約了煙葉的產(chǎn)量；D-T-D-C 株型模式的株型性狀數(shù)值較大，為實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)量建立了相應(yīng)的生理學(xué)基礎(chǔ)。

表8 不同烤煙株型變化模式下的株型性狀

注: 同列不同小寫字母表示不同株型變化模式間差異在<0.05水平顯著。

2.4.2 質(zhì)量特征 T-D-C株型模式的葉片總糖和還原糖含量、總氮含量、含梗率適宜，煙堿含量偏高，糖堿比偏??；在5種株型模式中，其鉀含量和含梗率最低。T-D-T-C株型模式的葉片總糖和還原糖含量、總氮含量、單葉重適宜，糖堿比協(xié)調(diào)；煙堿和總氮含量最低，總糖和還原糖含量最高。T-D-T-D-C株型模式的葉片總糖和還原糖含量、單葉重、含梗率適宜，糖堿比協(xié)調(diào)；感官質(zhì)量各項(xiàng)指標(biāo)得分均最高，單葉重最小。D-C株型模式的葉片煙堿含量偏高，總糖和還原糖含量偏低，糖堿比偏小，單葉重偏大，含梗率偏高；煙堿和總氮含量最高，含量分別高達(dá)53.75 g/kg和23.85 g/kg，總糖和還原糖含量最低，鉀含量最高，感官質(zhì)量各項(xiàng)指標(biāo)得分均最低。D-T-D-C株型模式的葉片煙堿含量偏高，總糖和還原糖含量偏低，糖堿比偏小，單葉重偏大，含梗率偏高；單葉重最大、含梗率最高，單葉重達(dá)13.28 g，含梗率達(dá)30.62%。

表9 不同烤煙株型變化模式下的質(zhì)量特征

注: 同行不同小寫字母表示不同株型變化模式間差異在<0.05水平顯著。

2.5 烤煙理想株型

根據(jù)上文劃分的不同處理烤煙產(chǎn)量類型和質(zhì)量類型，參照不同處理烤煙的株型模式，可以得到不同烤煙株型模式下的產(chǎn)質(zhì)量類型(表10)，可見烤煙理想株型的動(dòng)態(tài)變化模式為T-D-T-D-C，生育前期株型表現(xiàn)為臺(tái)形，旺長(zhǎng)階段呈現(xiàn)鼓形-臺(tái)形變化，打頂后株型表現(xiàn)為鼓形，成熟階段呈現(xiàn)鼓形-筒形變化。

表10 不同烤煙株型變化模式下的產(chǎn)質(zhì)量類型

3 討論

3.1 烤煙株型性狀與產(chǎn)量的關(guān)系

經(jīng)模型值顯著性檢驗(yàn)，烤煙產(chǎn)量與葉層高、葉層寬、凈同化率呈“S”形曲線回歸關(guān)系，與根系長(zhǎng)度、根系體積呈冪函數(shù)回歸關(guān)系，與作物生長(zhǎng)率呈線性關(guān)系，與葉面積持續(xù)期呈二次曲線回歸關(guān)系。薛吉全等[19]在玉米的株型研究中指出，良好的株型結(jié)構(gòu)和光分布是正常生理代謝活動(dòng)的基礎(chǔ)，而葉面積系數(shù)(LAI)、凈同化率(NAR)和作物生長(zhǎng)率(CGR)是物質(zhì)生產(chǎn)的重要因素。當(dāng)葉層高、葉層寬分別在70 ~ 130 cm和100 ~ 130 cm時(shí)，隨著葉層高、葉層寬的增加，烤煙產(chǎn)量逐漸增加，可能與葉層高、葉層寬影響烤煙群體的光能截獲量有關(guān)。當(dāng)根系長(zhǎng)度、根系體積分別在3 000 ~ 9 000 cm和60 ~ 200 cm3時(shí)，烤煙產(chǎn)量隨根系長(zhǎng)度、根系體積的增加而增加，發(fā)達(dá)的根系有助于吸收更多的養(yǎng)分和水分并輸送至煙株地上部。隨著作物生長(zhǎng)率的增加，烤煙產(chǎn)量線性平穩(wěn)遞增，表明烤煙生長(zhǎng)發(fā)育關(guān)鍵時(shí)期的作物生長(zhǎng)率可直接表征最終產(chǎn)量。當(dāng)凈同化率在0.5 ~ 3.5 g/(m2·d) 時(shí)，烤煙產(chǎn)量隨凈同化率的增加而升高，當(dāng)凈同化率增至一定程度后，烤煙產(chǎn)量增幅逐漸變小并趨于穩(wěn)定。通過合理適時(shí)的水肥調(diào)控，可以提高單株的光合速率為途徑，實(shí)現(xiàn)群體凈同化率的提升，快速提升產(chǎn)量水平，但由于煙株個(gè)體發(fā)育與群體光能和養(yǎng)分分配的協(xié)調(diào)作用，群體單位葉面積的光合速率存在極限值，當(dāng)接近該極限值時(shí)產(chǎn)量水平也趨于最大。王慶成等[20]就優(yōu)化玉米的群體結(jié)構(gòu)問題時(shí)指出，在葉面積指數(shù)較高的條件下，夾角越小，群體光合速率越高。葉面積持續(xù)期指一段時(shí)間內(nèi)葉面積指數(shù)對(duì)時(shí)間的積分，其決定于冠層光合組織的大小和持續(xù)時(shí)間。當(dāng)葉面積持續(xù)期在30 ~ 80 d時(shí)，烤煙產(chǎn)量隨葉面積持續(xù)期的增長(zhǎng)而增加，增幅逐步加大，因?yàn)槿~面積持續(xù)期的長(zhǎng)短與群體光能截獲量有關(guān)，通過栽培措施大幅增加群體葉面積指數(shù)和防止葉片過快成熟衰老可能有助于提升烤煙產(chǎn)量。

3.2 烤煙株型性狀與質(zhì)量的關(guān)系

烤煙質(zhì)量與葉層寬、頂寬呈二次曲線回歸關(guān)系，經(jīng)值檢驗(yàn)，葉層寬回歸模型達(dá)極顯著水平，頂寬回歸模型達(dá)顯著水平。當(dāng)葉層寬在100 ~ 130 cm時(shí)，隨著葉層寬的增加，烤煙質(zhì)量呈先升后降的拋物線變化，葉層寬為112 cm時(shí)烤煙質(zhì)量最好，之后質(zhì)量快速下降。葉層寬大小表征煙株個(gè)體發(fā)育狀況，葉層寬過大，煙株長(zhǎng)勢(shì)過旺，煙葉生理代謝失調(diào)，初烤煙葉質(zhì)量下降。當(dāng)頂寬在80 ~ 120 cm時(shí)，隨著頂寬的增加，烤煙產(chǎn)量呈先升后降的拋物線變化，頂寬為86.73 cm時(shí)烤煙質(zhì)量最好。頂寬大小代表煙株生育后期的營(yíng)養(yǎng)狀況，頂寬過大，煙株中下部葉層容易出現(xiàn)光脅迫，同時(shí)煙株養(yǎng)份供應(yīng)過剩，煙葉化學(xué)物質(zhì)轉(zhuǎn)化和積累不正常，初烤煙葉質(zhì)量明顯下降。

3.3 烤煙不同株型模式的株型性狀與質(zhì)量特征

按各時(shí)期的株型配置相似的原則，將本研究中12個(gè)處理煙株株型的動(dòng)態(tài)變化過程進(jìn)行模式劃分，共分為5類。T-D-C株型模式，株型性狀數(shù)值最小，決定其煙株的光合碳固定的強(qiáng)度較小，過早地打頂導(dǎo)致煙株庫(kù)源發(fā)生改變，引起激素代謝失調(diào)，葉片中煙堿含量劇增，留葉數(shù)較少進(jìn)一步加劇了該趨勢(shì)。T-D-T-C株型模式的葉層寬最小，總糖和還原糖含量、總氮含量、單葉重適宜，糖堿比協(xié)調(diào)。T-D-T-D-C株型模式的凈同化率最大，頂寬最小，總糖和還原糖含量、單葉重、含梗率適宜，糖堿比協(xié)調(diào)，表明該株型模式的群體光合速率最大。D-C株型模式的葉層寬、頂寬、根系長(zhǎng)度最大；煙堿含量偏高，總糖和還原糖含量偏低，糖堿比偏小，單葉重偏大，含梗率偏高。煙株長(zhǎng)勢(shì)過旺，過早打頂和較少留葉的措施導(dǎo)致葉片碳氮代謝失調(diào)，單葉重偏大，含梗率偏高。D-T-D-C株型模式株型性狀數(shù)值最大，決定其煙株的光合碳固定代謝和轉(zhuǎn)化代謝強(qiáng)度大，為含氮化合物大量合成提供了足夠的碳源和能量，同時(shí)根系吸收了大量的氮素，最終導(dǎo)致葉片碳氮代謝失調(diào)。

3.4 烤煙的理想株型

薛小平等[12]研究植煙密度和留葉數(shù)兩因子組合的栽培技術(shù)對(duì)K326株型的影響，認(rèn)為貴州煙區(qū)K326打頂后的理想株型為高臺(tái)型-筒型(T-C)。本研究同樣以K326為試材，提出烤煙理想株型的動(dòng)態(tài)變化模式呈現(xiàn)為T-D-T-D-C，該模式烤煙化學(xué)成分協(xié)調(diào)，單葉重和含梗率適宜，屬于低產(chǎn)量較好質(zhì)量和適宜產(chǎn)量較好質(zhì)量類型。該結(jié)果與薛小平等[12]的研究結(jié)果略有差異，可能與影響烤煙株型形成的栽培因子組合以及當(dāng)季試驗(yàn)點(diǎn)的氣候條件不同有關(guān)。不同生態(tài)條件所適應(yīng)的株型不同，特定基因型在不同生態(tài)條件下的反應(yīng)也不同[5]。大量研究顯示，土壤質(zhì)地、光照強(qiáng)度、降雨量等環(huán)境條件對(duì)烤煙的生長(zhǎng)與株型影響很大，進(jìn)一步影響烤煙干物質(zhì)積累和品質(zhì)形成[21-24]。栽培措施對(duì)烤煙株型的形成也具有重要影響[13-14]。關(guān)于烤煙的理想株型研究，下一步應(yīng)重點(diǎn)圍繞影響烤煙不同株型性狀配置(葉片、莖桿、根系)的因子(栽培措施、生態(tài)資源、品種遺傳)以及關(guān)鍵生育階段主要株型性狀構(gòu)成與功能運(yùn)轉(zhuǎn)(冠層光合、根呼吸)、生理代謝、物質(zhì)形成、葉片組織發(fā)育的關(guān)系等開展。

4 結(jié)論

隨著葉層高、葉層寬、根系長(zhǎng)度、根系體積、凈同化率、作物生長(zhǎng)率、葉面積持續(xù)期等株型性狀數(shù)值的增加，烤煙產(chǎn)量升高；烤煙質(zhì)量綜合得分隨葉層寬和頂寬的增加呈拋物線變化趨勢(shì)。按各時(shí)期株型配置相似的原則，本研究共劃分了5類烤煙株型動(dòng)態(tài)變化模式?？緹熇硐胫晷偷膭?dòng)態(tài)變化模式呈現(xiàn)為T-D-T-D-C，該模式烤煙化學(xué)成分協(xié)調(diào)，單葉重和含梗率適宜，屬于低產(chǎn)量較好質(zhì)量和適宜產(chǎn)量較好質(zhì)量類型。

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Relationship Between Plant Type and Yield & Quality of Flue-cured Tobacco

ZHENG Dengfeng1, CHEN Yi2*, CHEN Wei2, LIANG Guilin2

(1 Bijie Company of Guizhou Tobacco Company, Bijie, Guizhou 551700, China; 2 Guizhou Academy of Tobacco Science, Guiyang 550081, China)

Flue-cured tobacco variety K326 was taken as the test material, different combinations of nitrogen fertilization and leaf number remained were set up to get different plant types of flue-cured tobacco, then the relationship between plant type and yield & quality of flue-cured tobacco were analyzed so as to put forward the dynamic change pattern of the ideotype. The results showed that the yield of flue-cured tobacco increased with the increases of leaf layer height and width, root length and volume, net assimilation rate (NAR), crop growth rate (CGR) and leaf area duration (CGR). With the increases of leaf layer width and top leaf width, tobacco quality showed a parabolic trend. The dynamic change patterns of the flue-cured tobacco were derived from the combinations of three plant types, which included table shape (T), drum shape (D), and cylinder shape (C), respectively. Five patterns were divided and compared, among of them, T-D-C pattern belonged to the type of low production and medium quality. T-D-T-C pattern was harmonious in chemical components and appropriate in leaf weight, belonged to the type of low production and medium quality, as well as appropriate production and better quality. T-D-T-D-C pattern was harmonious in chemical components, appropriate in leaf weight and stem proportion, belonged to the type of low production and better quality, as well as appropriate production and better quality. D-C pattern was unharmonious in chemical components, great weight in leaf and high proportion in stem content, belonged to the type of appropriate production and poor quality. D-T-D-C pattern was unharmonious in chemical components, big weight in leaf and high proportion in stem content, belonged to the type of appropriate production and poor quality, high production and poor quality, as well as high production and medium quality. Therefore, the dynamic change pattern of ideotype of flue-cured tobacco was T-D-T-D-C pattern.

Flue-cured tobacco; Ideotype; Yield; Quality; Cultivation

10.13758/j.cnki.tr.2018.04.010

S572

A

中國(guó)煙草總公司科技重點(diǎn)項(xiàng)目(11020140212)和貴州省煙草公司科技項(xiàng)目(201614)資助。

(chenyi829@126.com)

鄭登峰(1979—)，男，貴州貴陽(yáng)人，碩士，農(nóng)藝師，主要從事烤煙生產(chǎn)技術(shù)研究。E-mail:139844720@qq.com

②貴州省煙草科學(xué)研究所. 報(bào)告與論文匯編，2001