養(yǎng)分投入量與氮肥基追比對(duì)烤煙新品系GZ36產(chǎn)質(zhì)量的影響

朱經(jīng)偉, 王 軼, 謝升東, 劉艷霞, 張 恒, 夏海乾, 鄭少清, 彭 友, 董詳立, 蔣石香*

(1.貴州省煙草科學(xué)研究院, 貴州 貴陽 550081; 2.貴州省煙草公司 遵義市公司, 貴州 遵義 563099)

0 引言

【研究意義】煙葉風(fēng)格特色的彰顯程度是生態(tài)環(huán)境、烤煙品種和栽培技術(shù)共同作用的結(jié)果[1],其對(duì)煙葉質(zhì)量的貢獻(xiàn)率分別為56%、32%和10%[2-4]。在生態(tài)環(huán)境保持相對(duì)一致條件下,適宜的栽培技術(shù)措施有利于改善特色品種煙葉的風(fēng)格特色。養(yǎng)分投入量及其在基肥與追肥中的分配比例是栽培技術(shù)施肥環(huán)節(jié)的關(guān)鍵,其中,以氮肥對(duì)烤煙產(chǎn)量和品質(zhì)的影響最為顯著[5-6]。因此,研究配套施肥技術(shù)對(duì)推動(dòng)烤煙新品系推廣應(yīng)用具有現(xiàn)實(shí)意義?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】目前,針對(duì)烤煙新品系的配套施肥技術(shù)主要從烤煙全生育期施用氮磷鉀中選一種或幾種養(yǎng)分投入量對(duì)其產(chǎn)質(zhì)量的影響開展研究。楊麗平等[7-10]通過設(shè)置氮肥投入量梯度,研究了云煙207、豫煙7號(hào)、豫煙9號(hào)、云煙97、09011的產(chǎn)質(zhì)量對(duì)氮肥的響應(yīng);潘周云等[11-12]以云煙87和K326的氮磷鉀推薦比例為藍(lán)本,研究了烤煙新品種NC102、GN10-3和GN8-1的施肥推薦量;羅琳等[13-14]研究表明,“3414”肥料效應(yīng)試驗(yàn)確定的養(yǎng)分投入量可作為引種品系KRK26、NC102的養(yǎng)分投入推薦量。【研究切入點(diǎn)】施肥量與氮肥的基追比是植物營(yíng)養(yǎng)研究領(lǐng)域中影響烤煙產(chǎn)量與品質(zhì)的關(guān)鍵因素[15-16]。目前,對(duì)烤煙新品系的施肥參數(shù)研究集中于單一養(yǎng)分,或多種養(yǎng)分配施,關(guān)于不同施肥量與氮肥基追比對(duì)烤煙產(chǎn)質(zhì)量的影響研究鮮有報(bào)道?！緮M解決的關(guān)鍵問題】探究不同養(yǎng)分投入量和氮肥基追比對(duì)烤煙新品系GZ36農(nóng)藝性狀、經(jīng)濟(jì)性狀、品質(zhì)性狀和感官質(zhì)量的影響,篩選適宜其種植的養(yǎng)分投入量和氮肥基追比,以期為烤煙新品種(系)的推廣應(yīng)用和烤煙種植關(guān)鍵施肥技術(shù)的完善提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2020—2021年在貴州省煙草科學(xué)研究院安順市平壩試驗(yàn)基地進(jìn)行,地處106.24°E、26.43°N,屬中國(guó)喀斯特地貌典型區(qū),亞熱帶濕潤(rùn)型季風(fēng)氣候,海拔1 248.0 m,年平均日照時(shí)數(shù)約1 100.0 h,年平均溫度14.8 ℃,無霜期310 d,年降雨量1 030～1 100 mm。土壤類型為黃壤,質(zhì)地為黏壤土,土壤pH 5.84,有機(jī)質(zhì)34.4 g/kg,全氮2.2 g/kg,全磷0.7 g/kg,全鉀16.1 g/kg,堿解氮163.66 mg/kg,有效磷10.5 mg/kg,速效鉀336.9 mg/kg,容重1.10 g/cm3。

1.2 試驗(yàn)材料

1.2.1 烤煙 供試品種為烤煙新品系GZ36,由貴州省煙草科學(xué)研究院提供。

1.2.2 肥料 硝酸鉀(13.5-0-44.5)、硫酸鉀(0-0-50)、尿素(46-0-0)、氯化鉀(0-0-60)、硝酸銨(34-0-0)、過磷酸鈣(0-15-0)、磷酸一銨(10-50-0)均購自貴州科泰金福農(nóng)業(yè)發(fā)展有限公司。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 2021年4-10月進(jìn)行烤煙田間試驗(yàn),采用正交試驗(yàn)設(shè)計(jì),以養(yǎng)分投入量和氮肥基追比為試驗(yàn)變量,每變量分別設(shè)置3個(gè)梯度,養(yǎng)分投入量:377.1 kg/hm2、440.0 kg/hm2、502.9kg/hm2,氮肥基追比:4∶6、6∶4、8∶2,共9個(gè)處理,3次重復(fù)。其中養(yǎng)分投入量377.1 kg/hm2,氮肥基追比8∶2為貴州煙葉生產(chǎn)的常規(guī)施肥方式。按照隨機(jī)區(qū)組排列,每小區(qū)種植4行,每行植煙15株,行距1.10 m,株距0.55 m。各處理氮、磷、鉀投入比均為1.00∶0.76∶2.63,其中,磷肥均作基肥,追鉀肥占鉀肥總投入量的1/2,在烤煙移栽后20 d窩施。在烤煙移栽后40 d清除煙株腳葉2片,并于中心花開放50%時(shí)按照相應(yīng)留葉數(shù)進(jìn)行打頂。其他農(nóng)事操作均按照當(dāng)?shù)貎?yōu)質(zhì)煙葉生產(chǎn)技術(shù)規(guī)范進(jìn)行[17]。

1.3.2 樣品采集與分析

1) 農(nóng)藝性狀?？緹焾A頂期每小區(qū)選取具有典型代表性煙株5株,依據(jù)《煙草農(nóng)藝性狀調(diào)查測(cè)量方法》(YC/T 142—2010)[18]測(cè)定株高、莖圍、最大葉葉長(zhǎng)和葉寬、倒3葉(打頂端向下第3片有效葉)葉長(zhǎng)和葉寬,并計(jì)算葉面積。

葉面積=葉長(zhǎng)×葉寬×0.634 5

2) 經(jīng)濟(jì)性狀。依據(jù)《烤煙》(GB 2635—1992)[19]進(jìn)行分級(jí),統(tǒng)計(jì)各處理煙葉產(chǎn)量、產(chǎn)值、上等煙比例、上中等煙比例和均價(jià)。

3) 常規(guī)化學(xué)成分。每處理選取C3F、B2F等級(jí)煙葉樣品1.0 kg,去梗后樣品用于測(cè)定煙堿、還原糖、鉀、總氮、總糖和氯含量[20-25],并計(jì)算糖堿比、氮堿比和鉀氯比。參照《中國(guó)煙草種植區(qū)劃》[26]計(jì)算煙葉常規(guī)化學(xué)成分協(xié)調(diào)性評(píng)價(jià)綜合得分,即每項(xiàng)指標(biāo)賦值得分與相應(yīng)權(quán)重的乘積之和,各指標(biāo)賦值方法如表1所示。煙堿、總氮、還原糖、鉀、糖堿比、氮堿比和鉀氯比權(quán)重分別為0.18、0.10、0.15、0.09、0.27、0.12和0.11。

表1 烤煙化學(xué)成分指標(biāo)的賦值

4) 煙葉感官質(zhì)量。由貴州省煙草科學(xué)研究院7位獲得省級(jí)及以上感官評(píng)價(jià)資質(zhì)的專家參照《煙草及煙草制品 感官評(píng)價(jià)方法》(YC/T 138—1998)[27]對(duì)煙葉的香氣質(zhì)、香氣量、吃味、雜氣、刺激性等指標(biāo)進(jìn)行感官評(píng)價(jià),并采用九分制標(biāo)準(zhǔn)打分。參照《中國(guó)煙草種植區(qū)劃》計(jì)算綜合得分[26],綜合得分越高,煙葉各指標(biāo)質(zhì)量越好。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

采用Excel 2013、SAS 9.1和Sigmaplot 12.0對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同養(yǎng)分投入量與氮肥基追比處理烤煙圓頂期的農(nóng)藝性狀

從表2看出,不同養(yǎng)分投入量與氮肥基追比對(duì)烤煙新品系GZ36農(nóng)藝性狀的影響明顯。隨著養(yǎng)分投入量增加,烤煙的株高、莖圍、葉片數(shù)、最大葉面積均呈增加趨勢(shì)。當(dāng)養(yǎng)分投入量為502.9 kg/hm2時(shí),烤煙株高、莖圍、葉片數(shù)、最大葉面積和倒三葉面積均達(dá)最大,分別為105.2 cm、9.8 cm、23.6片、1 279.9 cm2和479.8 cm2,其中,株高、葉片數(shù)、最大葉面積分別較養(yǎng)分投入量377.1 kg/hm2處理顯著增加13.1%、11.3%、27.5%。不同氮肥基追比對(duì)烤煙的莖圍、葉片數(shù)和倒三葉面積的影響差異不顯著。當(dāng)?shù)驶繁冗_(dá)6∶4時(shí),烤煙的株高、莖圍和葉片數(shù)均達(dá)最大,分別為105.0 cm、9.6 cm和22.3片,其中,株高較氮肥基追比為4∶6和8∶2處理分別顯著提高8.0%和4.4%,最大葉面積較氮肥基追比為4∶6處理顯著提高24.6%。表明,當(dāng)養(yǎng)分投入量為502.9 kg/hm2、氮肥基追比例為6∶4時(shí),有利于改善烤煙圓頂期的農(nóng)藝性狀。

表2 不同養(yǎng)分投入量與氮肥基追比處理烤煙新品系GZ36圓頂期的農(nóng)藝性狀

2.2 不同養(yǎng)分投入量與氮肥基追比處理烤煙的經(jīng)濟(jì)性狀

從表3看出,不同養(yǎng)分投入量與氮肥基追比對(duì)烤煙新品系GZ36的經(jīng)濟(jì)性狀存在不同程度影響。隨著養(yǎng)分投入量和氮肥基追比逐漸增加,烤煙的產(chǎn)量、產(chǎn)值增加。當(dāng)養(yǎng)分投入量為502.9 kg/hm2時(shí),烤煙的產(chǎn)量和產(chǎn)值達(dá)最大,分別為2 671.8 kg/hm2和5.0萬元/hm2,較養(yǎng)分投入量為377.1 kg/hm2處理分別顯著提高24.6%和19.0%;而3種養(yǎng)分投入量處理烤煙的上等煙比例、中上等煙比例和均價(jià)分別為36.9%～37.8%、72.5%～75.8%和18.9～19.4元/kg,差異均不顯著。當(dāng)?shù)驶繁冗_(dá)8∶2時(shí),烤煙的產(chǎn)量和產(chǎn)值達(dá)最大,分別為2 738.8 kg/hm2和5.3萬元/hm2,較氮肥基追比4∶6處理分別顯著提高29.7%和29.3%。3種氮肥基追比處理烤煙的上等煙比例、中上等煙比例和均價(jià)分別為35.3%～39.7%、72.1%～75.2%和18.6～19.6元/kg,差異均不顯著。綜合看,增加養(yǎng)分投入量或氮肥在基肥中的施用比例,有利于提高烤煙的產(chǎn)量和產(chǎn)值,從而提高種植效益。

表3 不同養(yǎng)分投入量與氮肥基追比處理烤煙新品系GZ36的經(jīng)濟(jì)性狀

2.3 不同養(yǎng)分投入量與氮肥基追比處理烤煙的品質(zhì)性狀

從表4看出,不同養(yǎng)分投入量與氮肥基追比對(duì)烤煙新品系GZ36烤后煙葉的主要化學(xué)成分指標(biāo)影響存在差異。中部葉:與養(yǎng)分投入量為377.1 kg/hm2比,養(yǎng)分投入量為440.0 kg/hm2水平下的總氮和鉀含量分別提升0.12百分點(diǎn)和0.23百分點(diǎn),協(xié)調(diào)性評(píng)價(jià)總分較高,為95.64分;當(dāng)養(yǎng)分投入量增加至502.9 kg/hm2,雖然中部葉的鉀氯比顯著提高,但其余指標(biāo)與養(yǎng)分投入量440.0 kg/hm2水平的差異均不顯著。隨氮肥基追比增加,還原糖含量、糖堿比和鉀氯比均呈先升高后降低趨勢(shì),協(xié)調(diào)性評(píng)價(jià)總分以氮肥基追比為6∶4最高,達(dá)97.65分。上部葉:隨著養(yǎng)分投入量增加,雖然煙堿、總氮和鉀含量呈逐漸增加趨勢(shì),但煙葉的化學(xué)成分協(xié)調(diào)性下降,與養(yǎng)分投入量440.0 kg/hm2水平比,增加養(yǎng)分投入量后,煙葉協(xié)調(diào)性評(píng)價(jià)總分降低0.32～3.21分。不同氮肥基追比對(duì)上部葉主要化學(xué)成分的影響與養(yǎng)分投入量規(guī)律相似,隨著氮肥基追比提高,煙堿含量呈增加趨勢(shì),但氮堿比和鉀氯比降低,當(dāng)?shù)驶繁冗_(dá)8∶2時(shí),協(xié)調(diào)性評(píng)價(jià)總分降低至86.23分?？梢?提高養(yǎng)分投入量和氮肥基追比例,在一定程度上可有效改善烤煙中部葉的主要化學(xué)成分協(xié)調(diào)性,但過量的養(yǎng)分投入和氮肥基追比例不利于烤煙上部葉主要化學(xué)成分協(xié)調(diào)性的改善。結(jié)合養(yǎng)分投入量和氮肥基追比例對(duì)烤后煙葉主要化學(xué)成分的影響規(guī)律認(rèn)為,最佳養(yǎng)分投入量為377.1～440.0 kg/hm2,最適氮肥基追比例為4∶6～6∶4。

表4 不同養(yǎng)分投入量與氮肥基追比處理烤后煙葉的常規(guī)化學(xué)成分及協(xié)調(diào)性評(píng)價(jià)

2.4 不同養(yǎng)分投入量與氮肥基追比處理烤煙的感官質(zhì)量

從表5看出,當(dāng)養(yǎng)分投入量為377.1～440.0 kg/hm2時(shí),烤煙新品系GZ36煙葉的香氣質(zhì)、香氣量、雜氣和余味分別為7.78～7.80分、7.82～7.83分、7.27～7.33分和8.11～8.20分,刺激性均為7.45分,綜合得分較高,為85.50～85.77分;且2個(gè)水平各指標(biāo)間差異均不顯著;當(dāng)養(yǎng)分投入量達(dá)502.9 kg/hm2時(shí),各評(píng)價(jià)指標(biāo)顯著降低,綜合得分最低,為83.42分。從氮肥基追比看,隨著氮肥基肥比提高,香氣質(zhì)、香氣量和余味均呈先升高后降低趨勢(shì),雜氣和刺激性呈降低趨勢(shì)。其中,氮肥基追比為6∶4時(shí)煙葉的香氣質(zhì)、香氣量、雜氣、余味和刺激性均較高,分別為7.85分、7.89分、7.33分、8.24分和7.45分,綜合得分最高,為86.13分。綜上表明,過量的養(yǎng)分投入和氮肥基追比均不利于提高煙葉的感官質(zhì)量,當(dāng)養(yǎng)分投入量為440.0 kg/hm2,氮肥基追比為6∶4時(shí),煙葉的感官質(zhì)量表現(xiàn)最佳。

表5 不同養(yǎng)分投入量與氮肥基追比處理烤后煙葉的感官評(píng)價(jià)

3 討論

施肥是影響烤煙生長(zhǎng)發(fā)育和煙葉品質(zhì)的關(guān)鍵因素,在施肥過程中,養(yǎng)分的投入量及氮肥基追比對(duì)烤煙產(chǎn)量和質(zhì)量的影響尤為顯著[28-30],但不同烤煙品種對(duì)養(yǎng)分的需求存在一定差異,主要由品種的耐肥性決定?？緹烱326與畢納1號(hào)作為貴州煙葉生產(chǎn)中的2個(gè)主栽品種,其原煙外觀質(zhì)量和感官質(zhì)量相當(dāng),但由于前者耐肥能力較強(qiáng),推薦養(yǎng)分投入量為420.0～540.0 kg/hm2,氮磷鉀比例為1∶1∶2;后者的推薦養(yǎng)分投入量為487.5 kg/hm2,氮磷鉀比例為1∶1∶3[31]。由于烤煙新品系GZ36對(duì)磷肥耐受能力較低,故采用氮磷鉀推薦比例為1.00∶0.76∶2.63,磷肥在養(yǎng)分投入量中的占比分別較烤煙K326和畢納1號(hào)低2.7百分點(diǎn)和7.7百分點(diǎn),鉀肥施用比例介于2個(gè)品種之間。從養(yǎng)分投入量看,過量的養(yǎng)分投入水平降低烤煙新品系GZ36的產(chǎn)量,且其產(chǎn)值、上部葉主要化學(xué)成分協(xié)調(diào)性和感官評(píng)價(jià)總分均呈降低趨勢(shì),原因是煙葉養(yǎng)分過盛導(dǎo)致調(diào)制過程中OPP酶活性降低,使煙葉的外觀質(zhì)量降低,從而不利于烤煙經(jīng)濟(jì)性狀和品質(zhì)性狀的改善[32]?？緹煂?duì)氮肥的吸收強(qiáng)度隨生育期不斷變化,一般在移栽后40～55 d氮素累積強(qiáng)度最高,因此,不適宜的氮肥基追比不僅無法生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)煙葉原料,還可能增加農(nóng)田面源污染風(fēng)險(xiǎn)[33-34]。本研究中,隨著氮基肥比例的提高,在氮素累積強(qiáng)度較高的旺長(zhǎng)期中,烤煙新品系GZ36對(duì)氮素養(yǎng)分吸收利用逐漸向過盛方向發(fā)展,即使氮素施用量控制在同一水平,其生長(zhǎng)前期過量吸收的氮素也對(duì)上部煙葉的化學(xué)成分協(xié)調(diào)性和感官評(píng)價(jià)造成不利影響,與譚波[16]的研究結(jié)果一致。同時(shí),該品種在適宜氮肥基追比條件下的經(jīng)濟(jì)性狀和品質(zhì)性狀均顯現(xiàn)營(yíng)養(yǎng)過盛現(xiàn)象,說明種植該品種的養(yǎng)分投入量仍有減施空間,但還需進(jìn)一步開展研究進(jìn)行驗(yàn)證。

4 結(jié)論

綜合不同養(yǎng)分投入量和氮肥基追比處理烤煙新品系GZ36的農(nóng)藝性狀、經(jīng)濟(jì)性狀、品質(zhì)性狀和感官質(zhì)量表現(xiàn),烤煙新品系GZ36按照氮磷鉀比例為1.00∶0.76∶2.63、養(yǎng)分投入量為440.0 kg/hm2、氮肥基追比為6∶4的施肥方案最有利于改善煙葉化學(xué)成分協(xié)調(diào)性,提高烤煙產(chǎn)質(zhì)量,進(jìn)而提升烤煙的種植效益和工業(yè)可用性。