基于正交試驗針對烤煙經濟性狀及煙葉結構特征的栽培技術優化

黃 浩， 嚴瑪麗， 郭 寧， 周立非， 曾繁東， 林建委， 邵蘭軍， 陳澤鵬， 王 維*

(1.廣東中煙工業有限責任公司，廣東廣州 510610；2.華南農業大學煙草研究室，廣東廣州 510642；3.廣東省煙草專賣局(公司)，廣東廣州 510610)

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基于正交試驗針對烤煙經濟性狀及煙葉結構特征的栽培技術優化

黃 浩1， 嚴瑪麗2， 郭 寧1， 周立非1， 曾繁東1， 林建委1， 邵蘭軍1， 陳澤鵬3， 王 維2*

(1.廣東中煙工業有限責任公司，廣東廣州 510610；2.華南農業大學煙草研究室，廣東廣州 510642；3.廣東省煙草專賣局(公司)，廣東廣州 510610)

[目的]研究不同栽培措施對烤煙經濟性狀及煙葉結構特征的影響，摸索出適合福建武平產區煙葉結構優化的配套栽培技術措施。[方法]以福建武平產區主栽品種云煙87為供試材料，采用4因素3水平正交試驗設計，探討施肥模式、打頂時期、留葉數及打腳葉時期對烤煙主要經濟性狀及優化煙葉結構特征的影響。[結果]4個處理因素對烤煙的經濟性狀及煙葉結構均存在影響，留葉數為主導因素，施肥模式和打頂時間影響程度相當。最終獲得福建武平煙葉產區的最佳栽培技術措施組合為A2B3C1D1，即50%基施(N，K)、P肥全部基施，50%追肥(N，K)，施肥量(N、K)為生產上常規施肥的90%；初花打頂；留15片葉；打頂時打腳葉。[結論]福建武平煙葉產區的最佳栽培技術措施組合的A2B3C1D1，這一栽培技術措施組合經大面積種植驗證后煙葉的產質量相較于當地對照有所提高，上等煙比例和中部煙比例均高于對照，感官質量評分高于對照，適合大面積推廣應用。

烤煙；煙葉結構優化；正交試驗；經濟性狀

當前，國家煙草專賣局針對煙葉庫存量大、等級結構和部位結構不平衡的實際，提出優化煙葉結構，提高質量的戰略決策和部署[1-2]。近年來煙葉生產雖然取得了較大發展，但是由于品牌規模的擴張，煙葉生產的供求矛盾突出，主要表現在煙葉原料供應等級結構與部位結構兩個方面，產生了上等煙和中部煙供不應求的現象[3-4]，而如何提高煙葉的上等煙比例和中部煙比例成為當前研究的熱點問題。有關研究認為烤后煙葉的等級結構和部位結構與施肥、打頂、留葉及打腳葉等眾多栽培因素密切相關，氮、磷、鉀是烤煙生長的三大營養元素，其施用的合理與否對烤煙產量有決定性的影響[5-8]；烤煙打頂是調節煙葉營養水平的重要手段，打頂可以改變煙葉，特別是上部煙葉內在化學成分，打頂時間不同對煙葉中煙堿含量的影響很大[9-11]；合理的留葉數可改善煙葉等級結構和部位結構[12-14]；選擇適當的打腳葉時間和打腳葉數有利于優化煙葉等級結構，提高煙葉質量[15-16]。現有的研究多集中單一栽培措施或某2種栽培措施組合對烤煙經濟性狀與煙葉結構的影響，而鮮有對煙葉綜合栽培措施的系統研究。而我國一些煙葉產區優化煙葉結構，主要是通過加強組織管理、處理田間不適用煙葉，達到提高上等煙比例的目的[2]，但由于大量低次煙積壓，不可避免地影響了煙農利益，給此項工作的順利進行帶來了極大難度。筆者認為，要真正實現優化煙葉結構，增加上等煙和中部煙比例且要均衡煙農利益就必須要有配套的烤煙栽培技術措施，促進煙葉良好生長，達到煙葉結構優化的目的。該試驗針對煙葉原料結構與卷煙工業需求結構間存在的矛盾，開展田間施肥、打頂、留葉及打腳葉試驗，旨在探索出適合福建武平產區煙葉結構優化的配套栽培技術措施，提高烤煙生產整體水平，減少不適銷煙葉等級。

1　材料與方法

1.1試驗地概況及材料試驗于2014～2015年在福建武平縣中山鎮新城村進行，試驗地為壤土，地塊平整，地勢平坦，肥力均勻，前茬作物為水稻，植煙土壤pH6.72，有機質25.2 g/kg、速效磷23.32 mg/kg、速效鉀108 mg/kg、堿解氮35.45 mg/kg。供試品種為云煙87，種植密度為16 500 株/hm2。

1.2試驗方法試驗設置4個因素，每因素設置3個水平，因素、水平為：①施肥模式(A)：A170%基施(N、K)，P肥全部基施，30%追肥(N、K)，參照生產上常規施肥；A250%基施(N、K)，P肥全部基施，50%追肥(N、K)，N、K施肥量為生產上常規施肥的90%；A330%基施(N、K)，P肥全部基施，70%追肥(N、K)，N、K施肥量為生產上常規施肥的70%。②打頂時期(B)：B1扣心打項；B2現蕾打項；B3初花打頂。③留葉數(C)：C1留15片葉；C2留17片葉；C3留19片葉。④打腳葉時期 (D)：D1打頂時打腳葉；D2打頂后10 d打腳葉；D3打頂后20 d打腳葉。

采用正交試驗方法L9(34)設計成9個處理組合(表1)，其中處理②與當地栽培技術措施相當，設為對照組。田間采用隨機區組排列，3次重復，共27個小區。

表1　試驗處理組合

1.3驗證試驗2015年在福建武平地區選擇6.67 hm2地勢平坦、肥力均勻的成片地塊，對2014年正交選擇出的最優栽培組合進行大面積驗證。以當地農戶生產煙葉作對照，對驗證區煙葉進行經濟性狀、部位結構特征、中部葉化學成分、外觀質量及感官質量測定。

1.4取樣與項目測定

1.4.1主要經濟性狀。分區計產，每小區定30株煙測產，分別標記采收烘烤，煙葉烤后經濟性狀按國家烤煙分級標準(GB 2635—1992)[17]進行分級，各級煙葉價格參照當地煙葉收購價格，并按處理取樣。

1.4.2烤煙化學成分。選取烤后各處理中部葉進行化學成分測定，采用鄒琦[18]的方法測定淀粉、可溶性總糖的含量；采用李合生[19]的方法測定總氮含量，參照公式計算蛋白質含量；參照王瑞新[20]的方法測定煙堿、還原糖含量。

1.4.3烤煙外觀質量及感官質量。對各處理中部葉(C3F)外觀質量及感官質量因素進行評定。評分標準參考行業專家研究結果，并結合廣東中煙卷煙品牌原料質量要求制定。根據各外觀質量指標的評分值及該指標所占權重，采用指數和法進行評判，具體評分標準參照文獻[21]。

1.5數據分析試驗數據采用Excel 和DPS 軟件(3.01專業版)[22]進行處理。

2　結果與分析

對不同栽培技術措施下烤煙的經濟性狀和部位結構比例進行比較，結果表明處理①、⑤、⑥的產量、產值、均價及上等煙比例均較處理②(CK)要高，處理①、③、⑥、⑦和⑨的中部煙比例相較于處理②(CK)要高。

表2　不同栽培技術措施烤后煙葉經濟性狀及部位結構比例

2.1產量、產值統計分析表明，該試驗中各因素在不同試驗水平下的模型誤差均不顯著(P<0.05)，試驗各因素間交互作用也不顯著，各因素所在列有可能未出現交互作用的混雜，此時各因素水平間的差異能真正反映因素的主效，因而進行各因素水平間的多重比較有實際意義，并從各因素水平間的多重比較中選出各因素的最優水平，最終得到最優水平組合。對于某一因素，若各水平多重比較不顯著，則選取指標平均數最大所在的水平為最優水平。對產量、產值性狀方差結果進行分析，發現不同因素之間差異未達到顯著水平，因此試驗中各因素之間交互作用也不顯著，從中選擇各因素的最優水平進行組合，得到對產值性狀最優的栽培措施組合。

對于產量性狀，根據極差結果分析，各因素對產量的影響程度依次為留葉數、施肥模式、打腳葉時間、打頂時間，其中留葉數為影響烤煙產量的主導因素(表3)；對于產值性狀，根據極差結果分析，各因素對產值的影響程度依次為施肥模式、留葉數、打腳葉時間、打頂時間，主導因素為施肥模式(表4)。

表3　各因素產量性狀的極差

表4　各因素產值性狀的極差

由表5、6可知，各處理的3個水平之間除打頂時間B1和B3產量差異未達到顯著水平，其余各處理的不同水平間的差異均達到顯著水平，說明不同水平處理對烤煙的產量存在顯著影響。對于產量性狀，最優水平組合為A2B2C1D1。產值性狀的方差分析表明，4個因素各水平之間除打頂時間的B1、B3和留葉數的C2、C3水平差異未達到顯著外，其余各水平間差異均達到顯著，說明不同水平處理對烤煙產值存在影響，對于產值性狀，最優水平組合為A2B2C1D2。

表5　產量性狀各因素水平的最優組合選擇

注：同列數據后小寫字母不同表示在0.05水平差異顯著。

Note: Different lowercases in the same row indicated significant differences at 0.05 level.

表6　產值性狀各因素水平的最優組合選擇

注：同列數據后小寫字母不同表示在0.05水平差異顯著。

Note: Different lowercases in the same row indicated significant differences at 0.05 level.

2.2上等煙比例、中部煙比例對上等煙比例進行方差分析，發現不同因素之間差異未達到顯著水平，因此試驗中各因素之間交互作用也不顯著，從中選擇各因素的最優水平進行組合可得到對上等煙比例的最優栽培措施組合；對中部煙比例進行方差分析，發現除打頂時間對中部煙比例影響達到顯著水平外，其余因素均未達到顯著水平，所以打頂時間為影響烤煙中部煙比例的主導因素。

上等煙比例的極差結果顯示(表7)，各栽培因素對上等煙率的影響排序依次為留葉數、施肥模式、打頂時間、打腳葉時間，其中留葉數為主導因素；中部煙比例的極差結果顯示，栽培因素影響程度排序依次為打頂時間、打腳葉時間、施肥模式、留葉數，打頂時間為影響中部煙比例的主導因素。

表7　各因素上等煙比例、中部煙比例的極差

統計分析結果表明，各因素不同水平之間的上等煙比例除打腳葉時間外均存在顯著差異。由表8可知，根據前面的推理同樣可獲得試驗的最優水平組合為A2B3C1D1；中部煙比例的方差分析結果表明，各因素不同水平的中部煙比例差異均達到了顯著水平(P<0.05)，說明同一因素的不同水平處理對烤煙的中部煙比例產生顯著影響。根據前面的推理得到中部煙比例最優水平組合為A3B3C2D1。

表8　上等煙、中部煙比例各因素水平的最優組合選擇

注：同列數據后小寫字母不同表示在0.05水平差異顯著。

Note: Different lowercases in the same row indicated significant differences at 0.05 level.

2.3最佳組合匯總從表9可知，針對4個經濟性狀指標，其主導因素以留葉數為主(2次)，其次為打頂時間(1次)和施肥模式(1次)，這充分說明在該研究所涉及的4個處理因素中留葉數對經濟性狀的影響最大，是其決定性因素。留葉數是產量和上等煙比例的主導因素，選擇最優水平C1；而打頂時間是中部煙比例的主導因素，選擇最優水平B3；施肥模式為產值的主導因素，選擇最優水平A2；打腳葉時間為次要因素，服從主導因素選擇最優組合中出現最多的D1水平，福建武平地區的最優栽培組合為A2B3C1D1，即50%基施(N、K)，P肥全部基施，50%追肥(N、K)，N、K施肥量為生產上常規施肥的90%；初花打頂；留15片葉；打頂時打腳葉。

表9　經濟性狀各因素最優水平組合結果匯總

2.4驗證區烤煙經濟性狀、化學成分及感官質量在2015年進行的大面積驗證試驗中發現，2014年正交選擇出的最優栽培組合A2B3C1D1在產量、產值、上等煙比例及中部煙比例方面均高于當地對照，且這一栽培措施組合烤后煙葉的化學成分及感官質量評分均優于當地對照(表10～12)，說明這一最優栽培措施組合具有大面積種植的可行性。

表10　栽培措施對烤后煙葉經濟性狀及部位結構比例的影響

表11　栽培措施對烤后煙葉化學成分的影響

表12　栽培措施對煙葉感官質量的影響

注：總分=10×(香氣質×20%+香氣量×35%+雜氣×20%+刺激性×10%+余味×15%)。

Note: Total score = 10× (aroma quality×20% + volume of aroma × 35% + offensive odor ×20% + irritation×10% + after taste×15%).

3　結論與討論

優化煙葉結構是當前滿足卷煙品牌原料需求、提高煙葉原料保障能力、增加煙農收入的一項重要措施[23-24]。煙草對環境條件的變化十分敏感，環境條件的差異不僅影響煙草的形態特征和農藝性狀，還直接影響煙葉的等級結構[25]。武平煙葉產區早期低溫易導致早花，而煙葉生長后期雨水過多易造成貪青煙葉，這些特殊的氣候條件均會對煙株株型結構及煙葉生長發育產生不利影響，從而嚴重影響到煙葉結構的改善，為此必須做到因地制宜，充分利用生態條件，發揮生產技術潛能，制定出一套適合當地環境的栽培技術措施。該研究采用正交試驗設計L9(34)，4個因素(施肥模式、打頂時間、留葉數及打腳葉時間)、3個水平，共9個處理來研究福建武平煙葉產區優化煙葉結構的最佳配套栽培技術措施，得出留葉數為影響上等煙比例的主導因素，留葉增多，烤煙上等煙比例下降，這與潘和平等[9]研究結果一致。由于武平煙葉產區易早花，所以選擇適當的留葉數可以增加烤煙上等煙比例，降低上部煙比例；打頂措施作為控制煙株生育后期生長株型和養分再次分配的有效手段得到了大家的廣泛關注和利用，打頂時間為影響中部煙比例的主導因素，生產實際中當地煙農習慣現蕾打頂，黃一蘭等[25]提倡提早打頂時間來提高烤煙上等煙比例，但研究結果表明，初花打頂有利于增加中部葉比例，可能是因為打頂時間推遲，煙葉葉片數變多，導致煙葉部位特征下移[26]，原本的上部葉轉化為中部葉。施肥模式對產值的影響也較為突出，當地煙農習慣一次性施基肥，后期不追肥，而武平產區煙葉生長后期雨水較多，肥料流失嚴重，肥料利用率不高，最佳施肥方式為50%基施(N、K)，P肥全部基施，50%追肥(N、K)，N、K施肥量為生產上常規施肥的90%，不僅提高了肥料的利用率，還增加了煙農的收益。選擇合適的打腳葉時間對烤煙的部位特征也存在影響，打腳葉時間過早，采摘時下部葉質量會降低，變為不適用煙葉；而打腳葉時間過遲，影響養分的分配，中上部葉比例降低。

綜上所述，得出福建武平地區最佳施肥方式為50%基施(N、K)，P肥全部基施，50%追肥(N、K)，N、K施肥量為生產上常規施肥的90%；初花時打頂；留15片葉；打頂時打腳葉。該栽培措施組合經大面積驗證后，煙葉的經濟性狀、主要化學成分及感官質量相較于對照有所提高，上等煙比例和中部煙比例均高于對照，該試驗結果可為福建武平地區優化煙葉的等級、部位結構提供科學依據。

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Optimization of Planting Technology for Economic Characters and Leaf Structure of Flue-cured Tobacco Based on the Orthogonal Experiment

HUANG Hao1, YAN Ma-li2, GUO Ning1, WANG Wei2*et al

(1.China Tobacco Guangdong Industrial Co., Ltd., Guangzhou, Guangdong 510610; 2.Tobacco Laboratory, South China Agricultural University, Guangzhou, Guangdong 510642; 3.Guangdong Tobacco Monopoly Administration, Guangzhou, Guangdong 510610)

[Objective] To study the effects of different cultivation technique measures on economic traits of flue-cured tobacco and tobacco leaf structure, and to explore a supporting cultivation technique measure suitable for the structural optimization of tobacco leaves in Wuping Production Area in Fujian Province.[Method] With main cultivar Yunyan 87 in Wuping production area as the research material, orthogonal test with four factors and three levels were adopted.Effects of fertilization mode, topping stage, remained leaves and cutting bottom leaf stage on the main economic characters of flue-cured tobacco and structure characteristics of optimized tobacco leaves were researched.[Result] The four factors had impacts on the economic characters of flue-cured tobacco and tobacco leaf structure.However, remained leaves were the leading factor.Fertilization mode had equal influencing degree to topping time.Finally, the optimal cultivation technology combination was A2B3C1D1in Wuping production area of Fujian Province, which was 50% basal application (N,K), basal application of P fertilizer, 50% topdressing (N，K), fertilizing amount (N, K) was 90% in production, first flower-topping, 15 leaves left, removing foot leaves while topping.[Conclusion] The optimal cultivation technology combination is A2B3C1D1in Wuping production area of Fujian Province, which is verified useful for improving the yield and quality compared with local CK by large-scale test.Its high-class leaf proportion and middle-class leaf ratio are higher than those of CK.Meanwhile, sensory quality rating was higher than CK.Treatment A2B3C1D1is finally approved to be suitable for large-scale application.

Flue-cured tobacco; Leaf structure optimization; Orthogonal experiment; Economic characters

廣東中煙工業有限責任公司項目 (粵煙工15XM-QK[2014]002)；廣東省煙草專賣局(公司)項目(201204)。

黃浩(1988- )，男，安徽蒙城人，碩士，從事煙葉原料調撥工作。*通訊作者，副教授，博士，從事煙草栽培生理研究。

2016-06-21

S 572

A

0517-6611(2016)22-020-05