富鉀餅肥對烤煙葉綠素熒光參數及煙葉內在品質的影響

郭 軍，靳志麗*，梁文旭，王錫春，雷敏娟

（1湖南省煙草公司永州市公司，永州425000；2永州職業技術學院，湖南永州425000；3永州市農業科學研究所，湖南永州425100）

烤煙優良的內在品質是其經濟價值的核心因素，餅肥作為一種優質的外源有機物料對提高烤煙內在品質和致香物質含量具有不可替代的作用［1］。采用自然發酵或菌種發酵等不同發酵方法對餅肥成品的養分、小分子活性物質含量等均有不同影響［2］。同時，煙草為喜鉀作物，每生產1 t烤煙需吸收鉀（K2O）4.6～7.34 t，是吸收氮量的2倍。每年煙田需施用大量的硫酸鉀等化學鉀肥來滿足烤煙對鉀營養的需求。硫酸鉀成本高，而且長期大量使用后由于SO4

2－在土壤中的富集作用，對土壤結構和煙葉品質都將產生不良影響［3，4］。將復烤加工廢料煙梗作為生物鉀素源加入餅肥中通過不同發酵工藝制成富鉀餅肥，用生物鉀素部分替代化學鉀素不失為一種有益嘗試。

較高的光能利用效率是形成烤煙較高產質量的先決條件。植物葉綠素熒光作為“無損傷探針”被廣泛應用于植物的光合生理研究［5］，葉綠素熒光參數與其光合特性的關系十分密切［6］。餅肥對烤煙內在品質的改善作用多有研究［1，7，8］，而餅肥對烤煙葉綠素熒光參數的影響鮮有報道。筆者將不同種類和不同發酵工藝生產的普通餅肥和富鉀餅肥應用于烤煙營養調控，研究其對烤煙葉綠素熒光參數和煙葉內在品質的作用效果，在此基礎上篩選優質餅肥類型，以為推動優質餅肥自主研發和應用、促進烤煙增香提質提供可靠途徑。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試品種為當地主栽烤煙品種‘云煙87’。試驗田交通方便、地勢平整、肥力均勻、排灌水便利，近3年沒有進行過肥料試驗。土壤基礎肥力：耕作層pH5.29，全氮 1.31 g／kg，全磷 0.52 g／kg，堿解氮152.1 mg／kg，有效磷 31.7 mg／kg，速效鉀 305 mg／kg。增香菌劑為河南寶融生物科技有限公司出品的“增香菌劑（油枯專用）”。該增香菌劑是由膠質芽孢桿菌（Bacillusmucilaginosus）、地衣芽孢桿菌（Bacillus licheniformis）、枯草芽孢桿菌（Bacillus subtilis）、綠色木霉（Green trichoderma）等15種菌種復合而成。腐熟劑為河南寶融生物科技有限公司出品的“BM高效腐熟劑”。該腐熟劑主要是由枯草芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌、米曲霉（Aspergillusoryzae）等3種優勢菌種和其它生物酶組成。本試驗所用的餅肥均為菜籽餅肥。

1.2 試驗設計

試驗設4個處理，每處理3次重復，共12個小區，每小區80株煙，隨機區組設計。各處理設置如下：T1.不施餅肥（對照）；T2.普通餅肥（自然發酵）；T3.富鉀餅肥（增香菌劑發酵）；T4.富鉀餅肥（腐熟劑發酵）。

1.3 試驗方法

1.3.1 餅肥發酵方法

普通餅肥采用自然堆漚發酵。

富鉀餅肥采用增香菌劑發酵。餅肥和煙梗按照3∶1的比例混合，采用增香菌劑發酵，菌劑用量為餅肥總量的2‰，菌劑和發酵物充分拌勻，調節水分至55%左右。發酵過程中控制溫度在38～48℃，最高溫度不得超過50℃，超過時要降低堆高或翻堆。發酵過程持續15～20 d，當氨基酸含量（采用甲醛法檢測）達到高點并出現拐點時，以此判斷發酵結束。將發酵物晾干（含水量至30%以下）裝袋。發酵過程中要避免讓發酵物暴曬、風吹、雨淋及超過50℃的腐熟溫度。

富鉀餅肥采用腐熟劑高溫發酵。餅肥和煙梗按照3∶1的比例混合，采用腐熟劑發酵，腐熟劑用量為餅肥總量的1‰，菌劑和餅肥充分拌勻，調節水分至55%左右。待發酵物溫度升至50℃以上，一天攪拌一次，保持7 d達到無害化處理程度，然后自熱堆漚20 d即完成后期腐熟。將發酵物晾干（含水量至30%以下）裝袋。發酵過程中要避免讓發酵物暴曬、風吹、雨淋。

三種不同發酵方法所生產的餅肥的養分含量見表1。

表1 三種餅肥養分含量 （g／kg）

1.3.2 施肥量及方法

肥料用量：各處理純氮、磷、鉀用量一致，純氮用量 144 kg／hm2，N∶P2O5∶K2O＝1∶0.9∶2.85。各處理具體肥料種類和施肥量見表2。

表2 各處理施肥種類和施肥量 （kg／hm2）

使用方法：提苗肥在移栽時和移栽后7 d分兩次對水澆施，第一次和第二次用量分別為每公頃30 kg和45 kg。基肥（餅肥、過磷酸鈣、專用基肥）按照101施肥法：整地起壟后，在煙壟上按50 cm株距開穴，移栽前在種植穴內施入基肥總量的20%，基肥和土壤充分混勻為“0”肥；烤煙移栽后，種植穴中間垂直煙壟方向開長15 cm、深15 cm的施肥帶，施入基肥總量的80%為“1”肥。

1.3.3 大田管理

晚稻收割后立即翻耕，移栽前一個月起壟，壟距1.2 m，壟高35 cm以上，開好圍溝和腰溝，及時排水，做到雨停溝干，務必保持田間干爽。試驗田移栽期為3月20日，移栽株距0.5 m。各部位葉適熟采收，上部葉以上部倒2葉成熟為采摘標準，待充分成熟后，上部5～6片葉一次性采烤。其它未涉及到的田間管理方法按常規執行，保持各小區農事操作的一致性，最大限度降低人為因素帶來的試驗誤差。

1.4 調查指標及方法

1.4.1 葉綠素含量測定

在烤煙圓頂期（打頂后15 d，下同），每個小區選2株有代表性的煙株作為取樣株，取功能葉（從頂部向下數葉長大于15 cm的第3片葉），測定葉片的葉綠素含量。葉綠素含量采用丙酮提取、分光光度法測定［9］。

1.4.2 葉綠素熒光參數測定

測定時間：烤煙圓頂期。

測定項目：最大熒光F m；最小熒光F o；原初光能轉化效率F v／F m（PSII最大光化學效率）；PSII實際光能利用率Y（II）；調節性能量耗散的量子產量Y（NPQ）；非調節性能量耗散的量子產量Y（NO）；光化學淬滅NPQ；非光化學淬滅qL。

測定方法：用 Imaging－PAM葉綠素熒光成像系統（德國walz，藍光版）測定供試材料功能葉的葉綠素熒光參數。于7：00～8：00選有代表性的煙株，暗適應30 min后，用雙層黑色塑料袋套住儀器探頭及樣品，調用葉綠素熒光慢速動力學曲線程序測定功能葉的各葉綠素熒光參數。每小區3次重復。開啟檢測光（光照度0.1μmol／（m2·s）），得到葉綠素熒光參數初始熒光（F o），再由飽和脈沖光 （光照度6000μmol／（m2·s），光照時間0.8 s）測得最大熒光（F m）。根據F o、F m和光化光計算以下熒光參數（光化光的光照度為 75μmol／（m2·s），F、F o＇、F m＇分別為植物穩態下的光下實時熒光、光下最小熒光和光下最大熒光）。

1.4.3 農藝性狀調查

在各小區中間行選取有代表性的煙株10株作為定點株，在圓頂期分別調查以下農藝性狀：株高、葉數、莖圍、田間整齊度、下部最大葉面積、中部最大葉面積、上部最大葉面積（葉面積 ＝長 ×寬 ×0.6345）、煙葉分層落黃情況。按照田間試驗調查標準（Q／RAKN 16－2016）進行。

1.4.4 經濟性狀調查

各小區單獨采收、單獨掛牌編桿，烘烤后按照國家烤煙分級標準GB 2635－1992進行分級，同時調查各處理烤煙產量、產值、上等煙率、上中等煙率等經濟性狀。

1.4.5 煙葉內在品質測定

取各處理烤后C3F、B2F煙葉各5 kg，進行煙葉常規化學成分檢測和感官質量評價。還原糖含量采用YC／T159－2002測定，煙堿含量采用YC／T160－2002測定，總氮含量采用YC／T161－2002測定；鉀含量采用 YC／T173－2003測定；氯含量采用 YC／T162－2002測定。煙葉感官質量評價按照 YC／T138－1998進行。

2 結果與分析

2.1 煙葉色素含量

從表3可知，3個處理葉綠素a含量均高于對照，其中T3最高，其次為T4。統計分析表明，T3、T4和T1、T2葉綠素a含量差異達到了顯著水平；各處理葉綠素b含量較低且各處理之間差異不顯著；各處理葉綠素總量和葉綠素a規律一致；各處理類胡蘿卜素含量均高于對照，仍以T3最高，T4次之，但各處理之間差異未達顯著水平。葉綠素含量反映植物營養水平，與烤煙光合作用強弱密切相關［10，11］，T3處理較高的葉綠素含量為煙葉光合作用奠定了有利的物質基礎。

表3 圓頂期煙葉主要光合色素含量 （%）

2.2 葉綠素熒光參數

從表4可見，各處理的葉綠素熒光參數F m、F v／F m、Y（II）、Y（NPQ）和 qL規律一致，均以 T3最高，T4次之，對照T1最低，表明T3光能利用效率較高、光保護和光合作用活性也相對較強，T4次之，對照T1最差。F o表示光系統Ⅱ處于完全開放時的熒光產量，為最小熒光，與葉片葉綠素濃度有關［12，13］。T2、T3處理的F o相對較小，T1、T4處理的F o相對較高，兩者差異較小。Y（NO）和NPQ分別表示非調節性能量耗散的量子產量和非光化學猝滅，數值越高，表明植物通過耗散過剩光能為熱能的比例提高，植物光能利用率下降［14］。T1的 Y（NO）和 NPQ最高，T3最低，表明T1光能利用率最低，T3最高。

表4 烤煙圓頂期主要葉綠素熒光參數

2.3 烤煙農藝性狀

從表5看，株高、葉數和莖圍各處理間差異不顯著，各部位最大葉面積各處理之間差異顯著。株高以T4最高，T3次之；葉數、莖圍和各部位最大葉面積以T3最高，T4次之。綜合來看，T3優勢最為明顯，T4次之，對照圓頂期農藝性狀表現較差。各處理農藝性狀的表現與光合作用效率的規律性表現相一致。

表5 烤煙圓頂期農藝性狀

2.4 烤煙經濟性狀

方差分析表明，各處理之間產量、均價和上中等煙率未達到顯著差異水平，而產值和上等煙率差異達到了顯著水平（表6）。3個處理的經濟性狀各項指標普遍高于對照，產值和上等煙率與對照達到了顯著差異水平。各處理之間比較，T3經濟性狀各項指標普遍高于其它處理，T4經濟性狀各項指標處于第二位，對照經濟性狀表現最差。

表6 烤煙經濟性狀比較

2.5 烤煙化學成分

從表7來看，還原糖、煙堿、鉀含量處理間差異均達到了顯著水平，而總氮和氯含量各處理間差異不明顯。T4還原糖含量比其它處理相對較為適宜，其它處理偏高；T3、T4煙堿含量較為適宜，T1、T2煙堿含量偏低；總氮和煙堿含量趨勢一致；T3、T4鉀含量顯著高于T1、T2；各處理氯含量均在適宜范圍內；T3、T4糖堿比相對較為適宜，T1、T2糖堿比偏高。總體來看，T3、T4煙葉主要化學成分含量適宜性和協調性優于 T1、T2，T3一定程度優于 T4，T2優于T1。

表7 煙葉化學成分分析結果（C3F）

2.6 烤煙評吸質量

各處理煙葉評吸結果表明，3個餅肥處理的烤煙感官評吸質量均優于對照，主要在香氣質、香氣量、余味上存在一定優勢，餅肥增加煙葉香氣量方面的優勢明顯（表8）。T3評吸結果總體最好，T4的香氣量比T3略差，T2評吸質量總體稍低于T4。

表8 煙葉感官質量評吸結果

3 結論

3個處理葉綠素a、總葉綠素含量、光能利用效率均高于對照，其中以T3最高，其次為T4。T3處理較高的葉綠素含量和較強的光能利用效率，有利于促進烤煙良好生長和產質量的提高。

各處理煙株農藝性狀和經濟性狀均不同程度優于對照，以T3優勢最為明顯。T3各部位最大葉面積、產值和上等煙率均顯著高于對照，T4的農藝性狀和經濟性狀表現比T3略差，但明顯優于對照。

T3、T4煙堿含量和糖堿比較為適宜，鉀含量顯著高于T1、T2，T3化學成分適宜性和協調性一定程度優于T4。3個餅肥處理烤煙香氣質、香氣量、余味具有一定優勢，煙葉香氣量增加的優勢明顯。T3評吸質量總體最好，質量處于較好檔次。

4 討論

施用餅肥能夠提高煙葉葉綠素a含量水平，而對葉綠素b含量影響不大［15］。

各餅肥處理煙葉 F m、F v／F m、Y（II）、Y（NPQ）和qL等與煙葉光能利用率顯著正相關的葉綠素熒光參數均比對照普遍提高，這表明施用餅肥等有機肥，有利于增強烤煙光合性能［16］。

施用餅肥能夠促進烤煙農藝性狀和經濟性狀的提高，特別對烤煙葉面積的開片及產值、上等煙率等重要的外觀質量指標和經濟性狀有顯著的提高［17］。

兩種富鉀餅肥處理煙葉主要化學成分適宜性和協調性有明顯提高，鉀含量顯著增加。這可能是由于富鉀餅肥中的生物鉀成分發揮了重要作用［18］。

餅肥有利于提高煙葉的香氣質、香氣量和余味等重要的感官評吸質量指標，特別有利于提高煙葉的香氣量［1］。

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