海拔與施氮水平對(duì)云煙87產(chǎn)質(zhì)量的影響

王廷賢， 王念磊， 謝利忠， 練華珍， 葛惠華， 白洪峰

(1.南平市煙草公司 建甌市煙草分公司， 福建 南平 353100； 2.江西省煙草科學(xué)研究所， 江西 南昌 330025)

烤煙在大田生長(zhǎng)過(guò)程中，煙株及葉片的生長(zhǎng)發(fā)育會(huì)受多種因素的共同影響，主要有煙草基因型、煙株所在生態(tài)氣候條件和大田栽培水平等因素。其中，生態(tài)環(huán)境尤為重要，其決定煙株的生長(zhǎng)發(fā)育水平[1]。在現(xiàn)有條件下，烤煙的生長(zhǎng)發(fā)育及產(chǎn)質(zhì)量除受基因及栽培措施的影響外，還受氣象、土壤和海拔等生態(tài)環(huán)境因素的影響。海拔是生態(tài)環(huán)境因素中對(duì)烤煙生長(zhǎng)發(fā)育及產(chǎn)質(zhì)量影響程度更大的因子，隨著海拔高度的變化，光照強(qiáng)度、光照時(shí)間、有效積溫和降雨量等生態(tài)因子也相應(yīng)發(fā)生變化，最終反映到烤煙產(chǎn)質(zhì)量的差異[2-4]。氮是煙草生長(zhǎng)發(fā)育的最重要營(yíng)養(yǎng)元素，與煙草產(chǎn)量和品質(zhì)關(guān)系密切[5-6]。前人[7-11]對(duì)氮肥用量的相關(guān)研究表明，在一定范圍內(nèi)隨施氮水平的升高其煙葉產(chǎn)質(zhì)量也提高。建甌是福建省南平市的一個(gè)老煙區(qū)，種煙布局較廣，海拔200～1 000 m區(qū)域(村鎮(zhèn))均有烤煙種植，而不同海拔植煙區(qū)的耕作制度、土壤及生態(tài)環(huán)境等因素相差較大，其肥料配比、施肥方式及其施用量等也存在很大區(qū)別。為此，研究不同海拔下各施氮水平對(duì)烤煙生長(zhǎng)發(fā)育及其產(chǎn)質(zhì)量的影響，以弄清不同海拔高度下實(shí)現(xiàn)烤煙優(yōu)質(zhì)適產(chǎn)的適宜施氮量，為建甌及類似煙區(qū)烤煙的優(yōu)化布局及其適宜的施氮水平提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 供試品種 供試烤煙品種為云煙87，種子由南平市煙草公司煙科分所提供，采用包衣種漂浮育苗。

1.1.2 供試肥料 煙草專用肥(N∶P2O5∶K2O為10∶8∶20)，福建三明金明農(nóng)資有限公司；硝酸鉀(N∶P2O5∶K2O為13.5∶0∶44.5)和硫酸鉀(N∶P2O5∶K2O為0∶0∶50)，國(guó)投新疆羅布泊鉀鹽有限責(zé)任公司；鈣鎂磷肥(N∶P2O5∶K2O為0∶12∶0)，湖北省鐘祥市鐘洋磷化有限公司；有機(jī)肥為菜籽餅(N∶P2O5∶K2O為2.0∶2.0∶2.5)，福建省圣農(nóng)實(shí)業(yè)有限公司有機(jī)肥廠。

1.2 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2015年在福建省建甌市水源鄉(xiāng)布尾村(低海拔：219 m)和水源鄉(xiāng)忠溪村(高海拔：1 002 m)進(jìn)行。試驗(yàn)田土壤類型為砂壤土，前茬作物均為水稻，肥力分布均勻，近兩年未做過(guò)農(nóng)作物肥料試驗(yàn)，病蟲(chóng)害發(fā)生較少。土壤基礎(chǔ)肥力見(jiàn)表1。

表1 試驗(yàn)地土壤的基礎(chǔ)肥力

注：各指標(biāo)參照文獻(xiàn)[12-14]的方法測(cè)定。

Note: Measurement of all the indicators referred to references [12-14].

1.3 方法

1.3.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 試驗(yàn)設(shè)海拔和施氮量2個(gè)因素，海拔設(shè)低海拔和高海拔2個(gè)水平，施氮量設(shè)133.5 kg/hm2(低氮)、148.5 kg/hm2(中氮)和163.5 kg/hm2(高氮)3個(gè)水平。共6個(gè)處理，完全隨機(jī)排列，3次重復(fù)，小區(qū)面積50 m2，每小區(qū)植煙90株，行株距為120 cm×50 cm。

低海拔試驗(yàn)田煙苗于2月25日移栽，高海拔試驗(yàn)田煙苗于3月31日移栽，除氮用量外，磷、鉀用量各處理均一致，分別為148.5 kg/hm2、445.5 kg/hm2。在煙草專用肥、硝酸鉀、硫酸鉀、鈣鎂磷肥和有機(jī)肥(菜籽餅)5種肥料中，磷肥和有機(jī)肥全部作基肥施用(作追肥的復(fù)合肥中的部分磷除外)，部分煙草專用肥也用作基肥。基肥：在移栽前7～10 d開(kāi)溝條施，溝深15～20 cm；追肥：在移栽后在第5 天、第15～20 天、第25～30 天結(jié)合煙株根系伸展范圍打穴，穴深10～15 cm，采用穴施方式分3次施用。其余田間管理與建甌市當(dāng)年生產(chǎn)技術(shù)方案一致。

1.3.2 煙葉樣品的選取 各處理嚴(yán)格成熟采收，并進(jìn)行單獨(dú)采收、烘烤及分級(jí)計(jì)產(chǎn)，統(tǒng)計(jì)各處理煙葉產(chǎn)量、產(chǎn)值、上等煙比例、中下等煙比例及均價(jià)等經(jīng)濟(jì)性狀。各處理取C3F 煙葉1 kg，用于檢測(cè)其化學(xué)成分含量。

1.3.3 項(xiàng)目測(cè)定

1) 煙株主要生育期的植物學(xué)性狀。清除奶腳葉，并在打頂后3～5 d進(jìn)行下部葉不適用煙葉處理之后，選擇生長(zhǎng)一致、代表性較強(qiáng)的煙株進(jìn)行農(nóng)藝性狀調(diào)查，調(diào)查內(nèi)容主要包括下部葉采收前各處理株高、莖圍、節(jié)距、有效葉片數(shù)、腰葉長(zhǎng)、腰葉寬及腰葉面積。調(diào)查記錄參照文獻(xiàn)[15]的方法進(jìn)行。

2) 化學(xué)成分含量。煙葉的煙堿、總氮、總糖、還原糖、鉀、氯和淀粉等主要化學(xué)成分含量均參照文獻(xiàn)[16-20]的方法進(jìn)行。

1.3.4 化學(xué)成分的協(xié)調(diào)性評(píng)價(jià) 以煙堿、總氮、還原糖、鉀和淀粉含量及糖堿比、氮堿比和鉀氯比等8個(gè)指標(biāo)作為化學(xué)成分協(xié)調(diào)性的評(píng)價(jià)指標(biāo)，綜合相關(guān)分析法和層次分析法計(jì)算結(jié)果確定各化學(xué)成分指標(biāo)相應(yīng)的權(quán)重，8個(gè)指標(biāo)權(quán)重賦值分別為0.17、0.09、0.14、0.08、0.07、0.25、0.11和0.09。每個(gè)指標(biāo)最適范圍賦值100分，高于或者低于最適范圍依次降低分值，以指數(shù)和法確定化學(xué)成分協(xié)調(diào)性狀況。

為直觀地比較海拔與施氮量互作各處理化學(xué)成分的協(xié)調(diào)性，結(jié)合《中國(guó)煙草種植區(qū)劃》、卷煙工業(yè)企業(yè)要求以及專家意見(jiàn)構(gòu)建烤煙化學(xué)成分評(píng)價(jià)體系，其評(píng)價(jià)方法參照文獻(xiàn)[21]的方法進(jìn)行。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2013和SPSS 20.0處理數(shù)據(jù)及系統(tǒng)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 海拔與施氮量對(duì)煙株農(nóng)藝及經(jīng)濟(jì)性狀的影響

2.1.1 農(nóng)藝性狀 從表2可知，在不同海拔及施氮水平下，煙株莖圍、葉片數(shù)和腰葉寬等農(nóng)藝性狀的變化。

1) 低海拔。株高、節(jié)距和腰葉長(zhǎng)，不同施氮水平分別為122.9～124.3 cm、8.4～8.6 cm和93.5～95.9 cm，且低氮、中氮處理和高氮處理間差異不顯著；莖圍和葉片數(shù)，不同施氮水平分別為11.1～11.6 cm和14.3～15.7片/株，高氮處理顯著高于低氮處理和中氮處理，低氮處理與中氮處理間差異不顯著；腰葉寬和腰葉面積，不同施氮水平分別為40.2～43.0 cm和2 393.2～2 620.4 cm2，高氮處理顯著高于中氮處理，低氮處理與中氮處理間差異不顯著。

2) 高海拔。株高、節(jié)距、莖圍、葉片數(shù)和腰葉寬，不同施氮水平分別為123.0～126.7 cm、6.4～6.9 cm、9.9～10.0 cm、13.6～14.3片/株和27.1～28.9 cm，低氮處理、中氮處理和高氮處理間差異不顯著；腰葉面積，不同施氮水平為1 484.5～1 610.8 cm2，高氮處理顯著高于中氮處理，低氮處理與中氮處理間差異不顯著。

綜合看，海拔對(duì)煙株節(jié)距、莖圍、葉片數(shù)、腰葉長(zhǎng)、腰葉寬和腰葉面積的影響達(dá)極顯著水平，施氮量對(duì)煙株葉片數(shù)、腰葉寬和腰葉面積的影響達(dá)極顯著水平，海拔與施氮量互作僅對(duì)煙株莖圍的影響達(dá)極顯著水平，對(duì)葉片數(shù)的影響達(dá)顯著水平(表3)。

表2 不同海拔與施氮量下烤煙的農(nóng)藝性狀

注：相同海拔同列不同小寫(xiě)字母表示差異顯著(P<0.05),下同。

Note: Different lowercase letters in the same column at the same elevation indicate significant difference atP<0.05. The same below.

表3 海拔/施氮量及其互作與煙株農(nóng)藝性狀的相關(guān)性(F測(cè)驗(yàn))

注：*和**分別表示相關(guān)性達(dá)顯著和極顯著水平,下同。

Note: * and ** indicate significant difference atP<0.05 andP<0.01 level respectively. The same below.

2.1.2 經(jīng)濟(jì)性狀 從表4可知，在不同海拔及施氮水平下，煙株產(chǎn)量、產(chǎn)值和均價(jià)等經(jīng)濟(jì)性狀的變化。

1) 低海拔。產(chǎn)量，高氮處理最高，為2 184.2 kg/hm2，顯著高于中氮處理和低氮處理；低氮處理最低，為1 954.6 kg/hm2，與中氮處理間差異顯著。產(chǎn)值，中氮處理最高，為53 625.1 元/hm2，與低氮處理間差異不顯著，顯著高于高氮處理；高氮處理最低，為50 940.0元/hm2，顯著低于低氮處理。均價(jià)，低氮處理最高，為27.2元/kg，顯著高于中氮和高氮處理；高氮處理最低，為23.3元/kg，顯著低于中氮處理，低氮處理與中氮處理間差異顯著。上等煙比例，中氮處理最高，為61.2%，顯著高于高氮處理，與低氮處理差異不顯著；高氮處理最低，為45.0%，顯著低于中氮處理和低氮處理，低氮處理與中氮處理間差異不顯著。中下等煙比例，高氮處理最高，為55.0%，顯著高于低氮處理和中氮處理，低氮處理與中氮處理間差異不顯著；中氮處理最低，為38.8%；顯著低于高氮處理，與低氮處理間差異不顯著。

2) 高海拔。產(chǎn)量，高氮處理最高，為2 341.1 kg/hm2，顯著高于中氮處理和低氮處理；低氮處理最低，為2 116.7 kg/hm2，與中氮處理間差異顯著。產(chǎn)值，中氮處理最高，為61 660.7 元/hm2，顯著高于高氮處理，與低氮處理差異不顯著；高氮處理最低，為59 266.7元/hm2，與低氮處理差異不顯著。均價(jià)，低氮處理最高，為28.3元/kg，顯著高于中氮處理和高氮處理；高氮處理最低，為25.3元/kg，顯著低于中氮處理。上等煙比例，中氮處理最高，為59.8%，顯著高于低氮處理和高氮處理；高氮處理最低，為47.4%，顯著低于低氮處理。中下等煙比例，高氮處理最高，為52.6%，顯著高于中氮處理和低氮處理；中氮處理最低，為40.2%；顯著低于低氮處理。

綜合看，海拔對(duì)煙株產(chǎn)量、產(chǎn)值及均價(jià)的影響達(dá)極顯著水平，施氮量對(duì)煙株產(chǎn)量、產(chǎn)值、均價(jià)、上等煙比例和中下等煙比例的影響達(dá)極顯著水平，海拔與施氮量互作對(duì)煙株均價(jià)、上等煙比例和中下等煙比例的影響達(dá)極顯著水平(表5)。

表4 不同海拔與施氮量下烤煙的經(jīng)濟(jì)性狀

表5 海拔/施氮量及其互作與煙株經(jīng)濟(jì)性狀的相關(guān)性(F測(cè)驗(yàn))

2.2 海拔與施氮量對(duì)烤煙中部葉(C3F)化學(xué)成分含量及其協(xié)調(diào)性的影響

從表6可知，在不同海拔及施氮水平下，中部葉(C3F)主要化學(xué)成分的含量及其協(xié)調(diào)性的變化。

2.2.1 化學(xué)成分含量

1) 低海拔。煙堿及總氮含量，不同施氮水平分別為2.35%～2.56%和2.03%～2.21%，均隨著施氮量的增加呈逐漸升高趨勢(shì)，且處于優(yōu)質(zhì)煙葉的適宜范圍。還原糖含量，不同施氮水平為17.55%～22.07%，隨著施氮量的增加呈逐漸降低趨勢(shì)，低氮處理和中氮處理處于優(yōu)質(zhì)煙葉的適宜范圍，高氮處理略低于其適宜范圍。淀粉含量，不同施氮水平為4.04%～6.17%，隨著施氮量的增加呈逐漸升高趨勢(shì)，各施氮水平均高于優(yōu)質(zhì)煙葉的適宜范圍。糖堿比，不同施氮水平為7.19～9.39，隨著施氮量的增加呈逐漸降低趨勢(shì)，低氮處理處于優(yōu)質(zhì)煙葉的適宜范圍，中氮處理和高氮處理均略低于其適宜范圍。氮堿比，不同施氮水平為0.81～0.91，隨著施氮量的增加呈先降后升趨勢(shì)，各施氮水平均略低于優(yōu)質(zhì)煙葉的適宜范圍。鉀氯比，不同施氮水平為9.72～12.35，隨著施氮量的增加呈先降后升趨勢(shì)，各施氮水平均處于優(yōu)質(zhì)煙葉的適宜范圍；鉀離子和氯離子含量，不同施氮水平變化不大，且均處于優(yōu)質(zhì)煙葉的適宜范圍。

2) 高海拔。煙堿及總氮含量，不同施氮水平分別為2.88%～3.37%和2.41%～2.57%，隨著施氮量的增加，煙堿呈逐漸升高趨勢(shì)，總氮呈先升后降趨勢(shì)，二者均略高于優(yōu)質(zhì)煙葉的適宜范圍。還原糖含量，不同施氮水平為15.58%～18.86%，隨著施氮量的增加呈逐漸降低趨勢(shì)，低氮處理和中氮處理處于優(yōu)質(zhì)煙葉的適宜范圍，高氮處理略低于其適宜范圍。淀粉含量，不同施氮水平為5.32%～7.06%，隨著施氮量的增加呈先降后升趨勢(shì)，各施氮水平均高于優(yōu)質(zhì)煙葉適宜范圍。糖堿比，不同施氮水平為4.62～6.55，隨著施氮量的增加呈逐漸降低趨勢(shì)，各施氮水平均低于優(yōu)質(zhì)煙葉適宜范圍。氮堿比，不同施氮水平為0.74～0.89，隨著施氮量的增加呈先升后降趨勢(shì)，各施氮水平均低于優(yōu)質(zhì)煙葉適宜范圍。鉀氯比，不同施氮水平為4.92～8.09，隨著施氮量的增加呈先升后降趨勢(shì)，各施氮水平基本處于優(yōu)質(zhì)煙葉的適宜范圍；鉀離子和氯離子含量，不同施氮水平變化不大，且均處于優(yōu)質(zhì)煙葉的適宜范圍。

2.2.2 化學(xué)成分的協(xié)調(diào)性 中部葉(C3F)化學(xué)成分進(jìn)行評(píng)分，低海拔不同施氮水平中部葉(C3F)化學(xué)成分協(xié)調(diào)性綜合得分分別為91.51分、95.24分和94.43分，高海拔不同施氮水平分別為91.16分、91.21分和73.67分。除高海拔高氮處理外，不同海拔其余處理得分均在90.0分以上，化學(xué)成分協(xié)調(diào)性好，低海拔和高海拔均以中氮處理得分最高(95.24分和91.21分)，相同施氮水平下，低海拔地區(qū)得分均高于高海拔。

表6不同海拔與施氮量下中部葉(C3F)主要化學(xué)成分的含量及其協(xié)調(diào)性綜合得分

Table 6 The main chemical component content and its harmony comprehensive score of C3F at different altitudes and nitrogen application rates

海拔Altitude施氮水平Nitrogen application rate煙堿/% Nicotine總氮/% Total nitrogen還原糖/% Reducing sugar淀粉/% Starch鉀/%Potassium氯/%Chlorine糖堿比Sugar-nicotine ratio氮堿比Nitrogen-nicotine ratio鉀氯比Potassium-chlorine ratio得分/分Score低海拔 Low altitude低氮2.352.0322.074.04 3.340.27 9.390.8612.3591.51中氮2.562.0820.056.12 3.010.317.830.819.7295.24高氮2.442.2117.556.17 3.480.29 7.190.9111.9994.43高海拔 High altitude低氮2.882.4118.866.27 2.920.406.550.847.3091.16中氮2.902.5718.205.32 2.910.36 6.280.898.0991.21高氮3.372.50 15.587.06 2.220.45 4.620.744.9273.67

3 結(jié)論與討論

海拔高度和施氮量對(duì)煙株的生長(zhǎng)有較大的影響，海拔高度對(duì)煙株節(jié)距、莖圍、葉片數(shù)、腰葉長(zhǎng)、腰葉寬和腰葉面積的影響均達(dá)極顯著水平，施氮量對(duì)煙株葉片數(shù)、腰葉寬和腰葉面積的影響達(dá)極顯著水平，而海拔與施氮量互作效應(yīng)影響較小，僅對(duì)煙株莖圍和葉片數(shù)產(chǎn)生影響，其中對(duì)莖圍的影響達(dá)極顯著水平，對(duì)葉片數(shù)的影響達(dá)顯著水平。原因主要是不同海拔高度下，煙株生長(zhǎng)環(huán)境有明顯的差異，對(duì)其產(chǎn)生的影響則更大；與之相比，在相同的外界環(huán)境下，只要施氮量合理，對(duì)其影響相對(duì)較小。胡廷會(huì)等[22]研究表明，低海拔條件下花生主莖高、側(cè)枝長(zhǎng)大于高海拔，花生產(chǎn)量隨海拔高度升高大體呈先增后減趨勢(shì)。研究結(jié)果表明，隨著施氮量的改變，不同海拔生產(chǎn)煙葉的產(chǎn)量、品質(zhì)及其化學(xué)成分協(xié)調(diào)性也有顯著差異。相同海拔條件下，增加施氮量，煙葉產(chǎn)量增加，但均價(jià)、產(chǎn)值等均有所降低，上等煙比例也呈下降趨勢(shì)。低海拔條件下的相同施氮水平，煙葉產(chǎn)量、產(chǎn)值和均價(jià)等經(jīng)濟(jì)性狀均優(yōu)于高海拔條件。低海拔各施氮水平煙葉化學(xué)成分的協(xié)調(diào)性整體好于高海拔，施氮量不同，其對(duì)煙葉化學(xué)成分協(xié)調(diào)性的影響也不同。說(shuō)明海拔高度不同，其光照時(shí)數(shù)、光照強(qiáng)度、空氣濕度和降雨等因子均不同，因此煙株生長(zhǎng)適宜的營(yíng)養(yǎng)水平也有所不同。凌天孝等[23]研究發(fā)現(xiàn)，烤煙煙堿含量與海拔高度呈負(fù)相關(guān)，氮堿比、糖堿比和鉀含量與海拔高度呈正相關(guān)，但海拔高度對(duì)總氮、總糖和還原糖等碳水化合物含量無(wú)明顯影響。王躍能等[24]研究認(rèn)為，海拔對(duì)煙葉主要化學(xué)成分影響相對(duì)較小；隨著海拔升高，大田期均溫的降低，煙葉氯離子和還原糖含量呈下降趨勢(shì)。韓敏等[25]研究表明，2個(gè)美引品種在低海拔(1 489 m)煙區(qū)種植的均價(jià)和上等煙比例等經(jīng)濟(jì)性狀均高于高海拔(1 883 m)煙區(qū)；在較低海拔區(qū)域種植，NC196在中等或較高施氮水平下烤煙的經(jīng)濟(jì)性狀均好，NC471僅在較高施氮水平下烤煙經(jīng)濟(jì)性狀較好。陳麗萍等[26]研究認(rèn)為，在一定海拔范圍內(nèi)，相同部位煙葉總糖和還原糖含量均與海拔高度呈正相關(guān)；下部葉淀粉含量呈下降趨勢(shì)，中、上部葉淀粉含量呈先降后升趨勢(shì)；蛋白質(zhì)、總氮和煙堿含量隨海拔升高呈下降趨勢(shì)；鉀含量的變化規(guī)律不明顯，氯含量呈先降后升趨勢(shì)，且鉀含量和氯含量整體偏低。

不同海拔與施氮量對(duì)烤煙農(nóng)藝性狀、經(jīng)濟(jì)性狀和化學(xué)成分協(xié)調(diào)性均有一定的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明，建甌煙區(qū)在海拔219 m區(qū)域種植烤煙，施氮133.5 kg/hm2處理煙株生長(zhǎng)發(fā)育狀況較好，產(chǎn)值、均價(jià)和上等煙比例等主要經(jīng)濟(jì)性狀表現(xiàn)均較好，化學(xué)成分協(xié)調(diào)性也最好；在海拔1 002 m區(qū)域種植烤煙，施氮148.5 kg/hm2處理煙株生長(zhǎng)發(fā)育狀況較好，產(chǎn)值、均價(jià)和上等煙比例等主要經(jīng)濟(jì)性狀均表現(xiàn)較好，化學(xué)成分也更為協(xié)調(diào)。在煙草生產(chǎn)進(jìn)程中，應(yīng)根據(jù)烤煙品種的特性，結(jié)合合理的施肥措施，優(yōu)化布局，以生產(chǎn)出彰顯當(dāng)?shù)靥厣母哔|(zhì)量煙葉。