不同施氮量下采收時間對烤煙經濟性狀及品質的影響

劉雅嫻，杜傳印，劉 冰，楊德廉，王 毅，孫 剛，管恩森，馬興華，徐秀紅*

(1.中國農業科學院煙草研究所，農業農村部煙草生物學與加工重點實驗室，山東 青島 266101；2.中國農業科學院研究生院，北京 100081；3.山東濰坊煙草有限公司，山東 濰坊 261205)

【研究意義】施肥影響煙葉品質，同一氣候條件下的相同基因型烤煙，可以通過調整施肥從而改變其外觀質量和內部化學成分[1]。氮素是煙草生長發育所必需的營養元素，其用量對烤煙生長發育和煙葉產質量具有重要影響[2-5]。氮素施用量不同直接影響煙葉的成熟采收時期，因此通過研究明確不同施氮量條件下合理的采收時間，可為煙葉生產提供依據和指導。【前人研究進展】氮肥合理施用條件下，煙株生長發育正常，碳氮代謝協調，厚薄適中，內含物充實，烤后葉片不僅產量高，而且品質也好，生產出優質煙葉的前提是施氮量適宜[6]。鄭仙霞等[7]研究表明，隨著施氮量的增加，煙葉產值、上等煙比例、中等煙比例和均價均隨之升高，但施純氮超過75 kg/hm2之后開始下降。煙葉的采收時間與成熟度直接相關，成熟度又被稱為煙葉品質形成的中心因素，在其他條件一致的情況下，采收成熟度好的煙葉，烤后煙葉品質好、等級高、香吃味也比較好。成熟度較差的煙葉內部化學成分沒有經過充分降解轉化，致使化學成分比例不協調。因此正確把握煙葉成熟度，適時采收顯得尤其重要[8]。艾復清等[9]研究表明，隨著煙葉成熟度增加，下、中部烤后煙葉黃煙率、橘黃煙率、等級比例和均價呈現先升高再降低趨勢，而上部烤后煙葉黃煙率、橘黃煙率、等級比例和均價逐漸上升，因此下部葉不宜提倡過分成熟，以免葉內有機物質損失過多而影響品質，中部葉提倡適熟，上部葉則應提倡適當延遲采收。【本研究切入點】前人的研究主要集中在施氮量或采收時間單因素對烤煙生長與煙葉品質的影響方面，而施氮肥影響了煙株的生長發育進程和成熟落黃，因此不同施氮量下選擇合理的采收時間對于提高煙葉質量具有重要的意義。【擬解決的關鍵問題】本文在 3 種不同的施氮量條件下分別設置了 3 個采收時間進行大田試驗，通過分析不同處理的烤后煙葉經濟性狀和品質，提出不同供氮量與采收時間的合理匹配方案，指導煙葉生產。

1 材料與方法

1.1 試驗材料及地點

試驗于2018年在山東濰坊煙草有限公司煙葉生產技術中心諸城實驗站進行，試驗區地處魯東丘陵區，屬溫帶季風性氣候。供試烤煙品種為當地主栽品種NC55，于5月7日移栽，7月16日打頂，種植行距為1.2 m，株距為0.5 m，采用滴灌灌溉，按照當地優質煙葉生產規范進行田間管理。土壤為壤質褐土，理化性質見表1。

1.2 試驗設計

試驗采用雙因素裂區設計，主區為氮肥用量，設 3 個處理，分別為52.5 kg/hm2(N1)、67.5 kg/hm2(N2)和82.5 kg/hm2(N3)；副區為采收時間，分別為打頂后 30 d(S1)、打頂后 35 d(S2)、打頂后 40 d(S3)。各處理煙株打頂標準一致，均為小區 50 %的煙株第一朵中心花開放時打頂。3 次重復，小區(6 行)面積 72 m2。m(N)∶m(P2O5)∶m(K2O)=1∶0.8∶3.3。有機氮用量占總氮用量的 30 %，所用肥料為腐熟的豆餅(N、P2O5和 K2O 的質量分數分別為 6 %、1 %和 2 %)、煙草專用復合肥(N、P2O5和 K2O 質量分數分別為 10 %、10 %和 20 %)、硫酸鉀(K2O 質量分數 50 %)、磷酸二銨(N、P2O5質量分數分別為18 %、46 %)、硝酸鉀(N、K2O 質量分數分別為13.5 %、44.5 %)，肥料全部在起壟時基施。

1.3 測定指標及方法

1.3.1 SPAD值測定 各小區標記相同中部葉位葉片 5 片，于采收當日上午 9 點使用 SPAD-502 PLUS 葉綠素儀測定SPAD 值。分葉基、葉中和葉尖 3 個部位測定，每個部位分別測 4個點(主脈兩側各 2 個點)，取這 12 個點的平均值作為所測葉片的 SPAD 值。

1.3.2 鮮干比值測定 每個小區選取具有代表性的3片葉片，分別稱取葉片鮮重，隨后放入烘箱中于105 ℃殺青30 min，60 ℃烘干至恒重，再次稱取葉片干重，計算鮮干比值。

1.3.3 外觀質量鑒定 依據外觀質量評定標準[10]對烤后煙葉外觀質量的 6 項指標進行打分，并采用指數和法計算烤煙外觀質量綜合得分[11]。

1.3.4 經濟性狀分析 依據國標GB 2635-92 烤煙[12]進行分級，計產計值。

1.3.5 化學成分測定 分級后各處理選擇 C3F 煙葉 10 片，置于烘箱中 40 ℃烘干，磨碎過 0.25 mm 篩，用 Aataris II 近紅外光譜儀(Thermo Fisher公司) 測定煙堿、總糖、還原糖、總氮、鉀、氯等6主要化學成分指標，計算還原糖/煙堿、還原糖/ 總糖、鉀/氯 3 項衍生指標。

1.3.6 感官質量評價 各處理選擇 C3F 煙葉 20 片，送農業農村部煙草產業產品質量監督檢驗測試中心進行感官質量評價。

表1 供試土壤的理化性質

1.4 數據處理

采用 Microsoft Excel 2010 和 SAS 9.2統計軟件進行數據處理、圖表制作以及方差分析，LSD 法分析均值差異的顯著性。

2 結果與分析

2.1 不同施氮量下采收時間對煙葉SPAD值的影響

由圖1可以看出，相同施氮量條件下，隨著采收時間的不斷推遲，SPAD值隨之顯著地降低，說明煙葉逐漸變黃，這與煙葉的外觀顏色變化相對應；在 N1、N2 和 N3 3種不同條件下，打頂后采收時間推遲 5 d，SPAD 值分別降低30.24 %、31.34 %和 24.93 %；采收時間推遲10 d，SPAD 值分別降低 60.19 %、54.87 %和 50.63 %。可見，推遲葉片采收時間促進了色素降解，降解幅度與氮肥施入量相關，氮肥施入量越低，SPAD值下降幅度越大，尤以推遲10 d采收最為明顯。不同氮肥施入量間比較發現，相同的采收時間下，SPAD 值均表現為 N3>N2>N1。說明氮肥用量越大，煙葉越貪青晚熟。

2.2 不同施氮量下采收時間對煙葉鮮干比值的影響

鮮干比可以反映煙葉水分含量狀況和干物質積累狀況，鮮干比值越大，說明煙葉內水分含量越大，干物質積累越少。由圖2可以看出，施氮量為52.5和67.5 kg/hm2時，隨著采收時間的推遲，鮮干比值均是先降低后升高，在S2時達到最低，分別為4.20和4.53，說明N1和N2處理在S2時干物質積累量

達到最大，隨著采收時間的推遲，葉片內干物質有所消耗，因此鮮干比值在S3時升高。施氮量為82.5 kg/hm2時，鮮干比值先升高后降低，在S3時最低為4.91，說明施氮量較大時，推遲采收仍有一定的干物質積累。

2.3 不同施氮量下采收時間對烤后煙葉外觀質量的影響

由表 2可知，在 N1 條件下，隨采收時間推遲，表征煙葉外觀質量的顏色、葉片結構、油分和色度得分及綜合得分均表現為S2>S3>S1，成熟度得分 S2 和 S3 相同，身份得分 S1和 S3 相同，即在 N1 條件下，打頂后 35 d 采收煙葉外觀質量最佳。在 N2 條件下，隨采收時間推遲，煙葉顏色和身份得分及綜合得分均表現為S2>S3>S1，成熟度和葉片結構得分 S1 和 S3 相同，油分和色度得分S2 和 S3 相同，即在 N2 條件下，亦表現為打頂后 35 d采收煙葉外觀質量最佳。在 N3 條件下，隨采收時間推遲，煙葉顏色、葉片結構、身份、油分和色度及外觀質量綜合得分均表現為 S3>S2>S1，成熟度得分S1和S2相同，即在N3 條件下，表現為打頂后 40 d 采收煙葉外觀質量最佳。綜上可得，低、中肥處理時，35 d 采收煙葉外觀質量最佳，而高肥處理時，煙葉打頂后 40 d 采收外觀質量最佳。

2.4 不同施氮量下采收時間對烤后煙葉經濟性狀的影響

從表 3 可以看出，在 N1 條件下，打頂后30 d采收上等煙比例分別比35和40 d的高14.66和28.42個百分點，上中等煙比例分別高3.33和19.23個百分點，均價分別提高6.10 %和21.56 %，打頂后35 d采收處理單葉重最高，分別比30和40 d采收的高3.73 %和5.08 %。在N2條件下，打頂后 35 d采收上等煙比例分別比 30和40 d的高 1.86和 8.16個百分點，均價分別提高1.39 %和4.14 %；打頂后40 d采收的處理單葉重分別比30和35 d采收的高8.67 %和4.58 %。在N3條件下，打頂后 40 d采收上等煙比例分別比 30和35 d的高11.66和 10.65個百分點，均價分別提高5.24 %和5.85 %，單葉重分別提高7.87 %和3.33 %。可見，在N1條件下，打頂后30 d采收的煙葉經濟性狀最好，在N2條件下，打頂后35 d采收的煙葉經濟性狀最好，在N3條件下，打頂后40 d采收的煙葉經濟性狀最好。

表2 不同處理對烤后煙葉外觀質量的影響

表3 不同處理對烤后煙葉經濟性狀的影響

表4 不同處理對烤后煙葉化學成分含量的影響

表5 不同處理對烤后煙葉感官質量的影響

2.5 不同施氮量下采收時間對烤后煙葉化學成分的影響

由表 4 可得，在 3 種氮肥施用量下，隨采收時間推遲，N1處理的總糖含量持續減小，N2、N3處理的總糖含量均呈現先增大后減小的趨勢，在打頂后35 d采收時總糖含量達到最大。各施肥處理的還原糖含量均隨著采收時間推遲呈現先增大后減小的趨勢，在打頂后35 d采收時還原糖含量達到最大。隨著施氮量的增大，總氮含量均顯著地增加，說明增施氮肥可以明顯提高煙葉的總氮含量。N1處理煙葉的總氮含量隨著采收時間推遲沒有顯著變化，N2、N3處理總氮含量隨著采收時間的推遲呈現先減小后增大的趨勢，均在打頂后35 d采收時含量最低。

2.6 不同施氮量下采收時間對烤后煙葉感官質量的影響

由表 5可得，N1條件下，以打頂后 35 d 采收感官質量最佳，主要是提高了香氣質、香氣量、余味和雜氣的得分，質量檔次提高。N2條件下，以打頂后 35 d 采收感官質量最佳，主要是提高了香氣質、香氣量、余味和雜氣的得分，質量檔次提高。N3條件下，以打頂后 40 d 采收感官質量最佳，主要是提高了香氣質、香氣量、余味和雜氣的得分，質量檔次相較于打頂后35 d采收時有提高。綜合比較可得，N3S3的感官評吸得分最高，其次為 N2S2。可見，在合適范圍內，氮肥施用量越大，越晚采收的煙葉感官品質越好。

3 討 論

合理的施氮量和適宜的采收時間一直是煙草優質生產研究中關注的熱點，兩者均對煙葉營養生長狀態及烤后煙質量產生重要影響[13]。本研究結果表明，施氮量為52.5和67.5 kg/hm2時煙葉適合打頂后35 d采收，其感官質量分別比提前5 d采收高1.5和1.0分，比推遲5 d采收高0.8和1.9分，并且質量檔次有了明顯提升。施氮量為67.5 kg/hm2時煙葉打頂后35 d采收，其上等煙比例比提前5 d和推遲5 d采收分別高1.86和8.16個百分點，均價高0.43和1.25元/kg，雖然烤后煙單葉重比推遲采收減小0.39 g，但是煙葉質量較好，烤后煙外觀質量得分高、煙堿含量適中、總糖和還原糖含量較高。施氮量為82.5 kg/hm2時煙葉適合打頂后40 d采收，其上等煙比例比提前5和10 d采收分別高11.66和10.65個百分點，均價高1.54和1.71元/kg，烤后煙單葉重最大，外觀質量和感官質量得分最高。這一研究結果與宋瑩麗等[14]研究結果相似。施氮量為52.5和67.5 kg/hm2時，隨著采收時間的推遲，鮮干比值均是先降低后升高。隨著施氮量增大，煙葉中的煙堿、總氮含量顯著增加，總糖、還原糖含量、糖堿比顯著減小，這與張建忠等[15]研究結果一致。隨著施氮量增大，烤后煙單葉重量有增加的趨勢，均價和上等煙比例變化均表現為隨著施氮量增加先上升后降低趨勢，這一結果與王正旭[16]、譚炳昱等[17]研究結果一致。

施氮量會影響烤煙生育期，施氮過多時生育期會推遲[18]。SPAD值與煙葉葉綠素含量呈顯著正相關關系，且其數值大小可以反映煙葉黃綠程度，因此已被驗證能夠用于精確指導煙葉的適熟采收[19]。隨著施氮量的增加，煙株生長前期葉片合成葉綠素的能力顯著提升，使得煙葉進入成熟時含量較高。隨著采收時間的推遲，葉綠素含量降低，表現為葉片的褪綠落黃[20]。本試驗說明了施氮量不同，煙葉進入生理成熟期和工藝成熟期時間不同，適宜采收時間存在差異，因此要在煙葉充分發育的基礎上，準確把握煙葉的施肥量及成熟度，依據煙葉的營養水平、外觀成熟特性進行采收，從而提高烤后煙葉質量，獲得較高的經濟效益。

4 結 論

合理施氮、適時采收有利于提高煙葉質量和經濟性狀，協調煙葉化學成分，因此該試驗條件下建議大田生產中施氮量為82.5 kg/hm2，打頂后40 d采收，此時葉片SPAD值達16.15左右。