種植密度與施氮量互作對烤煙品種G80采烤期鮮葉素質的影響

成志軍，熊俊，黃佳，王子一，李信，穰中文，楊友才*

(1 湖南中煙工業有限責任公司，湖南 長沙 410014； 2 湖南農業大學資源環境學院，湖南 長沙 410128； 3 湖南農業大學農學院，湖南 長沙 410128)

鮮煙葉素質特征在栽培過程中產生，受生態條件、栽培措施、品種和葉位等因素影響[1-3]。在品種、生態環境和調制措施相同的條件下，施肥與栽培密度是影響烤煙生長發育和產質量的重要因素[4-5]。氮肥施用量與烤煙田間發育密切相關，適宜的施氮量有利于平衡和協調煙葉碳氮化合物之間的比例，這對煙葉產質量提升具有顯著作用[6-7]。栽培密度通過影響植株營養狀況、冠層的光截獲、光分布特征，進而對群體干物質生產能力產生顯著影響[8]。烤煙G80是瀏陽煙區的主栽品種，其特征明顯，在主要卷煙品牌中配伍性好，是工業企業特色煙葉原料供應的主要基地。高的鮮煙葉素質是保障煙葉正常烘烤及烤后煙葉品質的基礎，關系到卷煙品牌的長遠發展。近幾年來，由于品種退化、生態環境變化以及種植技術的不配套，影響了成熟采烤期G80品種的鮮煙葉素質，一定程度上限制了其風格特征及其工業可用性。據此，本研究以烤煙品種G80為材料，研究不同施氮量與種植密度協同處理下鮮煙葉素質的變化特點，從而探尋出有積極作用的移栽密度與施氮量組合，為瀏陽煙區優質煙葉生產、烘烤工藝等提供理論依據和技術支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試烤煙品種為G80，于1985年從美國引進，由美國Speight子公司雜交選育而成。實驗所用的煙苗均由湖南農業大學提供。

1.2 試驗設計

試驗地點位于湖南省瀏陽市達滸鎮金田村。試驗田前茬作物為水稻，地勢平坦、排灌便利。土壤基本農化性狀為pH值4.83，有機質含量36.20 g/kg，全氮1.14 g/kg，全磷0.83 g/kg，全鉀19.38 g/kg，堿解氮148.40 mg/kg，速效鉀364.80 mg/kg，有效磷11.89 mg/kg。

采用種植密度為主區、施氮量為副區的雙因素裂區試驗設計開展田間小區試驗。因素N為施氮量，設置3個水平：N1，每公頃施用純氮150.0 kg；N2，每公頃施用純氮172.5 kg；N3，每公頃施用純氮195.0 kg；因素D為種植密度，設置3個水平：D1行距×株距=1.2 m×0.55 m(15 150株/hm2)、D2行距×株距=1.2 m×0.5 m(16 650株/hm2)、D3行距×株距=1.2 m×0.45 m(18 495株/hm2)。試驗共9個處理水平，設3次重復，共計27個小區，小區長10 m，寬2.6 m，面積26 m2，分4行種植，四周設保護行。對不同處理的小區施加含純氮105.0 kg/hm2等量的基肥，后按3個水平的施氮量處理分別分3次施加追肥。試驗中所用肥料由當地煙草公司提供，氮肥用量按肥料中氮肥含量比例折合調整，并按規定的氮磷鉀比例，使用不含氮的磷鉀肥進行補施。移栽期為2021年3月12日，田間管理按照當地的優質烤煙標準進行。

1.3 測定項目與方法

色素含量、多酚氧化酶活性、煙葉含水率：各處理取相同部位具代表性的鮮煙葉各6片，其中3片葉用于煙葉色素含量和多酚氧化酶活性測定。色素含量采用分光光度法測定，多酚氧化酶活性采用ELISA檢測試劑盒測試；另外3片葉采用殺青烘干法測定煙葉含水率。

化學成分含量：依據行業標準(YC/T 159-2002《煙草及煙草制品水溶性糖的測定連續流動法》、YC/T 160-2002《煙草及煙草制品總植物堿的測定連續流動法》)，對測定含水量的煙葉進行總糖、還原糖及煙堿含量的測定。

1.4 數據處理

本次試驗主要運用Microsoft Excel 2010及SPSS 22.0軟件進行數據的統計分析與作圖。在對數據進行方差分析的過程中，顯著性水平設置為α=0.05及α=0.01，并選用Duncan法做多重比較。

2 結果與分析

2.1 對成熟期鮮煙葉葉綠素含量的影響

由圖1可知，高密度處理水平(D3)下中、上部葉的葉綠素含量0.37、0.41 mg/g，顯著小于低密度處理水平(D1)的0.46、0.51 mg/g與中密度處理水平(D2)的0.57、0.59 mg/g。施氮量對成熟期上部葉葉綠素含量作用顯著，高施氮量處理水平(N3)下的葉綠素含量0.55 mg/g，顯著高于低施氮量處理水平(N1)的0.47 mg/g與中施氮量處理水平(N2)的0.47 mg/g。種植密度與施氮量對中部煙葉葉綠素含量的互作效應顯著。各葉位的處理間葉綠素含量均存在一定的差異，中上部烤煙葉綠素含量均以處理D3N1最小，D2N3最大。

表1 不同處理中、上部鮮煙葉的葉綠素含量

2.2 對成熟期鮮煙葉水分含量的影響

各處理中、上部煙葉水分含量情況見圖1。上部煙葉(圖1a)含水率為83.02%～87.26%；中部煙葉(圖1b)含水率為87.51%～90.85%；上部煙葉葉片含水率為77.90%～83.33%；中部煙葉葉片含水率為77.48%～85.24%。各葉位間葉片含水率差異較小，而煙葉含水率總體表現為中部葉>上部葉。由于煙葉含水率包括了葉片主脈的含水率，從而導致煙葉含水率大于葉片含水率。而各葉位間葉片含水率差異較小，而煙葉含水率總體表現為中部葉>上部葉，這說明中部葉主脈含水率較上部葉大。高密度處理D3的葉片含水率較D1與D2低，為后續煙葉烘烤過程中的脫水干燥奠定了良好的基礎。

a.上部葉 b.中部葉圖1 不同處理中、上部鮮煙葉的水分含量Fig.1 Water content of middle and upper fresh leaves under different treatments

2.3 對成熟期鮮煙葉化學成分含量的影響

由表2可知，烤煙G80不同葉位間的化學成分含量有一定的差異，上部葉各處理的煙堿含量均大于中部葉對應處理的煙堿含量。種植密度對中部與上部成熟鮮煙葉總糖與還原糖含量作用均達到極顯著水平，對上部葉煙堿含量的作用達到顯著水平。中部與上部成熟期鮮煙葉總糖與還原糖含量均表現為D3> D1>D2，且D2與D1之間差異不顯著。上部成熟期鮮煙葉煙堿含量表現為D2>D1>D3。施氮量對各化學指標的影響不顯著。種植密度與施氮量對烤煙G80成熟鮮煙葉含糖量的互作效應顯著，各化學指標處理間存在顯著差異，其中上部葉處理D3N2總糖含量最高；中部葉處理D3N3總糖含量最高。上部與中部葉還原糖含量的變化趨勢與各葉位對應的總糖含量相同，其最大值分別為處理D3N2與D3N3，其最小值分別為處理D2N3與D1N3。種植密度與施氮量對上部葉煙堿含量互作效應不顯著，處理D3N3煙堿含量最小，為2.72%；種植密度與施氮量對中部葉煙堿含量互作效應顯著，處理D1下煙堿含量隨施氮量的增加而降低，處理D1N3煙堿含量最小，為1.56%，處理D1N1煙堿含量最大，為2.15%。

表2 不同處理中、上部鮮煙葉的主要化學成分

2.4 對成熟期鮮煙葉多酚氧化酶活性的影響

從表3中可以看出，上部葉多酚氧化酶(PPO)活性為10.17～17.57 U/mg，中部葉PPO活性為9.60～17.46 U/mg。在同一種植密度下，中部與上部鮮煙葉PPO活性均表現為處理N3

表3 不同處理中、上部鮮煙葉多酚氧化酶活性

3 討論

鮮煙葉葉綠素含量與煙葉變黃速度之間關系密切。葉綠素的含量較高時，會增加烘烤過程中色素降解的時間，導致煙葉變黃慢，容易烤青，出現掛灰變褐現象。在同一施氮量水平下，處理D3的葉綠素含量均小于D1與D2，以上結果說明種植密度的增大改變了煙株個體養分及光照資源的分配；密度在一定范圍內的增加對煙葉的成熟變黃有一定的促進作用，這與劉佳等[9]、蔣士東[10]關于種植密度對煙株農藝性狀的影響結果一致。

煙葉烘烤是一個脫水干燥的過程，鮮煙葉水分含量狀況是煙葉失水干燥變黃的基礎，對烘烤特性具有極為重要的影響[11]。本次試驗結果表明，中上部成熟鮮煙葉葉片水分之間無顯著差異，而煙葉含水率表現為中部葉大于上部葉，這可能是由于上部煙葉主脈含水量較中部葉小所造成的。同一施氮量水平下，種植密度D3下的成熟鮮煙葉含水率顯著小于D1與D2。兩個因素的互作效應對上部葉與中部葉含水量的影響均不顯著。

烤煙G80中部葉與上部葉的總糖、還原糖含量均隨種植密度的增加呈現先減后增的變化規律；對上部煙葉煙堿含量的作用達到顯著水平，呈現出先增后減的變化規律，與上部葉總糖和還原糖含量的變化相反。施氮量對各類化學成分的影響不顯著，這與以往關于施氮量對鮮煙化學成分影響的試驗結果存在差異[12]，具體原因還需要進一步探索。綜合來看，處理D3提高了煙葉總糖含量的同時煙堿保持在了較低的水平，化學成分較為協調。

烤煙G80成熟期鮮葉PPO活性隨施氮量的增加而顯著降低，中部葉PPO活性隨種植密度的增加而顯著降低，處理D3與N3的PPO活性均保持在相對較低的水平，而種植密度與施氮量的互作效應不顯著，這與李建東[13]、師超等[14]等關于施氮量單因素作用下，多酚氧化酶活性的變化研究結論相反。

煙葉生產注重優質適產。增加種植密度，可有效降低成熟期鮮煙葉葉綠素含量，提高烤后煙葉總糖與還原糖含量，同時增施氮肥可進一步降低煙葉PPO酶活性，但這并不意味著進一步提高種植密度和加大氮肥用量對鮮葉素質形成更有利。眾多研究表明，瀏陽煙區在適宜的種植密度[15]和合理的氮肥用量[16]下才可獲得高綜合質量的煙葉，因此，通過種植密度與氮肥用量來調控鮮煙葉素質也應滿足這一前提。

4 結論

不同種植密度與施氮量水平下烤煙G80鮮煙葉素質存在差異。在同一施氮量水平下，高種植密度下鮮煙葉、葉片總含水率及葉綠素含量值相對較低，而烤后煙葉的總糖與還原糖含量相對較高，同時降低多酚氧化酶活性及煙堿含量，有利于鮮煙葉的成熟、促進其化學成分的協調性；氮肥的減量施用對上部葉葉綠素含量的降低、中部葉總含水率的提高有顯著作用；此外，種植密度與施氮量對中部葉的色素含量、水分含量及化學成分影響具有顯著的互作效應。綜上，種植密度18 495株/hm2、氮肥用量195.0 kg/hm2處理有利于改善烤煙G80的鮮煙葉素質，為優質的烤后煙葉奠定良好基礎。