不同有機肥對烤煙生長發育及產質量的影響

王東飛， 肖 飛， 張亞恒， 孫 暢， 呂紅靈， 張力元， 許洪慶，王冬梅， 李艷紅， 趙 娟， 陳清明

(1.貴州中煙工業有限責任公司技術中心， 貴州 貴陽 550000； 2.云南瑞升煙草技術(集團)有限公司， 云南 昆明 650106； 3.云南省煙草煙葉公司， 云南 昆明 650218； 4.云南省煙草公司 昆明市公司祿勸分公司， 云南 祿勸 651500)

0 引言

【研究意義】化肥是種植烤煙的常用肥料，因其速效養分含量高、肥效快，能保障烤煙的正常生長發育，但隨著長期大量使用化肥，引起土壤結構變劣、功能減退、土壤團粒結構被破壞及有機質含量下降，造成土壤板結，從而影響烤煙的產量和品質[1]。改變土壤環境，活化土壤養分，讓煙草栽培向綠色、健康的生態農業方向發展是未來煙草可持續發展的重要途徑。針對不同的生態環境與烤煙品種，不同種類有機肥產生的肥效不同，選擇適宜當地烤煙種植的有機肥更能有效保障優質煙葉的生產[2-6]。云南省祿勸縣土壤以紅壤為主，因常年施用化肥，導致土壤有機質含量和肥力水平下降，加之大田前期降雨量少，烤煙移栽后水分缺乏，制約著當地烤煙的發展。因此，探討不同有機肥對烤煙生長發育及產質量的影響，對保育煙田土壤和提高煙葉質量具有重要意義。【前人研究進展】眾多研究表明，施用有機肥不僅可以活化土壤養分，提高土壤微生物和酶活性，還能提高土壤總孔隙度，使耕層土壤變松，增加持水能力，提高水分有效利用率，促進有機質的累積[2-8]。潘艷華等[7-8]研究表明，通過改變土壤環境，可培肥地力，促進烤煙生長，增加煙葉干物質積累，提高致香物質總量，促進其化學成分更協調，改善烤煙感官品質，從而有效提高其經濟效益。【研究切入點】前人在單施有機肥的用量、施用方式對烤煙生長發育、煙葉產量和品質等方面均有研究。有關不同生物有機肥對祿勸煙區烤煙生長發育及產質量的影響研究鮮見報道。【擬解決關鍵問題】比較分析3個不同施肥處理烤煙的農藝性狀、經濟性狀、常規化學成分、物理性狀、外觀質量和感官質量，確定適宜當地烤煙生長的有機肥類型，以期為云南祿勸煙區烤煙優質生產提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗于2020年4—9月在祿勸縣綠槐村進行，前作為大麥，土壤類型為紅壤。土壤有機質34.91 g/kg、水解性氮131.67 mg/kg、有效磷77.53 mg/kg、速效鉀403.37 mg/kg、全氮2.12 g/kg、全磷2.37 g/kg、全鉀18.49 g/kg、pH 6.76。

1.2 試驗材料

1.2.1 烤煙 供試烤煙品種為云煙87，由昆明市煙草公司提供。

1.2.2 肥料 生物有機肥由玉米秸稈加微生物秸稈腐解劑堆制而成(有機質≥40%，有效活菌數≥0.2億/g)，菌種主要為枯草芽孢桿菌和地衣芽孢桿菌；保水有機肥(保水劑≥10%，有機質≥40%)，常規商品有機肥，均購自云南天禾地生物科技股份有限公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 試驗設計 試驗采用完全隨機區組排列，設3個處理:CK，常規商品有機肥1 500 kg/hm2+農家肥9 000 kg/hm2+煙草專用復合肥600 kg/hm2；A1，生物有機肥1 500 kg/hm2+農家肥9 000 kg/hm2+煙草專用復合肥600 kg/hm2；A2，保水有機肥1 500 kg/hm2+農家肥9 000 kg/hm2+煙草專用復合肥600 kg/hm2。不設重復，并確保不同處理的N、P、K含量相同，各處理種植烤煙500株。肥料均在移栽前一次性施用，田間管理按現代煙草農業標準統一管理。

1.3.2 指標測定

1) 農藝性狀。每處理選取具有代表性的煙株10株，掛牌標記。參照《煙草農藝性狀調查方法》(YC/T 142—2010)[9]測定各處理旺長期烤煙株高、莖圍、有效葉數及上、中、下部最大葉的長和寬。

2) 經濟性狀。各處理嚴格掛牌烘烤，確保從采收、編煙、分級全過程跟蹤，保證樣品對應精準。烤后煙葉依照《烤煙》(GB 2635-1992)[10]進行分級，各級煙葉價格按照產區當年收購價格計算，并調查煙葉等級比例、煙葉產質量和均價。

3) 品質測定。分別采集各處理烤后煙葉B2F、C3F和X2F各2 kg，測定其常規化學成分、物理性狀和外觀質量。所有檢測指標均送云南同創檢測技術股份有限公司測定；煙葉感官質量由云南瑞升煙草技術(集團)有限公司5位評吸專家參照《卷煙感官技術要求》(GB 5 606.4—2005)[11]進行評審，并采用9分制標準打分，香氣質、香氣量、刺激性、余味、雜氣、濃度、燃燒性和灰色的滿分均為9分，勁頭以文字描述，不計得分。指數和法計算綜合得分，綜合得分越高，煙葉各指標質量越好[12]。

1.4 數據分析

采用Excel 2010和SPSS 25.0對試驗數據進行統計分析，并進行Duncun’s新復極差法多重比較。

2 結果與分析

2.1 不同處理烤煙旺長期的主要農藝性狀

由表1可知，3個處理旺長期烤煙的農藝性狀存在差異。株高為107.62～118.16 cm，依次為CK>A1>A2，A1和A2顯著低于CK；莖圍為8.64～9.45 cm，依次為A1>A2>CK，各處理間差異顯著；有效葉數為22.60～23.10片，依次為A1>CK>A2，各處理間差異均不顯著；上部葉長和寬分別為45.05～48.31 cm和15.36～17.21 cm，中部葉長和寬分別為67.05～68.44 cm和28.69～28.80 cm，下部葉長和寬分別為61.68～69.66 cm和29.08～31.61 cm，其中，除中部葉長外，各指標均以A1最大。綜合看，A1的煙株長勢最好。

表1 不同處理烤煙旺長期的農藝性狀

2.2 不同處理烤后煙葉的經濟性狀

從表2看出，不同處理烤后煙葉的經濟性狀不同。烤煙的產量和產值分別為2 547.15～2 612.7 kg/hm2和78 170.1～80 185.65元/hm2，均依次為A2>A1>CK；上等煙比例為62.79%～66.50%，以A1最高，分別較CK和A2提高2.84百分點和3.71百分點；中等煙比例為22.25%～26.53%，以CK最高，A1和A2分別較CK降低4.28百分點和0.83百分點；下等煙比例為9.81%～11.51%，均依次為A2>A1>CK。綜合看，A1和A2烤煙的產量、產值和上等煙比例表現較好。

表2 不同處理烤后煙葉的經濟性狀

2.3 不同處理烤后煙葉的常規化學成分

一般認為，優質烤煙總糖含量為18%～22%，還原糖含量為16%～20%，總氮含量為1.5%～3.5%，鉀含量在2%以上，氯含量在1%以下，總植物堿為1.5%～3.5%，糖堿比在8～10，氮堿比在1附近，鉀氯比應大于4[13]。由表3可知，B2F：各處理的總植物堿、氯離子和總氮含量分別為2.29%～2.50%、0.51%～0.56%和1.59%～1.81%，均在優質煙葉標準范圍內；總糖和還原糖含量偏高，分別為36.9%～40.9%和29.2%～33.9%；鉀含量偏低，為1.34%～1.50%。從化學成分協調性看，A1的糖堿比、氮堿比和CK的鉀氯比更接近優質煙葉標準。C3F：各處理的總植物堿、氯離子和總氮含量分別為1.76%～2.41%、0.19%～0.52%和1.62%～1.85%，均在優質煙葉標準范圍內；總糖和還原糖含量偏高，分別為30.4%～34.7%和23.3%～27.8%；鉀離子含量偏低，為1.47%～1.83%。從化學成分協調性看，A1的糖堿比、A2的氮堿比、CK和A2的鉀氯比更接近優質煙葉標準。X2F：各處理的總植物堿、氯離子、總氮含量、鉀含量分別為1.83%～2.02%、0.12%～0.19%、1.78%～1.86%和2.04%～2.33%，均在優質煙葉標準范圍內；總糖和還原糖含量偏高，分別為29.8%～34.5%和25.9%～30.0%。從化學成分協調性看，各處理的糖堿比略高，氮堿比和鉀氯比均在優質煙葉標準范圍內。

表3 不同處理烤后煙葉的常規化學成分

2.4 不同處理烤后煙葉的物理特性

從表4看出，各處理烤后煙葉的物理特性存在差異。B2F：各處理煙葉的物理特性指數和為26.97～28.47，表現為A1>CK>A2。其中，A1的厚度(0.124 mm)和葉面密度(110.46 g/m2)最大，含梗率(21.12%)最小；A2的抗張力(3.56 N)、抗張強度(0.24 kN/m)、平衡含水率(15.78%)和填充值(2.63 cm3/g)最大。C3F：各處理煙葉的物理特性指數和為21.39～28.29，表現為A1>CK>A2。其中，A1的厚度(0.096 mm)、葉面密度(102.09 g/m2)、抗張力(3.20 N)、抗張強度(0.21 kN/m)和平衡含水率(16.17%)最大，含梗率(24.49%)和填充值(2.44 cm3/g)最小，A2的含梗率(30.52%)、填充值(3.78 cm3/g)最大。X2F：各處理煙葉的物理特性指數和為22.56～24.60，表現為A1>CK>A2。其中，A1的含梗率(32.08%)、葉面密度(65.64 g/m2)和平衡含水率(14.89%)最大，填充值(2.76 cm3/g)最小，A2的葉片厚度(0.072 mm)、抗張力(2.39 N)和抗張強度(0.16 kN/m)最大。

表4 不同處理烤后煙葉的物理特性

2.5 不同處理烤后煙葉的外觀質量

由表5可知，不同處理各等級煙葉的外觀質量不同，但差異不大。B2F：各處理煙葉的顏色、成熟度、身份、油分和色度表現一致，分別均為9.0分、9.0分、6.5分、7.0分和7.0分；殘傷為0.5%～1.5%；綜合得分為8.04～8.12分，依次為A1=CK>A2；綜合結構、長度和殘傷指標看，A1均優于CK。C3F：各處理煙葉的成熟度表現一致，均為9.0分；結構、身份、油分和色度以A1最高，分別為9.5分、9.5分、7.0分和5.0分；殘傷為1.0%～3.0%；綜合得分為8.14～8.62分，依次為A1>CK>A2。X2F：各處理煙葉的顏色、成熟度、身份、色度表現一致，分別均為9.0分、9.0分、6.5分、4.5分；殘傷為1.0%～2.0%；綜合得分為7.77～7.97分，依次為A1>CK>A2。

表5 不同處理烤后煙葉的外觀質量

2.6 不同處理烤后煙葉的感官質量

從表6看出，各處理不同部位煙葉的感官質量存在差異。香氣質除B2F的A1、X2F的CK外均為7.0分；香氣量以B2F的A1和A2、C3F的A1最高，均為7.5分，X2F最低，均為6.5分；刺激性和余味得分為6.5～7.5分；雜氣除X2F外均為7.0分；濃度得分除X2F的CK和A1為6.5分外，其余處理均為7.0～7.5分；燃燒性均為8.0分；灰色均為7.5～8.0分；B2F的勁頭以中偏大為主，C3F以中為主，X2F的勁頭較小。B2F、C3F和X2F各處理綜合得分分別為6.89～7.30分、6.93～7.15分和6.54～6.81分。綜合看，各部位的綜合評分均以A1最高，具有較好的香氣量和香氣質，濃度高，燃燒性好，勁頭足。

表6 不同處理烤后煙葉的感官評價

3 討論

不同施肥效應對煙草生長的影響不同，研究表明，生物有機肥處理烤煙旺長期的農藝性狀長勢最好，與齊永杰等[14-15]的研究結果相似。生物有機肥含有較多有機質和促生物質，同時含有大量功能菌，隨著有益微生物的復活繁殖，豐富了根際微生物的種類，不僅活化土壤養分，改善土壤環境，其產生的多種促生產物促進煙株的根系發育，從而提高地上部的生長發育；其所含大量有機質也提升土壤的營養含量，經微生物分解后產生大量的腐殖酸，鎖住土壤水分和礦質營養元素，為煙株生長提供良好且持久的土壤肥力，進而提高煙株的農藝性狀[16-18]。

保水有機肥具有保水、保溫和保肥等特點，可有效抑制水分蒸發，提高土壤飽和含水量，固定營養物質，具有營養儲存和保蓄水作用，在一定程度上減少可溶性養分的流失。近年來，祿勸煙區煙株生長前期干旱少雨的情況多見，施用保水有機肥可滿足煙株前期對水和肥的需求，保證煙株的正常生長，從而提高經濟效益。眾多研究表明，生物有機肥的有益微生物通過大量繁殖，不僅可豐富煙苗根區的微生物種類，且微生物產生的多種次級代謝產物通過改善根際的營養環境，還能促進烤煙的根系發育和生長，提高上等煙比例，增加煙葉的產量和產值[19-23]。研究結果顯示，保水有機肥處理烤煙的產量和產值最高，分別為2 612.70 kg/hm2和80 185.65元/hm2，生物有機肥處理的上等煙比例最高，為66.50%，表明保水有機肥和生物有機肥均能提高烤煙的經濟效益，雖然保水有機肥處理的烤煙產量和產值最高，但差異不大，且綜合烤煙的農藝性狀、外觀質量和感官質量，均以合理配施生物有機肥的效果最佳。

煙葉的外觀質量是其化學成分與物理特性的綜合反映。土壤水分狀況對烤煙生理代謝活動和大田土壤溶液中的離子狀態均產生重要影響，從而影響烤煙的化學成分。汪耀富等[24]研究表明，增加烤煙成熟期土壤水分，能提高煙葉中還原糖和鉀含量，使化學成分更加協調；劉星等[22,25]認為，生物有機肥可使葉肉細胞密度增加，葉片組織疏松度、厚度等方面較為適宜，使其內含物變得充實，油分充足，煙葉落黃好，耐熟性成熟度高，從而明顯改善其物理特性和外觀質量。研究表明，雖然保水有機肥處理烤煙的化學成分協調性更好，但其物理特性、外觀質量和感官質量較生物有機肥處理差。表明，煙株生長對水和肥的需求會影響后期煙葉品質，保水有機肥能夠保障煙株對大田生育期水分的需求，改善煙葉的化學成分協調性；而影響感官質量的因素較多，與致香成分、人為主觀感受和不同煙區等有關[26]，因此要根據實際情況，合理配施有機肥。

4 結論

施用生物有機肥和保水有機肥均能有效促進烤煙的生長發育，對其化學成分、物理特性、外觀質量和感官質量均有所改善。其中，生物有機肥處理烤煙的長勢最好，其莖圍、有效葉數、上部葉長、上部葉寬、中部葉寬、下部葉長和下部葉寬分別為9.45 cm、23.10片、48.31 cm、17.21 cm、28.80 cm、69.66 cm和31.61 cm；改善煙葉化學成分協調性和物理特性，各部位感官質量綜合評分均以生物有機肥處理最高，具有較好的香氣量和香氣質；產量、產值和上等煙比例較高，分別為2 560.05 kg/hm2、78 570.00元/hm2和66.50%。綜合表明，云南祿勸煙區烤煙生長以合理配施生物有機肥效果最優。