養分投入量與氮肥基追比對烤煙新品系GZ36產質量的影響

朱經偉, 王 軼, 謝升東, 劉艷霞, 張 恒, 夏海乾, 鄭少清, 彭 友, 董詳立, 蔣石香*

(1.貴州省煙草科學研究院, 貴州 貴陽 550081; 2.貴州省煙草公司 遵義市公司, 貴州 遵義 563099)

0 引言

【研究意義】煙葉風格特色的彰顯程度是生態環境、烤煙品種和栽培技術共同作用的結果[1],其對煙葉質量的貢獻率分別為56%、32%和10%[2-4]。在生態環境保持相對一致條件下,適宜的栽培技術措施有利于改善特色品種煙葉的風格特色。養分投入量及其在基肥與追肥中的分配比例是栽培技術施肥環節的關鍵,其中,以氮肥對烤煙產量和品質的影響最為顯著[5-6]。因此,研究配套施肥技術對推動烤煙新品系推廣應用具有現實意義。【前人研究進展】目前,針對烤煙新品系的配套施肥技術主要從烤煙全生育期施用氮磷鉀中選一種或幾種養分投入量對其產質量的影響開展研究。楊麗平等[7-10]通過設置氮肥投入量梯度,研究了云煙207、豫煙7號、豫煙9號、云煙97、09011的產質量對氮肥的響應;潘周云等[11-12]以云煙87和K326的氮磷鉀推薦比例為藍本,研究了烤煙新品種NC102、GN10-3和GN8-1的施肥推薦量;羅琳等[13-14]研究表明,“3414”肥料效應試驗確定的養分投入量可作為引種品系KRK26、NC102的養分投入推薦量。【研究切入點】施肥量與氮肥的基追比是植物營養研究領域中影響烤煙產量與品質的關鍵因素[15-16]。目前,對烤煙新品系的施肥參數研究集中于單一養分,或多種養分配施,關于不同施肥量與氮肥基追比對烤煙產質量的影響研究鮮有報道。【擬解決的關鍵問題】探究不同養分投入量和氮肥基追比對烤煙新品系GZ36農藝性狀、經濟性狀、品質性狀和感官質量的影響,篩選適宜其種植的養分投入量和氮肥基追比,以期為烤煙新品種(系)的推廣應用和烤煙種植關鍵施肥技術的完善提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗于2020—2021年在貴州省煙草科學研究院安順市平壩試驗基地進行,地處106.24°E、26.43°N,屬中國喀斯特地貌典型區,亞熱帶濕潤型季風氣候,海拔1 248.0 m,年平均日照時數約1 100.0 h,年平均溫度14.8 ℃,無霜期310 d,年降雨量1 030～1 100 mm。土壤類型為黃壤,質地為黏壤土,土壤pH 5.84,有機質34.4 g/kg,全氮2.2 g/kg,全磷0.7 g/kg,全鉀16.1 g/kg,堿解氮163.66 mg/kg,有效磷10.5 mg/kg,速效鉀336.9 mg/kg,容重1.10 g/cm3。

1.2 試驗材料

1.2.1 烤煙 供試品種為烤煙新品系GZ36,由貴州省煙草科學研究院提供。

1.2.2 肥料 硝酸鉀(13.5-0-44.5)、硫酸鉀(0-0-50)、尿素(46-0-0)、氯化鉀(0-0-60)、硝酸銨(34-0-0)、過磷酸鈣(0-15-0)、磷酸一銨(10-50-0)均購自貴州科泰金福農業發展有限公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 試驗設計 2021年4-10月進行烤煙田間試驗,采用正交試驗設計,以養分投入量和氮肥基追比為試驗變量,每變量分別設置3個梯度,養分投入量:377.1 kg/hm2、440.0 kg/hm2、502.9kg/hm2,氮肥基追比:4∶6、6∶4、8∶2,共9個處理,3次重復。其中養分投入量377.1 kg/hm2,氮肥基追比8∶2為貴州煙葉生產的常規施肥方式。按照隨機區組排列,每小區種植4行,每行植煙15株,行距1.10 m,株距0.55 m。各處理氮、磷、鉀投入比均為1.00∶0.76∶2.63,其中,磷肥均作基肥,追鉀肥占鉀肥總投入量的1/2,在烤煙移栽后20 d窩施。在烤煙移栽后40 d清除煙株腳葉2片,并于中心花開放50%時按照相應留葉數進行打頂。其他農事操作均按照當地優質煙葉生產技術規范進行[17]。

1.3.2 樣品采集與分析

1) 農藝性狀。烤煙圓頂期每小區選取具有典型代表性煙株5株,依據《煙草農藝性狀調查測量方法》(YC/T 142—2010)[18]測定株高、莖圍、最大葉葉長和葉寬、倒3葉(打頂端向下第3片有效葉)葉長和葉寬,并計算葉面積。

葉面積=葉長×葉寬×0.634 5

2) 經濟性狀。依據《烤煙》(GB 2635—1992)[19]進行分級,統計各處理煙葉產量、產值、上等煙比例、上中等煙比例和均價。

3) 常規化學成分。每處理選取C3F、B2F等級煙葉樣品1.0 kg,去梗后樣品用于測定煙堿、還原糖、鉀、總氮、總糖和氯含量[20-25],并計算糖堿比、氮堿比和鉀氯比。參照《中國煙草種植區劃》[26]計算煙葉常規化學成分協調性評價綜合得分,即每項指標賦值得分與相應權重的乘積之和,各指標賦值方法如表1所示。煙堿、總氮、還原糖、鉀、糖堿比、氮堿比和鉀氯比權重分別為0.18、0.10、0.15、0.09、0.27、0.12和0.11。

表1 烤煙化學成分指標的賦值

4) 煙葉感官質量。由貴州省煙草科學研究院7位獲得省級及以上感官評價資質的專家參照《煙草及煙草制品 感官評價方法》(YC/T 138—1998)[27]對煙葉的香氣質、香氣量、吃味、雜氣、刺激性等指標進行感官評價,并采用九分制標準打分。參照《中國煙草種植區劃》計算綜合得分[26],綜合得分越高,煙葉各指標質量越好。

1.4 數據統計與分析

采用Excel 2013、SAS 9.1和Sigmaplot 12.0對試驗數據進行統計分析。

2 結果與分析

2.1 不同養分投入量與氮肥基追比處理烤煙圓頂期的農藝性狀

從表2看出,不同養分投入量與氮肥基追比對烤煙新品系GZ36農藝性狀的影響明顯。隨著養分投入量增加,烤煙的株高、莖圍、葉片數、最大葉面積均呈增加趨勢。當養分投入量為502.9 kg/hm2時,烤煙株高、莖圍、葉片數、最大葉面積和倒三葉面積均達最大,分別為105.2 cm、9.8 cm、23.6片、1 279.9 cm2和479.8 cm2,其中,株高、葉片數、最大葉面積分別較養分投入量377.1 kg/hm2處理顯著增加13.1%、11.3%、27.5%。不同氮肥基追比對烤煙的莖圍、葉片數和倒三葉面積的影響差異不顯著。當氮肥基追比達6∶4時,烤煙的株高、莖圍和葉片數均達最大,分別為105.0 cm、9.6 cm和22.3片,其中,株高較氮肥基追比為4∶6和8∶2處理分別顯著提高8.0%和4.4%,最大葉面積較氮肥基追比為4∶6處理顯著提高24.6%。表明,當養分投入量為502.9 kg/hm2、氮肥基追比例為6∶4時,有利于改善烤煙圓頂期的農藝性狀。

表2 不同養分投入量與氮肥基追比處理烤煙新品系GZ36圓頂期的農藝性狀

2.2 不同養分投入量與氮肥基追比處理烤煙的經濟性狀

從表3看出,不同養分投入量與氮肥基追比對烤煙新品系GZ36的經濟性狀存在不同程度影響。隨著養分投入量和氮肥基追比逐漸增加,烤煙的產量、產值增加。當養分投入量為502.9 kg/hm2時,烤煙的產量和產值達最大,分別為2 671.8 kg/hm2和5.0萬元/hm2,較養分投入量為377.1 kg/hm2處理分別顯著提高24.6%和19.0%;而3種養分投入量處理烤煙的上等煙比例、中上等煙比例和均價分別為36.9%～37.8%、72.5%～75.8%和18.9～19.4元/kg,差異均不顯著。當氮肥基追比達8∶2時,烤煙的產量和產值達最大,分別為2 738.8 kg/hm2和5.3萬元/hm2,較氮肥基追比4∶6處理分別顯著提高29.7%和29.3%。3種氮肥基追比處理烤煙的上等煙比例、中上等煙比例和均價分別為35.3%～39.7%、72.1%～75.2%和18.6～19.6元/kg,差異均不顯著。綜合看,增加養分投入量或氮肥在基肥中的施用比例,有利于提高烤煙的產量和產值,從而提高種植效益。

表3 不同養分投入量與氮肥基追比處理烤煙新品系GZ36的經濟性狀

2.3 不同養分投入量與氮肥基追比處理烤煙的品質性狀

從表4看出,不同養分投入量與氮肥基追比對烤煙新品系GZ36烤后煙葉的主要化學成分指標影響存在差異。中部葉:與養分投入量為377.1 kg/hm2比,養分投入量為440.0 kg/hm2水平下的總氮和鉀含量分別提升0.12百分點和0.23百分點,協調性評價總分較高,為95.64分;當養分投入量增加至502.9 kg/hm2,雖然中部葉的鉀氯比顯著提高,但其余指標與養分投入量440.0 kg/hm2水平的差異均不顯著。隨氮肥基追比增加,還原糖含量、糖堿比和鉀氯比均呈先升高后降低趨勢,協調性評價總分以氮肥基追比為6∶4最高,達97.65分。上部葉:隨著養分投入量增加,雖然煙堿、總氮和鉀含量呈逐漸增加趨勢,但煙葉的化學成分協調性下降,與養分投入量440.0 kg/hm2水平比,增加養分投入量后,煙葉協調性評價總分降低0.32～3.21分。不同氮肥基追比對上部葉主要化學成分的影響與養分投入量規律相似,隨著氮肥基追比提高,煙堿含量呈增加趨勢,但氮堿比和鉀氯比降低,當氮肥基追比達8∶2時,協調性評價總分降低至86.23分。可見,提高養分投入量和氮肥基追比例,在一定程度上可有效改善烤煙中部葉的主要化學成分協調性,但過量的養分投入和氮肥基追比例不利于烤煙上部葉主要化學成分協調性的改善。結合養分投入量和氮肥基追比例對烤后煙葉主要化學成分的影響規律認為,最佳養分投入量為377.1～440.0 kg/hm2,最適氮肥基追比例為4∶6～6∶4。

表4 不同養分投入量與氮肥基追比處理烤后煙葉的常規化學成分及協調性評價

2.4 不同養分投入量與氮肥基追比處理烤煙的感官質量

從表5看出,當養分投入量為377.1～440.0 kg/hm2時,烤煙新品系GZ36煙葉的香氣質、香氣量、雜氣和余味分別為7.78～7.80分、7.82～7.83分、7.27～7.33分和8.11～8.20分,刺激性均為7.45分,綜合得分較高,為85.50～85.77分;且2個水平各指標間差異均不顯著;當養分投入量達502.9 kg/hm2時,各評價指標顯著降低,綜合得分最低,為83.42分。從氮肥基追比看,隨著氮肥基肥比提高,香氣質、香氣量和余味均呈先升高后降低趨勢,雜氣和刺激性呈降低趨勢。其中,氮肥基追比為6∶4時煙葉的香氣質、香氣量、雜氣、余味和刺激性均較高,分別為7.85分、7.89分、7.33分、8.24分和7.45分,綜合得分最高,為86.13分。綜上表明,過量的養分投入和氮肥基追比均不利于提高煙葉的感官質量,當養分投入量為440.0 kg/hm2,氮肥基追比為6∶4時,煙葉的感官質量表現最佳。

表5 不同養分投入量與氮肥基追比處理烤后煙葉的感官評價

3 討論

施肥是影響烤煙生長發育和煙葉品質的關鍵因素,在施肥過程中,養分的投入量及氮肥基追比對烤煙產量和質量的影響尤為顯著[28-30],但不同烤煙品種對養分的需求存在一定差異,主要由品種的耐肥性決定。烤煙K326與畢納1號作為貴州煙葉生產中的2個主栽品種,其原煙外觀質量和感官質量相當,但由于前者耐肥能力較強,推薦養分投入量為420.0～540.0 kg/hm2,氮磷鉀比例為1∶1∶2;后者的推薦養分投入量為487.5 kg/hm2,氮磷鉀比例為1∶1∶3[31]。由于烤煙新品系GZ36對磷肥耐受能力較低,故采用氮磷鉀推薦比例為1.00∶0.76∶2.63,磷肥在養分投入量中的占比分別較烤煙K326和畢納1號低2.7百分點和7.7百分點,鉀肥施用比例介于2個品種之間。從養分投入量看,過量的養分投入水平降低烤煙新品系GZ36的產量,且其產值、上部葉主要化學成分協調性和感官評價總分均呈降低趨勢,原因是煙葉養分過盛導致調制過程中OPP酶活性降低,使煙葉的外觀質量降低,從而不利于烤煙經濟性狀和品質性狀的改善[32]。烤煙對氮肥的吸收強度隨生育期不斷變化,一般在移栽后40～55 d氮素累積強度最高,因此,不適宜的氮肥基追比不僅無法生產出優質煙葉原料,還可能增加農田面源污染風險[33-34]。本研究中,隨著氮基肥比例的提高,在氮素累積強度較高的旺長期中,烤煙新品系GZ36對氮素養分吸收利用逐漸向過盛方向發展,即使氮素施用量控制在同一水平,其生長前期過量吸收的氮素也對上部煙葉的化學成分協調性和感官評價造成不利影響,與譚波[16]的研究結果一致。同時,該品種在適宜氮肥基追比條件下的經濟性狀和品質性狀均顯現營養過盛現象,說明種植該品種的養分投入量仍有減施空間,但還需進一步開展研究進行驗證。

4 結論

綜合不同養分投入量和氮肥基追比處理烤煙新品系GZ36的農藝性狀、經濟性狀、品質性狀和感官質量表現,烤煙新品系GZ36按照氮磷鉀比例為1.00∶0.76∶2.63、養分投入量為440.0 kg/hm2、氮肥基追比為6∶4的施肥方案最有利于改善煙葉化學成分協調性,提高烤煙產質量,進而提升烤煙的種植效益和工業可用性。