γ-聚谷氨酸對(duì)烤煙生長及產(chǎn)質(zhì)量的影響

王曉，鄭宏斌，黃廣華，史久長，王衛(wèi)民，高加明，舒照鶴，向修志，上官力，郭祥，高林

(1.浙江中煙工業(yè)有限責(zé)任公司，浙江 杭州 310008；2.中國煙草總公司湖北省公司，湖北 武漢 430030；3.湖北省煙草公司恩施州公司，湖北 恩施 445000；4.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院 煙草研究所，山東 青島 266101)

烤煙是我國重要的經(jīng)濟(jì)作物之一，在烤煙生產(chǎn)過程中合理科學(xué)施肥是影響其產(chǎn)量和品質(zhì)形成的關(guān)鍵技術(shù)措施[1-2]。當(dāng)前，烤煙生產(chǎn)由于受耕地資源、種植條件以及生產(chǎn)成本等因素的限制，煙區(qū)土壤連作現(xiàn)象嚴(yán)重[3-4]，大量化學(xué)肥料的長期使用，造成土壤健康狀況下降，養(yǎng)分利用效率普遍較低，調(diào)控烤煙營養(yǎng)供給水平一直是煙草科研工作者的研究熱點(diǎn)[5-6]。γ-聚谷氨酸是由微生物發(fā)酵產(chǎn)生的生物高分子物質(zhì)，具有優(yōu)良的水溶性、吸附性和生物可降解性[7]，已有研究[8-9]表明，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中使用γ-聚谷氨酸具有較好的保水保肥作用，能夠減少養(yǎng)分流失、提高養(yǎng)分利用效率，從而達(dá)到提高作物產(chǎn)量、改善作物品質(zhì)的目的。本試驗(yàn)在烤煙原有生產(chǎn)施肥技術(shù)措施上，進(jìn)一步協(xié)同應(yīng)用γ-聚谷氨酸的生理活性功能，探討γ-聚谷氨酸使用對(duì)烤煙生長發(fā)育以及產(chǎn)質(zhì)量的影響，為煙區(qū)營養(yǎng)施肥技術(shù)的改進(jìn)提供支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地點(diǎn)

試驗(yàn)田位于湖北省鶴峰縣中營鎮(zhèn)梅果灣村一組，屬于煙草種植適宜區(qū)域，試驗(yàn)田土壤類型為黃棕壤，土壤pH值5.82，有機(jī)質(zhì)含量31.52 g·kg-1，堿解氮含量187.75 mg·kg-1，速效磷含量16.50 mg·kg-1，速效鉀含量165.45 mg·kg-1。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

本試驗(yàn)以γ-聚谷氨酸為試驗(yàn)材料，根據(jù)其不同的使用方式，共設(shè)計(jì)4個(gè)處理，采取田間小區(qū)試驗(yàn)方式(表1)。

表1 不同試驗(yàn)處理內(nèi)容

1.3 調(diào)查與取樣分析

1.3.1 煙株農(nóng)藝性狀測定

按照煙草行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)YC/T 142—2010在烤煙生長平頂期分別測定各處理株高、有效葉數(shù)以及上、中、下3個(gè)部位的葉長和葉寬。

1.3.2 煙葉經(jīng)濟(jì)性狀統(tǒng)計(jì)

按照烤煙國家標(biāo)準(zhǔn)GB 2635—1992統(tǒng)計(jì)各等級(jí)烤后煙葉產(chǎn)量，計(jì)算產(chǎn)值、上等煙比例等經(jīng)濟(jì)性狀指標(biāo)。

1.3.3 樣品檢測分析

采集各處理烤后煙葉B2F和C3F等級(jí)樣品，進(jìn)行化學(xué)成分檢測，分別按照煙草行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)YC/T 159—2002、YC/T 161—2002、YC/T 160—2002、YC/T 217—2007和YC/T 162—2002測定總糖、還原糖、煙堿、總氮、鉀、氯含量6項(xiàng)指標(biāo)。選取C3F等級(jí)樣品由中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院煙草研究所組織專家按照煙草行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)YC/T 138—1998進(jìn)行感官質(zhì)量評(píng)價(jià)。

2 結(jié)果與分析

2.1 農(nóng)藝性狀分析

與常規(guī)對(duì)照相比，γ-聚谷氨酸的不同使用方式促進(jìn)了田間煙株生長發(fā)育，3個(gè)部位煙葉葉長增加(表2)，其中T3采取葉面噴施的方式，上、中、下3個(gè)部位煙葉均發(fā)育較好，T1使用γ-聚谷氨酸后化學(xué)肥料減施，煙株總體長勢也較好，γ-聚谷氨酸在肥料增效以及促進(jìn)煙株發(fā)育方面起到了一定的作用。

表2 平頂期煙株農(nóng)藝性狀記載

2.2 經(jīng)濟(jì)性狀分析

3種不同的γ-聚谷氨酸使用方式都可以改善烤后煙葉經(jīng)濟(jì)性狀，其中以T2表現(xiàn)最好，使用γ-聚谷氨酸配合追肥的方式提高了煙葉產(chǎn)量、產(chǎn)值以及等級(jí)結(jié)構(gòu)比例，其次為葉面噴施γ-聚谷氨酸的T3處理。使用γ-聚谷氨酸后進(jìn)行減量化施肥，烤后煙葉經(jīng)濟(jì)性狀也表現(xiàn)較好，與CK相比，產(chǎn)量、產(chǎn)值以及等級(jí)結(jié)構(gòu)比例略有提升(表3)，利用γ-聚谷氨酸的肥料增效作用在本試驗(yàn)條件下取得了一定的效果。

表3 烤后煙葉經(jīng)濟(jì)性狀統(tǒng)計(jì)

2.3 外觀質(zhì)量評(píng)價(jià)

與CK相比，各處理烤后煙葉外觀質(zhì)量得到改善，T3上部和中部煙葉的外觀質(zhì)量得分均最高，其次為T2處理，外觀質(zhì)量差異主要體現(xiàn)在成熟度、油分以及結(jié)構(gòu)等指標(biāo)方面。使用γ-聚谷氨酸后提高了烤后煙葉成熟度，增加了煙葉油分，煙葉組織結(jié)構(gòu)相對(duì)疏松。在化學(xué)肥料減施的情況下使用γ-聚谷氨酸，烤后煙葉外觀質(zhì)量水平也有一定程度的提升(表4)。

表4 烤后煙葉外觀質(zhì)量評(píng)價(jià)

2.4 化學(xué)成分分析

不同γ-聚谷氨酸使用方式下烤后煙葉煙堿含量均有下降趨勢，其中T1煙堿含量最低，基本處于適宜范圍水平。T3處理的B2F和C3F煙葉還原糖含量最高。各處理總氮含量處于1.80%～2.53%，不同γ-聚谷氨酸使用方式后B2F等級(jí)煙葉的總氮含量均有下降趨勢。T2和T3處理煙葉鉀含量高于對(duì)照，各處理煙葉的氯含量基本處于適宜范圍水平(表5)。

表5 烤后煙葉化學(xué)成分分析

2.5 感官質(zhì)量分析

就烤后煙葉感官評(píng)吸結(jié)果進(jìn)行分析，使用γ-聚谷氨酸后煙葉感官質(zhì)量有一定程度改善，以T1、T3處理表現(xiàn)最好，主要在香氣質(zhì)、香氣量方面有提升；處理T2烤后煙葉感官評(píng)吸質(zhì)量與常規(guī)對(duì)照基本接近(表6)。綜合而言，γ-聚谷氨酸肥料增效減量化施肥以及葉面噴施相結(jié)合，在提升烤后煙葉評(píng)吸質(zhì)量方面具有一定的優(yōu)勢。

表6 烤后煙葉感官評(píng)吸質(zhì)量

3 結(jié)論與討論

γ-聚谷氨酸是由L-谷氨酸(L-Glu)、D-谷氨酸(D-Glu)單體通過γ-酰胺鍵聚合而成的陰離子高分子型聚合物[10]。研究[11]表明，γ-聚谷氨酸在改良土壤、提高肥料利用效率以及促進(jìn)作物生長方面具有重要的作用。使用γ-聚谷氨酸能夠改善土壤團(tuán)聚結(jié)構(gòu)，可提高土壤顆粒中大于0.25 mm的團(tuán)聚體含量比例，有助于提高土壤保水保肥能力[12-13]。γ-聚谷氨酸在多種作物上均具有較好的應(yīng)用前景，其中γ-聚谷氨酸作為肥料增效劑使用效果明顯[14-15]。本試驗(yàn)針對(duì)烤煙原有生產(chǎn)方式設(shè)置了減量化施肥處理，同時(shí)配合γ-聚谷氨酸的使用，結(jié)果表明，將化肥用量減少20%后烤煙田間生長發(fā)育仍能夠達(dá)到正常水平，另外在烤煙生產(chǎn)追肥時(shí)，γ-聚谷氨酸和肥料一起兌水溶解灌根使用，對(duì)煙株生長具有較好的促進(jìn)作用，利用γ-聚谷氨酸的肥料增效特性，在烤煙生產(chǎn)中起到了較好的效果。打頂是烤煙重要的農(nóng)藝措施，打頂后煙葉的生長發(fā)育水平與煙葉品質(zhì)的形成密切相關(guān)[16-17]。本試驗(yàn)通過打頂后葉片噴施γ-聚谷氨酸，促進(jìn)了煙葉化學(xué)成分協(xié)調(diào)，香氣質(zhì)感、滿足感以及口腔潤感等感官質(zhì)量得到了改善。合理的γ-聚谷氨酸使用能夠?qū)緹熒L以及品質(zhì)改善起到較好的作用，在今后煙葉生產(chǎn)中可針對(duì)γ-聚谷氨酸增效減量施肥以及葉片噴施進(jìn)行分類操作應(yīng)用。