起垄方式对有机生态烟叶生长及品质的影响

马 坤,刘素参,吕大树,温圣贤

(1贵州中烟工业有限责任公司,贵阳 550003;2湖南农业大学农学院,长沙 410128)

近几年,“原生态”的流行预示着一个新的消费时代的来临。高档烟消费者在经历了一段繁华因素的享受之后,势必会出现一个心理的冷静期,最终将回归到对烟草品牌本源的追求,就是以减害、安全、无污染等为前提的产品内在高品质的追求[1]。同时随着《烟草控制框架公约》的签署,国际国内烟草环境压力越来越大,卷烟工业对烟叶原料的诚信度和来源要求也越来越高。然而前些年烟叶生产中片面追求产量,长期大量施用化肥,忽视有机肥的施用,造成土壤贫瘠化程度越来越严重,人们单纯施用优质化肥调节土壤营养难以弥补因土壤贫瘠化造成的营养失衡缺陷,使得烟叶内在品质下降,香气质变差甚至风格丧失,工业可用性不高。再加上大量使用农药等化学药剂使得病虫害增强了抗药性,大量天敌被杀伤,破坏了农田生态平衡,污染了烟叶生态环境,不仅造成烟叶中农药残留超标,也严重影响了烤烟生产的可持续发展[2,3]。据前人研究,施用有机肥,可以明显提高土壤有机质含量[4],而土壤中的有机物质也是酶促作用的基质,施用有机肥可增强土壤中转化酶、蛋白酶、淀粉酶、蔗糖酶、磷酸酶、脱氢酶、ATP酶等多种酶的活性[5～9],改善土壤微生物的生长环境[10],显著提高土壤的微生物数量[11],增加土壤的孔隙度,改善土壤的通气状况[12,13],从而增强烟株根系的活力[14],提高烟草的抗病能力[15],促进烟株的正常健壮生长,使烟叶外观质量和内在品质均得到改善。

基于此,贵州烟草工商双方于 2007年开始紧密合作,共同选取全省五大特色烟叶产区,开展有机生态烟叶研究,探索威宁、贵定等生态区特色烟叶在不施无机肥、不施农药条件下的品质特色表现及对烟叶安全性的影响。经过前期现场观摩与评吸,相关专家一致认为,有机生态烟叶在完全施用有机肥和禁施农药的前提下其外观及评吸质量明显优于当前常规栽培技术生产烟叶,尤其烟叶内在品质改善明显,香气质得到提升,烟气细腻柔和、甜感增强,符合当前高端卷烟配方需求。但考虑到在目前技术水平下有机烟叶株型较小,产量较低,故本课题尝试增加种植密度,暂以起垄方式为因子设置田间示范试验,探讨不同起垄方式对有机生态烟叶生长及品质的影响。

1 材料与方法

1.1 试验材料

1.1.1 试验时间和地点

试验于 2008年在威宁县秀水乡朝阳村进行,北纬26°59′47.6″,东经 103°47′40.3″,海拔 2 100 m,缓坡地貌,无重金属污染,无有害残留物,基本无病虫害,而且远离城区、工矿区、交通主干线、工业污染源、生活垃圾场等,土壤环境质量、农田灌溉水质和环境空气质量均符合国家有机农场标准。

试验肥料共采用两种肥源,分别为农家肥和菜籽饼 (自然发酵 )。

1.1.2 试验品种

云烟 97。

1.1.3 供试土壤

试验土壤为黄壤土,肥力中等,全 N:2.37 g/kg;速效 N:143.4 mg/kg;全 P:1.32 g/kg;速效 P:23.5 mg/kg;全 K:21.23 g/kg;速效 K:205.3 mg/kg;有机质:26.36 g/kg;pH值:5.59。

1.2 试验方法

1.2.1 小区试验

试验以不同起垄方式为因素共设 2个处理。每小区种烟 80株,3次重复,采用完全随机排列。

处理 1(CK):单行烟,采用 1 m×0.45 m的行株距,每公顷施菜籽饼 1 500 kg,农家肥 7 500 kg。

处理2:双行烟,垄间行距1.1 m,垄上行距 0.7 m,株距(退步)0.50 m(图 1),每公顷施菜籽饼 1 500 kg,农家肥 7 500 kg。

图 1 双行烟起垄模式图

1.2.2 大田管理

在病虫害防治方面不施任何农药,主要依靠人工防治和物理防治,其它管理措施均与当地优质烟叶栽培技术一致。

1.2.3 观察与记录

(1)农艺性状测量。在团棵期、旺长期及采烤前一天分别测量 2个处理的生物学性状,包括茎高、茎围、叶数、最大叶长、最大叶宽等,其中每个处理随机定株测量45株,观察不同处理间生物学性状的差异和每个处理不同生育期的农艺性状变化情况。叶面积测定按照“叶面积=叶长×叶宽×0.625”公式计算求得。

(2)产质量测定。烟叶下炕时必须由试验执行人员称重。烟叶按国际标准分级定级,同时调查田间种烟株数,用于计算试验地每公顷产量及每公顷产值。

(3)样品感官质量鉴定。由贵州中烟公司技术中心及贵州省烟草科学研究所专业评吸人员根据贵州中烟技术中心评吸标准进行评吸打分。具体评价:

香气质:好 (10),较好 (8),一般 (6),较差 (4),差(2);

香气量:足 (10),较足 (8),有(6),微有 (4),平淡(2);

吃味:纯净舒适(12),尚舒适(9),微不舒适(7),稍苦辣(4),苦辣 (1);

杂气:无 (10),微有 (8),有 (6),较重 (4),重 (1);

刺激性:无 (10),微有 (8),有 (6),较重 (4),重 (1);

劲头:适中(8),较大(6+),较小(6-),大 (4+),小(4-);

燃烧性:强(9),中等(6),熄火(0);

灰色:白 (6),灰白 (4),黑 (0)。

(4)数据分析方法。土壤样品按照土壤农化分析方法进行测定[16]。烟叶烟碱、总糖、还原糖、总氮、钾、氯含量采用近红外光谱法测定[17],并计算两糖比值及钾氯比值。物理性状测定分别采用薄片厚度计(BHZ-1)、烟草薄片抗张试验机(ZKW-3)、填充值仪等仪器测量。

采用DPS系统进行方差分析和多重比较。

2 结果与分析

2.1 起垄方式对烟株生育期的影响

由于威宁县地处高海拔地区,大田早期温度较低,烟株生长较为缓慢,团棵期均在40d以上。从表1可看出,在栽植密度和施肥方式均相同的情况下,一垄双行烟较一垄单行烟处理,团棵期、现蕾期、打顶期、顶叶成熟期均提前了2～ 3 d,整个生育期提前了 2d。当前,关于双行烟缩短烟株生育期的问题还没有统一的答案。

表1 不同起垄方式处理的烤烟生育期Table 1 Growth duration of flue-cured tobacco of different ridging method treatments

2.2 起垄方式对烟株农艺性状的影响

由表2可以看出,在栽植密度、有机肥源相同的情况下,一垄双行烟与一垄单行烟不同时期的茎高、最大叶长均存在显著差异(除了团棵期最大叶长指标上差异不显著),且均是处理2大于处理1。而两个处理在茎围、叶片数和最大叶宽上差异都不显著,但也是处理 2大于处理1。这说明一垄双行烟处理的农艺性状要优于一垄单行烟处理。

表2 不同起垄方式处理的农艺性状Table2 Agronomic characters of different ridging method treatments

2.3 起垄方式对初烤烟叶物理性状与特性的影响

从表 3可看出,对于相同部位不同处理烟叶的物理性状和特性中,除了厚度、抗拉力和平衡含水率差异不显著外,其它物理性状和特性均表现出显著差异性。其中在叶面积、厚度、叶面密度和抗拉力上均为处理 2>处理 1;而在含梗率和填充性上均为处理1>处理2。

表3 不同起垄方式处理的初烤烟叶物理性状Table3 Tobacco physical properties of different ridging method treatments

从表 3中还可以看出,同一处理不同部位的烟叶在物理性状与特性方面表现出较强的规律性。其中,在厚度、单叶重、抗拉力、叶面密度方面均是上部叶最大,中部叶次之,而下部叶最小;在叶面积和平衡含水率方面是中部叶最大,下部叶次之,而上部叶最小;在含梗率方面是下部叶最大,中部叶次之,上部叶最小;在填充性方面是下部叶最大,上部叶次之,而中部叶最小。这些与前人研究结果较为一致[18]。

2.4 起垄方式对初烤烟叶外观质量的影响

从表 4可以看出,一垄双行烟在颜色、成熟度、油分、身份、叶片结构和色度等外观指标上均优于一垄单行烟,具体表现为成熟度好,叶片结构疏松,颜色深,色度强,油分较多,身份适中。

表4 不同起垄方式处理的初烤烟叶外观质量Table4 The tobacco physical property of different method of ridging treatments

2.5 起垄方式对初烤烟叶主要经济性状的影响

从表5可以看出,对于不同的起垄方式,两个处理在产量、产值、均价、上中等烟率、桔色烟率和单叶重上均有显著差异,并且是一垄双行烟在各个经济性状指标上均优于一垄单行烟。

表5 不同起垄方式处理初烤烟叶的主要经济性状Table 5 Main tobacco economic properties of different ridging method treatments

2.6 起垄方式对烟叶化学成分的影响

由表6可看出,对于同一部位烟叶,不同起垄方式对烟叶主要化学成分影响很大,尤其在烟碱、总氮、钾含量上差异显著,并且都是处理 2>处理 1。虽然在糖类、氯和蛋白质含量上差异不显著,但在此类含量上一般也是处理2>处理1(除了下部叶的氯含量)。从表中还可以看出,一垄双行烟处理提高了两糖比值。

表6 不同起垄方式处理初烤烟叶的内在化学成分Table 6 Tobacco interior chemical components of different ridging method treatments

2.7 起垄方式对烟叶内在品质(评吸质量)的影响

从表 7看出,一垄双行烟的内在质量及评吸得分都远远好于一垄单行烟处理,具体表现为香气质得到提升,香气量增加,吃味舒适,杂气减轻,刺激性变小。

表 7 不同起垄方式处理烟叶内在质量评吸得分情况Table 7 Tobacco smoking quality of different ridging method treatments

3 结论和讨论

3.1 起垄方式对烤烟生育期及农艺性状影响较明显

试验结果表明,在栽植密度和施肥方式均相同的情况下,一垄双行烟栽培模式相较一垄单行烟模式更有利于促进烟株的生长发育和落黄成熟,其农艺性状在茎高、叶长等方面要明显好于一垄单行烟。而单行烟的大田生育期明显延长,农艺性状也比较差。这可能是由于在一垄双行烟模式下,保水保温面积较大,通风效果好,增强了烟株对逆境的抵抗能力,有利于烟株早生快发,从而促进烟株的生长发育,获得较好的农艺性状。

3.2 起垄方式对烟叶物理特性和烟叶外观质量的影响也很明显

烟叶的物理特性与加工性能、可用性和烟气组分密切相关,是烟叶质量的重要构成因素[19,20]。含梗率直接影响着烟叶出片率,而烟叶出片率和出丝率是影响单箱耗叶量的重要因素,研究如何从农艺方面提高烟叶出片率和出丝率,这对提高烟叶工业可用性和企业经济效益有着重要的促进作用。从试验中可以看出一垄双行烟模式由于保水保温面积增大,较好地促进了烟株生长发育,使其营养均衡,叶片在叶面积、厚度、叶面密度、抗拉力、含梗率等物理性状及特性上均优于一垄单行烟;在外观质量表现上,一垄双行烟处理初烤烟叶成熟度较好,油分较多,色度也较强,明显优于一垄单行烟处理,其工业可用性大大增强。

3.3 起垄方式对烟叶经济性状的影响较大

试验结果表明,在完全施用有机肥源的情况下,一垄双行烟的栽培模式经济性状要好于一垄单行烟的经济性状,其产量、产值、均价、上中等烟率、桔色烟率及单叶重均优于一垄单行烟。经济效益的优势有利于在当前及将来在烟叶生产区大力推广有机生态烟的种植,这一方面有利于烟农经济效益的提高,也有利于提高土地的利用率,在一定程度上缓解当前的烟粮种植矛盾。

3.4 起垄方式对烟叶化学成分及评吸质量的影响较大

从试验得出在完全施用有机肥源的情况下,一垄双行烟模式相较一垄单行烟模式保水保温面积增大,通风效果好,增强了烟株对逆境的抵抗能力,更有利于促进烟株的生长发育,使其烟叶营养均衡,内在化学成分也较为适宜,两糖比值较高,香气质较好,香气量较足,吃味舒适,评吸质量较好。而一垄单行烟生长发育不够,其烟碱、总氮、糖类、钾含量等均低于一垄双行烟处理,造成烟叶质量较差,香气量较少,劲头小,吃味较差,评吸质量不好。

3.5 讨论

综合起来看,采取一垄双行的栽培模式更有利于有机烟叶的生长及品质的提高,但是有机生态烟叶的研究与推广还有诸多问题和困难必须去解决和克服。首先,该试验只是针对起垄方式单因素进行试验,涵盖的试验因素还较少,不能较好地保证试验的严谨性和完善性,所以计划在以后加强对有机生态烟叶栽培模式的研究,将种植密度、其它有机肥源作为试验因素来进行研究。第二,由于有机生态烟叶范畴较广,其中一个方面便是烟叶安全性。安全性涉及到烟叶中农药残留及重金属等。而本文由于篇幅及精力有限,暂未作研究。第三,由于有机肥的肥力有限,势必对烟叶产量带来一定限制,从而影响烟农的产值和收益,这样势必降低烟农种植有机生态烟叶的积极性。第四,有机生态烟叶生产对环境条件要求也很严格,比如要求有机生产基地应远离城区、工矿区、交通主干线、工业污染源、生活垃圾场等;其次还要确保土壤环境质量符合GB15618-1995中的二级标准;农田灌溉用水水质符合 GB5084的规定;环境空气质量符合 GB3095-1996中二级标准和 GB9137的规定。这都为推广有机生态烟叶带来了一定难度和阻力。因此需要政府相关部门和烟草行业共同研究有机生态烟叶的开发、推广,制定一系列相关法规和措施,确保烟农的收益,力求在卷烟工业所追求的“品质”和烟农所需要的“收益”两者之间达到一个平衡点,并且给有机生态烟叶生产提供良好的条件,在此前提下才能确保有机生态烟叶的健康可持续发展。

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