齐永杰 ,蔡联合 ,欧清华 ,李群岭
(1.湖南农业大学农学院,湖南 长沙 410128;2.广西中烟工业有限责任公司,广西 南宁 530001)
腐植酸是由动植物残骸经微生物分解和复杂化学过程形成的深色、亲水胶体类大分子有机酸,具有良好的生理活性和吸收、络合、交换等功能,大量存在于土壤、水域沉积物以及风化煤、褐煤、泥炭中[1]。腐植酸无毒、无公害,在农业上的应用已被普遍认可,并且已在绿色环保产业中彰显出独特的魅力[2]。腐植酸应用于烟草生产已有多年,但由于零星分散,人们对其作用又缺乏认识,而其应用于烟草栽培的研究才刚刚起步,所以,深入研究腐植酸这种天然的绿色生产资料,对改善烟株营养、提高烟叶品质,实现“绿色烟草”的行业发展目标具有重要的意义[3]。为此,笔者研究了腐植酸对烤烟农艺性状、经济性状、化学成分、感官性状的影响,以期为利用腐植酸改善土壤理化性状及烤烟品质提供理论依据。
烤烟品种为云烟87。腐殖酸为烟用腐殖酸(Humic acid,以下简称HA)Ⅰ型,由河南科瑞腐植酸有限公司提供,纯度为90%,主要成分的含量见表1。常规肥料为菜籽饼肥、烟草专用基肥、烟草专用追肥、硫酸钾、过磷酸钙、提苗肥。
HA大田试验于2011年在广西壮族自治区烟草公司贺州市公司麦岭科研站试验田进行,供试土壤肥力中等。根据HA用量的不同,试验设4个处理,分别为:HAⅠ,45 kg/hm2;HAⅡ,90 kg/hm2;HAⅢ,135 kg/hm2;不施HA(CK)。试验田纯N施用量为 130.5 kg/hm2,N∶P2O5∶K2O 为 1∶0.9∶2.8。试验设 3次重复,随机区组排列。80%的HA在移栽前与基肥混匀后一起施用,20%的HA于第二次追肥时与追肥混匀后施用。2月20日移栽,其他田间管理措施与当地烤烟生产相同。
表1 供试腐殖酸的主要成分的含量
农艺性状调查参照YC-T142-1998方法进行。粉碎后的样品由广西中烟工业有限责任公司技术中心进行总糖、还原糖、总植物碱、总N、石油醚提取物、蛋白质等各项生理生化指标测定,各指标均重复3次,取平均值。其中,总糖、还原糖采用邻甲苯胺法,总植物碱采用盐酸提取紫外分光光度法[4],总N采用浓硫酸高氯酸凯氏定氮法,石油醚提取物测定参照YC/T176-2003方法进行,蛋白质采用间接法[5]。感官质量由广西中烟工业有限责任公司技术中心按文献[6]的方法测定。
烤烟生育期根据移栽后大田烟株生长的动态变化和阶段性形态特征,可以分为还苗期、伸根期、团棵期、旺长期、现蕾期和成熟期[7]。烤烟生育期调查结果(表2)表明,HA不同用量对烤烟大田生育期有较大影响,不同处理团棵期、现蕾期、初采期及终采期等生育期进度均以HAⅡ处理最快、HAⅠ处理次之、HAⅢ处理最慢。说明在一定范围内,随HA用量的增加,对植株生长发育的促进作用随之提高,但超过一定范围,作用降低,甚至会出现负效应。
表2 不同HA施用量的烤烟生育期 (月-日)
烟草农艺性状是烟草生长发育状况最直观的反映,因此农艺性状调查是烟草田间试验内容的重要组成部分[8]。打顶后14 d,测量各处理烟株株高、有效叶、上二棚叶长和叶宽、节距、茎围等指标。由表3可知,HAⅡ处理株高、上二棚叶长、茎围等指标与其他各处理差异显著,说明HA不同用量对成熟期烟株农艺性状有较大影响,且在一定范围内,HA对植株农艺性状的促进作用随用量的增加而提高,但超过一定范围,作用降低,甚至会出现负效应。
表3 不同HA施用量成熟期烟株农艺性状
产量、上等烟比例、均价、产值等是烤烟的主要经济性状指标,它们综合反映了烤烟的质量和经济效益。不同处理烤烟主要经济性状统计分析(表4)表明,各经济性状指标均以HAⅡ处理最高、HAⅠ处理次之、HAⅢ处理最低,且HAⅡ处理中产量、上等烟比例、产值等指标与其他各处理差异均显著。由此表明适量施用HA可以改善烤烟根际土壤微环境,促进烤烟对矿质元素的吸收和利用,提高自身营养水平,最终获得了提高烤烟产量、改善烟叶品质的良好效果。
表4 不同HA施用量的烤烟经济性状
烤烟的主要化学成分包括总糖、还原糖、烟碱、总氮、总植物碱、石油醚提取物等,这些化学成分含量、相对比例及彼此间的协调关系与烟叶质量关系密切[8]。一般来说,同一地区的烟叶,含糖量高者较含糖量低者内在质量(主要表现在吸味方面)好;总氮含量低者比含量高者可用性高些[9];烤烟总植物碱含量在1.5~3.5之间适宜;烤烟中石油醚提取物是形成烤烟芳香气味的因素,其含量与烟叶的质量和可用性一般呈正比;糖蛋比又称施木克值,一般认为比值在2左右烤烟的质量较好;糖碱比一般以8~10之间为宜。由表5可知,不同处理各部位烤烟总糖、还原糖、总植物碱、石油醚提取物、蛋白质含量均以HAⅡ处理最高、HAⅠ处理次之、HAⅢ处理最低;总氮含量均以HAⅡ处理最低、HAⅠ处理次之、HAⅢ处理最高;糖蛋比与糖碱比(除HAⅡ处理B2F)指标均处于欠协调范围。
表5 不同HA施用量的烤烟化学成分
烤烟的感官质量是指烟叶燃烧时吸烟者对香气、吃味的综合感受,它与烤烟的化学成分密切相关,是判断烤烟质量好坏的主要依据。感官质量指标主要有香气质、香气量、杂气、余味、刺激性、浓度、燃烧性、灰分等[10]。不同处理各部位烤烟感官质量评价结果(表6)表明:随HA施用量的增加,香气质、香气量、杂气、余味、刺激性、浓度等感官指标均有朝着好的方向发展的趋势,但当HA施用量超过处理HAⅡ水平时,感官质量各指标均有所下降,烤烟工业可用性有所降低。HA不同用量对感官质量的影响分析结果与对生育期、农艺性状、经济性状、化学成分的影响分析结果基本一致。HA不同用量对对烤烟燃烧性、灰色均没有影响。
表6 不同HA施用量的烤烟感官质量
研究结果表明:在一定范围内,随HA施用量的增加,烤烟根际土壤微环境得到优化,烟株生长发育进程加快,成熟期农艺性状得到改善,产量、均价、上等烟比例、产值等经济性状得到提高,烤烟内总糖、还原糖、蛋白质、石油醚提取物等致香物质趋于协调,糖蛋比、糖碱比趋于合理,香气质、香气量、杂气、余味、刺激性、浓度等感官指标均有朝着好的方向发展,但超过一定范围,作用降低,甚至会出现负效应。
前人研究认为:HA的最佳用量因HA的来源、种类以及栽培条件的不同而存在差异。在本试验所限条件下,HA用量在90 kg/hm2时发挥了最大的效应。因此,各烟区在使用HA前要进行HA用量试验,探寻与本地区栽培条件相适宜的最佳HA用量范围。
[1]中国农业百科全书编辑部.中国农业百科全书农业化学卷[M].北京:中国农业出版社,1996.87.
[2]曾宪成.腐植酸是关怀人类的新产业[J].腐植酸,2008,(1):5-11.
[3]梁文旭.腐植酸对烟草光合性能及产质量的影响[J].湖南农业科学,2004,(5):30-33.
[4]贾琪光,宫长荣.烟草调制学[M].郑州:河南科技出版社,1990.
[5]王瑞新,韩富根,杨索勤.烟草化学品质分析法[M].郑州:河南科学技术出版社,1990.
[6]于建军.卷烟工艺[M].北京:中国农业出版社,2003.
[7]刘国顺.烟草栽培学[M].北京:中国农业出版社,2003.
[8]史宏志,刘国顺.烟草香味学[M].北京:中国农业出版社,1998.
[9]徐增汉,何嘉欧,林北森.烤烟自动控温强制排湿装置的烘烤效应[J].湖北农业科学,2006,(1):100-102.
[10]刘 丽.烤烟常规化学成分与物理特性和中性挥发性香味成分的关系分析[D].河南农业大学,2008.