焦甜香型烤烟优化施肥模式研究

蔡 毅,向金友,程智敏,谢 冰,黄 胜,杨 苹,杨懿德,唐 明,杨 洋,易 蔓,绕在生

(1.四川省宜宾市农业科学院,四川 宜宾 644600;2.四川省烟草公司 宜宾市公司,四川 宜宾 644000)

焦甜香型烤烟优化施肥模式研究

蔡 毅1,向金友2,程智敏1,谢 冰2,黄 胜1,杨 苹1,杨懿德2,唐 明1,杨 洋2,易 蔓2,绕在生2

(1.四川省宜宾市农业科学院,四川 宜宾 644600;2.四川省烟草公司 宜宾市公司,四川 宜宾 644000)

采用三因素二次D-饱和最优设计,通过田间试验,研究了焦甜香型烤烟品种云烟97的优化施肥模式。结果表明：氮、磷、钾肥施用量主要影响烤后烟叶的产量、产值和感官质量;在产值达到40000元/hm2以上条件下,优化施肥量为N 91.60～100.78 kg/hm2、P2O5177.40～193.17 kg/hm2、K2O 212.38～247.75 kg/hm2;在感官质量评分75分以上条件下,优化施肥量为N 88.80～101.00 kg/hm2、P2O5189.21～205.80 kg/hm2、K2O 236.27～269.89 kg/hm2。综合考虑烟叶香型特色和烟叶质量,四川省宜宾市焦甜香型烤烟的最优施肥量为N 91.60～100.78 kg/hm2、P2O5189.21～193.17 kg/hm2、K2O 236.27～247.75 kg/hm2。

烤烟;焦甜香;氮；磷；钾;产值;施肥；优化

品种、生态条件和栽培技术是影响烟叶风格特色的主要因素[1]。研究表明云烟97为具有焦甜香型风格的烤烟品种[2-3]。特色烟叶的分布表现出明显的地域性,与气候[4-5]、土壤类型[6-7]等有关。施肥是重要的栽培技术措施之一,但迄今针对特色烟叶的施肥技术研究较少,且这方面的研究主要集中在施氮量[9-10]、追肥时间[11]等。模型分析被广泛应用于优化施肥研究中,其中D饱和设计在最佳生产措施的选择方面具有较强的实用性[12],被应用于枣梨[13]、桔梗[14]、黄精[15]等。笔者在四川省宜宾市典型焦甜香型烟叶产区,采用三因素二次D-饱和最优设计,研究了氮、磷、钾肥对烤烟生长、产量、质量和烟叶风格的影响,并提出了优质焦甜香型烤烟优化施肥模式,旨在为提高焦甜香型烤烟的产量和质量提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验地点

四川省宜宾市兴文县仙峰乡群鱼村,海拔1200 m。

1.2 试验材料

试验田土壤为黄壤,中等肥力。参试烤烟品种为“云烟97”。供试肥料种类:烟草专用复合肥(N∶P2O5∶K2O=10∶15∶25)、烟草专用追肥(N∶P2O5∶K2O=12.5∶0∶22.5)、过磷酸钙(含P2O512%)、硫酸钾(含K2O 50%)。

1.3 试验设计

本试验采用氮(x1)、磷(x2)、钾(x3)二次D-饱和最优设计方案(见表1),共设计10个处理,每个处理重复3次,随机区组排列,每小区种植50株烤烟。

表1 氮、磷、钾肥配比二次D-饱和最优设计方案

1.4 观察测定项目

1.4.1 农艺性状调查 在成熟期，每个处理选择5株烟株，调查自然株高、叶片长宽、叶片数、节距和茎粗等。

1.4.2 经济性状调查 按照烤烟分级标准分级，并计算上、中、下等烟叶的重量,统计各处理的烤烟产量、产值、均价、上等烟比例等。

1.4.3 烟叶评价 取中部烟叶1 kg进行化学成分分析和感官评吸。

1.5 数据处理方法

用EXCEL和DPS软件对试验数据进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 农艺性状

从烟株的成熟期农艺性状(表2)可以看出,不同处理间表现出差异,以处理7和处理8的综合农艺性状最好,说明适宜的N、P、K施用量有利于烤烟的营养均衡,促进烤烟生长。

2.2 经济性状

烟叶经济性状的统计结果(表3)表明,各处理的产量、产值、均价、烟叶等级等经济性状差异较大,其中处理10的烟叶产量最高,处理7的烟叶产值和均价最高,处理8的上中等烟叶比例最高。

表2 不同处理的烤烟农艺性状

表3 不同处理的烤烟经济性状

2.3 烟叶化学成分

从表4可以看出：烟叶总糖和还原糖含量总体上随着施氮量的增加而降低；烟碱和总氮含量总体上随施氮量的增加而增加;烟叶含钾量与钾肥施用量呈显著正相关。综合评价：以适氮中高磷高钾肥处理的烟叶化学成分协调性更好。

2.4 感官质量评价

烤烟感官质量评价标准如下：(1)香气质：好，15～13分；较好，12～10分；中等，9～7分；较差，0～7分;(2)香气量:足，20～18分；较足，17～15分；尚足，14～12分；有，11～10分；较少，0～9分;(3)余味:舒适，25～22分；较舒适，21～18分；尚舒适，17～14分；欠舒适，13～10分；差，0～10分;(4)杂气:微有，18～16分；较轻，15～13分；有，12～10分；略重，9～7分；重，0～7分;(5)刺激性:轻，12～11分；微有，10～9分；有，8～7分；略大，6～5分；大，0～5分;(6)燃烧性:强，5分；较强，4分；中等，3分；较差，2分；熄火，0分;(7)灰色:白色，5分；灰色，3分；黑灰，2分。按上述烤烟感官质量评价标准对中部烟叶感官质量进行打分、评价，结果(表5)表明：施用量和氮磷钾配比对烟叶香气风格无影响,主要影响香气质和香气量等感官质量；处理8和处理7的综合评价总分居前2位,分别为77.2和76.6,说明以适氮中磷高钾处理的烟叶感官质量较好,焦甜香风格可以得到充分彰显。

表4 不同处理烟叶的主要化学成分含量 %

表5 不同处理烟叶的感官质量和香气风格

2.5 回归分析

2.5.1 统计分析模型的建立 以表1中氮、磷、钾的编码值为自变量,分别建立了烤烟产量y1、产值y2和感官质量y3与氮、磷、钾施用量之间的回归方程:

y1=2182.03+115.33x1+44.01x2+22.22x3+48.28x12-62.62x22-62.71x32+35.00x1x2-13.92x1x3+3.29x2x3；

y2=46186.04-3906.58x1-151.16x2+1535.08x3-5781.54x12-4495.11x22-1041.11x32-278.99x1x2+970.15x1x3+230.99x2x3；

y3=77.55-2.66x1+0.85x2+2.27x3-4.32x12-2.00x22-2.86x32-0.91x1x2-0.55x1x3+0.56x2x3。

第一个回归方程经检验，F=55279.08,P=0.0033,调整后的相关系数Ra=0.999990。

2.5.2 因子的主次分析 根据上述模型中回归系数绝对值的大小判断各因素的重要程度。从烤烟产量来看,氮、磷、钾对产量的作用均为正效应,影响顺序为氮>磷>钾。从烤烟产值来看,钾对产值的作用为正效应,而氮和磷为负效应,影响顺序为氮>钾>磷。从烟叶感官质量来看,磷和钾对烟叶质量的作用为正效应,氮为负效应,影响顺序为氮>钾>磷。

2.5.3 氮磷钾优良组合方案的选择 在侧重产值和感官质量的基础上综合考虑,筛选出不同条件下的优良组合。用4个编码值(-1、-0.2912、0.1925、1)组成43=64个组合,分别代入上述回归方程中。由表6可以看出,当产值高于40000 元/hm2时,优化施肥量为氮(N)91.60～100.78kg/hm2、磷(P2O5)177.40～193.17kg/hm2、钾(K2O)212.38～247.75kg/hm2。由表7可以看出,当感官质量评分高于75分时,优化施肥量为氮(N)88.80～101.00kg/hm2、磷(P2O5)189.21～205.80kg/hm2、钾(K2O)236.27～269.89kg/hm2。根据产值和感官质量综合分析,优化施肥方案为氮(N)91.60～100.78kg/hm2、磷(P2O5)189.21～193.17kg/hm2、钾(K2O)236.27～247.75kg/hm2。

3 讨论

徐照丽等[9]对云烟97的施肥量进行研究后得出,最适施氮量为8g/株。曹文华等[11]在攀枝花研究云烟97后得出每公顷最优施肥量：N90kg,P2O5105kg,K2O375kg。本试验得出烤烟品种云烟97在四川宜宾的最适施氮量为91.60～100.78kg/hm2。在不同地区,同一烤烟品种的最适施肥量表现出差异,这与土壤和生态条件不同有关,因此施肥必须因地制宜。

有研究表明,氮磷钾配比影响烟叶中可溶性总糖[13]、石油醚提取物和中性致香物质等含量[14];施磷能显著提高烟叶巨豆三烯酮含量,对香气质量起着至关重要的作用[15];增施钾肥可明显提高上部叶各类中性致香物质总量[16]。本研究结果表明,磷和钾对烟叶质量的作用为正效应,施肥量和氮磷钾配比影响烟叶的香气质和香气量。不同氮磷钾用量下烤烟的评吸香型不一样,只有在适宜的氮、磷、钾施用量下才能表现出其特有的香型[17]。本研究表明,施肥量和氮磷钾配比对烟叶香气风格的彰显度有一定的影响。这可能是因为不同基因型烤烟氮素的代谢积累有较大差别,不同基因型烤后烟叶的中性香气基础物质总量不一致[18，21]。

表6 烤烟目标产值达40000元/hm2以上时各因素的取值频率分析结果

表7 烤烟感官质量评分达75分以上时各因素的取值频率分析结果

特色烟叶生产不仅要保证烟叶的产量和质量,更要保证烟叶的特色得到充分彰显。施磷能显著提高烟叶的巨豆三烯酮含量[16],增施钾肥可明显提高上部叶各类中性致香物质总量[17]。针对烟叶香气的施肥研究表明,总糖含量随施 N 量的增加而减少[18]；氮磷钾配比影响烟叶中可溶性总糖含量[19]、石油醚提取物含量和中性致香物质含量[20]。本研究得出,云烟97在适氮中高磷高钾施肥水平下焦甜香风格最突出。

4 结论

氮对烤烟产量和产值的影响最显著,钾对产值表现出正效应；氮与磷、钾对产量的互作效应大,氮、磷和钾两两之间对烟叶产值互作效应大。

在低氮中磷钾或中低氮高磷高钾施肥处理下,烟株株高、茎围、节距、叶面积和有效叶数等农艺性状表现最好。

适氮中高磷高钾处理的烟叶化学成分协调性较好,烟叶质量较好,焦甜香风格特色明显。宜宾市烟区焦甜香型烤烟的优化施肥方案为N 91.60～100.78 kg/hm2、P2O5189.21～193.17 kg/hm2、K2O 236.27～247.75 kg/hm2,N∶P2O5∶K2O为1∶(1.88～2.11)∶(2.34～2.70)。

[1] 陆永恒.生态条件对烟叶品质影响的研究进展[J].中国烟草科学,2007,28(3):43-46.

[2] 解莹莹,祖朝龙,阎轶峰,等.皖南“焦甜香”烤烟品种筛选[J].安徽农业科学,2011,39(35):21604-21606.

[3] 蔡毅,向金友,程智敏,等.宜宾市焦甜香型烤烟品种筛选试验[J].现代农业科技,2012(9):79-80.

[4] 陈懿,潘文杰,李章海,等.气候与土壤因子对烟叶特征物质的影响[J].中国烟草科学,2011,32(6):12-16.

[5] 李章海,李继新,潘文杰,等.贵州不同生态区域烤后烟叶表面提取物差异及其对烟叶风格的影响[J].中国烟草科学,2011,32(5):1-5.

[6] 李志,史宏志,刘国顺,等.土壤质地对皖南烤后烟叶中性香气成分含量及焦甜香风格的影响[J].中国烟草学报,2010,16(2):6-10.

[7] 季学军,张国,王道支,等.皖南不同土壤类型烤烟抗氧化能力差异分析[J].中国烟草科学,2011,32(6):26-31.

[8] 唐远驹.试论特色烟叶的形成和开发[J].中国烟草科学,2004(1):10-13.

[9] 徐照丽,卢秀萍,李梅云,等.烤烟新品种云烟97的氮肥效应[J].中国烟草科学,2010,31(6):41-45.

[10] 杨军章,钱文友,黄韡,等.施氮量对烤烟云烟97和云烟99生长及产量的影响[J].浙江农业科学,2012(11):15-17.

[11] 曹文华，汪秀良，单文坡，等.追肥时间对云烟97生长发育、产量及经济效益的影响[J].安徽农业科学,2011,39(7):3869-3870.

[12] 张永成.饱和D最优设计方法在农业试验中的应用[J].马铃薯杂志,1997,11(3):171-176.

[13] 刘璇,王渭玲,徐福利,等.黄土丘陵区梨枣树氮、磷、钾施肥效应与施肥模式[J].草业科学,2013,49(2):21-26.

[14] 王静,王渭玲,徐福利,等.氮磷钾对桔梗生长及次生代谢产物的影响[J].草业科学,2012,29(4):586-591.

[15] 王占红,王璟,朱伍凤,等.杨凌地区黄精氮磷钾优化施肥模式研究[J].干旱地区农业研究,2012,30(3):143-148.

[16] 刘国顺,肖庆礼,王新中,等.施磷对南阳烟区烤烟化学成分和香气物质含量的影响[J].中国烟草科学,2009,30(6):34-37.

[17] 代晓燕,张芊,王建安,等.不同钾肥施用量及基追施比对烤烟中性致香物质含量的影响[J].中国烟草科学，2014,35(1):26-31.

[18] 李志.皖南土壤质地和施氮量对烟叶碳氮代谢和焦甜香风格烟叶形成机理与配套技术研究[D].郑州：河南农业大学,2010.

[19] 陈义强,刘国顺,习红昂.氮磷钾肥对烤后烟叶可溶性总糖含量的交互效应分析[J].中国烟草学报,2013,19(5):50-57.

[20] 刘国顺，张春华，代李鹏，等.不同氮磷钾配施对烤烟石油醚提取物和中性致香物质的影响[J].土壤,2009,41(6):974-979.

[21] 汪健,王松峰,毕庆文,等.氮磷钾用量对烤烟红花大金元产质量的影响[J].中国烟草科学,2009,30(5):19-23.

(责任编辑:黄荣华)

Study on Optimum Fertilization Mode for Burnt-sweet-aroma-style Flue-cured Tobacco

CAI Yi1, XIANG Jin-you2, CHENG Zhi-min1, XIE Bing2, HUANG Sheng1, YANG Ping1,YANG Yi-de2, TANG Ming1, YANG Yang2, YI Man2, RAO Zai-sheng2

(1. Yibin Academy of Agricultural Sciences in Sichuan Province, Yibin 644600, China;2. Yibin Tobacco Company of Sichuan Province, Yibin 644000, China)

The optimum fertilization mode for burnt-sweet-aroma-style flue-cured tobacco variety Yunyan 97 was studied through field test by adopting three-factor quadratic D-saturate optimal design. The results showed that the application rate of nitrogen, phosphorus and potassium fertilizer mainly affected the yield, output value and sensory quality of flue-cured tobacco. Under the condition that the output value exceeded 40000 yuna/hm2, the optimal fertilizer application rates were N 91.60～100.78 kg/hm2, P2O5177.40～193.17 kg/hm2, and K2O 212.38～247.75 kg/hm2. Under the condition that the score of sensory quality evaluation exceeded 75, the optimal fertilizer application rates were N 88.80～101.00 kg/hm2, P2O5189.21～205.80 kg/hm2, and K2O 236.27～269.89 kg/hm2. Comprehensively considering the aroma-style characteristics and sensory quality of tobacco leaf, we thought that the optimum fertilizer application rates for burnt-sweet-aroma-style flue-cured tobacco in Yibin city of Sichuan province were N 91.60～100.78 kg/hm2, P2O5189.21～193.17 kg/hm2, and K2O 236.27～247.75 kg/hm2.

Flue-cured tobacco; Burnt-sweet-aroma style; Nitrogen; Phosphorus; Potassium; Output value; Fertilization; Optimization

2017-02-16

宜宾市科技计划项目“烤烟焦甜香型烟叶形成机理与配套关键技术研究”。

蔡毅(1986─),女,助理研究员,主要从事烤烟育种与栽培研究。

S572.062

A

1001-8581(2017)06-0058-05