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。
1.1 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。
2.1 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。
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。
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)。
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(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