铵态氮肥配施量对宜宾烟区烤烟产质量的影响

郭 冲， 杨懿德， 杨 洋， 鄢 敏， 刘 雷， 周方贵， 刘雅洁， 曾淑华*

(1.四川农业大学 农学院， 四川 成都 611130； 2.四川省烟草公司 宜宾市公司， 四川 宜宾 644002)

0 引言

【研究意义】氮素是烟草生长发育所必需的营养元素之一，是植物细胞内各种氨基酸、蛋白质、生物碱、酰胺等含氮化合物的重要组成部分，在烟草生育期内对烟株的化学物质合成、能量转换、信号传递等生理过程都有一定影响。烤烟生产上主要施用的氮肥形态包括硝态氮和铵态氮两种，不同形态的氮素配比对烤烟的产质量有显著影响。铵态氮在烤烟生长和烟叶品质形成中发挥着重要作用，而硝态氮在土壤中易于淋失，特别是在南方多雨地区损失更为严重，且烟草生长前期对氮素的需求较后期小[1]，因此在烟草生长前期增加铵态氮的施用可以起到缓释效果，从而提高氮肥的利用率[2]。但关于铵态氮肥具体配施量对烤烟产质量影响的相关理论研究较少。因此，开展硝态氮肥与不同铵态氮配施对烤烟产质量影响研究，对烟区氮肥高效利用和优质烟叶生产具有重要意义。【前人研究进展】有研究认为，铵态氮有利于烤后烟叶总糖、还原糖、氨基酸、氯离子等的合成积累[3-4]，当其比例超过硝态氮后，不利于烟碱的积累[5]，同时对于提高烤后烟叶糖碱比及吸食品质也有重要影响[6]。【研究切入点】宜宾烟区当前氮肥施用以烟草专用复合肥和硝酸钾为主，而烟草专用复合肥是铵态氮肥的唯一来源，根据当地烟草专用复合肥施用生产实践计算得到施入土壤的铵态氮肥的量仅为100～200 kg/hm2[7-10]，这极有可能是导致当地烤后烟叶化学成分不协调、外观及感官质量较差的重要原因。【拟解决的关键问题】参照宜宾烟区实际的铵态氮肥配施量，在控制施纯氮总量(105 kg/hm2)相同的条件下，以增加铵态氮肥的配施量为变量开展试验，明确宜宾烟区适宜的铵态氮肥配施量，为宜宾烟区氮肥的合理施用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验于2019年4—10月在宜宾市兴文县周家镇进行。试验地地势较平坦，土壤肥力基本一致，前茬作物大蒜。土壤为黄棕色壤土，基本理化性质：pH6.57，有机质26.4 g/kg，水溶性氯16.8 mg/kg，碱解氮132.5 mg/kg，全氮1.62 g/kg，有效钾613.7 mg/kg，有效磷79.6 mg/kg。

1.2 试验材料

供试烤烟品种为云烟87，由宜宾市烟草公司提供。供试肥料为烟草专用复合肥(铵态氮占纯氮60%)、KNO3(K2O 50.0%，N 13.5%)、NH4HCO3(N 17.1%)、K2SO4(K2O 50.0%)和过磷酸钙(P2O512.0%)，购自四川金叶化肥有限公司。

1.3 试验设计

在控制施纯氮总量105 kg/hm2且N ∶P2O5∶ K2O=1∶1∶3条件下，以硝态氮肥配施不同用量铵态氮肥为试验因子，设置5个铵态氮肥(NH4HCO3)配施量处理。处理1，铵态氮肥100 kg/hm2，提供纯氮17.1 kg/hm2;处理2，铵态氮肥200 kg/hm2，提供纯氮34.2 kg/hm2;处理3，铵态氮肥300 kg/hm2，提供纯氮51.3 kg/hm2;处理4，铵态氮肥400 kg/hm2，提供纯氮68.4 kg/hm2;处理5，铵态氮肥500 kg/hm2，提供纯氮85.5 kg/hm2),各处理肥料配置见表1。田间小区采用随机区组设计，设置3次重复，共计15个小区，每个小区栽烟100株，小区面积60 m2。肥料运筹：基肥为70%的氮肥和钾肥及全部磷肥，移栽前施入；追肥为30%的氮肥和钾肥，培土上厢时追施。

表1 各处理肥料配置

1.4 测定指标

农艺性状按照《烟草农艺性状调查测量方法》(YC/T 142-2010)规定调查记录。烤后烟叶分级参照《烤烟》(GB 2635-1992)规定进行，计算烤烟产量、中上等烟叶比例，并以当地收购价计算均价和产值。外观质量参考《烟草术语 第4部分：品质质量和检测》(GB/T 18771.4-2015)对烟叶的颜色、成熟度、结构、身份、油分、色度进行量化评分。采集烤后中部叶测定其化学成分。总糖含量采用蒽酮比色法测定，还原糖含量采用乙醇提取-DNS显色法测定，烟碱含量采用紫外分光光度法测定，总氮含量采用凯氏定氮法测定，钾含量采用火焰光度法测定，氯含量采用莫尔法测定[11-12]。取C3F烟叶卷制成单料烟，按照《卷烟 第4部分:感官技术要求》(GB 5606.4-2005)规定进行感官评吸评价。化学成分协调性及烤烟品质评价参照王彦亭等[13]的烤烟品质综合评价方法。

2 结果与分析

2.1 不同处理烟株的农艺性状

由表2可知，铵态氮不同配施量处理烟株农艺性状存在一定差异。株高：烟株高度在96.89～108.83 cm，铵态氮肥配施量为100～400 kg/hm2时，株高随铵态氮肥配施量增加呈下降趋势，处理1株高显著高于处理3、处理4和处理5。有效叶片数：烟株叶片数在18.61～19.0片，各处理间差异不显著。茎围：烟株茎围在9.10～9.66 cm，处理2和处理3显著大于处理1。最大叶长：烟叶最大叶长在71.33～73.90 cm，各处理间差异不显著。最大叶宽：烟叶最大叶宽在24.95～28.09 cm，处理3显著大于处理1和处理4。表明，铵态氮肥施用量增加抑制烤烟株高增长，对有效叶数和最大叶长无明显影响；铵态氮肥配施量为200～300 kg/hm2时能促进茎围和最大叶宽的增加。

表2 不同处理成熟期烟株的农艺性状

2.2 不同处理烤烟的经济性状

从表3看出，铵态氮肥不同配施量处理烟株的经济性状存在一定差异。产量：处理1最高，达2 176.35 kg/hm2；处理3其次，为2 100.60 kg/hm2，两者显著高于其余处理；处理2为2 072.55 kg/hm2，显著高于处理4和处理5。产值：处理3最高，达38 798.10元/hm2；处理1为37 999.10元/hm2，两者均显著高于其余处理；处理2显著高于处理4和处理5。均价：处理3最高，达18.47 kg/元，显著高于除处理1外的其他处理；处理1和处理2显著高于处理4和处理5。中上等烟比例：处理3最高，达81.78%，显著高于其余处理；处理2和处理1显著高于处理4和处理5。总体看，铵态氮肥配施量100～300 kg/hm2有利于烟株良好经济性状的形成，其中，以铵态氮肥配施量300 kg/hm2为最佳。

表3 不同处理烤烟的经济性状

2.3 不同处理烤烟的外观质量

从表4看出，铵态氮肥不同配施量处理间烟叶外观质量各指标评分存在一定差异。颜色：处理1和处理3分值最高，均为2.40分。成熟度：分值在1.88～2.00分，各处理间差异不显著。结构：分值在1.20～1.30分，各处理间差异不显著。身份：分值在0.80～0.86分，以处理3评分最高。油分：分值在0.50～0.60分，处理1和处理4较差。色度：处理5的分值最高，显著高于其余处理。总评分：分值在7.25～7.52分，以处理3最高，处理1其次。总体看，铵态氮肥配施量300 kg/hm2处理的烟叶外观质量评价最好，配施100 kg/hm2铵态氮肥的次之，配施500 kg/hm2铵态氮肥的最差。表现最好的处理3在外观质量上比较突出的优势为颜色呈明亮橘黄色，结构疏松有弹性，身份适中。

表4 不同处理烟叶的外观质量评分

2.4 不同处理烤后中部叶的化学成分

从表5看出，铵态氮肥不同配施量处理间烤后中部叶化学成分差异明显。钾含量：处理3最高，处理4最低。氯含量：处理2、处理3、处理5间差异不显著，但均显著高于处理1和处理4。总糖含量：处理3、处理4和处理5均显著高于处理1和处理2。还原糖含量：处理4和处理5显著高于处理3，且处理3显著高于处理1和处理2。烟碱：处理1和处理2间差异不显著，但处理1显著高于其他处理，处理2与其他处理间差异不显著。总氮：处理1、处理2显著高于处理4，处理3、处理5与处理4差异不显著。糖碱比：处理4、处理5显著高于处理3，处理3显著高于处理1、处理2。氮碱比：处理2与处理5差异不显著，但显著高于处理1、处理3和处理4。钾氯比：处理2和处理5间差异不显著，其余处理间的差异均显著。化学成分协调性评分在79.71～88.01分，以处理3最高，处理4、处理5次之，处理1最差。对各化学成分指标与铵态氮配施量进行相关性分析发现，还原糖含量与铵态氮肥配施量极显著正相关(相关系数=0.967，P<0.01)，烟碱含量与铵态氮配施量极显著负相关(相关系数=-0.965，P<0.01)，糖碱比与铵态氮肥配施量显著正相关(相关系数=0.930，P<0.05)，其他指标与铵态氮肥配施量相关性不显著。说明可通过适当的配施铵态氮肥来调节烤烟化学成分。

表5 不同处理烤后中部叶的化学成分

2.5 不同处理烟叶的感官质量

从表6看出，铵态氮肥不同配施量处理烟叶的感官质量存在一定差异。香气质：处理3评分最高，处理1最低，处理2、处理3、处理5间差异不显著。香气量：处理5评分最高，处理3其次，其余处理间差异不显著。杂气：处理3和处理4评分最高，处理1最低。余味：处理1评分最低，且显著低于其余处理。刺激性：处理3评分最高，处理1最低，且两者间差异显著。总评分：处理3(6.91)>处理5(6.76)>处理4(6.64)>处理2(6.51)>处理1(6.19)，配施铵态氮肥较多的处理3(300 kg/hm2)、处理4(400 kg/hm2)、处理5(500 kg/hm2)的感官质量整体优于配施量较少的处理1(100 kg/hm2)和处理2(200 kg/hm2)，说明配施铵态氮肥能提高烤后中部叶的感官质量。各处理感官质量总体表现为香气质较好，香气量较足，但略有青、杂气，进而导致余味欠舒适，烟叶刺激感表现较明显。

表6 不同处理烟叶的感官质量评分

2.6 不同处理烟叶的综合质量

由表7可知，铵态氮肥不同配施量处理烟叶的综合质量存在一定差异。外观质量：处理3评分最高，处理1其次，处理5最低。化学成分协调性：处理3评分最高，处理4其次，处理1最低。感官质量：处理3评分最高，处理5其次，处理1最差。综合质量评分由高到低依次为处理3(69.46)、处理5(68.23)、处理4(67.43)、处理2(65.79)和处理1(62.85)，处理3烤烟的综合质量最优，处理1最差。配施铵态氮肥较多的处理3(300 kg/hm2)、处理4(400 kg/hm2)和处理5(500 kg/hm2)的感官质量优于配施量较少的处理1(100 kg/hm2)和处理2(200 kg/hm2)，表现出与感官质量评价较相似的趋势。

表7 不同处理烟叶的综合质量评分

3 讨论

不同氮素形态对烤烟产量和品质的影响存在显著差异。硝态氮不易被土壤胶体吸附，且在土壤中可被烤烟直接吸收，能够及时满足烤烟还苗后对氮素的需求，促进烟苗早发旺长，并在较短时间内达最大生长量；后期则易随雨水或灌溉水淋失，使烟株正常成熟、分层落黄，与烟株需氮生理特性相吻合。铵态氮是以铵根离子的形式被植物吸收，同时去质子化作用导致的土壤酸化是影响其肥效的关键。试验供试土壤偏中性，不能有效促进烤烟对铵态氮的吸收，而对硝态氮的吸收无影响，这可能是铵态氮配施量较高的处理产量显著低于配施量较少处理的原因。

农艺性状是大田烤烟生长发育状况及烟叶品质最直观的外在表现[14]。有研究认为，铵态氮与硝态氮配比在生育后期对烤烟农艺性状影响不显著[15-16]，而本研究与此结论不完全一致。本研究发现，铵态氮施用量的增加对成熟期烤烟株高有抑制作用，但不会影响有效叶数和最大叶长的增长，这可能是由于不同的烤烟品种及烟区环境条件差异所引起。就烟叶化学成分而言，谢晋等[16]研究认为，烤后烟叶总糖、还原糖、淀粉、钾、果糖、蔗糖、麦芽糖的含量及糖碱比与铵态氮比例呈极显著负相关，总氮、烟碱、降烟碱、假木贼碱、新烟碱的含量及氮碱比与铵态氮比例呈极显著正相关。但也存在与其不一致的结论，王蒙等[3]研究认为，铵态氮有利于烤后烟叶总糖、还原糖的合成，总氮、氯含量的累积以及糖碱比的提升，本研究结论与其较相似。研究发现，铵态氮配施量与总氮含量无显著相关性，增施铵态氮能提高总糖和还原糖含量，降低烟碱含量，提高糖碱比。表明，不同烟区铵态氮对烤烟化学成分的影响存在一定差异，因此要根据实际情况因地制宜，合理配施铵态氮肥。

前人在研究氮素形态对烤烟质量的影响时，对烤烟质量的评价主要集中在化学成分协调性上，而对外观质量和感官质量的关注较少。在外观质量上，张小花等[17]研究表明，50%硝态氮+50%铵态氮处理的总体外观质量强于其他配比处理，研究也发现配施一定量的铵态氮有利于烤烟外观质量的形成。在感官质量上，李建伟等[18]研究认为，硝态氮、铵态氮施用比例越接近烤后烟叶评吸质量越差。而大部分研究[4,19-22]则认为，硝态氮、铵态氮施用比例接近1∶1时烤烟质量最好。研究认为，在一定范围内，铵态氮配施量较多处理的感官质量优于配施量较少的处理。

4 结论

在宜宾烟区开展总氮量一定(纯氮水平105 kg/hm2)的前提下铵态氮与硝态氮配施试验，研究不同铵态氮肥配施量对烟株农艺性状和烟叶品质的影响。结果表明，配施铵态氮对烤烟株高有一定的影响，烟株高度随配施量增大而降低；对茎围、有效叶片数、最大叶长和最大叶宽无明显影响。对烤烟经济性状最有利的铵态氮配施量是300 kg/hm2，当配施量超过400 kg/hm2时，对经济性状造成明显不利影响。外观质量以配施量300 kg/hm2的最佳，500 kg/hm2的最差，但较高的铵态氮配施量有利于烤烟色度的提高。配施铵态氮会显著影响烤烟化学成分，其中，铵态氮配施量与还原糖含量、烟碱含量、糖碱比及其协调性呈正相关，与烟碱含量、还原糖含量呈负相关。烤后烟叶的感官及综合质量评价均表现为铵态氮肥配施量300 kg/hm2>500 kg/hm2>400 kg/hm2>200 kg/hm2>100 kg/hm2。综上所述，宜宾烟区在施纯氮水平105 kg/hm2条件下烤烟适宜的铵态氮配施量在300 kg/hm2左右。