种植密度与施氮量互作对烤烟品种G80采烤期鲜叶素质的影响

成志军，熊俊，黄佳，王子一，李信，穰中文，杨友才*

(1 湖南中烟工业有限责任公司，湖南 长沙 410014； 2 湖南农业大学资源环境学院，湖南 长沙 410128； 3 湖南农业大学农学院，湖南 长沙 410128)

鲜烟叶素质特征在栽培过程中产生，受生态条件、栽培措施、品种和叶位等因素影响[1-3]。在品种、生态环境和调制措施相同的条件下，施肥与栽培密度是影响烤烟生长发育和产质量的重要因素[4-5]。氮肥施用量与烤烟田间发育密切相关，适宜的施氮量有利于平衡和协调烟叶碳氮化合物之间的比例，这对烟叶产质量提升具有显著作用[6-7]。栽培密度通过影响植株营养状况、冠层的光截获、光分布特征，进而对群体干物质生产能力产生显著影响[8]。烤烟G80是浏阳烟区的主栽品种，其特征明显，在主要卷烟品牌中配伍性好，是工业企业特色烟叶原料供应的主要基地。高的鲜烟叶素质是保障烟叶正常烘烤及烤后烟叶品质的基础，关系到卷烟品牌的长远发展。近几年来，由于品种退化、生态环境变化以及种植技术的不配套，影响了成熟采烤期G80品种的鲜烟叶素质，一定程度上限制了其风格特征及其工业可用性。据此，本研究以烤烟品种G80为材料，研究不同施氮量与种植密度协同处理下鲜烟叶素质的变化特点，从而探寻出有积极作用的移栽密度与施氮量组合，为浏阳烟区优质烟叶生产、烘烤工艺等提供理论依据和技术支撑。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试烤烟品种为G80，于1985年从美国引进，由美国Speight子公司杂交选育而成。实验所用的烟苗均由湖南农业大学提供。

1.2 试验设计

试验地点位于湖南省浏阳市达浒镇金田村。试验田前茬作物为水稻，地势平坦、排灌便利。土壤基本农化性状为pH值4.83，有机质含量36.20 g/kg，全氮1.14 g/kg，全磷0.83 g/kg，全钾19.38 g/kg，碱解氮148.40 mg/kg，速效钾364.80 mg/kg，有效磷11.89 mg/kg。

采用种植密度为主区、施氮量为副区的双因素裂区试验设计开展田间小区试验。因素N为施氮量，设置3个水平：N1，每公顷施用纯氮150.0 kg；N2，每公顷施用纯氮172.5 kg；N3，每公顷施用纯氮195.0 kg；因素D为种植密度，设置3个水平：D1行距×株距=1.2 m×0.55 m(15 150株/hm2)、D2行距×株距=1.2 m×0.5 m(16 650株/hm2)、D3行距×株距=1.2 m×0.45 m(18 495株/hm2)。试验共9个处理水平，设3次重复，共计27个小区，小区长10 m，宽2.6 m，面积26 m2，分4行种植，四周设保护行。对不同处理的小区施加含纯氮105.0 kg/hm2等量的基肥，后按3个水平的施氮量处理分别分3次施加追肥。试验中所用肥料由当地烟草公司提供，氮肥用量按肥料中氮肥含量比例折合调整，并按规定的氮磷钾比例，使用不含氮的磷钾肥进行补施。移栽期为2021年3月12日，田间管理按照当地的优质烤烟标准进行。

1.3 测定项目与方法

色素含量、多酚氧化酶活性、烟叶含水率：各处理取相同部位具代表性的鲜烟叶各6片，其中3片叶用于烟叶色素含量和多酚氧化酶活性测定。色素含量采用分光光度法测定，多酚氧化酶活性采用ELISA检测试剂盒测试；另外3片叶采用杀青烘干法测定烟叶含水率。

化学成分含量：依据行业标准(YC/T 159-2002《烟草及烟草制品水溶性糖的测定连续流动法》、YC/T 160-2002《烟草及烟草制品总植物碱的测定连续流动法》)，对测定含水量的烟叶进行总糖、还原糖及烟碱含量的测定。

1.4 数据处理

本次试验主要运用Microsoft Excel 2010及SPSS 22.0软件进行数据的统计分析与作图。在对数据进行方差分析的过程中，显著性水平设置为α=0.05及α=0.01，并选用Duncan法做多重比较。

2 结果与分析

2.1 对成熟期鲜烟叶叶绿素含量的影响

由图1可知，高密度处理水平(D3)下中、上部叶的叶绿素含量0.37、0.41 mg/g，显著小于低密度处理水平(D1)的0.46、0.51 mg/g与中密度处理水平(D2)的0.57、0.59 mg/g。施氮量对成熟期上部叶叶绿素含量作用显著，高施氮量处理水平(N3)下的叶绿素含量0.55 mg/g，显著高于低施氮量处理水平(N1)的0.47 mg/g与中施氮量处理水平(N2)的0.47 mg/g。种植密度与施氮量对中部烟叶叶绿素含量的互作效应显著。各叶位的处理间叶绿素含量均存在一定的差异，中上部烤烟叶绿素含量均以处理D3N1最小，D2N3最大。

表1 不同处理中、上部鲜烟叶的叶绿素含量

2.2 对成熟期鲜烟叶水分含量的影响

各处理中、上部烟叶水分含量情况见图1。上部烟叶(图1a)含水率为83.02%～87.26%；中部烟叶(图1b)含水率为87.51%～90.85%；上部烟叶叶片含水率为77.90%～83.33%；中部烟叶叶片含水率为77.48%～85.24%。各叶位间叶片含水率差异较小，而烟叶含水率总体表现为中部叶>上部叶。由于烟叶含水率包括了叶片主脉的含水率，从而导致烟叶含水率大于叶片含水率。而各叶位间叶片含水率差异较小，而烟叶含水率总体表现为中部叶>上部叶，这说明中部叶主脉含水率较上部叶大。高密度处理D3的叶片含水率较D1与D2低，为后续烟叶烘烤过程中的脱水干燥奠定了良好的基础。

a.上部叶 b.中部叶图1 不同处理中、上部鲜烟叶的水分含量Fig.1 Water content of middle and upper fresh leaves under different treatments

2.3 对成熟期鲜烟叶化学成分含量的影响

由表2可知，烤烟G80不同叶位间的化学成分含量有一定的差异，上部叶各处理的烟碱含量均大于中部叶对应处理的烟碱含量。种植密度对中部与上部成熟鲜烟叶总糖与还原糖含量作用均达到极显著水平，对上部叶烟碱含量的作用达到显著水平。中部与上部成熟期鲜烟叶总糖与还原糖含量均表现为D3> D1>D2，且D2与D1之间差异不显著。上部成熟期鲜烟叶烟碱含量表现为D2>D1>D3。施氮量对各化学指标的影响不显著。种植密度与施氮量对烤烟G80成熟鲜烟叶含糖量的互作效应显著，各化学指标处理间存在显著差异，其中上部叶处理D3N2总糖含量最高；中部叶处理D3N3总糖含量最高。上部与中部叶还原糖含量的变化趋势与各叶位对应的总糖含量相同，其最大值分别为处理D3N2与D3N3，其最小值分别为处理D2N3与D1N3。种植密度与施氮量对上部叶烟碱含量互作效应不显著，处理D3N3烟碱含量最小，为2.72%；种植密度与施氮量对中部叶烟碱含量互作效应显著，处理D1下烟碱含量随施氮量的增加而降低，处理D1N3烟碱含量最小，为1.56%，处理D1N1烟碱含量最大，为2.15%。

表2 不同处理中、上部鲜烟叶的主要化学成分

2.4 对成熟期鲜烟叶多酚氧化酶活性的影响

从表3中可以看出，上部叶多酚氧化酶(PPO)活性为10.17～17.57 U/mg，中部叶PPO活性为9.60～17.46 U/mg。在同一种植密度下，中部与上部鲜烟叶PPO活性均表现为处理N3

表3 不同处理中、上部鲜烟叶多酚氧化酶活性

3 讨论

鲜烟叶叶绿素含量与烟叶变黄速度之间关系密切。叶绿素的含量较高时，会增加烘烤过程中色素降解的时间，导致烟叶变黄慢，容易烤青，出现挂灰变褐现象。在同一施氮量水平下，处理D3的叶绿素含量均小于D1与D2，以上结果说明种植密度的增大改变了烟株个体养分及光照资源的分配；密度在一定范围内的增加对烟叶的成熟变黄有一定的促进作用，这与刘佳等[9]、蒋士东[10]关于种植密度对烟株农艺性状的影响结果一致。

烟叶烘烤是一个脱水干燥的过程，鲜烟叶水分含量状况是烟叶失水干燥变黄的基础，对烘烤特性具有极为重要的影响[11]。本次试验结果表明，中上部成熟鲜烟叶叶片水分之间无显著差异，而烟叶含水率表现为中部叶大于上部叶，这可能是由于上部烟叶主脉含水量较中部叶小所造成的。同一施氮量水平下，种植密度D3下的成熟鲜烟叶含水率显著小于D1与D2。两个因素的互作效应对上部叶与中部叶含水量的影响均不显著。

烤烟G80中部叶与上部叶的总糖、还原糖含量均随种植密度的增加呈现先减后增的变化规律；对上部烟叶烟碱含量的作用达到显著水平，呈现出先增后减的变化规律，与上部叶总糖和还原糖含量的变化相反。施氮量对各类化学成分的影响不显著，这与以往关于施氮量对鲜烟化学成分影响的试验结果存在差异[12]，具体原因还需要进一步探索。综合来看，处理D3提高了烟叶总糖含量的同时烟碱保持在了较低的水平，化学成分较为协调。

烤烟G80成熟期鲜叶PPO活性随施氮量的增加而显著降低，中部叶PPO活性随种植密度的增加而显著降低，处理D3与N3的PPO活性均保持在相对较低的水平，而种植密度与施氮量的互作效应不显著，这与李建东[13]、师超等[14]等关于施氮量单因素作用下，多酚氧化酶活性的变化研究结论相反。

烟叶生产注重优质适产。增加种植密度，可有效降低成熟期鲜烟叶叶绿素含量，提高烤后烟叶总糖与还原糖含量，同时增施氮肥可进一步降低烟叶PPO酶活性，但这并不意味着进一步提高种植密度和加大氮肥用量对鲜叶素质形成更有利。众多研究表明，浏阳烟区在适宜的种植密度[15]和合理的氮肥用量[16]下才可获得高综合质量的烟叶，因此，通过种植密度与氮肥用量来调控鲜烟叶素质也应满足这一前提。

4 结论

不同种植密度与施氮量水平下烤烟G80鲜烟叶素质存在差异。在同一施氮量水平下，高种植密度下鲜烟叶、叶片总含水率及叶绿素含量值相对较低，而烤后烟叶的总糖与还原糖含量相对较高，同时降低多酚氧化酶活性及烟碱含量，有利于鲜烟叶的成熟、促进其化学成分的协调性；氮肥的减量施用对上部叶叶绿素含量的降低、中部叶总含水率的提高有显著作用；此外，种植密度与施氮量对中部叶的色素含量、水分含量及化学成分影响具有显著的互作效应。综上，种植密度18 495株/hm2、氮肥用量195.0 kg/hm2处理有利于改善烤烟G80的鲜烟叶素质，为优质的烤后烟叶奠定良好基础。