氮素用量对烟叶根系生长及产质量的影响

阎轶峰,胡焕亮,汪文杰,姜超强,沈 嘉,赵第锟,祖朝龙,周初跃

(1.安徽省农业科学院烟草研究所,安徽合肥 230031;2.安徽省烟草公司池州市公司,安徽池州 247009;3.安徽中烟工业有限责任公司,安徽合肥 230031)

氮素是烤烟生长的必需营养元素,氮肥形态、用量和施用方法对烤烟养分吸收、生长发育、烟叶产量和品质都有十分显著的影响[1-4]。不同产区、不同品种的施氮量有很大差异,表现在烟叶的落黄速度、落黄一致性以及烘烤过程中烟叶变黄、失水特性等方面,所以必须通过合理的施氮来满足烤烟正常的生长发育需要和产质量形成所需的氮素营养[5-6]。氮是烟碱的重要组成元素,氮肥用量对烟碱含量起着决定性的作用,根系是烟碱的合成器官,根系发育等对烟碱的合成和烟叶烟碱含量影响显著[7-8]。皖南烟区是我国焦甜香烟叶的典型代表产区,烟叶特色鲜明、质量优越,是我国诸多工业企业优质卷烟生产的重要原料[9-10]。因此,笔者开展氮肥施用量研究,探讨不同氮肥用量对皖南烟叶根系发育、烟碱含量、产量和品质的影响,旨在为提高烟叶质量提供技术参考。

1 材料与方法

1.1 试验地概况试验于2020年在池州市龙泉镇大棚进行,采用沙培盆栽方法,除去土壤背景肥力的影响,以氮肥水平进行单因素试验。

1.2 试验设计氮肥设3个水平,分别为A1(90 kg/hm2)、A2(105 kg/hm2)和A3(120 kg/hm2),基施占肥料比例为2/3,追施肥料比例为1/3,追肥时间为移栽后60 d,采用3穴施肥(模拟环施),施肥深度(25 cm)和位置同基施。每个处理42盆,共126盆。供试烤烟品种为云烟87,3月中旬烟苗移栽,7月下旬烟叶采烤结束。每个处理的烟株在移栽后30、45、60、75、90和105 d各取3株,测量根干重和地上部干重。成熟期采收后每个处理剩下24株进行采烤。

盆栽试验采用直径32 cm、高度38 cm的塑料桶(盆沙在30 cm深度),桶下打3个孔。所用基质为黄色的河沙,盆沙深度为河沙湿润后的深度。每个蓝桶之下放一塑料托盘,用滴管浇水,当沙干或烟叶表现出缺水症状时开始浇水,直到塑料托盘接到从蓝桶中流出的水为止。

1.3 测定指标与方法

1.3.1农艺性状。参照YC/T 142—2010烟草农艺性状调查测量方法[11],在烤烟成熟期调查各小区农艺性状。每小区固定取10株烟进行测量,包括打顶后株高、有效叶片数、腰叶叶长和叶宽等指标。

1.3.2根系指标。利用根系扫描系统测试根系长度、表面积、根尖数和平均直径。测量根干重、地上部干重,计算根冠比。

1.3.3产量、产值。烟叶成熟采烤期按小区单独采收,分别挂牌烘烤,烤后烟叶按照烤烟分级标准[12]进行分级,统计每个小区的产量和等级比例,并计算产值和均价等。

1.3.4感官质量。选取具有代表性的烤后C3F和B2F烟叶,参照文献[12]的方法进行感官质量评价。

1.3.5化学成分。选取具有代表性的烤后X2F、C3F和B2F烟叶,烘干至恒重,研磨粉碎过筛,采用流动分析仪测定烟叶化学指标(烟碱、总糖、还原糖、钾等)。

1.4 数据处理采用Microsoft Excel 2013和SPSS 19.0软件进行数据统计和分析。

2 结果与分析

2.1 氮肥用量对烤烟农艺性状的影响由表1可知,随着施氮水平的提高,烤烟中部叶长、中部叶宽、上部叶长、上部叶宽和株高均呈增大趋势。

2.2 氮肥用量对烟叶根系性状的影响由表2可知,A2处理根系长度、根系表面积、根尖数最大,A3处理次之,A1处理最小。A2处理根系平均直径最小。

2.3 氮肥用量对不同时期烤烟根冠比的影响由表3可知,移栽后30 d,各处理根干重差异不显著;移栽45～105 d,A3处理根干重较高。移栽30～105 d,A3处理地上部干重较大。随着氮肥的增加,根干重和地上部干重呈增加趋势。前期各个处理根冠比差异不大,在60和90 d出现峰值。105 d时根冠比较高的是A1处理。

表2 氮肥用量对烟株根系性状的影响

表3 氮肥用量对不同时期烤烟根冠比的影响Table 3 Effect of nitrogen fertilizer dosage on root crown ratio of flue-cured tobacco at different stages

2.4 氮肥用量对烟叶产量和产值的影响由表4可知,A3处理的产量和产值最高,表现为A3>A2>A1。上等烟比例较高的是A2和A3处理,中上等烟比例最高的是A2处理,均价最高的是A2处理。高施氮量A3产量和产值最高,中施氮量A2中上等烟比例和均价最高。

表4 氮肥用量对烟叶产量和产值的影响Table 4 Effect of nitrogen fertilizer dosage on tobacco yield and output value

2.5 氮肥用量对不同部位烟叶化学指标的影响由表5可知,A1处理各个部位烟叶的烟碱含量较低,A3处理烟碱含量较高,说明增施氮肥对烟碱的合成和运输影响较大,能提升烟叶的烟碱含量。随着施氮量的增加,总氮含量增加,最大的是A3处理。不同施氮处理对烟叶糖含量的影响不大。

表5 氮肥用量对烟叶化学成分的影响Table 5 Effect of nitrogen fertilizer dosage on chemical composition of tobacco leaf 单位:%

2.6 氮肥用量对不同部位烟叶感官质量的影响感官质量结果(表6)表明,中部叶和上部叶总分最高的是A2(105 kg/hm2)处理。低施氮量处理能降低中上部叶的香气量;高施氮量处理能提高烟叶的劲头,但杂气升高,细腻程度、柔和度降低,刺激性增加。因此,105 kg/hm2施氮量是较优的处理。

表6 氮肥用量对不同部位烟叶感官质量的影响Table 6 Effect of nitrogen fertilizer dosage on sensory quality of tobacco leaf

3 讨论

3.1 施氮量对烟叶根系发育的影响该研究中,A2处理(105 kg/hm2)根系长度、根系表面积、根尖数最大,根系平均直径较小。A3处理根系长度、根系表面积、根尖数低于A2处理,A1处理最小。A2处理根系平均直径最小。移栽后45～60 d,A2处理烤烟根冠比适中。说明在烟叶旺长阶段,施氮量105 kg/hm2能较快地促进烟叶地上部的发育,同时根系的大小适中。

3.2 施氮量对烟叶产量和产值的影响在烟叶生产中,氮素通过影响烟草的碳氮代谢来影响其产量和品质,氮素过多或过少时,均会导致烟叶产量下降,化学成分不协调,品质变差[13-15]。该试验中,随着施氮量增加,产量和产值增加;A2处理(105 kg/hm2)中上等烟比例较高、均价较高。高氮处理A3虽然产量较高,但中上等烟比例较低。该试验结果表明,施氮量105 kg/hm2处理基本能保证烟草适宜的产量和产值。由于该试验采用的盆栽沙培,其产量低于大田土培试验产量。

3.3 施氮量对烟叶烟碱含量和品质的影响施氮量越多,对上部叶的烟碱含量影响更显著,对中、下部叶的影响无显著差异。烤烟中的烟碱含量与施氮水平呈明显的正相关,烟叶的烟碱含量均随着施氮量的增加而明显升高,上部烟叶受施氮量影响较大,中、下部烟叶受施氮量的影响较小。从各部位烟叶的烟碱含量来看,A2处理(105 kg/hm2)的烟叶烟碱含量比较符合我国卷烟工业的需求,其烟叶的刺激性较小,烟气较为柔和,可用性较好。

4 结论

综上,随着施氮量的提高,中部叶长、中部叶宽、上部叶长、上部叶宽和株高均呈增加趋势;根干重和地上部干重也增加;产量和产值增加,但施氮量105 kg/ hm2中上等烟比例较高、均价较高。高氮处理虽然产量较高,但中上等烟比例较低。施氮量越多,上部叶的烟碱含量越高,但杂气、刺激性增加,影响感官质量。因此,施氮量105 kg/hm2能够保证烟叶产量和品质,是皖南烟区云烟87品种较优的施氮量。