陈彪 朱尤飞 袁国庆 邓涛 闫鼎 杨艳祥 赵雪 王全贞 潘义宏
摘要 [目的]为明确施氮量对宣威高端烟叶产出率及品质的影响,筛选出适宜主栽烤烟品种云烟100的最佳施氮量。[方法]通过田间试验,研究不同施氮量对烟株农艺性状、高端烟叶产出率及外观质量、物理特性、化学成分等烟叶品质的影响。[結果]施纯氮97.5、112.5 kg/hm2处理的烟株田间长势较好,施纯氮67.5、82.5 kg/hm2处理次之;高端烟叶产出叶位主要为第7~8片,施纯氮97.5 kg/hm2处理的产出率较高;施纯氮97.5 kg/hm2处理的外观质量、物理特性综合得分均较高,化学成分协调性表现最优。[结论]不同施氮量对宣威高端烟叶产出率及品质的影响较大,施氮量97.5 kg/hm2处理的烟株田间长势较好,高端烟叶产出率较高,烟叶品质较好。
关键词 烟叶;施氮量;云烟100;产出率;品质
中图分类号 S572 文献标识码 A 文章编号 0517-6611(2024)03-0015-04
doi:10.3969/j.issn.0517-6611.2024.03.004
Effects of Nitrogen Application Rate on Yield and Quality of High-end Flue-cured Tobacco Variety Yunyan 100
Abstract [Objective] To find the effects of nitrogen application rate on the output rate and quality of high-end tobacco leaves in Xuanwei City, and to select the best nitrogen application rate for Yunyan 100. [Method]Field experiments were conducted to study the effects of different nitrogen application rates on the agronomic characters of tobacco plants, output rate, appearance quality, physical characteristics and chemical compositions of high-end tobacco leaves. [Result] W3 and W4 treatments had better field growth, followed by W1 and W2 treatments. The output of high-end tobacco leaves was mainly 7th and 8th leaves, and the output rate of W3 treatment was relatively higher. W3 treatment had higher comprehensive scores of appearance quality and physical characteristic, and the best coordination of chemical components. [Conclusion] Different nitrogen application rates had great influence on the output rate and quality of Xuanwei high-end tobacco leaves. Tobacco plants with nitrogen application rate of 97.5 kg/hm2 had better field growth, and the output rate of high-end tobacco leaves was relatively higher and the quality of tobacco leaves was better.
Key words Tobacco leaves;Nitrogen application rate;Yunyan 100;Output rate;Quality
在烟叶生产上,氮素是影响烟叶产量和品质最为重要的营养元素[1-3],施氮量的多少和方式是优质烟叶形成的关键[4]。一般来讲,施氮量不足会影响烟株根系发育和形态,导致生育前期生长发育缓慢、烟株瘦弱,降低烟叶产量和致香物质含量等[5-6];为追求产量而过多施氮易导致烟株生育后期不可控,贪青晚熟,叶片肥厚、易碎及烟碱和全氮含量过高等问题严重,降低烟叶品质[2,7];而合理施氮利于烟株“早生快发”,促使体内碳氮更趋平衡,对烟株农艺性状、产量、产值、外观质量及内在成分等有利[8-10]。目前,各烟区烟农过于追求产量,忽视烟叶内在品质的重要性,长期不当施肥导致植烟土壤理化性状退化和病虫害发生等问题日渐加剧,严重影响烟叶品质,深入研究适宜品种特性的全生育期施氮对改善烟叶品质意义重大。关于烟草生育期施氮量对烤烟产质量的影响有大量研究。李洪臣等[4]研究表明,随着氮肥用量的增加,烟叶内总氮、烟碱、总糖和淀粉等含量呈递增的趋势,且合理增施氮肥可增强烟株体内氮代谢强度,减弱碳代谢强度,具有改善烟株光合性能的作用;李君等[11]研究表明,随着施氮量的增加,烟株及各部位干物质累积和氮磷钾累积呈先升后降的趋势,在纯氮量为90 kg/hm2 时达最大值;周健飞等[9]研究表明,云烟99等3个品种的纯氮施用量在30~60 kg/hm2,株高、叶片数、茎围、节距、腰叶的长宽和产量等农艺性状随施氮量增加呈不断升高趋势;向慧慧等[12]认为,随施氮量增加,云烟97的烟叶化学综合质量先升高后下降。以上研究表明,在一定范围内,烤烟农艺性状、内在代谢生理及烟叶产质量随施氮量的增加而升高,但施氮过量不利于烟株生长和烟叶品质改善。云烟100以云烟87为母本、KX14为父本杂交选育而成,耐肥力中等,适宜中等肥力地块种植,一般施纯氮90~120 kg/hm2[13]。目前,宣威烟草和科研工作者对如何提升云烟100产质量进行了大量工作,但关于施氮量对高端特色烟叶产出的影响仍鲜见深入研究,烟叶是卷烟生产最基础的原料,优质安全烟叶是高端中式卷烟原料生产目标。鉴于此,笔者以宣威主栽品种云烟100为研究对象,以高端特色烟叶在外观上厚薄适中、颜色浅橘至橘黄且均匀,结构疏松、弹性好、柔软,身份适中,叶片干净且有少许颗粒感的特征为重要指标,研究施氮量对云烟100高端特色烟叶产出率、农艺性状及内在理化性状等烟叶质量特征的影响,明确适宜云烟100在宣威产区的最佳施氮量,旨在为宣威烟区高端优质烟叶定向生产提供参考。
1 材料与方法
1.1 试验地概况
试验于2021年在云南曲靖宣威市宝山镇德积村(104.49°E,26.30°N)进行。该地海拔2 016 m,土壤养分含量如下:pH 6.53、有机质30.76 g/kg、碱解氮104.05 mg/kg、速效磷24.21 mg/kg、速效钾323.48 mg/kg,前茬种植紫花苕子绿肥。
1.2 试验材料
供试烤烟品种为云烟100,由云南省烟草公司曲靖市公司提供。
1.3 试验设计
试验设置4个处理,每个处理400株烟,株行距统一为120 cm×60 cm;试验用肥采用烟草复合肥(N∶P2O5∶K2O =14∶10∶24)和硝酸钾(N∶P2O5∶K2O=13.5∶0∶44.5),各处理纯氮用量如下:W1处理为67.5 kg/hm2,W2处理为82.5 kg/hm2,W3处理为97.5 kg/hm2,W4处理为112.5 kg/hm2;烟草专用肥于烟株移栽时全部塘施,硝酸钾于移栽后35 d掏苗时对水浇施,基追肥比例为7∶3。各处理P2O5和K2O含量以W4处理用量为基准,分别用Ca(H2PO4)2和K2SO4进行补齐。田间试验管理按照云南省烟草公司曲靖市公司优质烤烟种植技术规范进行。
1.4 测定项目及方法
1.4.1 烤烟田间农艺性状记录。
参照YC/T 142—2010,在每个品种种植地块选择标记长势均匀一致、能够代表该地块烤烟生长状况的烟株10株,重复3次,进行标记,在打顶后7 d,测量烟株株高、茎围、节距、有效叶片数、腰叶长度、腰叶宽度等,计算腰叶单叶面积。
1.4.2 高端烟叶原料产出部位定位以及产出率。
在烤烟成熟期,针对每个处理田间健康且长势较为一致的烟株,去除底脚叶后对第4~8叶位进行标记挂牌,合计2 000片,采收烘烤后由烟叶分级高级工对挂牌烟叶进行挑选。高端烟叶的挑选标准为:第4~6叶位按照X1F、第7~8叶位按照C1F的标准进行挑选,同时烟叶外观需满足叶片厚薄适中、颜色浅橘至橘黄且均匀,结构疏松、弹性好、柔软,身份适中,叶片干净,且有少许颗粒感等条件。
1.4.3 烤后烟叶取样及测定方法。
依据GB 2635—1992,对各处理挑选后的烟叶品质进行检测和评价。参照YC/T 160—2002、YC/T 159—2002、YC/T 162—2011、YC/T 173—2003、YC/T 161—2002对烟叶常规化学成分进行检测。对烟叶外观质量评价时,依据GB 2635—1992对烟叶颜色、结构、身份、油分、色度、成熟度进行打分评价。对烟叶物理特性测定时,依据GB/T 21136—2007、DB53/T 644—2014、GB/T 22838.8—2009、GB/T 24328.2—2020、GB/T 31786—2015对烟叶含梗率、抗张力、平衡含水率和叶面密度进行测定。
1.5 数据处理
采用SPSS 21.0和Excel 2010进行数据处理。烟叶物理特性、外观质量均参照《中国烟草种植区划》[14],采用赋值权重指数和法进行评价,烟叶常规化学成分采用模糊数学隶属函数的数据模型进行评价[15]。
2 结果与分析
2.1 不同处理对成熟期农艺性状的影响
从各处理烟株的农艺性状看(表1),各处理间株高无显著差异,其中W3、W4处理长势较好,株高由高到低依次为W3处理>W4处理>W1处理>W2处理;W4处理单叶面积显著大于W1处理,与W2、W3处理间无显著差异,叶面积由高到低依次为W4处理>W3处理>W2处理>W1处理;有效叶片数W2处理显著低于W1、W3处理,有效叶片数由高到低依次为W1处理>W3处理>W4处理>W2处理;各处理间茎围和节距无显著差异,茎围由高到低依次为W4处理>W3处理>W2处理>W1处理,节距由高到低依次为W2处理>W1处理>W4处理>W3处理。整体上看,W3、W4处理田间长势较好,W1处理次之,W2处理较差。
2.2 不同处理对高端烟叶产出部位定位和挑选率的影响
从各处理的高端烟叶产出部位和产出率看(表2),W1、W2处理高端烟叶产出叶位为第6~8片,W3、W4处理高端烟叶产出叶位为第5~8片;各处理的高端烟叶产出率由高到低依次为W3处理>W4处理>W2处理>W1处理。整体上看,各处理的高端烟叶产出叶位主要集中在第7和8片,以W3处理产出率最高。
2.3 不同处理对烟叶外观质量的影响
从各处理高端烟叶的外观质量来看(表3),各处理颜色均为橘黄,成熟度好,结构尚疏松,身份中等,油分有,色度强;各处理产出高端烟叶的6项外观质量赋分无明显规律;综合得分以W3处理较高(0.75),W4处理次之(0.73),W1、W2处理(0.72)与其他处理相比略低。整体上看,各处理高端烟叶外观质量均较好,以W3处理最好。
2.4 不同处理对烟叶物理特性的影响
從各处理高端烟叶的物理特性看(表4),W2处理的叶面密度最高,为5979 g/m2,各处理由高到低依次为W2处理>W3处理>W1处理>W4处理;抗张力以W3处理(1.72 N)最高,W4处理次之,W1、W2处理相近;平衡含水率以W3处理(15.25%)最高,各处理由高到低依次为W3处理>W1处理>W4处理>W2处理;含梗率以W3处理(33.41%)最低,各处理由低到高依次为W3处理<W2处理<W4处理<W1处理;综合得分以W3处理(0.82)最高,各处理由高到低依次为W3处理>W2处理>W1处理=W4处理。整体上看,各处理高端烟叶物理特性均较好,以W3处理最好。
2.5 不同处理对烟叶化学成分的影响
烟叶化学成分综合指数(I)划分为5个等级,即:高(I≥0.75)、较高(0.65≤I<0.75)、中(0.55≤I<0.65)、较低(0.45≤I<0.55)和低(I<045)。从各处理高端烟叶的化学成分看(表5),W1处理总糖、还原糖含量较其他处理高,两糖差值较大,总氮、钾离子含量偏低,协调性较差,综合得分最低;W2处理总糖含量略高,还原糖含量相对适宜,两糖差值较小,总植物碱、钾离子含量偏低,氯离子含量适宜,综合得分为0.57;W3处理总糖、还原糖含量偏高,但两糖差值最小,总氮、总植物碱偏低,钾离子、氯离子含量适宜,综合得分为0.66;W4处理总糖含量偏高,还原糖含量相对适宜,两糖差值最大,总氮、总植物碱、钾离子含量偏低,综合得分为0.52;从综合得分来看,各处理综合得分在0.48~0.66,以W3处理综合得分最高,各处理由高到低依次为W3处理>W2处理>W4处理>W1处理。整体上看,W3处理的高端烟叶化学成分更加协调、评价更高。
3 讨论
烟叶生产上干物质积累量是衡量烤烟生长发育状况的重要指标[16],决定烟叶质量的关键是如何合理调控全生育期碳氮代谢的主次地位[17-18],而合理施氮是协调烤烟碳氮代谢的有效措施。在前人对宣威烤烟品种适应性研究中,胡海等[19]发现云烟100農艺性状较差、田间长势不及其他品种、化学成分协调性较差,也有研究认为云烟100综合表现中等,但抗病性等较差[20-22],这可能是烤烟生育特性与施肥不匹配,导致烟株体内碳氮代谢不协调。该研究结果发现,随施氮量的增加,云烟100的叶面积、茎围等农艺性状指标相应增加,各处理排序均为W4处理>W3处理>W2处理>W1处理,这与周健飞等[9,23]的研究结果相似;不同处理间高端烟叶产出率、外观质量及理化特性评价随施氮量增加基本呈先升后降趋势,以施氮量97.5 kg/hm2处理高端烟叶产出率最高,烟叶品质较好,表明不同施氮量对宣威高端烟叶产出率及品质的影响较大。
糖类含量是烟叶风格质量的重要指标,总糖含量25%~27%、还原糖含量16%~18%是云南优质烟叶标准[24],也有多数卷烟工业认为两糖差值5%左右清香特征更明显,且差值越小越好。该研究各处理产出的高端烟叶总糖含量、还原糖含量指标基本符合清香型烟叶糖分特征,且各处理两糖差值排序为W3处理<W2处理<W1处理<W4处理,随施氮量的增加呈先降后升的趋势,以W3处理的两糖差值更小(439%);各处理高端烟叶内在化学成分综合得分由高到低依次为W3处理>W2处理>W4处理>W1处理,化学成分评价随施氮量的增加呈先升后降的趋势,以W3处理的化学成分相对最符合云南优质烟叶评价标准。而施氮量对化学成分的影响可能是烟株体内碳氮代谢相互促进和竞争的结果。含梗率也是评价烟叶质量优劣程度的重要指标。相关研究认为,云烟100在宣威烟叶含梗率偏高[22-24];林朗等[25]研究表明,烟叶的含梗率随施氮量的增加呈上升趋势。而在该研中,各处理含梗率由低到高依次为W3处理<W2处理<W4处理<W1处理,含梗率随施氮量的增加呈先降后升趋势,与林朗等[25]研究结果不同,这是可能是由于其设置的施纯氮量比该研究更多造成的。
此外,氮素形态是影响优质烟叶形成的重要因素。在烤烟生长过程中,硝态氮和铵态氮是吸收最多的2种形态氮,不同形态的氮肥及形态配比对烟株农艺性状[26]、病虫害发病率[27]、烟叶含梗率[28]、焦油释放[29]、内在化学成分[30-31]和致香成分[32]等影响显著,且铵态氮和硝态氮配合施用表现优于单一氮肥形态[33]。在宣威烟区,硝态氮和铵态氮均为烟叶生产的重要氮源投入类型,但不同氮肥形态对高端烟叶产质量的影响有待验证。
4 结论
施氮量对宣威高端烟叶产出率及品质的影响较大。在一定范围内,高端烟叶产出率、外观质量、物理特性及化学成分等指标综合评价均随施氮量的增加而升高,且产出叶位主要为第7~8片。在宣威产区,主栽品种云烟100全生育期按施纯氮97.5 kg/hm2的标准,高端烟叶产出率相对较高,烟叶品质较好,有利于高端优质烟叶定向生产。
参考文献
[1] 杨志晓,王轶,王志红,等.烤烟氮素营养研究进展[J].江西农业学报,2012,24(1):72-76.
[2] 李春俭,张福锁,李文卿,等.我国烤烟生产中的氮素管理及其与烟叶品质的关系[J].植物营养与肥料学报,2007,13(2):331-337.
[3] 刘国顺.国内外烟叶质量差距分析和提高烟叶质量技术途径探讨[J].中国烟草学报,2003,9(B11):54-58.
[4] 李洪臣,杨志晓,武云杰,等.氮肥用量和施用方式对烟草中部叶碳氮代谢的影响[J].江苏农业科学,2013,41(3):65-68.
[5] 秦艳青,李春俭,赵正雄,等.不同供氮方式和施氮量对烤烟生长和氮素吸收的影响[J].植物营养与肥料学报,2007,13(3):436-442.
[6] 王政,刘久羽,阚宏伟,等.氮肥运筹对‘红大’烤烟根系形态与烟叶品质的影响[J].中国农学通报,2022,38(25):1-7.
[7] 李常军,宫长荣,肖鹏,等.施氮水平和烘烤条件对烤后烟叶品质和含氮组分的影响[J].中国烟草科学,2001,22(1):4-7.
[8] 魏成熙,钱晓刚,杨宏敏,等.烟草对氮吸收利用的研究[J].耕作与栽培,1995(3):37-41.
[9] 周健飞,陈秀华,彭玉富,等.氮肥施用量对南阳烟区3个烤烟新品种产质量的影响[J].贵州农业科学,2018,46(3):44-49.
[10] 普匡,高家合,田旺海,等.烤烟营养器官对氮肥的吸收利用效率[J].西南农业学报,2014,27(5):2035-2039.
[11] 李君,张云贵,谢强,等.泸州烤烟养分管理的关键技术参数研究[J].中国土壤与肥料,2020(2):100-106.
[12] 向慧慧,李小青,罗真华,等.不同氮肥水平及氮钾配比对烤烟化学品质的影响[J].中国农学通报,2013,29(13):158-162.
[13] 佚名.云烟100栽培技术要点[J].致富天地,2015(5):56-57.
[14] 王彦亭,谢剑平,李志宏.中国烟草种植区划[M].北京:科学出版社,2010:3.
[15] 李晓婷,亚平,何元胜,等.云南省临沧烟区烤烟化学成分特征及空间分布[J].烟草科技,2013,46(1):53-57.
[16] 杨成翠,徐照丽,史普酉,等.氮肥运筹对烤烟养分积累和产质量的影响[J].中国农业科技导报,2020,22(6):176-185.
[17] 韓锦峰.烟草栽培生理[M].北京:中国农业出版社,2003.
[18] 张晓兵.云南烤烟糖含量的变异特点及与理化性状的关系分析[D].郑州:河南农业大学,2008.
[19] 胡海,李先才,石成广,等.6 个烤烟品种在宣威烟区的适应性研究[J].湖南农业科学,2022(2):10-15,20.
[20] 王全贞,夏贤仁,夏荣帅,等.不同烤烟品种在宣威西南部多雨烟区的适应性研究[J].广东农业科学,2021,48(3):33-41.
[21] 夏贤仁,王全贞,张军刚,等.不同烤烟品种在宣威高海拔多雨烟区的适应性[J].湖南农业科学,2021(4):25-30.
[22] 张军刚,杨美丽,夏荣帅,等.10个烤烟品种在宣威东北部植烟区的生态适应性[J].贵州农业科学,2020,48(12):28-34.
[23] 孙敬钊,白玉超,皮本阳,等.不同氮肥用量对烤烟生长发育及品质的影响[J].安徽农业科学,2016,44(5):42-43.
[24] 刘国顺.烟草栽培学[M].北京:中国农业出版社,2003.
[25] 林朗,李宏光,朱列书,等.施氮量对云烟87产量与品质的影响[J].湖南农业科学,2010(18):12-14.
[26] 刘宏,杨德廉,杨晓东,等.不同氮肥配置对烤烟生长发育及经济性状的影响[J].农技服务,2016,33(3):112-113.
[27] 冯厚平,阳显斌,陈代荣,等.氮肥及不同形态氮对烤烟的影响综述[J].黑龙江农业科学,2017(3):135-137.
[28] 高旭,罗维,沈子奇,等.不同氮肥形态配比对烤烟含梗率及主要品质指标的影响[J].安徽农学通报,2021,27(7):79-82.
[29] 李哲,陈爱国,金红成,等.不同氮肥形态下烤烟叶片组织结构的差异及对焦油释放量的影响研究[J].中国烟草学报,2014,20(2):70-74.
[30] 郭晓惠,金亚波,韦建玉,等.不同形态氮配施对烤烟碳氮代谢及烟叶产质量的影响[J].安徽农业科学,2013,41(3):1055-1057,1245.
[31] 刘爱华,向铁军,周方舟,等.氮肥类型及用量对烤烟生长及品质的影响[J].天津农业科学,2019,25(1):14-19.
[32] 马兴华,徐经年,祖朝龙,等.氮肥形态配比对烤烟中性致香成分含量及产质量的影响[J].中国农学通报,2017,33(17):44-48.
[33] 王利超,王涵,朴世领,等.铵硝氮配比对烤烟生长生理及产量和品质的影响[J].西北农林科技大学学报(自然科学版),2012,40(12):136-144.