水氮管理及打頂時間對烤煙品質(zhì)及產(chǎn)值產(chǎn)量的影響

吳正肖，張崇玉，高美玲，馮 龍

（貴州大學農(nóng)學院，貴州 貴陽550025）

水氮管理及打頂時間對烤煙品質(zhì)及產(chǎn)值產(chǎn)量的影響

吳正肖，張崇玉，高美玲，馮 龍

（貴州大學農(nóng)學院，貴州 貴陽550025）

為探究水氮打頂配合對烤煙化學品質(zhì)及產(chǎn)值產(chǎn)量的影響，以烤煙紅花大金元為研究對象，通過設置不同的土壤田間持水量、施氮量和打頂時間采取完全隨機試驗設計方案進行盆栽試驗。結(jié)果表明：（1）不同田間持水量、施氮量和打頂時間配合對烤煙化學品質(zhì)影響顯著；當土壤田間持水量為65%、施氮量為5 kg·666.7 m－2與烤煙打頂時間為初花后7天時，各煙葉化學成分綜合評分均達到最高值，上部煙葉的可用性增加，對改善煙葉化學成分的協(xié)調(diào)性具有顯著效果；（2）水氮打頂配合條件下，可以實現(xiàn)最優(yōu)的產(chǎn)量配合處理為A2B3C1，產(chǎn)量達到145.51 kg·666.7 m－2；最優(yōu)的產(chǎn)值配合處理為 A2B2C2，產(chǎn)值為 1 924.95元·666.7m－2，其中水氮配合對煙葉的產(chǎn)量產(chǎn)生極顯著性影響，不同土壤田間持水量、施氮量和打頂時間的配合對烤煙產(chǎn)值具有顯著的影響；產(chǎn)值最大時煙葉化學成分協(xié)調(diào)性綜合評分最高，印證了煙草品質(zhì)與產(chǎn)值的關(guān)系。因此，適宜土壤田間持水量、施氮量和適時的打頂時間配合，將改善煙葉的化學成分，提高煙葉的品質(zhì)，增大烤煙產(chǎn)值。

水氮配合打頂；烤煙；化學成分；品質(zhì)；產(chǎn)值；產(chǎn)量

水是肥效發(fā)揮的關(guān)鍵，肥是打開水土系統(tǒng)生產(chǎn)效能的鑰匙，合理的施肥量必須與水分狀況緊密結(jié)合［1－2］。利用水肥配合作用原理，提高水肥利用效率和化肥利用效率對烤煙的研究已經(jīng)取得了顯著的效果［3］。史宏志等研究表明當田間持水量過低、施肥量過高時，煙葉中水溶性糖含量達不到優(yōu)質(zhì)煙的水平，而過低時，煙堿含量提高，會導致煙葉的煙氣勁頭過大，刺激喉部使之產(chǎn)生嗆咳感［4－5］；合理控制水肥管理打頂時間，提高煙草品質(zhì)是烤煙生產(chǎn)的關(guān)鍵。有人通過研究不同打頂時期對上部煙葉物理性狀及化學成分的影響，結(jié)果表明早打頂煙葉，上部葉片尚處于幼嫩階段，分生細胞延續(xù)分裂時間很長，上部葉集中營養(yǎng)充分，分裂增殖，造成葉片肥大［6］。以往研究多集中在水氮配合效應和單一的烤煙打頂時間效果，而對于水、氮和打頂三個因素配合對烤煙品質(zhì)和產(chǎn)量產(chǎn)值的影響還未見報道。開展水肥打頂時間配合效應研究，探索出合理的水氮打頂模式，為管理及煙區(qū)烤煙生產(chǎn)提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料及試驗地概況

供試品種為烤煙紅花大金元，試驗點設在貴州大學教學試驗場內(nèi)，試驗土壤基本理化性質(zhì)為：有機質(zhì) 22.25 g·kg－1、堿解氮 122.23 mg·kg－1、有效磷5.38 mg·kg－1、速效鉀 98.11 mg·kg－1、pH 6.8。

1.2 試驗設計

試驗包括土壤田間持水量、施肥量和打頂時期三個因素，各因素均設置三個水平，其中土壤田間持水量設置 A1（50%）、A2（65%）、A3（80%）（控制含水量波動幅度在2個百分點內(nèi)，控水通過重量法進行）；施氮量設置（以純量表示）B1（4 kg·666.7 m－2）、B2（5 kg·666.7 m－2）、B3（6 kg·666.7 m－2），氮肥50%作基肥施用，50%旺長期追肥；磷肥和鉀肥作為基肥，磷肥施用量（P2O5）7.5 kg·666.7 m－2，鉀肥施用量（K2O）15 kg·666.7 m－2，氮肥使用硝銨鋅（含N32%），磷肥使用鈣鎂磷肥（含P2O512%）、鉀肥使用硫酸鉀（含K2O 50%）；打頂時期設C1（初花打頂）、C2（初花后 7天打頂）、C3（初花后 14天打頂）。本試驗采用完全隨機試驗設計，共27個處理，其中每個處理種植5盆，每盆1株，各處理采用完全隨機排列。每盆裝土20 kg，各煙苗盆栽距離尺寸：處理間行距110 cm，重復間株距55 cm，相當于大田生產(chǎn)1 200株·667m－2的密度。全部肥料采用穴施，打頂留葉20片。

1.3 指標測定和方法

測定不同處理煙葉的鉀含量、總糖含量、水溶性糖含量、蛋白質(zhì)含量、煙堿含量、石油醚提取物含量，并計算煙葉化學成分協(xié)調(diào)性，測定方法為：鉀用“火焰光度計法”進行測定；石油醚提取物用“索氏提取法”進行測定；蛋白質(zhì)用“H2SO4－K2SO4－CuSO4－Se消煮法”進行測定；還原糖用“銅還原－直接滴定法”進行測定；總糖用“酸水解銅還原直接滴定法”進行測定；煙堿用“紫外分光光度法”進行測定。

1.4 數(shù)據(jù)處理

利用Excel 2007及SPSS 20.0進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析。通過參考王彥亭等［7］的化學成分指標賦值法（表1），對烤后煙葉進行化學品質(zhì)評定，采用綜合相關(guān)分析法和層次分析法計算結(jié)果確定各化學成分指標相應的權(quán)重。用Excel對分值范圍與指標范圍進行等比例取值，如煙堿分值 100、90、80、70，對應煙堿含量為 2.20、2.00、1.80、1.70。將試驗測得指標數(shù)據(jù)代入公式獲得對應分值。采用指數(shù)和法評價烤煙內(nèi)在化學成分協(xié)調(diào)性綜合情況：

式中，P為烤煙化學成分協(xié)調(diào)性綜合指數(shù)；Pi為第i個化學成分指標量化分值；Ci為第i個化學成分指標相對權(quán)重。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同水氮打頂配合對煙葉化學成分的影響

煙葉的化學成分是決定煙葉品質(zhì)的重要因素，煙葉燃燒熱解時酸性及堿性物質(zhì)的平衡及協(xié)調(diào)嚴重影響烤后煙葉的吃味，優(yōu)質(zhì)煙葉要求各種成分含量要適宜，成分之間要協(xié)調(diào)。表1和表2分別為不同水肥打頂配合效應條件下煙葉主要的化學成分。當土壤田間持水量過低、施氮量過高、打頂時間過早時，煙葉煙堿含量高、還原糖含量低，導致糖堿比低，同時鉀含量低、施木克值低，烤煙化學品質(zhì)綜合評分低，將會導致烤煙雜氣重，勁頭和刺激性大，吃味辛辣，香氣品質(zhì)也變差。而土壤田間持水量過高、施氮量過低、打頂時間過晚時，煙葉中煙堿含量低、還原糖含量高、糖堿比高、蛋白質(zhì)含量低，會導致香氣不足，勁頭小，吃味平淡。

2.1.1 水氮打頂配合對煙葉總糖、還原糖、鉀、糖堿比的影響 在一定范圍內(nèi)，適當提高煙葉中水溶性糖含量，能增加煙葉中的香氣、改善烤煙吃味及降低雜氣；當它含量過高時，影響煙氣中的酸堿平衡，使煙氣平淡無味［8］。煙葉鉀含量較高，可提高煙葉的持火力，增強煙葉引燃時間使燃燒形成的低燃點物質(zhì)減少［9］。從表2、表3中可見，隨著土壤田間持水量的增加，水溶性總糖、還原糖、鉀、糖堿比呈升高趨勢，在上部煙葉中，不同土壤田間持水量對水溶性總糖、還原糖影響表現(xiàn)為A2、A3與A1間差異極顯著，對糖堿比影響均表現(xiàn)為極顯著；在中下部葉中土壤田間持水量對水溶性總糖、鉀、糖堿比影響表現(xiàn)為A2、A3與A1間差異極顯著。由于土壤水分過少，煙株生育期土壤溶液濃度過大，致使煙株體內(nèi)含氮量高，煙葉吃味辛辣，煙葉品質(zhì)下降。

表1 烤煙化學成分指標賦值Table 1 Assessmentmethod of flue-cured tobacco chemical composition

表2 不同水氮打頂配合對上部煙葉主要化學成分的影響Table 2 Effectofwater，nitrogen and topping time on themain chemicalcomposition of upper leaves

當施氮量增加時，水溶性總糖、還原糖、糖堿比含量總體呈下降趨勢，在上部煙葉中施氮量對水溶性總糖、還原糖影響表現(xiàn)為B1、B2與B3間差異顯著，在中下部葉中施氮量對還原糖影響表現(xiàn)為B1、B2與B3間差異顯著，B3的還原糖含量相對B1降低了1.5%，施氮量對烤煙糖堿比的影響均表現(xiàn)為極顯著，施氮量的不足會影響含氮物質(zhì)的積累，所以選擇適宜的施氮量十分重要。

隨著打頂時間的推遲，水溶性糖總量、還原糖含量出現(xiàn)先升高后降低的趨勢，在上部葉中打頂時間對水溶性總糖的影響表現(xiàn)為C1與C2、C3差異極顯著，對水溶性總糖、鉀的影響表現(xiàn)為C2與C1、C3差異極顯著，C2的水溶性總糖、鉀含量比C1分別高出6.1%、4.4%；在中下部葉中打頂時間對水溶性總糖、還原糖的影響表現(xiàn)為C1、C2與C3差異顯著，對鉀的影響表現(xiàn)為C2與C1、C3差異極顯著，C2鉀含量比 C1、C3分別高出 9.1%、11.6%。由此說明，土壤田間持水量、施氮量、打頂時間及其配合作用對烤煙化學品質(zhì)影響顯著。

表3 不同水氮打頂配合對中部煙葉主要化學成分的影響Table 3 Effect ofwater，nitrogen and topping time on themain chemicalcomposition of central leaves

2.1.2 水氮打頂配合對煙葉煙堿、蛋白質(zhì)含量的影響 煙堿主要是影響煙葉的吃味和勁頭。煙堿含量低，刺激性小，吃味平淡；含量高，刺激性強，吃味辛辣［10］。蛋白質(zhì)含量過高，煙葉的燃燒性不良，辛辣、苦味和刺激性大；含量低時，煙味平淡，勁頭不足；只有在適宜的范圍內(nèi)才能改善煙葉的品質(zhì)［11］。由表2、表3看出，隨著土壤田間持水量的增加煙葉煙堿、蛋白質(zhì)含量逐漸降低；當施氮量增加時煙葉煙堿含量逐漸增加；隨著打頂時間的推遲，煙堿、蛋白質(zhì)含量逐漸降低；不同土壤田間持水量、不同施氮量以及不同打頂時間對煙葉煙堿含量影響極顯著；不同施氮量、打頂時間對煙葉蛋白質(zhì)含量影響顯著。只有適當?shù)耐寥捞镩g持水量、施氮量及適時的打頂時間才能滿足優(yōu)質(zhì)煙對煙堿、蛋白質(zhì)含量的要求。

2.2 不同水氮打頂配合對煙葉化學品質(zhì)綜合評價

上述的結(jié)果或結(jié)論均是對某一指標的評價，具有片面性。本文運用綜合評價方法，將各個煙葉化學成分指標結(jié)果有機統(tǒng)一，綜合反映煙葉化學品質(zhì)的好壞。通過參考王彥亭［7］等的化學成分指標賦值法（表1），對不同水氮打頂配合煙葉化學成分協(xié)調(diào)性進行了綜合評價，如表4所示：（1）田間持水量表現(xiàn)為A2＞A3＞A1，土壤田間持水量為A2時，烤煙各部位煙葉化學品質(zhì)均較好；（2）施氮量表現(xiàn)為B2＞B1＞B3，烤煙化學品質(zhì)不與施氮量的投入量成正比，當施氮量為B2時，會得到較好化學品質(zhì)的烤煙；（3）打頂時間表現(xiàn)為 C2＞C3＞C1，打頂時間推遲，有利于形成較好化學品質(zhì)的烤煙；（4）通過水氮打頂配合，在A2或A3、B2、C2配合下可以顯著提高上部煙葉的品質(zhì)；（5）不同水氮打頂配合后，烤煙中下部煙葉化學品質(zhì)綜合評分基本高于90分，達到優(yōu)質(zhì)煙的要求。因此水肥配合打頂能有效促進烤煙對煙田水分和肥料的綜合利用，合理的水肥條件和適宜的打頂時間在一定程度上能夠改善各個部位煙葉的化學成分，進而對煙葉的內(nèi)在品質(zhì)產(chǎn)生影響；當土壤田間持水量為A2、A3，施氮量為B2與烤煙打頂時間為C2配合時，烤煙田間生長期水氮打頂配合對改善烤后煙葉內(nèi)在化學的協(xié)調(diào)性具有顯著效果，可以顯著提高烤煙的綜合化學品質(zhì)。

表4 不同水氮打頂配合下烤煙品質(zhì)的評分Table 4 The score of quality under differentwater，nitrogen and topping time combinations

2.3 水氮打頂配合對烤煙產(chǎn)值產(chǎn)量的影響

通過對水氮打頂配合對烤煙產(chǎn)值產(chǎn)量影響的方差分析，結(jié)果如表5所示，不同田間持水量、施氮量和打頂時間對烤煙產(chǎn)值、產(chǎn)量的影響均表現(xiàn)為極顯著，其中不同的水氮配合對煙葉的產(chǎn)量產(chǎn)生極顯著性影響。土壤田間持水量、施氮量和打頂時間的二級與三級交互效應對烤煙產(chǎn)值也均表現(xiàn)為極顯著影響。在保持土壤田間持水量、打頂時間恒定時，中等施氮量產(chǎn)值最高（如圖1所示）。本研究條件下，可以實現(xiàn)最優(yōu)的產(chǎn)量配合是A2B3C1，產(chǎn)量達到145.51 kg·666.7 m－2；實現(xiàn)最優(yōu)的產(chǎn)值配合是 A2B2C2，產(chǎn)值為 1 924.95元·666.7 m－2。說明不同田間持水量、施氮量和打頂時間的配合對烤煙產(chǎn)值產(chǎn)量均具有較大的影響，因而適宜的田間持水量、施氮量和打頂時間的配合有利于得到高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的烤煙。

3 討 論

土壤田間持水量、施氮量及打頂時間不同程度的影響烤煙生長及其煙葉化學成分，從而影響烤后煙葉品質(zhì)。當土壤水分過多，阻礙了空氣交換，削弱了根系呼吸和吸肥、吸水的能力，煙株生長受到抑制，將直接影響煙葉化學成分的合成，導致品質(zhì)差［12］；所以在烤煙生產(chǎn)過程中土壤水分的及時補給和控制有利于高品質(zhì)煙葉的形成；而氮素的供應對煙葉生長影響顯著，煙葉碳氮代謝的最佳模式是以碳代謝積累為主，而氮代謝促生長為輔，隨著施氮量的增加，煙株氮代謝進入碳代謝的時期推遲，從而影響碳氮代謝的協(xié)調(diào)、煙葉化學成分的均衡，對烤煙質(zhì)量造成影響，崔保偉［13］等研究表明施肥量過多時，煙葉中水溶性糖、還原糖含量降低，煙堿含量、蛋白質(zhì)含量升高，和本試驗結(jié)論一致；當?shù)鞍踪|(zhì)含量過高時煙葉燃燒不良，發(fā)出難聞的氣味，抽吸時有苦辣味；煙堿含量過高，會導致煙葉的煙氣勁頭過大，刺激喉部使之產(chǎn)生嗆咳感；因而香氣、吃味均差，刺激性大，品質(zhì)低劣。煙葉打頂時期過早，上部葉片尚處于幼嫩階段，分生細胞延續(xù)分裂時間很長，上部煙葉集中營養(yǎng)充分，分裂增殖，造成葉片肥大，對煙葉的化學成分協(xié)調(diào)性產(chǎn)生不良影響［14－15］。而打頂時間過晚，養(yǎng)分消耗多，幼嫩葉發(fā)育程度提高，因而煙株對打頂?shù)姆磻獪p弱，易產(chǎn)生煙堿含量較低的煙葉，煙葉化學品質(zhì)降低［16］。打頂時間越晚，煙葉中部葉的水溶性糖含量越低，鉀含量降低，煙葉品質(zhì)下降。

表5 不同水氮打頂配合下產(chǎn)值產(chǎn)量的方差分析Table 5 Variance analysis ofwater，nitrogen and topping time on yield and production

圖1 不同水氮打頂配合下的烤煙產(chǎn)量和產(chǎn)值Fig.1 The yield and production of differentwater，nitrogen and topping times

本試驗研究表明土壤田間持水量、施氮量和打頂時間對烤煙產(chǎn)值、產(chǎn)量的影響均表現(xiàn)為極顯著；其中水氮配合對煙葉的產(chǎn)量產(chǎn)生極顯著性影響。土壤田間持水量、施氮量和打頂時間的二級及三級交互效應對烤煙產(chǎn)值也均表現(xiàn)為極顯著影響。當土壤田間持水量相對過低、施氮量過高、打頂時間過早配合時，煙葉煙堿含量高、還原糖含量低，導致糖堿比低，同時鉀含量低、施木克值低，烤煙化學品質(zhì)綜合評分低，將會導致烤煙雜氣重，勁頭和刺激性大，吃味辛辣，香氣品質(zhì)也變差。本研究條件下，A2B3C1處理（土壤田間持水量 80%、施氮量為 6 kg·666.7m－2與烤煙打頂時間為初花打頂配合）的產(chǎn)量最高；在實際生產(chǎn)中，農(nóng)產(chǎn)品的品質(zhì)往往與產(chǎn)品產(chǎn)值相對應，品質(zhì)好產(chǎn)值就高，煙草品質(zhì)與產(chǎn)值也不例外；試驗配比中，實現(xiàn)最大產(chǎn)值的為A2B2C2處理（土壤田間持水量 65%、施氮量為 5 kg·666.7 m－2與烤煙打頂時間為初花后7天打頂配合），此時煙葉品質(zhì)綜合評分最高；印證了煙草品質(zhì)與產(chǎn)值的關(guān)系。因此通過對煙葉品質(zhì)的綜合評價，可將煙葉化學成分各個指標結(jié)果有機統(tǒng)一，以便挑選出品質(zhì)較佳的煙葉，避免了在比較過程中單一指標的不全面性，綜合反映煙葉化學品質(zhì)的好壞。由此說明水氮配合打頂能有效促進烤煙對煙田水分和肥料的綜合利用，合理的水肥條件和適宜的打頂時間在一定程度上能夠改善各個部位煙葉的化學成分，進而提高煙葉的品質(zhì)。

4 結(jié) 論

土壤田間持水量、施氮量、打頂時間及其配合作用對烤煙化學品質(zhì)影響顯著；通過對煙葉化學成分協(xié)調(diào)性綜合評價表明：土壤田間持水量65%、施氮量為5 kg·666.7 m－2與烤煙打頂時間為初花后7天打頂配合時上部煙葉、中下部煙葉的化學品質(zhì)綜合評分均最高，提高了上部煙葉的可用性，中部煙葉中主要化學成分含量接近或滿足優(yōu)質(zhì)煙的要求，對改善烤后煙葉內(nèi)在化學的協(xié)調(diào)性具有顯著效果。

不同土壤田間持水量、施氮量和打頂時間配合對烤煙產(chǎn)值具有較大的影響，本研究條件下，實現(xiàn)最高產(chǎn)量的配合的處理為A2B3C1（土壤田間持水量80%、施氮量為 6 kg·666.7 m－2與烤煙打頂時間為初花期），可以實現(xiàn)最大的產(chǎn)值配合是A2B2C2處理（土壤田間持水量 65%、施氮量為 5 kg·666.7m－2與烤煙打頂時間為初花后7天打頂配合），說明在產(chǎn)量達到最大值時，產(chǎn)值并不是最高，而在產(chǎn)量達到最高值時，生產(chǎn)投入最高，不符合生產(chǎn)實際要求，但可在產(chǎn)量效益和品質(zhì)效益中尋求一個最佳點。當產(chǎn)值最大時的配合與煙葉化學成分協(xié)調(diào)性綜合評價的結(jié)果一致，間接的反映了通過綜合評價方法對煙葉化學品質(zhì)的評價具有實際可操作性，可推廣到社會生產(chǎn)中的更多領(lǐng)域。

因此，在烤煙種植過程中，合理水肥條件及適時打頂時間配合，有利于改善煙葉品質(zhì)，協(xié)調(diào)了投入產(chǎn)出比，提高煙葉產(chǎn)量產(chǎn)值，為實際生產(chǎn)提供理論依據(jù)。

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Effects of field capacity，nitrogen and topping time coupling on the quality，yield and production of flue-cured tobacco

WU Zheng-xiao，ZHANG Chong-yu，GAOMei-ling，F(xiàn)ENG Long
（Agriculturɑl College of Guizhou university，Guiyɑng，Guizhou 550025，Chinɑ）

To explore the impactof field capacity，nitrogen and topping time coupling on quality，yield and production of flue-cured tobacco，a pot experimentwas conducted with a completely randomized design，setting different field capacity（A1，A2，A3），nitrogen rates（B1，B2，B3）and topping time（C1，C2，C3），and the flue-cured tobacco safflower dakin yuan was used asmaterial.The results showed that different field capacity，nitrogen rates and topping time had significant effects on tobacco chemical quality.Comprehensive score of chemical composition were the highest for the treatmentwith soil field capacity of65%，nitrogen application rate of5 kg·666.7m－2，and topping time of7 days after flowering.A substantial improvement of internal chemical coordination resulted in the availability of upper leaves of tobacco.The yield was 145.51 kg·666.7m－2under the optimal combination A2B3C1，while the optimal production combination was A2B2C2with the value being1 924.95 yuan·666.7m－2.The coupling ofwater and nitrogen had a very significant impact on tobacco yield.The production increased as the comprehensive score of chemical composition increased.Therefore，the appropriate combination of field capacity，nitrogen rates and topping timewould improve the chemical composition and intrinsic quality of the various parts of tobacco，increase the production of flue-cured tobacco.

coupling of field capacity，nitrogen and topping time；flue-cured tobacco；the chemical composition；quality；yield；production

S572

A

1000-7601（2017）05-0189-06

10.7606／j.issn.1000-7601.2017.05.28

2016-07-20

2016-10-25

貴州地區(qū)煙草重大項目“紅花大金元配套技術(shù)研究及推廣應用”（貴畢煙草特重2008－01－01）

吳正肖（1991—），女，貴州遵義人，碩士研究生，研究方向為植物營養(yǎng)。E-mail：1084532342＠qq.com。

張崇玉（1960—），男，陜西西安人，教授，主要從事植物營養(yǎng)與新型肥料的研究。E-mail：zhcy600116＠sina.com。