紅壤條件下水氮耦合對烤煙促生及煙葉品質(zhì)的影響

王 政，劉久羽，王加榮，敖金成，錢周龍，馬彥清

(1.廣西中煙工業(yè)有限責(zé)任公司，廣西 南寧 530001；2.云南省煙草公司 文山州公司，云南 文山 663000；3.云南瑞升煙草技術(shù)(集團(tuán))有限公司，云南 昆明 650106)

水分是影響煙葉生長發(fā)育和煙葉質(zhì)量的重要生態(tài)因素之一[1-2]?？緹熣麄€(gè)生育期需水量400～600 mm[3]，水分過多或不足都將嚴(yán)重烤煙的生長發(fā)育及產(chǎn)質(zhì)量，灌水時(shí)期不當(dāng)也會(huì)降低煙葉產(chǎn)量及品質(zhì)，甚至加重?zé)煵莶『Φ陌l(fā)生[4]。段淑輝等[5]綜述了煙草需水規(guī)律研究進(jìn)展時(shí)指出：應(yīng)開展不同生態(tài)類型大田實(shí)際情況下煙草需水規(guī)律研究，以提高我國煙葉的產(chǎn)量和質(zhì)量。氮素作為作物的必需大量元素，對根系具有調(diào)控和局部刺激作用[6]，施用氮肥可明顯促進(jìn)烤煙根系生長[7]。水氮耦合對烤煙生長發(fā)育和煙葉品質(zhì)的影響有一定報(bào)道[8]，但紅壤和滴灌設(shè)施條件下烤煙水氮耦合方面的研究鮮見報(bào)道。

滴灌技術(shù)是節(jié)水灌溉效果最好、最常用的方式之一。有研究表明：應(yīng)用滴灌技術(shù)可減少水分消耗[9]，提高土壤水分利用效率[10-11]。紅壤是云南山地烤煙種植的主要土壤類型，占云南植煙土壤面積的80%以上。近年來，云南烤煙種植基本向山區(qū)轉(zhuǎn)移，烤煙種植次適宜區(qū)增多。山地植煙區(qū)域普遍存在水資源相對短缺，水資源時(shí)空分布不均等現(xiàn)狀，嚴(yán)重影響著煙葉品質(zhì)的提升。隨著水資源短缺成為全球性問題和全國化肥零增長計(jì)劃的實(shí)施，開展烤煙節(jié)水節(jié)肥栽培技術(shù)研究，促進(jìn)烤煙種植"省工降本、提質(zhì)增效"具有重要的實(shí)踐意義。為此，筆者基于云南普遍推廣烤煙滴灌技術(shù)，探討了紅壤條件下水氮耦合對烤煙的生長及煙葉品質(zhì)的影響，旨在為云南山地烤煙水肥一體化推廣應(yīng)用提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)點(diǎn)概況

試驗(yàn)于2016～2017年在云南省文山州丘北縣錦屏鎮(zhèn)進(jìn)行(E 104°11′774″，N 23°58′519″)，海拔1515 m。氣候?qū)僦衼啛釒Ц咴撅L(fēng)氣候，年平均氣溫13.2～19.7 ℃，年平均降雨量1000～1270 mm，但80%以上降雨量集中在6月下旬至8月底(煙葉成熟期)，前期干旱持續(xù)時(shí)間較長且頻率較高。

試驗(yàn)地塊土壤類型為紅壤，試驗(yàn)前耕作層(0～20 cm)有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷、全鉀、速效氮、速效磷、速效鉀分比為22.0 g/kg、1.1 g/kg、1.1 g/kg、12.9 g/kg、67.2 mg/kg、15.7 mg/kg、368.6 mg/kg，pH值6.9,土壤肥力中等偏下。供試烤煙品種為云煙87。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)7個(gè)處理(表1)，灌水量設(shè)3個(gè)梯度，即500、1000、2000 mL/株，施肥梯度為純氮量90.0、105.0 kg/hm2，對照(CK)為常規(guī)施肥，自然補(bǔ)水?；试诳緹熞圃詴r(shí)一次性穴施，水和追肥(基追比為7∶3)分別于烤煙移栽后第15、30天分2次通過滴灌設(shè)施均勻澆施。試驗(yàn)時(shí)盡量避開陰雨天氣。底肥為煙草專用有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥(N∶P2O5∶K2O=8∶12∶17，有機(jī)質(zhì)≥20%)，追肥選用施可豐平衡型水溶肥(N≥110 g/L，磷≥10 g/L，K≥110 g/L，Zn+B+Mg+Fe≥50 g/L，植物源液≥600 g/L，腐殖酸≥40 g/L)。

表1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.3 調(diào)查項(xiàng)目與方法

農(nóng)藝性狀：于封頂后7 d參照《YC/T 142─2010煙草農(nóng)藝性狀調(diào)查測量方法》進(jìn)行農(nóng)藝性狀調(diào)查，調(diào)查項(xiàng)目包括株高、有效葉數(shù)、莖圍、最大葉長、最大葉寬。

根冠比：于烤煙旺長期(處理后10 d)取樣調(diào)查烤煙干物質(zhì)積累和根系生長特征。每個(gè)處理取樣6株，將根、莖、葉分開烘干并測重，求平均值。

試驗(yàn)煙株嚴(yán)格掛牌烘烤，烤后隨機(jī)選取上桔二(B2F)和中桔三(C3F)等級煙葉各1.5 kg進(jìn)行常規(guī)化學(xué)、外觀質(zhì)量檢測和感官質(zhì)量評價(jià)。

常規(guī)化學(xué)成分：常規(guī)化學(xué)成分水溶性總糖、還原糖含量按照《YC/T 159─2002煙草及煙草制品水溶性糖的測定 連續(xù)流動(dòng)法》進(jìn)行測定，總植物堿、總氮、氯、鉀含量分別按照《YC/T 160—2002煙草及煙草制品總植物堿的測定 連續(xù)流動(dòng)法》、《YC/T 161─2002煙草及煙草制品總氮的測定 連續(xù)流動(dòng)法》、《YC/T 162─2012煙草及煙草制品氯的測定 連續(xù)流動(dòng)法》、《YC/T 217─2007煙草及煙草制品鉀的測定 連續(xù)流動(dòng)法》進(jìn)行測定。

外觀質(zhì)量：依據(jù)《GB 2635─1992烤煙》分級標(biāo)準(zhǔn)和《YC/T 142─2010煙草農(nóng)藝性狀調(diào)查測量方法》進(jìn)行檢測，根據(jù)《中國煙草種植區(qū)劃》的方法對煙葉外觀質(zhì)量顏色、成熟度、葉片結(jié)構(gòu)、身份、油分、色度6項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行量化打分，權(quán)重依次為0.30、0.25、0.15、0.12、0.10、0.08，以指數(shù)和法評價(jià)烤煙外觀質(zhì)量狀況。

感官質(zhì)量：評價(jià)采用暗評方式，參照《YC/T 138─1998 煙草及煙草制品感官評吸方法》進(jìn)行，根據(jù)《中國煙草種植區(qū)劃》的方法，以9分制對香氣質(zhì)、香氣量、刺激性、余味、雜氣指標(biāo)進(jìn)行賦值量化，權(quán)重依次為0.30、0.30、0.08、0.15、0.17，以指數(shù)和法計(jì)算烤煙感官質(zhì)量總體狀況。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用Excel 2007和SPSS 16.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 水氮耦合促生效果分析

2.1.1 對烤煙干物質(zhì)積累的影響 根冠比用于表示植物的地下部分和地上部分的相關(guān)性。根冠比的不同，反映了植物地下部分和地上部分對水分、營養(yǎng)的爭奪和制約情況。從表2可以看出，SFYT1處理雖然根冠比較CK略高，但莖葉重和根重均較CK低，整體來看，SFYT1、SFYT2、SFYT3處理根冠比呈增加趨勢，而SFYT4、SFYT5、SFYT6處理的根冠比變化規(guī)律不明顯。但從地上部分干重看，關(guān)系變現(xiàn)為SFYT6>SFYT4>SFYT5>SFYT3>SFYT2>CK>SFYT1，與CK相比，增幅分別為-10.9%、13.3%、13.8%、22.3%、14.2%、25.7%，根干重關(guān)系表現(xiàn)為SFYT3>SFYT6>SFYT4=SFYT2>SFYT5>CK>SFYT1，增幅分別為-5.5%、37.1%、38.1%、37.1%、19.6%、37.4%。以上結(jié)果說明，水氮耦合條件下，水氮充足更有利于烤煙干物質(zhì)的積累，低氮低水、低氮高水處理整體弱于高氮高水處理。

2.1.2 對煙株農(nóng)藝性狀的影響 從封頂后7 d的農(nóng)藝性狀可以看出(表3)：水肥一體化處理煙株長勢整體優(yōu)于對照，除SFYT1處理與CK相近外，其余5個(gè)處理煙株有效葉數(shù)、株高、莖圍均大于CK，節(jié)距處理間規(guī)律不明顯。整體以灌水量2000 mL/株，追肥純氮量31.5 kg/hm2耦合模式對烤煙促生效果較優(yōu)。。

2.2 對煙葉品質(zhì)的影響

2.2.1 對煙葉化學(xué)成分協(xié)調(diào)性的影響 從表4可以看出，SFYT2、SFYT3、SFYT4、SFYT5、SFYT6水肥耦合模式B2F和C3F等級煙葉總糖、鉀離子含量和鉀氯比值均明顯大于CK處理，但總植物堿含量均低于CK，因而糖堿比值均明顯高于CK。煙葉總糖、還原糖含量整體較高，而總植物堿含量整體偏低，說明水肥耦合促進(jìn)了更多光合產(chǎn)物的積累，煙株受到的生理脅迫較小。從糖堿比值看，均以CK處理的協(xié)調(diào)性最佳，SFYT1和SFYT2均較差。以上結(jié)果說明，適宜的水氮耦合，有利于促進(jìn)烤煙光合產(chǎn)物的積累，但對中上部位煙葉化學(xué)成分協(xié)調(diào)性稍微不利，煙氣在生津回甜突出的同時(shí)，會(huì)造成煙氣偏酸，影響余味，研究結(jié)果與陳永明等[12]一致。

表3 水氮耦合對烤煙農(nóng)藝性狀的影響

表4 水氮耦合對煙葉化學(xué)成分協(xié)調(diào)性的影響

2.2.2 對煙葉外觀質(zhì)量的影響 從表5可以看出：B2F等級煙葉中，在相同的施氮水平條件下，增加灌水量，煙葉外觀質(zhì)量相對較優(yōu)，而相同灌水量條件下，適宜的氮水平有利于改善上部煙葉外觀質(zhì)量。C3F等級煙葉中，SFYT2處理的煙葉顏色略偏向檸檬黃，成熟度稍顯不足，外觀質(zhì)量綜合指數(shù)低于CK，其余處理的煙葉外觀質(zhì)量綜合指數(shù)均較CK高。以上結(jié)果說明，適宜的水氮耦合有利于改善中上部位煙葉的外觀質(zhì)量，提高煙葉收購等級比，增加烤煙種植效益。

表5 煙葉外觀質(zhì)量特征 分

2.2.3 對煙葉感官質(zhì)量的影響 煙葉感官質(zhì)量綜合指數(shù)越高，表明煙葉感官質(zhì)量越好。從綜合指數(shù)來看(表6)，6個(gè)水氮處理B2F、C3F等級煙葉感官質(zhì)量綜合指數(shù)差異不明顯，但從感官描述看，水氮耦合處理煙葉香氣質(zhì)均較細(xì)膩，香氣量尚足，雜氣均較輕，余味稍辣、稍澀，但生津回甜感明顯，均以SFYT5處理稍好，SFYT6次之。綜上所述，在保證充足的氮水平條件下，增加灌水量有利于改善中上部位煙葉抽吸品質(zhì)，清甜香特征明顯。

表6煙葉感官質(zhì)量特征分

處理煙葉等級香氣質(zhì)香氣量雜氣濃度刺激性余味綜合指數(shù)SFYT1B2F7.06.07.06.07.06.56.76SFYT27.06.57.06.06.56.56.78SFYT37.06.57.06.06.56.06.78SFYT47.06.07.06.06.56.06.63SFYT57.06.57.05.57.06.56.91SFYT67.06.57.05.57.06.06.82CK7.06.07.06.07.06.56.76SFYT1C3F7.05.57.05.57.06.56.61SFYT27.06.07.05.57.06.56.76SFYT37.06.07.05.56.56.56.72SFYT47.06.57.06.06.56.56.87SFYT57.56.57.06.06.56.06.93SFYT67.06.07.05.56.56.56.72CK7.05.56.55.56.56.56.48

3 討論與結(jié)論

土壤養(yǎng)分含量及微生物數(shù)量均存在明顯的表聚性特征[13]，烤煙根系也主要分布在0～20 cm，30 cm以下僅有少量分布[14]，且烤煙根系在土層中呈“T”型結(jié)構(gòu)，不定根多靠近土壤上層，與壟面平行[15]。因而淺施基肥或淺追肥對根系生物量有明顯的促進(jìn)作用，對煙苗的早生快發(fā)及煙葉品質(zhì)形成具有重要意義[16]。水分是影響植物光合作用、干物質(zhì)積累的主要環(huán)境因子之一，當(dāng)植物受到水分脅迫后，嚴(yán)重時(shí)常導(dǎo)致光合機(jī)構(gòu)的破壞[17]及光合CO2同化效率降低[18-19]等，從而限制了光合產(chǎn)物的輸出及品質(zhì)的形成。

常規(guī)追肥一般沿根際撒施后覆土，養(yǎng)分受雨水淋溶影響較大。滴灌技術(shù)可以直接將水分和養(yǎng)分均勻地輸送到作物根際土壤，既提高水肥利用效率，又能大大減少追肥用工成本。試驗(yàn)中，適宜的水氮耦合處理烤煙根系和地上部分的干物質(zhì)積累明顯優(yōu)于常規(guī)施肥，表現(xiàn)出較好的生長特性。從封頂后7 d烤煙農(nóng)藝性狀看，烤煙田間群體結(jié)構(gòu)較好，中棵煙煙葉正常成熟落黃，易于調(diào)制。原因可能與水氮耦合條件下煙株均處于理想的水肥供應(yīng)狀態(tài)有關(guān)，因而糖類物質(zhì)積累相對豐富，煙堿含量偏低，致使煙葉常規(guī)化學(xué)成分協(xié)調(diào)性稍欠，但外觀質(zhì)量較好，抽吸品質(zhì)較佳，表現(xiàn)出香氣質(zhì)細(xì)膩、雜氣輕，清甜香明顯等特征。

綜上所述，在進(jìn)行紅壤植煙土壤水肥一體化管理時(shí)，在烤煙移栽后15～30 d，以灌水量為1000～2000 mL/株，追肥純氮量31.5 kg/hm2的水氮耦合對土壤肥力中等偏下的山地烤煙促生和改善煙葉品質(zhì)效果較好。

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