不同氮素形態(tài)配比影響始興煙葉生產(chǎn)的比較分析

王發(fā)勇，袁清華，張宏建，鐘俊周，可文庚，喻紹新，陳建軍

（1.華南農(nóng)業(yè)大學(xué)煙草研究室，廣東 廣州 510642；2.紅云紅河集團(tuán)紅河卷煙廠，云南 彌勒 652300；3.廣東省農(nóng)作物遺傳改良重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東 廣州 510640；4.廣東煙草韶關(guān)市有限責(zé)任公司，廣東 韶關(guān) 512000）

氮素是烤煙重要的營養(yǎng)元素［1-4］。硝態(tài)氮與銨態(tài)氮作為烤煙的有效氮源，主要通過調(diào)節(jié)煙株內(nèi)部碳氮代謝關(guān)鍵酶的活性來影響煙葉產(chǎn)量與品質(zhì)的形成［5-7］。由于土壤質(zhì)地、溫度、降雨量以及pH值等多種條件的不同，硝態(tài)氮與銨態(tài)氮在土壤與根系之間的遷移存在時(shí)間上的差異，且烤煙對(duì)兩種氮素形態(tài)的吸收以及代謝合成機(jī)理不盡相同，最終導(dǎo)致烤煙生長發(fā)育、外觀形態(tài)及其經(jīng)濟(jì)性狀不一［8-9］。不同氮素形態(tài)配比施肥對(duì)烤煙產(chǎn)量、內(nèi)部化學(xué)成分與質(zhì)量的影響，前人已經(jīng)積累了許多研究成果，但是因試驗(yàn)生態(tài)條件的差異而致使結(jié)論不盡相同［10-11］。此外，不同氮素形態(tài)配比施肥對(duì)烤煙生育進(jìn)程、物候期主要農(nóng)藝性狀以及經(jīng)濟(jì)性狀的影響仍然缺乏系統(tǒng)報(bào)道。因此，因地制宜確定與當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)條件相符合的氮素形態(tài)配比施肥的方法顯得尤為重要。始興縣是廣東濃香型煙葉的重要產(chǎn)區(qū)，為始興煙區(qū)選擇適宜的氮素形態(tài)配比施肥是保障始興煙區(qū)優(yōu)質(zhì)煙葉生產(chǎn)的重要舉措，也是保持并發(fā)展?jié)庀阈吞厣珶熑~的關(guān)鍵舉措之一。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

田間試驗(yàn)于2015—2016年在廣東省始興縣馬市鎮(zhèn)進(jìn)行，供試烤煙品種為粵煙97。試驗(yàn)選擇地面平整、肥力中等的水田，前茬為水稻，其基本土壤肥力指標(biāo)為：pH 5.41，有機(jī)質(zhì)2.69%，全氮0.104%，全磷0.158%，全鉀2.78%，堿解氮142.79 mg/Kg，速效磷15.9 mg/kg，速效鉀71.8 mg/Kg。

1.2 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)設(shè)N1（100%硝態(tài)氮）、 N2（30%銨態(tài)氮+70%硝態(tài)氮）、N3（50%銨態(tài)氮+50%硝態(tài)氮）、N4（70%銨態(tài)氮+30%硝態(tài)氮）、N5（100%銨態(tài)氮）5個(gè)供氮形態(tài)配比處理，施氮量為 165 kg/hm2，按 N∶P2O5∶K2O =1∶1∶3 配肥，60%肥料基施。肥源為：硝酸鉀（N-K2O：13.5%～44.5%），碳銨（N：17.7%），硝酸鈣（N：15%），過磷酸鈣（P2O5：12%），硫酸鉀（K2O：50%）。每個(gè)處理3次重復(fù)，隨機(jī)區(qū)組排列，小區(qū)面積0.1 hm2，行距1.10 m，株距0.55 m，每小區(qū)70株煙。

1.3 測定項(xiàng)目及方法

按照中國煙草行業(yè)推薦標(biāo)準(zhǔn)（Y C/T142-2010），準(zhǔn)確記錄烤煙生育進(jìn)程時(shí)間點(diǎn)，分別于團(tuán)棵期、現(xiàn)蕾期和圓頂期3個(gè)物候期測定煙株的著生葉片數(shù)、株高、莖圍、節(jié)距、最大葉片長、最大葉片寬、單株葉面積等7個(gè)烤煙主要農(nóng)藝性狀?？竞鬅熑~按照國家烤煙分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)（GB2635-1992）進(jìn)行分級(jí)，測定煙葉產(chǎn)量與中上等煙比例，參照當(dāng)?shù)禺?dāng)年煙葉收購價(jià)格進(jìn)行產(chǎn)值與均價(jià)計(jì)算。

試驗(yàn)數(shù)據(jù)利用Excel 2013進(jìn)行處理，應(yīng)用SPSS20.0進(jìn)行差異顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同氮素形態(tài)處理對(duì)烤煙生育進(jìn)程的影響

從表1可以看出，同一移栽日期條件下，各處理間煙株成活日期差異不明顯（僅1～2 d）。當(dāng)煙株到達(dá)團(tuán)棵期，各處理間的生育進(jìn)程差異逐漸顯現(xiàn)，處理N1團(tuán)棵期比N2早4 d、比N4早9 d、比N5早12 d，而處理N2與N3差異不大；煙株最早進(jìn)入現(xiàn)蕾期的是處理N1，而處理N5最晚，兩者相差12 d，處理N2、N3、N4進(jìn)入現(xiàn)蕾期的日期差異不大；采收始期處理間進(jìn)程與現(xiàn)蕾期趨勢一致。這說明硝態(tài)氮處理能促進(jìn)煙株早生快發(fā)，加快烤煙的生育進(jìn)程；施用100%銨態(tài)氮的煙株生育進(jìn)程較慢；而不同氮素形態(tài)配比施肥則適度加快田間煙株的生育進(jìn)程，總體趨勢按照配比比例而呈現(xiàn)一定的差異。

表1 不同氮素形態(tài)處理煙株生育進(jìn)程

從表2可以看出，不同氮素形態(tài)施肥處理對(duì)烤煙生育時(shí)期的影響在緩苗期各處理間差異不明顯；伸根期總體為40～49 d范圍內(nèi)，具體表現(xiàn)為N1

表2 不同氮素形態(tài)處理煙株生育期（d）調(diào)查結(jié)果

2.2 不同氮素形態(tài)處理對(duì)烤煙生育進(jìn)程及物候期農(nóng)藝性狀的影響

2.2.1 團(tuán)棵期 同一施氮量不同氮素形態(tài)配比施肥水平條件下，各處理從移栽至團(tuán)棵期間隔表現(xiàn)為N1

表3 烤煙團(tuán)棵期各處理煙株基本農(nóng)藝性狀

2.2.2 現(xiàn)蕾期 從表4可以看出，同一施氮量不同氮素形態(tài)配比施肥水平條件下，各處理從移栽至現(xiàn)蕾時(shí)間表現(xiàn)為N1

表4 現(xiàn)蕾期各處理煙株基本農(nóng)藝性狀

2.2.3 成熟期 從表5可以看出，同一施氮量不同氮素形態(tài)配比施肥水平條件下，煙株從移栽至成熟時(shí)間表現(xiàn)為N1=N2

表5 成熟期各處理煙株基本農(nóng)藝性狀

2.3 不同氮素形態(tài)對(duì)烤煙生育期及經(jīng)濟(jì)性狀的影響

產(chǎn)量、產(chǎn)值、均價(jià)和中上等煙比例是烤煙主要的經(jīng)濟(jì)性狀，產(chǎn)值在一定程度上反映了產(chǎn)量、質(zhì)量性狀的綜合表現(xiàn)。同一施肥量不同氮素形態(tài)配比施肥的條件下，煙株大田生育期隨著銨態(tài)氮的比例增加而延長，其中處理N3產(chǎn)量、產(chǎn)值、均價(jià)、中上等煙比例均表現(xiàn)最佳，而N5最差，即50%硝態(tài)氮與50%銨態(tài)氮配比施肥條件下烤煙的經(jīng)濟(jì)性狀表現(xiàn)最好（表6）。

表6 不同氮素形態(tài)處理對(duì)烤煙大田生育期及經(jīng)濟(jì)性狀的影響

2.4 不同氮素形態(tài)處理對(duì)烤后煙樣主要化學(xué)成分的影響

影響烤后煙吃味的主要因素是煙葉燃燒時(shí)熱解呈酸性及堿性物質(zhì)的平衡及協(xié)調(diào)，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)。從各項(xiàng)指標(biāo)（表7）來看，處理N2、N3上中部葉的內(nèi)在煙葉化學(xué)成分最為合理，總糖含量20%～22%，淀粉含量小于5%，還原糖含量18%～20%，氮素水平在2%左右，煙堿含量約3%，石油醚提取物約7%，鉀離子大于2%。石油醚提取物是煙葉中不溶于水但溶于醚類的物質(zhì)，主要有脂肪、揮發(fā)油、樹脂、樹膠、蠟質(zhì)等物質(zhì)，其中很多與煙葉的香氣有密切關(guān)系，與煙葉的質(zhì)量和可用性呈正比。由表7可知，100%銨態(tài)氮處理不利于石油醚提取物的積累，而不同氮素形態(tài)配比施肥則利于石油醚提取物的積累，以30%硝態(tài)氮+70%銨態(tài)氮、50%硝態(tài)氮+50%銨態(tài)氮配比施肥的效果較好。優(yōu)質(zhì)煙葉要求鉀離子含量大于等于2.0%為宜，由表7可知，各處理煙葉鉀離子的含量均大于2%，且隨著硝態(tài)氮的比例增加而呈逐漸上升趨勢，說明硝態(tài)氮有助于鉀離子的累積。

表7 不同氮素形態(tài)處理對(duì)烤后不同等級(jí)煙樣主要化學(xué)成分（%）的影響

3 結(jié)論與討論

硝態(tài)氮與銨態(tài)氮在烤煙根際間遷移方式隨生態(tài)環(huán)境的不同而產(chǎn)生差異。此外，由于吸收與同化機(jī)理不同，使得植株體內(nèi)基本碳氮代謝途徑不盡相同，這必然引起烤煙生長發(fā)育過程中外觀形態(tài)在時(shí)間和空間上的動(dòng)態(tài)差異，且因內(nèi)部化學(xué)成分的不同而導(dǎo)致質(zhì)量的不一致［12-14］?？竞鬅熑~價(jià)格的制定遵循“以質(zhì)定價(jià)”的原則，質(zhì)量高低的客觀存在必然表現(xiàn)出經(jīng)濟(jì)效益的差異。前人的研究表明，在湖南瀏陽地區(qū)，硝態(tài)氮與銨態(tài)氮配比施肥對(duì)烤煙后期田間長勢長相無明顯影響，但二者比例以54%∶46%～50%∶50%的綜合經(jīng)濟(jì)效益較好［10］；云南曲靖市在基肥中加入硝態(tài)氮能明顯縮短煙苗緩苗期，其中以50%硝態(tài)氮+50%銨態(tài)氮配比施肥的煙株早期長勢旺盛，且上等煙比例較高，總體經(jīng)濟(jì)效益最優(yōu)［15］。以上兩種結(jié)果在烤煙生育進(jìn)程及農(nóng)藝性狀方面表述側(cè)重點(diǎn)不同，但與本研究結(jié)果認(rèn)為硝態(tài)氮能加快烤煙生育進(jìn)程、促進(jìn)植株前期長勢旺盛、后期外觀形態(tài)趨于相同且氮素配比施肥的經(jīng)濟(jì)性狀4個(gè)方面，其結(jié)論是一致的。在山東日照，尹學(xué)田等［11］發(fā)現(xiàn)純銨態(tài)氮處理煙株最早進(jìn)入團(tuán)棵期，團(tuán)棵期與打頂期綜合農(nóng)藝性狀表現(xiàn)最好，各處理間大田生育期無顯著差異且經(jīng)濟(jì)性狀表現(xiàn)最佳。本試驗(yàn)結(jié)果表明，在粵北始興縣，隨著硝態(tài)氮比例的增加，早期煙株生育進(jìn)程加快、長勢趨于增強(qiáng)，整個(gè)大田生育期趨于縮短；到烤煙生長后期，不同處理間植株的主要農(nóng)藝性狀差異不顯著。這是因?yàn)橄鯌B(tài)氮更加容易被煙株吸收利用，烤煙農(nóng)藝性狀在生育期前中期表現(xiàn)為施用硝態(tài)氮促進(jìn)煙株早發(fā)，使煙株提前進(jìn)行生長發(fā)育，而銨根離子則反之，但是到生育期后期隨著土壤中的氮素營養(yǎng)被煙株盡數(shù)吸收，使得后期煙葉的農(nóng)藝性狀差異性不明顯。

影響烤煙吃味的主要因素是煙葉燃燒時(shí)熱解呈酸性及堿性物質(zhì)的平衡及協(xié)調(diào)，優(yōu)質(zhì)煙葉化學(xué)成分：總糖15%～25%，還原糖14%～18%，淀粉≤5%，總氮1.5%～3.5%，煙堿含量下部葉1.5%左右、中部葉2.5%左右、上部葉不超過3.5%，鉀離子含量≥2.0%，石油醚提取物≥7.0%。煙葉中含有大量的糖類物質(zhì)，與煙葉品質(zhì)關(guān)系密切。前人研究表明，總糖及還原糖含量與香氣質(zhì)呈正相關(guān)關(guān)系。在一定范圍內(nèi)，總糖有利于增加煙葉的香氣和改善吃味，降低由蛋白質(zhì)燃燒所產(chǎn)生的不良?xì)馕都盁煔獾拇碳ば?。?dāng)煙葉含糖量過低時(shí)，刺激性增強(qiáng)；含糖量過高時(shí)，則使煙氣呈酸性，影響煙氣的酸堿平衡，使煙氣平淡無味，同時(shí)增加煙氣的焦油量。隨著硝態(tài)氮施用比例的降低，烤后中上部煙葉中淀粉、還原糖及總糖的含量均隨著降低，說明適當(dāng)降低硝態(tài)氮的比例可以增加烤煙葉片中糖的含量。總氮作為氮代謝合成物質(zhì)量的直觀指標(biāo)，其含量的高低能夠影響烤煙的吸食勁頭和刺激性，煙葉中的總氮含量過高時(shí)，則產(chǎn)生濃烈辛辣的煙氣，刺激性較大；總氮含量過低時(shí)，則吃味平淡。煙堿是煙草特有的生物堿，它不僅是煙葉中最重要的化學(xué)成分，也是影響煙葉品質(zhì)的重要因素之一。隨著銨態(tài)氮比例的增加，烤后中上部煙葉中全氮及煙堿隨之增加，說明適當(dāng)提高銨態(tài)氮的比例能夠提高烤煙葉片中的全氮含量及煙堿含量。

硝態(tài)氮能加快烤煙生育進(jìn)程，縮短煙株從移栽進(jìn)入團(tuán)棵期的時(shí)間，使田間長勢旺盛，促進(jìn)煙株早生快發(fā)。隨著銨態(tài)氮比例的增加，烤煙大田生育期明顯延長。到烤煙生育后期，氮素形態(tài)配比施肥對(duì)烤煙主要農(nóng)藝性狀的影響不顯著。從不同氮素形態(tài)處理下烤煙經(jīng)濟(jì)現(xiàn)狀來看，各氮素形態(tài)處理下烤煙的產(chǎn)量差異較小，但產(chǎn)值差異較大，主要表現(xiàn)在均價(jià)與上中等煙比例的差異上，其中以50%硝態(tài)氮+50%銨態(tài)氮配比施肥的經(jīng)濟(jì)性狀最優(yōu)。因此，在施氮量為165 kg/hm2前提條件下，廣東始興煙區(qū)最優(yōu)的氮素配比施肥為50%硝態(tài)氮+50%銨態(tài)氮。

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