5種微量元素對十堰烤煙產(chǎn)質(zhì)量的影響

魏小慧 佀國涵 王勇 石方斌 李愛華 苗春雨 劉耀 張凱 楊繼龍

摘要 [目的]研究5種微量元素對十堰烤煙產(chǎn)質(zhì)量的影響。[方法]在對該煙區(qū)土壤和煙葉化驗分析的基礎(chǔ)上，確定影響煙葉質(zhì)量提升的微量元素種類，針對性地添加不同量的鎂、氯、鋅、硼、銅5種微量元素施肥進行研究。[結(jié)果]綜合在竹山點和竹溪點煙葉化學(xué)成分和煙葉產(chǎn)量來看，常規(guī)施肥+37.5 kg/hm2 Cl+2.25 kg/hm2 B的煙堿含量、氯含量、總氮、總鉀、氮堿比、糖堿比和鉀氯比均較適宜，煙葉產(chǎn)量有一定的提高。[結(jié)論]該研究可進一步提高十堰煙區(qū)科學(xué)施肥水平，提高煙葉內(nèi)在質(zhì)量。

關(guān)鍵詞 微量元素；烤煙；十堰

中圖分類號 S572文獻標(biāo)識碼 A文章編號 0517-6611（2018）01-0047-05

Abstract [Objective]To study the effects of five trace elements on tobacco yield and quality in Shiyan.[Method] Based on the analysis of the soil and tobacco leaves， to determine the types of trace elements that affecting the quality of tobacco leaves，then made a study by adding different kinds of trace elements such as magnesium， chlorine， zinc， boron and copper， respectively. [Result] Overall speaking，the content of nicotine， chlorine content， total nitrogen， total potassium， nitrogen and alkali ratio， the ratio of glycine and potassium chloride were all suitable by conventional fertilization + 37.5 kg/hm2 Cl+2.25 kg/hm2 B，and the yield of tobacco leaves improved.[Conclusion] This study can further enhance the scientific fertilization level of Shiyan tobacco area and improve the inner quality of tobacco leaves.

Key words Trace elements；Tobacco；Shiyan

在傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)種植中，人們施用復(fù)合肥只注重氮磷鉀等，往往忽視微量元素對土壤肥力的影響。在特定種類植物中，微量元素對其生長存在較大的影響?？茖W(xué)研究及生產(chǎn)實踐證明，煙葉中鉀、鎂、銅、錳、鋅等元素對其香氣質(zhì)、香氣量有顯著的影響。尤其是銅、錳、鐵、鋅等微量元素是煙草細(xì)胞結(jié)構(gòu)和代謝化合物質(zhì)的組成成分，含量不足或過量都會導(dǎo)致植物生理機能失調(diào)和生長發(fā)育受阻，影響煙葉化學(xué)成分協(xié)調(diào)及香味成分的含量。該研究基于大田煙葉生長缺素癥狀調(diào)查，對十堰煙區(qū)土壤中交換性鈣、交換性鎂、鋅、氯和硼的分布狀況，施用方法及施肥效應(yīng)等進行分析，以期從微量元素的角度為改良煙草專用復(fù)合肥提供配方，從而提高十堰煙葉產(chǎn)量和質(zhì)量[1-9]。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

根據(jù)近年及當(dāng)年土壤化驗數(shù)據(jù)分析[10]，2014—2016年在湖北省十堰市竹山縣官渡鎮(zhèn)大溪河村和竹溪縣泉溪鎮(zhèn)壩溪河村進行小區(qū)試驗。試驗田地勢平坦，黃棕壤，前茬作物為烤煙，地力中等。竹山點土壤基本理化性狀為pH 6.0、交換性鎂88.60 mg/kg、有效鋅2.57 mg/kg、有效銅3.28 mg/kg、有效硼0.26 mg/kg、氯5.43 mg/kg；竹溪點土壤基本理化性狀為pH 6.14、交換性鎂258.55 mg/kg、有效鋅1.67 mg/kg、有效銅2.71 mg/kg、有效硼0.85 mg/kg、氯3.78 mg/kg。

1.2 材料

供試材料為十堰當(dāng)?shù)刂髟云贩N云煙87。

1.3 試驗設(shè)計

鎂肥試驗設(shè)置5個水平：M0（0 kg/hm2）、M1（15.0 kg/hm2）、M2（22.5 kg/hm2）、M3（30.0 kg/hm2）、M4（37.5 kg/hm2）；氯肥試驗設(shè)置5個水平：C0（0 kg/hm2）、C1（22.5 kg/hm2）、C2（37.5 kg/hm2）、C3（52.5 kg/hm2）、C4（67.5 kg/hm2）；鋅肥試驗設(shè)置4個水平：Z0（0 kg/hm2）、Z1（4.5 kg/hm2）、Z2（9.0 kg/hm2）、Z3（13.5 kg/hm2）；微量元素復(fù)配試驗設(shè)置9個水平CK（0 kg/hm2）、T1（2.25 kg/hm2B）、T2（6.0 kg/hm2 Cu）、T3（9.0 kg/hm2Zn+2.25 kg/hm2B）、T4（22.5 kg/hm2 Mg+2.25 kg/hm2B）、T5（6.0 kg/hm2Cu+2.25 kg/hm2B）、T6（37.5 kg/ hm2Cl+2.25 kg/hm2B）、 T7（9.0 kg/hm2Zn+2.25 kg/hm2 B+37.5 kg/hm2Cl）、T8（22.5 kg/hm2 Mg+2.25 kg/hm2 B+37.5 kg/hm2Cl）。所有處理氮、磷、鉀肥用量保持一致，施氮量105 kg/hm2，氮磷鉀配比為1.0∶1.2∶3.0。鎂肥（Mg 9.5%）、氯肥（Cl 47%）、鋅肥（Zn 21%）、銅肥（Cu 25%）、硼肥（B 20.5%）。常規(guī)施肥的肥料種類為尿素（N 46.4%）、磷酸一銨（N 11%，P2O5 44%）、硫酸鉀（K2O 51%）、硝酸鉀（N 13.5%，K 44%）等。鎂肥和氯肥作基肥施用；銅肥、鋅肥和硼肥均在移栽后7～10 d與硝酸鉀溶于水后進行均勻追施，所有微肥均單施。各處理均重復(fù)3次，采用隨機排列。于5月1日移栽，其余措施按照十堰烤煙標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)技術(shù)方案執(zhí)行。

1.4 測定項目與方法

檢測試驗點土壤交換性鈣、交換性鎂、有效鋅、有效硼以及有效氯等指標(biāo)，測定各時期葉長、葉寬，同時進行農(nóng)藝性狀調(diào)查?？竞鬅熑~按照國家42級標(biāo)準(zhǔn)進行分析，各級別煙葉價格參考當(dāng)?shù)責(zé)熑~收購價格，計算產(chǎn)量和產(chǎn)值，并選取C3F進行化學(xué)成分分析。用分光光度法測定煙堿含量，用3，5-二硝基水楊酸比色法測定還原糖，用原子吸收光譜法測定鉀含量，用過氧化氫-硫酸消化法測定總氮含量，用莫爾法測定氯含量，用DTPA浸提原子吸收分光光度法測定鎂和鋅含量。

1.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

利用SPSS軟件進行數(shù)據(jù)的方差分析，利用Excel制作圖表。

2 結(jié)果與分析

2.1 十堰煙區(qū)土壤微量元素以及煙葉品質(zhì)分析與評價

根據(jù)竹山縣采集土壤及對應(yīng)煙葉樣品分析，所調(diào)查的土壤平均pH為5.9，屬于弱酸性范圍，但pH<5.0的強酸性土壤樣點占比達25%；土壤中交換性鈣、交換性鎂的平均含量分別為1 542.1、222.3 mg/kg，屬于較低水平；土壤有效鋅平均含量為3.7 mg/kg，屬于高水平；土壤中有效硼和有效氯的平均含量分別為0.3 、7.2 mg/kg，均屬于缺乏水平，可見該區(qū)域土壤有效硼和有效氯是提高煙葉質(zhì)量的障礙因子。

竹山縣煙葉中鋅含量30.61 mg/kg，鎂含量1 938.07 mg/kg，煙堿1.98%，還原糖25.10%，氯0.11%，總氮1.42%，全鉀1.92%。其中，煙葉中煙堿較為適宜，但還原糖、糖堿比和鉀氯比偏高，氯、全鉀、總氮和氮堿比偏低。根據(jù)中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院煙草研究所對煙葉鎂含量的劃分標(biāo)準(zhǔn)（煙葉中鎂含量小于2 000 mg/kg時明顯缺鎂，含量2 000～4 000 mg/kg為輕度缺鎂，含量4 000～15 000 mg/kg為正常；而優(yōu)質(zhì)煙葉鋅含量范圍為20～80 mg/kg[11-12]）可知，竹山縣煙葉中鋅含量較為適宜，但是煙葉中平均鎂含量小于2 000 mg/kg，屬于缺鎂水平，且小于2 000 mg/kg缺鎂樣點比例達66.7%。

由表1可知，土壤pH與煙葉中全鎂呈顯著正相關(guān)，與煙堿呈極顯著正相關(guān)；土壤交換性鈣與煙堿呈極顯著正相關(guān)，與全鉀呈顯著負(fù)相關(guān)；土壤交換性鎂與植物鎂呈顯著正相關(guān)，與植物鋅和全鉀呈顯著負(fù)相關(guān)；土壤有效鋅與總氮呈顯著負(fù)相關(guān)，而土壤有效硼和有效氯與煙葉化學(xué)成分無顯著相關(guān)。由此可見，土壤中pH不僅影響氮素供應(yīng)，而且與土壤中交換性鈣和交換性鎂密切相關(guān)，因此土壤pH與煙葉中鎂和煙堿呈顯著正相關(guān)；土壤中鈣、鎂與鋅和鉀均有一定的拮抗，因此土壤中交換性鈣和鎂均與煙葉中全鉀呈顯著負(fù)相關(guān)，且交換性鎂與植物鋅呈顯著負(fù)相關(guān)。交換性鎂與植物鎂呈顯著正相關(guān)，而有效鋅與植物鋅無顯著相關(guān)性，這表明土壤中鋅能夠滿足植物的需求，但鎂素缺乏和含量的高低顯著影響煙葉鎂含量。

2.2 微量元素施用量及施用技術(shù)研究

2.2.1 鎂肥施用量研究。

2.2.1.1 鎂肥施用量對煙葉農(nóng)藝性狀的影響。據(jù)田間調(diào)查，在煙葉團棵期，施用鎂肥以及不同施鎂量對煙葉的各項農(nóng)藝性狀無明顯影響。煙葉成熟期，在竹山點（缺鎂區(qū)域），施用鎂肥能夠提高煙株高度（表2），提高中部葉的開片情況；在竹溪點（不缺鎂區(qū)域），施用鎂肥對煙株株高、莖圍、葉面積等農(nóng)藝性狀影響不大，但是對煙葉開片有抑制作用，尤其對上部葉，施鎂量為37.5 kg/hm2時，煙葉的上部葉片呈現(xiàn)“勺”狀，這可能是由于集中條施鎂肥后，根區(qū)土壤中鎂與鈣、硼等微量元素產(chǎn)生拮抗，使得上部葉片出現(xiàn)典型的缺鈣、硼等癥狀。

2.2.1.2 鎂肥施用量對煙葉產(chǎn)量和產(chǎn)值的影響。由表2可知，隨著施用鎂肥量的增加，竹溪點的煙葉產(chǎn)量、產(chǎn)值和均價呈降低趨勢，而在竹山點的產(chǎn)量呈上升趨勢，這表明在土壤中鎂元素相對豐富的情況下，集中大量施用鎂肥可能影響煙葉的產(chǎn)量和產(chǎn)值，而在土壤鎂元素缺乏的情況下，施用鎂肥能夠提高煙葉的產(chǎn)量和產(chǎn)值。在竹山點土壤鎂缺乏情況下（交換性鎂88.6 mg/kg），以施用30.0 kg/hm2 鎂肥的產(chǎn)量和均價最高。

2.2.1.3 鎂肥施用量對煙葉化學(xué)成分的影響。一般認(rèn)為，優(yōu)質(zhì)煙葉化學(xué)成分指標(biāo)主要有煙堿1.5%～3.5%、總氮1.5%～3.0%、還原糖16%～22%、鉀離子2.0%～3.5%、氯離子0.3%～0.8%、氮堿比0.8～1.0、糖堿比8～12、鉀氯比4～10[13-18]。根據(jù)優(yōu)質(zhì)煙葉化學(xué)成分指標(biāo)范圍，從表2可以看出，竹山和竹溪點中部煙葉中的還原糖、總氮和總鉀均在優(yōu)質(zhì)烤煙范圍內(nèi)，但竹山點煙堿含量偏高，氯含量較低，這可能與竹山點土壤較肥沃，氮肥施用量偏高，土壤中氯含量較低有關(guān)。綜合竹山點和竹溪點可知，施用鎂肥后，煙葉中總鉀含量均呈不同程度的降低趨勢，而糖堿比和還原糖呈升高趨勢。隨著施用鎂肥的增加，煙葉中的還原糖呈先增加后降低趨勢，其中竹山點和竹溪點均以施用30.0 kg/hm2 鎂肥處理的還原糖含量最高，分別較常規(guī)施肥提高了26.4%和9.9%。煙葉中鉀含量隨著施用鎂肥量的增加，竹山點呈逐漸增加的趨勢，而竹溪點呈逐漸降低的趨勢，但各點鉀含量均低于常規(guī)施肥處理。

綜合煙葉的化學(xué)成分和煙葉產(chǎn)量，在土壤交換性鎂含量低于90 mg/kg土壤中，以施用22.5～30.0 kg/hm2 鎂肥為宜，且施肥的方法采取田面撒施后起壟，防止集中施用而抑制煙株對其他元素的吸收。

2.2.2 氯肥施用量研究。

2.2.2.1 氯肥施用量對煙葉農(nóng)藝性狀的影響。據(jù)田間調(diào)查，煙葉團棵期，施用氯肥對煙株株高、莖圍、最大葉長和葉寬等各項農(nóng)藝性狀無明顯影響。煙葉成熟期，施用氯肥均明顯提高了煙株株高（表3）和煙葉葉片的開片情況。

2.2.2.2 氯肥施用量對煙葉產(chǎn)量和產(chǎn)值的影響。由表3可知，施用氯肥能不同程度地提高煙葉產(chǎn)量，且隨著施用氯肥量的增加，煙葉產(chǎn)量均呈先增加后降低的趨勢，其中竹山點以施用52.5 kg/hm2 氯肥的產(chǎn)量最高，竹溪點以施用37.5 kg/hm2 氯肥的產(chǎn)量最高；煙葉產(chǎn)值和均價在不同處理中均不同程度降低，過多施用氯肥會提高煙葉中氯含量，而煙葉中氯含量過高會影響煙葉的燃燒性，因此應(yīng)根據(jù)煙葉的分析結(jié)果，確定最佳施氯量。

2.2.2.3 氯肥施用量對煙葉化學(xué)成分的影響。從表3可以看出，施用氯肥后，竹山點煙葉中的煙堿和總氮含量均呈降低趨勢，還原糖含量呈升高趨勢；而竹溪點與竹山點相反，即煙堿和總氮含量均呈增加趨勢，還原糖含量呈下降趨勢，這可能與土壤類型有關(guān)；施用氯肥能明顯提高煙葉中氯含量，且隨著施用氯肥量的增加，煙葉中氯含量呈增加的趨勢，但是與其他化學(xué)成分之間的變化無明顯規(guī)律。在竹山點，施用67.5 kg/hm2 氯肥時，煙葉中的氯含量達1.64%，已超出優(yōu)質(zhì)煙葉氯范圍（0.3%～0.8%），可能影響煙葉的燃燒性，因此施用22.5～37.5 kg/hm2 氯肥為宜。

2.2.3 鋅肥施用量研究。

2.2.3.1 鋅肥施用量對煙葉農(nóng)藝性狀的影響。據(jù)田間調(diào)查，在煙葉團棵期，施用鋅肥對煙株株高、節(jié)距以及最大葉長和葉寬等農(nóng)藝性狀均無明顯影響。在煙葉成熟期，竹山點施用鋅肥明顯提高了煙株株高（表4）以及葉片的開片情況，竹溪點施用鋅肥明顯提高了下部葉、中部葉和上部葉的開片情況，可見在缺鋅土壤中，施用鋅肥能提高煙葉的開片情況。

2.2.3.2 鋅肥施用量對煙葉產(chǎn)量和產(chǎn)值的影響。由表4可知，在竹溪點，施用鋅肥明顯提高了煙葉的產(chǎn)量和產(chǎn)值，且隨著施用鋅肥量的增加，竹溪點煙葉產(chǎn)量和產(chǎn)值均呈升高的趨勢，以施用13.5 kg /hm2 鋅肥煙葉的產(chǎn)量和產(chǎn)值最高。在竹山點，施用鋅肥后，煙葉的產(chǎn)量無明顯變化，但煙葉產(chǎn)值和均價出現(xiàn)不同程度的降低，這與成熟期調(diào)查的農(nóng)藝性狀結(jié)果不一致，可能與后期田塊部分區(qū)域積水，導(dǎo)致計產(chǎn)計值結(jié)果不準(zhǔn)確有關(guān)。

2.2.3.3 鋅肥施用量對煙葉化學(xué)成分的影響。由表4可知，施用鋅肥后，竹山點煙葉中的煙堿和總氮含量均呈降低趨勢，還原糖含量呈升高趨勢；而竹溪點與竹山點相反，即煙堿和總氮含量均呈增加趨勢，還原糖含量呈下降趨勢，該趨勢與氯肥施用試驗煙葉化學(xué)成分相似，這可能與土壤類型有關(guān)。

綜合煙葉中各化學(xué)成分和產(chǎn)量，以施用9.0～13.5 kg/hm2 鋅肥為宜。

2.2.4 微量元素施用效果及方法研究。

2.2.4.1 微量元素復(fù)配對煙葉農(nóng)藝性狀的影響。據(jù)田間調(diào)查，在煙葉團棵期，不同處理間農(nóng)藝性狀差異不大。在煙葉成熟期，竹山點以常規(guī)施肥+22.5 kg/hm2 Mg+2.25 kg/hm2 B處理的煙株株高、莖圍、最大葉長和最大葉寬均較常規(guī)施肥處理有一定程度的提高；竹溪點，以常規(guī)施肥+6.0 kg/hm2 Cu處理的煙株株高、莖圍、最大葉長和最大葉寬均較常規(guī)施肥處理有一定程度的提高，其他處理間的農(nóng)藝性狀差異不大。可見在竹溪點，施用鋅、硼和銅等微量元素促進煙株的生長，而在竹山點，施用鎂、硼和銅等中微量元素促進煙株的生長。

2.2.4.2 微量元素復(fù)配對煙葉產(chǎn)量和產(chǎn)值的影響。由表5可知，相對于常規(guī)施肥處理，常規(guī)施肥+2.25 kg/hm2 B處理、常規(guī)施肥+37.5 kg/hm2 Cl+2.25 kg/hm2 B處理提高了煙葉的產(chǎn)量，常規(guī)施肥+6.0 kg/hm2Cu明顯提高了煙葉的均價以及產(chǎn)值，而其他處理對煙葉的產(chǎn)量和產(chǎn)值影響不大，這表明該區(qū)域施用硼肥、銅肥和氯肥能促進煙葉生長，提高煙葉產(chǎn)量和品質(zhì)。

2.2.4.3 微量元素復(fù)配對煙葉化學(xué)成分的影響。由表5可知，竹山和竹溪點的煙葉煙堿、還原糖和總鉀均在優(yōu)質(zhì)煙葉范圍內(nèi)，但是竹山點除施氯處理外，其他處理的煙葉氯含量偏低，這可能會影響煙葉的切絲率。施硼肥后，煙葉中鉀含量和還原糖含量呈增加趨勢；施用鎂肥后，煙葉中鉀含量呈下降趨勢。

綜合竹山點數(shù)據(jù)來看，以常規(guī)施肥+6.0 kg/hm2 Cu+2.25 kg/hm2 B的煙堿含量、氯含量、總氮含量、總鉀含量、氮堿比、糖堿比和鉀氯比均較適宜；竹溪點以常規(guī)施肥+9.0 kg/hm2 Zn+2.25 kg/hm2 B的煙堿含量、氯含量、總氮含量、總鉀含量、氮堿比、糖堿比和鉀氯比均較適宜。

3 結(jié)論與討論

3.1 5種微量元素對煙葉農(nóng)藝性狀的影響

在土壤鎂元素缺乏的情況下，增施鎂肥能明顯促進煙葉的開片情況，提高煙葉的產(chǎn)量和產(chǎn)值；而在土壤鎂元素相對豐富的情況下，集中條施鎂肥對煙葉的葉片，尤其上部葉開片有明顯抑制作用，明顯降低了煙葉的產(chǎn)量，這與集中大量施用鎂肥可能抑制煙葉對鉀、硼等元素的吸收有關(guān)。

3.2 5種微量元素對煙葉產(chǎn)質(zhì)量的影響

在竹山點施用鎂肥30.0 kg/hm2，可有效提高煙葉產(chǎn)量129.0 kg/hm2，產(chǎn)值7 776.0元/hm2，降低煙葉中的煙堿、總氮和總鉀含量，提高還原糖含量；在竹溪點施用氯肥22.5 kg/hm2能夠提高煙葉產(chǎn)量127.5 kg/hm2，可增加產(chǎn)值1 368.0元/hm2，且可以降低煙葉中煙堿和總氮的含量，提高煙葉中氯含量；在竹溪點施用鋅肥13.5 kg/hm2能夠提高煙葉產(chǎn)量148.5 kg/hm2，可增加產(chǎn)值5 590.5元/hm2，且可以降低煙葉中煙堿和總氮的含量。適量施硼肥和銅肥后，煙葉中煙堿和總氮含量呈下降趨勢。

3.3 5種微量元素的最佳配比

綜合煙葉的化學(xué)成分和煙葉產(chǎn)量，在土壤交換性鎂含量低于90 mg/kg的土壤中，以施用22.5～30.0 kg/hm2 鎂肥為宜，且施肥方法采取田面撒施后起壟，防止集中施用而抑制煙株對其他元素的吸收；在土壤水溶性氯含量低于10 mg/kg的土壤中，以補充22.5～37.5 kg/hm2 氯肥為宜，且施用的含氯肥料必須以基肥施入；在土壤有效鋅含量低于1.0 mg/kg的土壤中，以添加9.0～13.5 kg/hm2 鋅肥為宜。綜合在竹山點和竹溪點煙葉化學(xué)成分和煙葉產(chǎn)量來看，常規(guī)施肥+37.5 kg/hm2 Cl+2.25 kg/hm2 B的煙堿含量、氯含量、總氮、總鉀、氮堿比、糖堿比和鉀氯比均較適宜，煙葉的產(chǎn)量有一定的提高。

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