湖南貧氯煙區(qū)施氯對烤煙產(chǎn)量和品質(zhì)的影響

田 飛，羅建新*，劉建國，劉勇軍，賀 凱，伍千喜

（1湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院，長沙410128；2湖南省煙草公司煙草科研所，長沙410014；3永州市煙草公司藍(lán)山分公司，湖南藍(lán)山413421；4湖南省煙草公司常德市公司，常德415000）

氯元素是煙草生長發(fā)育必需的營養(yǎng)元素和品質(zhì)元素。一方面，氯是煙草進(jìn)行光合作用的必需元素，并且能夠維持細(xì)胞內(nèi)電荷平衡和細(xì)胞壓，控制氣孔關(guān)閉，對煙草的生長發(fā)育、煙葉產(chǎn)量和品質(zhì)有著重要影響；另一方面，氯也是煙草十分敏感的品質(zhì)元素，如果烤煙吸收過量的氯會造成葉片厚而脆，無彈性，燃燒性下降，香氣減少，從而品質(zhì)變劣［1］?？緹熉人貭I養(yǎng)不足又會導(dǎo)致煙葉吸濕能力下降，彈性差，易破碎，質(zhì)量下降［2～4］?？緹煂β鹊奈绽檬置舾?，被看作“忌氯作物”。因此，氯肥在烤煙生產(chǎn)過程中被限制使用，導(dǎo)致我國植煙土壤氯含量逐年降低，烤煙氯素營養(yǎng)開始不足，煙葉產(chǎn)量和品質(zhì)受到不良影響。有關(guān)研究表明，我國烤煙氯含量普遍偏低，氯含量＜0.30%的烤煙樣品占53.32%，在許多煙區(qū)低氯含量已成為烤煙質(zhì)量進(jìn)一步提高的限制因子［5］。湖南是我國重要的產(chǎn)煙區(qū)之一，煙區(qū)土壤水溶性氯含量普遍較低，平均值僅為 13.55±7.75 mg／kg［6］。由于土壤氯含量低，加上多年來烤煙生產(chǎn)中嚴(yán)格限制施用含氯肥料，同時(shí)，土壤中的氯不易被土壤膠體吸附，容易流失，因而常常導(dǎo)致煙葉氯含量不足。為確保湖南貧氯煙區(qū)煙葉氯含量在適宜范圍內(nèi)，筆者研究了不同施氯量對烤煙產(chǎn)量和品質(zhì)的影響，旨在探索湖南貧氯煙區(qū)適宜的施氯量，為進(jìn)一步改善煙葉品質(zhì)，提高其工業(yè)可用性提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料和試驗(yàn)點(diǎn)情況

供試烤煙品種云煙87。試驗(yàn)于2016年3月分別在龍山縣農(nóng)車鎮(zhèn)正河村、慈利縣高峰鄉(xiāng)雙星村、桃源縣盤塘鎮(zhèn)常青村進(jìn)行。龍山、慈利試驗(yàn)點(diǎn)為旱地土壤，前茬作物為紅薯。桃源試驗(yàn)點(diǎn)為水田土壤，前茬作物為水稻?？緹熞圃郧胺謩e在各個(gè)試驗(yàn)田多點(diǎn)采集混合土樣，混勻、風(fēng)干、磨細(xì)、過篩后，測定土壤的基本理化指標(biāo)和水溶性氯含量。檢測結(jié)果顯示，各試驗(yàn)田土壤為微酸性，土壤水溶性氯含量較缺乏（表1）。

表1 供試土壤基本理化性狀

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

以氯化鉀為氯源，全部作基肥施用。試驗(yàn)設(shè)3個(gè)處理：處理1.不施氯（CK，肥料含氯量＜1%）；處理 2.施氯30.0 kg／hm2；處理3.施氯45.0 kg／hm2。3次重復(fù)，隨機(jī)區(qū)組排列。小區(qū)面積為60 m2，每個(gè)小區(qū)種植100株，行距1.2 m，株距0.5 m。各試驗(yàn)點(diǎn)專用基肥養(yǎng)分為：龍山N－P2O5－K2O＝8－15.4－7.3、慈利N－P2O5－K2O＝8.4－14.3－8、桃源NP2O5－K2O＝7.5－14－8，總基肥用量為750 kg／hm2，由湖南金葉眾望科技股份有限公司提供。其它肥料施用按當(dāng)?shù)亓?xí)慣的施肥方法進(jìn)行。

1.3 測定項(xiàng)目及方法

（1）農(nóng)藝性狀。煙葉采收前，選擇能代表小區(qū)平均長勢的10株煙，觀測記錄株高、莖圍、有效葉數(shù)、最大葉的葉長和葉寬，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)系數(shù)計(jì)算最大葉葉面積：最大葉葉面積＝葉長×葉寬×0.6345。

（2）經(jīng)濟(jì)性狀。煙葉采收烘烤過程中，每次各小區(qū)煙葉均掛牌單采單烤，分小區(qū)存放保管。待試驗(yàn)地?zé)熑~全部采收烘烤完畢后，按照國標(biāo)對各小區(qū)煙葉逐葉分級，各小區(qū)分別稱重，計(jì)算小區(qū)各等級烤煙的實(shí)際產(chǎn)量和上、中等煙比例，計(jì)算產(chǎn)值和均價(jià)。

（3）土壤指標(biāo)測定。烤煙種植前及煙葉收獲后，分別取土樣測定基本理化指標(biāo)和水溶性氯。測定方法參照文獻(xiàn)［7］。

（4）煙葉指標(biāo)測定。各小區(qū)取烤后C3F煙葉1 kg進(jìn)行化學(xué)成分分析?？扇苄钥偺?、總氮、還原糖、總植物堿、鉀和氯含量分別用YCT159－2002，YCT161－2002，YCT159－2002，YCT160－2002，YCT218－2007和YCT162－2002的方法測定。

1.4 數(shù)據(jù)處理

利用DPS軟件新復(fù)極差法分析各處理與對照處理之間的差異顯著性。

2 結(jié)果與分析

2.1 施氯對土壤有效氮磷鉀及水溶性氯含量的影響

試驗(yàn)結(jié)果表明，各處理的土壤有效氮磷鉀含量雖然存在顯著差異，但是隨著施氯量的變化并沒有規(guī)律性變化，說明土壤中速效養(yǎng)分含量的變化與氯用量的變化沒有表現(xiàn)出明確的關(guān)系（表2）。施氯后，土壤氯含量隨著施氯量的增加而顯著增加，增加幅度為1.7～11.2 mg／kg。在不同試驗(yàn)點(diǎn)，土壤水溶性氯含量增加幅度差別較大。其中，慈利試驗(yàn)點(diǎn)的施氯處理較CK增加了2～4倍，桃源試驗(yàn)點(diǎn)增加了76.2% ～110.9%，龍山試驗(yàn)點(diǎn)增加幅度為15.7%～31.5%。參照文獻(xiàn)［8，9］建立的植煙土壤養(yǎng)分豐缺狀況分級體系，將植煙土壤水溶性氯含量分為極低（＜5.00 mg／kg）、低（5.00～10.00 mg／kg）、適宜（10.01～30.00 mg／kg）、高（30.01～40.00 mg／kg）、很高（＞40.01 mg／kg）5級。各試驗(yàn)點(diǎn)施氯后的土壤氯含量為10.7～21.3 mg／kg，均在適宜范圍內(nèi)?？梢姡┞群笸寥缆群坑兴纳?，不同煙區(qū)土壤氯提高幅度存在很大差異，這可能是受煙區(qū)土壤條件和氣候條件的影響。

表2 各試驗(yàn)點(diǎn)煙葉收獲期土壤水溶性氯含量及有效氮磷鉀含量 mg／kg

2.2 施氯對烤煙農(nóng)藝性狀的影響

從表3可以看出，施氯后煙株的株高、莖圍、有效葉數(shù)和最大葉面積均顯著大于CK。其中株高提高3.8～10.8 cm，莖圍增加0.4～1.5 cm，有效葉片數(shù)增加1～2片，最大葉葉面積增加10.2～111.2 cm2。龍山和慈利試驗(yàn)點(diǎn)煙株各農(nóng)藝性狀指標(biāo)變化規(guī)律相同，即隨施氯量的增加各農(nóng)藝指標(biāo)呈上升趨勢；桃源試驗(yàn)點(diǎn)則以處理2的農(nóng)藝指標(biāo)最好。可見，適宜范圍內(nèi)的施氯量能夠促進(jìn)烤煙生長，施氯量過多時(shí)農(nóng)藝形狀指標(biāo)便會有所下降。

表3 各試驗(yàn)點(diǎn)烤煙采收前的農(nóng)藝性狀

2.3 施氯對烤煙經(jīng)濟(jì)性狀的影響

統(tǒng)計(jì)各試驗(yàn)點(diǎn)烤煙的經(jīng)濟(jì)性狀后得出，施氯后，烤煙的中上等煙比例、產(chǎn)量、產(chǎn)值和均價(jià)較CK處理均有顯著提高，提高幅度分別為0.6%～7.1%、9～264 kg／hm2、594～5559元／hm2。其中龍山和慈利試驗(yàn)點(diǎn)烤煙各經(jīng)濟(jì)性狀指標(biāo)隨著施氯量的增加而增加；桃源試驗(yàn)點(diǎn)則以處理2的各經(jīng)濟(jì)性狀指標(biāo)最優(yōu)，處理3則有所下降（表4）。可見，適宜的施氯量有利于提高貧氯煙區(qū)煙葉產(chǎn)量和品質(zhì)，但當(dāng)施氯量提高到了一定程度，烤煙的經(jīng)濟(jì)性狀也會有所下降。由于氣候條件、地理環(huán)境以及管理制度等不同，不同地區(qū)適宜的施氯量存在一定差異，因此，施肥時(shí)還需因地制宜。

表4 各試驗(yàn)點(diǎn)烤煙經(jīng)濟(jì)性狀表現(xiàn)

2.4 施氯對煙葉主要化學(xué)成分的影響

一般認(rèn)為，煙葉氯含量在0.3%～0.8%，鉀氯比大于4小于10為宜［10，11］。本試驗(yàn)結(jié)果表明，煙葉氯含量隨著施氯量的增加而顯著增加（表5）。龍山、慈利和桃源試驗(yàn)點(diǎn)施氯處理煙葉氯含量較CK增加了0.07～0.29、0.11～0.18和0.19～0.37個(gè)百分點(diǎn)；其中龍山、慈利的處理3和桃源的處理2、3煙葉氯含量均提高到了0.3%～0.8%的適宜水平?？緹煙焿A、總氮、總糖、還原糖和鉀含量隨著施氯量的增加稍有增加，但差異不顯著。龍山、慈利試驗(yàn)點(diǎn)的處理3和桃源試驗(yàn)點(diǎn)的處理2煙葉氯含量和鉀氯比符合優(yōu)質(zhì)煙葉標(biāo)準(zhǔn)，化學(xué)成分比較協(xié)調(diào)，品質(zhì)相對較好。

表5 各試驗(yàn)點(diǎn)煙葉化學(xué)成分比較

3 結(jié)論與討論

在煙草生產(chǎn)過程中由于長期限制含氯肥料的施用以及氯素易隨水流失等原因，造成了土壤氯的供應(yīng)不足，從而使煙草氯素營養(yǎng)缺乏。本試驗(yàn)結(jié)果表明：在貧氯煙區(qū)施氯，能夠顯著提高土壤氯水平，促進(jìn)煙株生長，烤煙莖圍、有效葉數(shù)和最大葉葉面積均有顯著提升；施用一定量的含氯肥料可以增加烤煙產(chǎn)量、產(chǎn)值和中上等煙比例。余金龍等［12］研究表明，不同施氯量對烤煙生長發(fā)育的影響具體表現(xiàn)為“低促高抑”，當(dāng)施氯量45 kg／hm2時(shí)對株高促進(jìn)作用最為明顯，施氯量30 kg／hm2時(shí)對葉面積和葉寬增加最為明顯，施氯量在30～45 kg／hm2最有利于提高煙葉產(chǎn)量和改善煙葉品質(zhì)。而本研究中龍山和慈利試驗(yàn)點(diǎn)烤煙農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量也是以施氯量45 kg／hm2最優(yōu)，分別較CK增產(chǎn)1.7%和19%；桃源試驗(yàn)點(diǎn)則以施氯量30 kg／hm2最優(yōu)，較 CK增產(chǎn)4.4%，與前人研究結(jié)果基本相符。但龍山和慈利試驗(yàn)點(diǎn)施氯量的豐度還有待進(jìn)一步研究。隨著施氯量的增加煙葉氯含量顯著增加，各試驗(yàn)點(diǎn)最優(yōu)施氯量的煙葉氯含量為0.35%～0.48%，在適宜范圍內(nèi)；施氯后烤煙煙堿、總氮、總糖、還原糖和鉀含量稍有增加，這可能是由于氯能促進(jìn)碳水化合物的運(yùn)輸，有助于糖類的合成。各試驗(yàn)點(diǎn)最優(yōu)施氯量的煙葉鉀氯比以及其它化學(xué)成分比例相對協(xié)調(diào)。

烤煙吸收的氯有61.8%來源于土壤，土壤氯含量豐缺情況是影響煙葉氯含量的重要因素［13］。有研究認(rèn)為，優(yōu)質(zhì)煙葉種植的土壤氯含量為25～30 mg／kg［14］。施用氯肥是解決貧氯煙區(qū)土壤和煙葉氯含量偏低最直接且有效的方法，但受氣候條件、地理位置、土壤結(jié)構(gòu)和耕作制度等因素的影響，對于氯肥用量的把握十分困難，氯肥用量過多或長期施用氯肥都有可能造成土壤氯含量超標(biāo)，對煙葉產(chǎn)生不良影響。關(guān)博謙等［15］研究認(rèn)為，在一定的施氯量范圍內(nèi)，氯在土壤中的殘留量及其動態(tài)變化主要受降雨量和降雨強(qiáng)度的影響。陳黛等［16］研究表明，貧氯地區(qū)根施75 kg／hm2氯化鉀，植煙后土壤中氯離子殘留量接近適宜植煙土壤氯含量的最大允許值。雖然本研究設(shè)計(jì)的施氯量低于75 kg／hm2，且未出現(xiàn)土壤氯含量超標(biāo)現(xiàn)象，但施氯后慈利和桃源試驗(yàn)點(diǎn)的土壤氯增加量都很大，持續(xù)施用設(shè)計(jì)的施氯量很有可能導(dǎo)致土壤氯含量超標(biāo)。因此，為避免可能導(dǎo)致土壤氯含量超標(biāo)對烤煙造成不良影響，在下一年種植烤煙時(shí)還需要因地制宜，通過測土配方，有針對性地調(diào)節(jié)施氯比例。同時(shí)，對于各種環(huán)境因子對烤煙的影響以及烤煙生產(chǎn)期間氯的有效性和施氯的方法還需進(jìn)行深入研究，以制定更為合理的施肥方案。