前作土壤和施肥量差異對烤煙產(chǎn)量和品質(zhì)的影響

鐘建海

(江西中煙工業(yè)有限責(zé)任公司，江西 南昌 330096)

烤煙是我國重要的經(jīng)濟作物，對國家和地方財政、區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展和農(nóng)民收入有重要的影響[1]。在烤煙種植過程中，栽培品種、土壤和施肥量差異對烤煙產(chǎn)量和品質(zhì)的影響顯著[1]。氮代謝是煙株碳氮代謝的主導(dǎo)，烤煙對肥料施用相當(dāng)敏感，施氮量是煙株平衡發(fā)育的關(guān)鍵技術(shù)[2,3]。由于輪作的煙田，其土壤養(yǎng)分的含量與耕種期間肥力的釋放難以與煙株的需肥節(jié)律一致，因此，依據(jù)土壤條件來調(diào)節(jié)施肥結(jié)構(gòu)至關(guān)重要[2,3]。煙田肥料的施用量通常依據(jù)土壤中N素含量來確定，在N、P、K等各種營養(yǎng)元素中，N肥是影響煙草產(chǎn)量和質(zhì)量最重要的肥料元素，施用過量或不足均會顯著影響到煙葉的產(chǎn)量和質(zhì)量[1-3]?？緹熎贩NK326對氮肥非常敏感，適宜的施氮量更是K326種植的關(guān)鍵技術(shù)要求之一[4]。針對新開發(fā)的煙葉種植區(qū)，明確土壤前茬作物差異導(dǎo)致基質(zhì)、肥力不同等對煙葉生育期、農(nóng)藝性狀、外觀品質(zhì)、煙葉化學(xué)成分、煙葉品質(zhì)等的影響，調(diào)節(jié)煙田施肥結(jié)構(gòu)至關(guān)重要[5-10]。

2015～2016年在江西省石城縣小松鄉(xiāng)選擇代表性水稻田和花菜地，進行K326適宜施氮量試驗研究，2017年則以土壤速效氮平均含量較高的地塊進行不同水平施氮量對產(chǎn)量和烤煙化學(xué)成分與評吸等級等研究，以期為當(dāng)?shù)剞r(nóng)技部門推薦適宜的煙葉種植施肥水平參考數(shù)據(jù)，促進煙葉產(chǎn)量和質(zhì)量提高，彰顯我國南嶺丘陵生態(tài)區(qū)焦甜醇甜香型煙葉的香氣風(fēng)格奠定基礎(chǔ)資料。

1 材料與方法

1.1 試驗材料與安排

以烤煙品種K326為試驗材料，2015～2016年水稻田施氮量試驗安排在石城縣小松鄉(xiāng)桐江村，煙田為砂壤土，前茬作物是水稻，肥力中等。前期土壤測土配方施肥試驗表明：田塊的土壤pH值5.11，偏酸性。土壤有機質(zhì)含量為42.7 g/kg，速效氮為91 mg/kg，有效磷為15 mg/kg，速效鉀為74 mg/kg?；ú说厥┑吭囼灠才旁谑强h高田鎮(zhèn)高田村，前茬作物為花菜，菜地為砂壤土，土壤肥力較好。前期檢測表明：田塊的土壤pH值5.3，偏酸性。土壤有機質(zhì)含量為41.9 g/kg，速效氮為156 mg/kg，有效磷為7 mg/kg，速效鉀為43 mg/kg。2017年花菜地試驗安排在石城縣高田鎮(zhèn)巖嶺村，潛育型水稻土，肥力中等，前茬作物為花菜，前期檢測表明：田塊的土壤pH值5.1，偏酸性。土壤有機質(zhì)含量為43.5 g/kg，速效氮為183 mg/kg，有效磷為64 mg/kg，速效鉀為42 mg/kg。

1.2 試驗設(shè)計與處理

2015～2016年試驗中水稻田施氮量設(shè)計3個施氮量處理(A為97.5 kg/hm2，B為82.5 kg/hm2，C為67.5 kg/hm2)；花菜地施氮量設(shè)計5個施氮量處理(A為97.5 kg/hm2，B為82.5 kg/hm2，C為67.5 kg/hm2，D為52.5 kg/hm2，E為0 kg/hm2)。均3次重復(fù)，每小區(qū)種煙102株。2017年試驗設(shè)計5個施氮量處理(A為97.5 kg/hm2，B為82.5 kg/hm2，C為67.5 kg/hm2，D為52.5 kg/hm2，E為0 kg/hm2)，3次重復(fù)，每小區(qū)種煙133株。除總N量差異處理外，各組試驗的處理中栽培措施和施肥辦法相同。氮肥∶磷肥∶鉀肥=1∶0.8∶3，行株距120 cm×50 cm，隨機區(qū)組設(shè)計。試驗處理田在移栽前7 d左右進行基肥施用并覆膜。煙苗移栽10 d左右澆水追施提苗肥，移栽15～20 d后進行追肥一次，25～30 d再次追肥。煙葉種植的施肥操作均按表1試驗方案進行。

表1 試驗施肥方案 kg/hm2

對煙葉在大田的生育期、生長規(guī)律和煙葉農(nóng)藝主要性狀進行調(diào)查測量，并按不同小區(qū)進行測產(chǎn)。煙葉采收后，不同處理后的煙葉寄送農(nóng)業(yè)部煙草產(chǎn)業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗測試中心，委托進行成分分析與質(zhì)量評吸。成分檢測按相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進行，用鐵氰化鉀法測定糖類含量，用高氯酸浸提-碘顯色法測定淀粉的含量，用光度比濁法測定S含量。植物堿、總揮發(fā)堿、N、K、Cl測定分別參照YC/T 34-1996、YC/T 35-1996、YC/T 33-1996、YC/T 173-2003、YC/T 153-2001行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。煙葉外觀質(zhì)量評定按國標(biāo)GB 2635-1992執(zhí)行評價，感官評價參照YC/T 138-1998進行。統(tǒng)計分析應(yīng)用數(shù)據(jù)處理軟件SAS9.0進行分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同水平施氮量對煙葉生育期與農(nóng)藝性狀的影響

由表2可以看出，2015～2016年石城縣山區(qū)不同施氮量處理間煙株的大田生育期基本一致，這可能與當(dāng)?shù)赝寥烙袡C質(zhì)和速效氮含量較高有關(guān)，說明土壤的緩沖能力較強。隨著施氮量的降低，煙葉在大田生育期相應(yīng)縮短。2017年試驗煙株大田生育期較2015～2016年縮短，這可能與2017年團棵期至旺長前期反常低溫、后期溫度快速升高的氣候條件有關(guān)。

表2 不同水平施氮量對煙葉生育期的影響

表3表明，2016年，水稻田煙株隨著施氮量增加，各項農(nóng)藝性狀均有所增加，氮肥用量與煙株農(nóng)藝性狀成正相關(guān)，但差異不顯著。花菜地5個氮肥用量水平上，不同的施肥處理，煙葉株高、莖圍、葉片數(shù)和最大葉面積差異明顯，其中不同N肥施用對株高和莖圍影響極大。葉片數(shù)在處理A、B、C間差異不明顯，而D和E兩個處理葉片數(shù)顯著少于A、B、C處理。A和B施肥處理下的最大葉面積相當(dāng)，隨著總施N量的降低，C、D、E處理最大葉面積顯著減少。因此，氮肥的施用量對煙葉株高、莖圍、葉片數(shù)和最大葉面積等幾個農(nóng)藝性狀的影響在D、E處理差異顯著，即當(dāng)施用量低于52.5 kg/hm2處理的煙株長勢明顯較差。2017年處理間差異極顯著，株高、莖圍和最大葉面積差異主要來源于對照處理，葉數(shù)差異主要來源于D處理。在A、B、C處理間，B處理煙株長勢偏弱，A、C處理間差異相對最小。

2.2 不同施氮量對烤后煙葉外觀質(zhì)量的影響

2016年，水稻田煙葉的外觀質(zhì)量分析，綜合考慮顏色、成熟度、油分、身份、結(jié)構(gòu)和色度幾個方面，中部葉C處理煙葉厚度比A、B處理略薄，上部葉A處理葉片結(jié)構(gòu)比B、C處理要疏松。中上部葉不同施氮量處理之間煙葉外觀質(zhì)量差異不顯著，下部葉處理間評分相同。整體表現(xiàn)不同施氮量處理間差異不大。

花菜地?zé)熑~的外觀質(zhì)量分析，綜合考慮顏色、成熟度、油分、身份、結(jié)構(gòu)和色度幾個方面，年度間的結(jié)果稍有差異，總體一致?；ú说谽處理煙葉油分最少，下部葉較薄，上部葉厚，色度偏弱。下部葉顏色B處理優(yōu)于A、C、D和E處理；中部葉顏色依次為C>A=B=D>E，上部葉各處理間均為橘黃色。下部葉不同處理間油分含量B>A=C=D>E，中部葉不同處理間油分含量C>A=B=D>E，上部葉不同處理間油分含量A=B=C=D>E；下部葉厚薄程度上A=C=D>B>E，中部葉厚薄程度A=B=C=D>E，上部葉厚薄程度B>A=C=D>E。葉片結(jié)構(gòu)各部位、不同施肥處理間無顯著差異。下部葉的色度表現(xiàn)為B>A=C=D>E，中部葉的色度表現(xiàn)為C>A=B=D=E，上部葉的色度表現(xiàn)為A=B=C=D>E。綜合分析表明，B處理和E處理之間外觀表現(xiàn)差異較大。整體上、下部葉B處理外觀最佳，中部葉以C處理的外觀最佳，綜合評判，以B處理煙葉外觀較好。

表3 不同水平施氮量烤煙打頂期農(nóng)藝性狀

注：相同試驗同列不同大寫字母表示0.01顯著水平。

2017年花菜地?zé)熑~的外觀質(zhì)量分析，綜合考慮顏色、成熟度、油分、身份、結(jié)構(gòu)和色度幾個方面，不同處理主要影響上部葉的外觀質(zhì)量，B和A處理煙葉身份稍厚，但色度較強，整體上以C、D、E處理較好，其中D處理相對最好，其次是C處理。

表4 不同水平施氮量處理烤后煙葉的外觀質(zhì)量

2.3 不同施氮量對化學(xué)成分的影響

由表5可見，煙葉總N、淀粉和糖堿比在不同施氮處理下沒有明顯的規(guī)律變化；而還原糖、總糖和揮發(fā)堿含量均在B處理時最高，氮堿比在B處理時最低，兩糖比、鉀和氯含量在不同施氮量處理之間差異不大。隨著煙葉采收部位的升高，煙葉中的總糖和還原糖含量、糖堿比值、氮堿比值和K含量逐漸下降，但是煙堿和總N量上升。結(jié)果表明，以B處理的煙葉氮代謝較為充分，發(fā)育較為充分和平衡。

由表6可見，煙堿含量上部葉稍高，中部葉適宜，下部葉稍低，揮發(fā)堿含量各部位基本適宜，還原糖含量各部位基本適宜，氯離子含量普遍偏低，硫離子含量普遍偏高，并與施氮量正相關(guān)；下部葉氮代謝不足，碳氮代謝失調(diào)，隨施氮量的降低，感官質(zhì)量有所增加；中部葉氮代謝適中，可溶性糖含量偏高，施氮量過多或過少均影響了光合碳代謝的進程；上部葉碳代謝和氮代謝分別有些過度，但化學(xué)成分較為協(xié)調(diào)，但這種質(zhì)量在不同施氮量上表現(xiàn)不一，可能與土壤后期礦化氮的效應(yīng)有關(guān)。綜合分析表明，水稻田以B處理煙株整體上各部位煙葉碳氮代謝較為充分，化學(xué)成分較為協(xié)調(diào)，其次是A處理。花菜地受土壤較高地力的影響，以低施N量的C和D兩個處理的綜合表現(xiàn)理想，結(jié)合煙葉在田間長勢，由于D和E處理煙株前期未能充分發(fā)育。因此，生產(chǎn)上推薦按C處理，可以獲得相對在產(chǎn)量和質(zhì)量上的綜合更優(yōu)的表現(xiàn)。

表5 2015～2016年不同水平施氮量處理烤后煙葉的化學(xué)成分(水稻田)

表6 2015～2016年不同水平施氮量處理烤后煙葉的化學(xué)成分(花菜地)

由表7可見，上部葉煙堿和揮發(fā)堿含量偏高，A處理揮發(fā)堿含量均偏高。結(jié)合煙葉配方和發(fā)育特點，下部葉B、A處理較好，中部葉C、D處理較好，上部葉B、C處理較好，整體上以B、C處理較好。

2.4 不同施氮量處理對烤煙感官評吸質(zhì)量的影響

烤煙感官評吸從香型特點、勁頭、濃度等幾個方面，結(jié)合烤煙香氣質(zhì)和香氣量，余味和雜氣，刺激性、燃燒性、灰色等進行綜合評判，以最終得分進行綜合評判(表8)。結(jié)果表明：綜合評分在73.0～76.5分之間。從綜合評分看，不同部位煙葉都是A處理的評分最低，B、C兩個處理之間表現(xiàn)相當(dāng)，評分相近，綜合表現(xiàn)推薦B處理的煙葉感官質(zhì)量最佳。

根據(jù)花菜地?zé)熑~的感官評吸結(jié)果，從香型特點、勁頭、濃度等幾個方面，結(jié)合烤煙香氣質(zhì)和香氣量，余味和雜氣，刺激性、燃燒性、灰色等進行綜合評判(表9)：下部葉中A處理綜合評分為71.8分，E處理為75.0分，其他均為中等+；中部葉以C處理較好(75.8分)，達到較好-等級，其他均為中等+。綜合分析可以發(fā)現(xiàn)感官評吸結(jié)果與烤煙化學(xué)成分分析的結(jié)果相一致。綜合表現(xiàn)C和D處理不同部位煙葉的感官質(zhì)量相對較好。

表10表明，2017年試驗下部葉C、E、D處理感官評吸為中等+，中部葉E、D、C、B處理為中等+，上部葉B處理為中等+；從香型上，中下部葉以C、E為濃透清，上部葉均為中偏濃，結(jié)合煙堿含量較高和大田生育期表現(xiàn)，以C處理綜合效果較好。

表7 2017年不同水平施氮量處理烤后煙葉的化學(xué)成分

表8 2015～2016年不同水平施氮量處理烤后煙葉的感官質(zhì)量(水稻田)

表9 2015～2016年不同水平施氮量處理烤后煙葉的感官質(zhì)量(花菜地)

2.5 不同施氮量對煙葉經(jīng)濟性狀的影響

由表11可以看出，2015～2016年試驗施肥量最高的A處理產(chǎn)量最高；水稻田B處理的單位產(chǎn)值、均價、上等煙比例和上中等煙比例都最高，C處理產(chǎn)量、產(chǎn)值、上中等煙比例最低。由于受不同處理間上等煙比例、上中等煙比例與價格影響，不同氮肥處理間的單位產(chǎn)值差異在A和B處理間相當(dāng)，綜合考慮成本因素，B處理的煙葉經(jīng)濟效益最佳?；ú说?015～2016年的單位產(chǎn)量、單位產(chǎn)值、煙葉平均收購價和上等煙比例與N肥施用量顯著一致，從低到高依次為EC>B>E>A，結(jié)合上等煙比例A>B>C>D>E，推薦以C處理產(chǎn)量和質(zhì)量最優(yōu)，其次是A處理，而B、D、E處理中各項指標(biāo)相對投入成本比較較差。

表12表明，2017年試驗單位產(chǎn)量A>B>C>D>E，單位產(chǎn)值B>A>C>D>E，均價B>C>D>A>E，上等煙比例B>C>A>D>E，上中等煙比例B>D>C>A>E，綜合分析表明，B處理的經(jīng)濟性狀最佳。

表10 2017年不同水平施氮量處理烤后煙葉的感官質(zhì)量

表11 2015～2016年不同施氮量水平煙葉烤后的經(jīng)濟性狀

表12 2017年不同水平施氮量處理煙葉烤后的經(jīng)濟性狀

3 結(jié)論與討論

適宜的氮肥施用量可以充分發(fā)揮區(qū)域土地和生態(tài)環(huán)境優(yōu)勢，有利于提高煙葉產(chǎn)量、質(zhì)量和彰顯煙葉特色[6-8]。N肥施用量不足或過高，均可導(dǎo)致煙株不同部位的煙葉生長發(fā)育不協(xié)調(diào)。根據(jù)石城縣山區(qū)土壤多點取樣化驗的結(jié)果，山區(qū)水稻田土壤速效氮含量較低，土壤速效氮含量變幅在90～120 mg/kg；花菜地土壤速效氮含量較高，土壤速效氮含量變幅在120～230 mg/kg。根據(jù)2015～2016年不同土壤試驗烤煙外觀、化學(xué)成分、感官質(zhì)量和經(jīng)濟性狀等的表現(xiàn)，水稻田施氮量以82.5 kg/hm2效果最好，花菜地施氮量以67.5 kg/hm2效果最好。

2017年在土壤速效氮含量較高的花菜地以B、C處理較好，表現(xiàn)化學(xué)成分協(xié)調(diào)，其中B處理雖然田間長勢一般，但經(jīng)濟性狀最好，而C處理田間長勢較好，烤后煙外觀質(zhì)量較好，感官質(zhì)量最佳；C處理有利于質(zhì)量的提高和南嶺丘陵生態(tài)區(qū)焦甜醇甜香型風(fēng)格的彰顯，B處理有利于經(jīng)濟效益的提高；從質(zhì)量和效益綜合考慮，2017年花菜地再次驗證了C處理(67.5 kg/hm2)效果更好。

另外，在不同施肥量處理試驗中，年度間由于氣候條件的影響也差異較大[11-12]。2015、2016年是石城縣山區(qū)氣候相對正常的年份，2017年在團棵期至旺長前期出現(xiàn)了反常的階段低溫氣候，因而出現(xiàn)了施氮量的增加部分補償了低溫逆境的傷害。山區(qū)氣候的年際變化較大，因此建議生產(chǎn)上土壤速效氮含量較高的花菜地施氮量以67.5 kg/hm2較為適宜，土壤速效氮含量較低的水稻田施氮量以82.5 kg/hm2較為適宜。

在本試驗中，基肥處理設(shè)置未考慮鉀肥施用量與施用期對烤煙產(chǎn)量和品質(zhì)的影響[13],但是在后期的追肥設(shè)置了系列的硝酸鉀和硫酸鉀處理，其對K326產(chǎn)量和品質(zhì)的影響有待于進一步深入分析。