鉬肥對植煙土壤酶活性及烤煙產(chǎn)量和品質(zhì)的影響

申洪濤,段衛(wèi)東,李 冬,王新中,曾 強,徐辰生

(1.河南中煙工業(yè)有限責(zé)任公司 技術(shù)中心，河南 鄭州 450000；2.河南科技大學(xué) 農(nóng)學(xué)院，河南 洛陽 471023；3.福建省煙草公司 南平市公司，福建 南平 350003)

由于人們長期只重視煙田大量元素肥料的施用，植煙土壤養(yǎng)分失衡、土壤結(jié)構(gòu)和微生物生態(tài)環(huán)境惡化等問題日益嚴(yán)重，直接影響到烤煙產(chǎn)量和品質(zhì)的提升[1-2]。近年來，微量元素的研究越來越受到人們的重視，其中，鉬是植物生長發(fā)育所必需的微量元素，在植物體內(nèi)通過組成鉬酶或輔助因子催化氧化還原反應(yīng)，調(diào)控植物體內(nèi)的碳、氮等代謝過程，對加強烤煙的氮素吸收代謝、增強光合作用、促進碳水化合物的合成轉(zhuǎn)移起著重要作用，其在土壤中的含量直接影響到烤煙的生長發(fā)育、產(chǎn)量和品質(zhì)[3-5]。

關(guān)于鉬肥在烤煙生長發(fā)育過程中的作用以及施鉬對烤煙化學(xué)成分和產(chǎn)質(zhì)量的影響已有較多的研究。李章海等[6]在大田試驗條件下，對烤煙產(chǎn)量性狀、上等煙和雜色煙比例進行綜合分析發(fā)現(xiàn)，土壤有效鉬臨界值約為0.20 mg/kg。張紀(jì)利等[7]研究表明，在大田條件下施鉬能提高烤煙葉片的光合效率，增加烤后煙葉上等煙比例、產(chǎn)量和品質(zhì)，提高煙葉鉀含量。武麗等[8]研究表明，煙株缺鉬會導(dǎo)致煙葉的光合色素含量降低，光合機構(gòu)受到損傷，光合效率降低，光合碳同化產(chǎn)物減少。宋澤民等[9]在黔南煙區(qū)進行大田試驗，結(jié)果表明，隨著施鉬量的增加，烤后煙葉的煙堿和總氮含量逐漸降低，而還原糖和總糖含量表現(xiàn)出增加趨勢，且施鉬能顯著提高烤后煙葉的香氣值、產(chǎn)量、產(chǎn)值和上中等煙比例。芶劍渝等[10]研究發(fā)現(xiàn)，噴施鉬肥能顯著提高中、上部煙葉的總糖、還原糖、鉀含量和鉬含量，降低淀粉和煙堿含量，使烤后煙葉化學(xué)成分更加協(xié)調(diào)，改善烤后煙葉的油分和色澤，提升烤煙的經(jīng)濟效益。目前，鉬肥在烤煙上的研究多集中在烤煙生長發(fā)育、經(jīng)濟性狀及常規(guī)化學(xué)成分等方面，有關(guān)鉬肥對植煙土壤酶活性和煙葉感官質(zhì)量等的影響鮮見報道。鑒于此，以烤煙品種K326為材料，研究不同鉬酸銨施用量對植煙區(qū)土壤酶活性及烤煙產(chǎn)質(zhì)量的影響，以期為南平煙區(qū)優(yōu)質(zhì)煙葉的生產(chǎn)提供理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗地概況

試驗于2018年在福建省南平市邵武煙草科研所試驗場(27°18′ N、117°22′ E)進行，該區(qū)年平均氣溫18 ℃，無霜期280 d，年平均降雨量1 800 mm，全年日照時數(shù)1 800 h，全年溫暖濕潤，屬中亞熱帶濕潤季風(fēng)氣候。試驗地土壤類型為水稻土，質(zhì)地為砂壤土，土壤肥力中等，有機質(zhì)含量31.99 g/kg，堿解氮含量322.65 mg/kg，速效磷含量53.79 mg/kg，速效鉀含量202.09 mg/kg，有效鈣含量497.43 mg/kg，有效鎂含量43.41 mg/kg，有效硼含量0.16 mg/kg，pH值6.46。

1.2 試驗材料

供試烤煙品種為K326，由南平市煙草公司提供；試驗所用鉬酸銨，購于上海國藥集團化學(xué)試劑公司。

1.3 試驗設(shè)計

試驗設(shè)置4個處理，分別為CK(不施鉬酸銨)、T1(鉬酸銨施用量45 mg/株)、T2(鉬酸銨施用量90 mg/株)、T3(鉬酸銨施用量135 mg/株)。每個處理3次重復(fù)，共計12個小區(qū)，小區(qū)面積為667 m2，隨機區(qū)組排列，四周設(shè)保護行。取鉬酸銨對水稀釋2 000倍，于煙株旺長期澆灌于根部四周。煙株行距120 cm，株距50 cm，于2018年3月2日移栽，田間管理措施均按當(dāng)?shù)貎?yōu)質(zhì)煙葉生產(chǎn)技術(shù)方案操作。

1.4 測定項目與方法

1.4.1 土壤酶活性 在圓頂期每個處理選取長勢一致的煙株3株，煙株莖基部周圍作為取樣點，隨機用土鉆進行0～20 cm土層取樣，充分混勻。鮮土樣風(fēng)干粉碎過0.42 mm孔徑篩網(wǎng)，用于土壤脲酶、蔗糖酶和過氧化氫酶活性的測定。土壤脲酶活性采用比色法測定，蔗糖酶活性采用3,5-二硝基水楊酸比色法測定，過氧化氫酶活性采用紫外分光光度法測定[11]。

1.4.2 常規(guī)化學(xué)成分 各小區(qū)選取具有代表性的C3F等級煙葉，采用AAⅢ型連續(xù)流動化學(xué)分析儀(德國BRAN&LUEBBE公司生產(chǎn))進行常規(guī)化學(xué)成分的測定。

1.4.3 煙葉感官質(zhì)量 各小區(qū)選取具有代表性的C3F等級煙葉，參照《YC/T 138—1998 煙草及煙草制品 感官評價方法》[12]，組織工業(yè)評吸專家在河南中煙工業(yè)有限公司技術(shù)中心對烤煙樣品進行感官質(zhì)量評吸，各項指標(biāo)均按9分制打分。

1.4.4 烤煙經(jīng)濟性狀 各處理采收后掛牌烘烤，按GB 2635—1992分級標(biāo)準(zhǔn)對烤煙葉片進行分級，統(tǒng)計上、中等煙比例，并依據(jù)當(dāng)?shù)厥召弮r格計算產(chǎn)量和產(chǎn)值。

1.5 數(shù)據(jù)處理

采用Microsoft Excel 2016進行數(shù)據(jù)處理和分析，采用SPSS 22.0軟件進行方差分析，并運用Duncan’s 法進行差異顯著性檢驗，以平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤表示，用Origin 9.0軟件進行繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 鉬肥對植煙區(qū)土壤脲酶活性的影響

土壤脲酶是一種酰胺酶，是土壤中唯一對尿素水解起重要作用的酶類，直接參與尿素形態(tài)轉(zhuǎn)化，其活性通常與土壤全氮、速效氮含量密切相關(guān)，可以表征土壤中氮素的供給狀況[13]。由圖1可知，隨著鉬酸銨施用量的增加，土壤脲酶活性呈現(xiàn)不斷上升的趨勢。與CK相比，T1、T2、T3處理土壤脲酶活性分別顯著提高了17.51%、43.20%、46.79%，其中T2與T3處理差異不顯著。說明適量施用鉬酸銨能夠不同程度地提高土壤脲酶活性，改善土壤生態(tài)環(huán)境。

不同小寫字母表示處理間差異顯著(P<0.05)，下同Different lowercase letters mean significant differences among treatments at 0.05 level,the same below圖1 鉬肥對植煙土壤脲酶活性的影響Fig.1 Effect of molybdate fertilizer on urease activity in tobacco planting soil

2.2 鉬肥對植煙區(qū)土壤蔗糖酶活性的影響

蔗糖酶是參與土壤有機碳循環(huán)的酶，對增加土壤中易溶性營養(yǎng)物質(zhì)起著重要作用，其活性大小可以用來表征土壤中碳素營養(yǎng)轉(zhuǎn)化狀況[14]。由圖2可知，隨著鉬酸銨施用量的增加，土壤蔗糖酶活性呈現(xiàn)逐漸升高的趨勢。與CK相比，T1、T2、T3處理分別提高了9.67%、13.31%、25.21%，其中T1與T2處理無顯著差異。說明施用鉬酸銨能不同程度地提高土壤蔗糖酶活性。

圖2 鉬肥對植煙土壤蔗糖酶活性的影響Fig.2 Effect of molybdate fertilizer on sucrase activity in tobacco planting soil

2.3 鉬肥對植煙區(qū)土壤過氧化氫酶活性的影響

土壤中過氧化氫酶活性反映土壤中有機質(zhì)的轉(zhuǎn)化狀況，對土壤有機碳的分解和轉(zhuǎn)化起著重要作用，其活性高低可以表征土壤氧化強度[15]。由圖3可知，隨著鉬酸銨施用量的增加，土壤過氧化氫酶活性呈現(xiàn)逐漸升高的趨勢。與CK相比，T1、T2、T3處理分別提高了8.56%、44.62%、55.93%，其中CK與T1處理無顯著差異。說明適量施用鉬酸銨能有效地提高土壤過氧化氫酶活性。

圖3 鉬肥對植煙土壤過氧化氫酶活性的影響Fig.3 Effect of molybdate fertilizer on catalase activity in tobacco planting soil

2.4 鉬肥對烤后煙葉常規(guī)化學(xué)成分的影響

由表1可知，不同施鉬量處理對烤后煙葉化學(xué)成分有顯著影響。隨施鉬量的增加，烤后煙葉的總糖、還原糖、總氮、鉀含量及鉀氯比和兩糖比顯著提高，其中T2與T3處理差異不顯著；煙堿和氯含量表現(xiàn)出先降低后升高的趨勢。說明適量施用鉬酸銨能有效協(xié)調(diào)烤后煙葉化學(xué)成分，改善烤后煙葉品質(zhì)。

表1 不同鉬肥處理的煙葉常規(guī)化學(xué)成分含量Tab.1 The content of conventional chemical components in tobacco leaves under different molybdate fertilizer treatments

注：同列不同小寫字母表示處理間差異顯著(P<0.05)，下同。
Note：Different lowercase letters in the same column mean significant differences among treatments at 0.05 level,the same below.

2.5 鉬肥對烤后煙葉感官質(zhì)量的影響

由表2可知，除雜氣、刺激性和勁頭外，施用鉬酸銨對烤后煙葉的香氣質(zhì)、香氣量、濃度、柔細(xì)度和余味均有明顯提升作用，其中T2處理各品質(zhì)特征得分均略高于T3處理，但兩者無顯著差異，綜合各項評吸總分表現(xiàn)為T2>T3>T1>CK。說明適量施用鉬酸銨能顯著提升烤后煙葉的感官質(zhì)量，提高工業(yè)可用性，且以T2處理效果最佳。

表2 不同鉬肥處理煙葉的感官質(zhì)量評吸得分Tab.2 The scores of sensory quality evaluation of tobacco leaves under different molybdate fertilizer treatments

2.6 鉬肥對烤后煙葉經(jīng)濟性狀的影響

由表3可知，與CK相比，T1、T2、T3處理的烤后煙葉產(chǎn)量分別提高了3.28%、5.52%、6.39%，產(chǎn)值分別提高了4.63%、13.07%、8.70%，上等煙比例分別提高了5.37%、11.85%、5.20%，上中等煙比例分別提高了3.07%、7.39%、3.95%，且均以T2處理效果最佳。說明施用鉬酸銨能明顯提高烤煙的經(jīng)濟性狀，且以T2處理效果最為明顯。

表3 不同鉬肥處理烤煙的經(jīng)濟性狀Tab.3 Economic traits of flue-cured tobacco under different molybdate fertilizer treatments

3 結(jié)論與討論

土壤酶主要來源于微生物細(xì)胞、動植物活體分泌及其殘骸的腐解，與土壤健康及土壤養(yǎng)分轉(zhuǎn)化等有很大的關(guān)系，能夠協(xié)調(diào)土壤生態(tài)系統(tǒng)的碳、氮平衡，其活性高低可以敏感地反映出土壤中生化反應(yīng)的方向和物質(zhì)代謝的旺盛程度，是反映土壤肥力狀況和環(huán)境質(zhì)量的重要指標(biāo)[16-19]。本研究結(jié)果表明，施用鉬酸銨能顯著提高土壤脲酶、蔗糖酶和過氧化氫酶活性。說明施用鉬酸銨能改善土壤環(huán)境，促進土壤中有機質(zhì)轉(zhuǎn)化，提高含氮有機物水解速率和土壤養(yǎng)分有效性，這與郜懷峰等[20]的研究結(jié)果相似。

煙葉感官評吸質(zhì)量是評價煙葉內(nèi)在質(zhì)量和工業(yè)可用性的重要依據(jù)，是煙葉綜合質(zhì)量的核心方面，煙葉感官質(zhì)量的優(yōu)劣會對卷煙產(chǎn)品的質(zhì)量造成直接影響[21-22]?？竞鬅熑~的化學(xué)成分是煙葉感官質(zhì)量的物質(zhì)基礎(chǔ)，又是衡量煙葉內(nèi)在質(zhì)量的重要指標(biāo)，直接影響著煙葉品質(zhì)[23-24]。鉬是植物體內(nèi)固氮酶和硝酸還原酶的重要組分，直接參與硝態(tài)氮還原為銨的化學(xué)反應(yīng)，對促進植物體內(nèi)氮代謝有重要作用[25]。李余湘等[26]研究表明，施用鉬肥能不同程度地增加烤后煙葉的還原糖、總糖和鉀元素含量，降低煙堿、蛋白質(zhì)和總氮含量，從而使烤后煙葉的品質(zhì)得到有效改善。本研究表明，隨著施鉬量增加，煙葉感官評吸質(zhì)量及烤后煙葉的還原糖、總氮、鉀含量和兩糖比均呈上升趨勢。張紀(jì)利等[1]研究結(jié)果表明，施鉬量80 mg/株能有效提高烤后煙葉鉀含量，降低煙葉總氮、煙堿、氯含量，并協(xié)調(diào)煙葉糖堿比、氮堿比和鉀氯比，這與本試驗結(jié)果不盡一致，可能與烤煙品種、植煙土壤理化性質(zhì)、氣候條件等不同有關(guān)。

烤后煙葉的等級結(jié)構(gòu)和經(jīng)濟效益對保障煙區(qū)優(yōu)質(zhì)煙葉原料的有效供給具有重要影響[27]。闞宏偉等[28]研究發(fā)現(xiàn)，施用鉬肥能夠提高煙葉的產(chǎn)量、產(chǎn)值和上等煙比例，有利于提高烤煙的經(jīng)濟性狀。本研究中，施用鉬酸銨能夠顯著提高烤煙的產(chǎn)量、均價、產(chǎn)值和上中等煙比例，說明鉬酸銨對烤煙的產(chǎn)量及品質(zhì)起著重要作用，這可能是因為鉬酸銨可以改善土壤的結(jié)構(gòu)，增加土壤中煙株所需養(yǎng)分以及有機質(zhì)含量，促進煙株根系的生長，進而提高烤煙的產(chǎn)質(zhì)量。

綜上所述，施用鉬酸銨能明顯提高植煙土壤酶活性，促進土壤中營養(yǎng)元素向煙株的轉(zhuǎn)移，增加煙株養(yǎng)分積累，協(xié)調(diào)煙葉化學(xué)成分，優(yōu)化煙葉等級結(jié)構(gòu)，提升煙葉感官評吸質(zhì)量，提高烤煙產(chǎn)量和品質(zhì)。綜合分析，在南平煙區(qū)生態(tài)環(huán)境下鉬酸銨施用量以90 mg/株為宜，可使烤后煙葉的化學(xué)成分更為協(xié)調(diào)，經(jīng)濟效益最高。