減施磷肥對烤煙產(chǎn)質(zhì)量的影響研究

高 旭， 羅 維， 沈子奇， 王洪春， 楊 杰， 胡東華， 李 強

(1.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院， 長沙 410128；2.四川中煙工業(yè)有限責(zé)任公司， 成都 610017)

光合作用中CO2的固定、光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能和由己糖合成淀粉的過程中都需要磷的參與[1]。磷在碳水化合物的代謝中起著重要作用，可以提高烤煙產(chǎn)量，改善煙葉品質(zhì)，增加煙葉內(nèi)含物的含量。但如果施磷過多或過遲，由于體內(nèi)無機磷含量增加，會使淀粉合成反應(yīng)逆轉(zhuǎn)，不但不利于淀粉的累積反而會促進(jìn)淀粉水解成葡萄糖，降低煙葉產(chǎn)量和品質(zhì)。當(dāng)土壤磷素過量時,易造成葉脈突出、組織粗糙、煙株早花，烘烤后煙葉彈性差、油分低、易破碎，烤煙的產(chǎn)量降低，品質(zhì)下降,經(jīng)濟效益差[2,3]。據(jù)報道，我國多個煙區(qū)的植煙耕地土壤均出現(xiàn)了磷素盈余問題，部分煙區(qū)土壤有效磷含量甚至達(dá)到環(huán)境風(fēng)險級別[4-6]。據(jù)調(diào)查，目前各主要煙區(qū)的磷肥用量仍然保持在較高的水平，一般P2O5投入量在5～10 kg·(667 m2)-1。高磷素背景下的高磷肥投入水平是否會對煙葉質(zhì)量產(chǎn)生不良影響鮮見報道。因此，在會理太平基地選擇能代表當(dāng)?shù)胤柿λ降奶飰K安排試驗，以當(dāng)?shù)赝扑]磷肥用量為基準(zhǔn)，開展減施磷肥增效試驗，研究減施磷肥對煙株生長其對煙葉含梗率和其他品質(zhì)的影響。

1 材料與方法

1.1 試驗地點和品種

試驗在涼山州會理縣開展，試驗地土壤主要肥力指標(biāo)如下：pH值5.98，有機質(zhì)2.76%，全氮1.7 g·kg-1，堿解氮126.41 mg·kg-1，有效磷27.91 mg·kg-1，速效鉀215.17 mg·kg-1；品種為云煙87；肥料為煙草專用基肥、硝酸鉀、鈣鎂磷肥、硫酸鉀和磷酸二氫鉀。

1.2 試驗設(shè)計

采用單因素隨機區(qū)組設(shè)計，分別設(shè)以下處理：

1)習(xí)慣磷肥施用方法和用量(ck)，7 kg·(667 m2)-1；

2)優(yōu)化方案1(P 1)：75%推薦磷肥用量(50%常規(guī)磷肥+25%速溶性磷肥兌水澆灌)；

3)優(yōu)化方案2(P 2)：50%推薦磷肥用量(25%常規(guī)磷肥+25%速溶性磷肥兌水澆灌)；

4)優(yōu)化方案3(P 3)：25%推薦磷肥用量(啟動性磷肥，采用速溶性磷肥，于緩苗后兌水澆灌)。

每個小區(qū)種煙50株，設(shè)3次重復(fù)。試驗用苗均為漂浮育苗，于4月29日統(tǒng)一移栽，株行距為50 cm×120 cm，其他田間管理措施參照涼山州優(yōu)質(zhì)煙生產(chǎn)技術(shù)手冊。

1.3 樣品采集與測試分析

1.3.1生育期記錄

移栽期、團(tuán)棵期、現(xiàn)蕾期、腳葉采烤期、頂葉采烤期。

1.3.2農(nóng)藝性狀調(diào)查

每處理選取代表性煙株10株，分別調(diào)查團(tuán)棵期、現(xiàn)蕾期和圓頂期株高、葉數(shù)、最大葉長、最大葉寬。

1.3.3烤后煙葉經(jīng)濟性狀

成熟采烤后，按國家煙葉分級標(biāo)準(zhǔn)分級，以小區(qū)為單位，計算煙葉產(chǎn)量、產(chǎn)值、中上等煙比例、均價。

1.3.4品質(zhì)指標(biāo)測定

每個小區(qū)取上部葉3～5葉位、中部葉8～12葉位、下部葉16～18葉位烤后煙葉各2 kg作測試樣品。分別進(jìn)行外觀質(zhì)量評價、物理特性測定、化學(xué)成分檢測和感官評吸，均參考李強[8]的方法。外觀質(zhì)量評價：顏色、成熟度、葉片結(jié)構(gòu)、身份、油分、色度；物理特性測量：葉長、葉寬、單葉重、平衡含水率、含梗率、葉質(zhì)重；化學(xué)成分檢測：總糖、還原糖、淀粉、總氮、煙堿、鉀、氯。感官評吸：香氣質(zhì)、香氣量、雜氣、刺激性、余味、燃燒性、灰色。

1.4 數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)整理在Excel軟件中完成，方差分析和多重比較在SPSS 22.0統(tǒng)計軟件中完成[7]。參照李強[8]的方法對煙葉外觀質(zhì)量和化學(xué)成分進(jìn)行綜合評價，計算煙葉外觀質(zhì)量綜合得分和化學(xué)成分協(xié)調(diào)性綜合得分。

2 結(jié)果分析

2.1 減施磷肥對烤煙生育進(jìn)程和農(nóng)藝性狀的影響

由表1可知，當(dāng)?shù)亓?xí)慣磷肥用量下，煙株進(jìn)入各生育期時間均較各減施磷肥處理略有提前，大田生育期較處理提前3 d，處理間生育進(jìn)程無顯著差異。

表1 磷肥用量對烤煙生育進(jìn)程的影響

由表2可以可見，減施磷肥配合施用速效磷肥對于煙株生長有一定促進(jìn)作用。在移栽后60 d，所有處理均對莖圍有一定促進(jìn)作用但差異不顯著，P 1、P 2促進(jìn)了有效葉數(shù)的增加，P 1促進(jìn)了葉長的增加。移栽后80 d，P 1處理顯著促進(jìn)了煙株株高和葉長的增加，所有處理均顯著促進(jìn)了莖圍的增粗。總體上，各減施磷肥處理對于煙株生長無不良影響，其中P 1和P 2對煙株農(nóng)藝性狀有較好的改善作用。因此，減施磷肥結(jié)合施用速效磷肥部分替代常規(guī)磷肥技術(shù)，可在一定程度上達(dá)到減肥增效的目的。

表2 磷肥用量對烤煙農(nóng)藝性狀的影響

2.2 減施磷肥對烤煙外觀質(zhì)量的影響

各減施磷肥增效處理對烤煙的外觀質(zhì)量影響表現(xiàn)不一。就上部葉而言，P 1對煙葉外觀質(zhì)量表現(xiàn)出明顯的改善效果，主要表現(xiàn)為改善了上部葉的顏色、結(jié)構(gòu)和色度，其他2個處理對外觀質(zhì)量綜合得分影響不顯著；就中部葉而言，和對照相比，P 1和P 2處理對煙葉外觀質(zhì)量影響不顯著，而P 3處理對煙葉外觀質(zhì)量產(chǎn)生不良影響，主要表現(xiàn)為P 3處理煙葉顏色、油分和色度得分均下降。就下部葉而言，和對照相比，P 1對煙葉外觀質(zhì)量表現(xiàn)出明顯的改善作用，主要表現(xiàn)為改善了煙葉的成熟度、結(jié)構(gòu)、油分和色度；而P 2和P 3處理對煙葉外觀質(zhì)量產(chǎn)生不良影響，但與對照相比差異不顯著。

表3 減施磷肥對烤煙外觀質(zhì)量的影響 單位：分

總體上，P 1對上部煙葉和下部煙葉的外觀質(zhì)量改善效果較明顯，對中部煙葉外觀質(zhì)量無明顯改善作用；P 2處理對各部位煙葉外觀質(zhì)量影響不顯著；P 3處理對各部位煙葉外觀質(zhì)量均有不良影響，其中對中部外觀質(zhì)量的影響達(dá)到顯著水平。

2.3 減施磷肥增效技術(shù)對烤煙物理指標(biāo)的影響

減施磷肥處理對煙葉物理指標(biāo)有一定影響，對不同部位煙葉的影響存在一定差異(表4)。就上部葉而言，P 1處理顯著提高了葉片厚度，P 3處理降低了單葉重和平衡含水率；與對照相比，所有處理均降低了煙葉含梗率，但處理間差異未達(dá)顯著水平；各處理對煙葉葉長、葉寬和葉質(zhì)重的影響不顯著。就中部葉而言，P 1和P 2提高了葉片厚度，P 3單葉重顯著低于對照和其他處理，各處理含梗率均顯著低于對照，處理P 2和P 3含水率顯著高于對照；各處理對煙葉葉長、葉寬和葉質(zhì)重的影響不顯著。就下部葉而言，各處理均提高了葉片寬度，P 1和P 2提高了葉片厚度但與對照差異不顯著，各處理均降低了煙葉含梗率，P 1和P 2顯著提高了煙葉葉質(zhì)重；各處理對葉長、單葉重和含水率影響不顯著。總體上，3個處理均不同程度地降低了各部位煙葉的含梗率，其中P 1和P 2對葉片厚度和單葉重有一定促進(jìn)作用。

表4 減施磷肥對烤煙物理指標(biāo)的影響

2.4 減施磷肥增效技術(shù)對烤煙化學(xué)成分的影響

施用不同磷肥處理均對煙葉化學(xué)成分及其協(xié)調(diào)性有一定影響。就中部葉而言，減施磷肥均提高了煙葉總糖和還原糖含量，但與對照相比差異未達(dá)顯著水平；減施磷肥均提高了煙葉的總氮和煙堿含量，其中P 2和P 3處理煙總氮含量顯著高于對照，而P 1總氮含量與對照相比差異不顯著，3個處理的煙堿含量均顯著高于對照，且P 2和P 3處理煙堿含量顯著高于P 1；3個處理均顯著提高了煙葉的鉀含量，其中P 2和P 3處理鉀含量顯著高于P 1；煙葉氯含量和氮堿比在處理及對照之間差異不顯著；煙葉鉀氯比均在適宜范圍內(nèi)，其中以P 2和對照最高，顯著高于P 1。煙葉糖堿比以對照最高，顯著高于各處理。上部葉趨勢和中部葉趨勢大體上一致。從化學(xué)成分綜合評價的結(jié)果來看，3個處理均略微提高了煙葉化學(xué)成分的綜合得分，但均未達(dá)到顯著水平。

表5 減施磷肥對烤煙化學(xué)成分的影響

2.5 減施磷肥增效技術(shù)對烤煙感官質(zhì)量的影響

由表6可見，3個處理對烤煙上部煙葉和中部煙葉感官質(zhì)量有一定的提升作用，主要表現(xiàn)在改善了香氣質(zhì)、香氣量和雜氣得分；其中P 1和P 2對上部煙葉的感官質(zhì)量更為明顯，3個處理對中部煙葉感官質(zhì)量提升作用基本相當(dāng)。

表6 減施磷肥對烤煙感官質(zhì)量的影響

2.6 減施磷肥增效技術(shù)對烤煙經(jīng)濟性狀的影響

3個磷肥處理對烤煙的經(jīng)濟性狀有一定的影響(表7)。從產(chǎn)量來看，處理P 1略高于對照，P 2略低于對照，P 3顯著低于對照；從產(chǎn)值來看，以P 1產(chǎn)量最高，顯著高于對照和其他處理，P 2和P 3顯著低于對照，其中以P 2和P 3最高。從均價和上等煙比例來看，以對照和P 1最高，顯著高于P 3，但和P 2相比差異不顯著。從中上等煙比例來看，以P 1和對照上等煙比例較高，顯著高于P 2和P 3。表明降低磷肥用量25%對煙葉經(jīng)濟性狀無不良影響，但用量下降過大則會影響烤煙經(jīng)濟性狀。

表7 不同處理對烤煙經(jīng)濟性狀的影響

3 結(jié) 論

研究結(jié)果表明，減施磷肥施用對烤煙生育期無顯著影響；P 1處理不同程度地改善了2個時期烤煙的農(nóng)藝性狀；P 2處理和P 3處理總體上對烤煙農(nóng)藝影響不顯著(無明顯不良影響)。

減磷增效處理對煙葉品質(zhì)指標(biāo)有一定的影響。就外觀質(zhì)量而言，P 1處理對上部煙葉和下部煙葉的外觀質(zhì)量改善較為顯著，表現(xiàn)為主要表現(xiàn)為改善了上部葉的顏色、結(jié)構(gòu)和色度，改善了下部煙葉的成熟度、結(jié)構(gòu)、油分和色度等指標(biāo)；P 2處理對各部位煙葉外觀質(zhì)量影響不顯著；P 3處理對各部位煙葉外觀質(zhì)量均有不良影響，其中對中部外觀質(zhì)量的影響達(dá)到顯著水平。

就物理指標(biāo)而言，所有處理均降低了各部位煙葉的含梗率，其中上部煙葉含梗率分別降低了2.77、3.14和3.57個百分點，中部葉含梗率分別降低了2.90、3.40和3.36個百分點，下部葉含梗率分別降低了2.50、3.06和3.07個百分點。此外P 1、P 2處理不同程度地增加了各部位煙葉的葉厚和葉質(zhì)重。各處理對其他物理指標(biāo)的影響無明顯的規(guī)律性。從化學(xué)成分綜合評價的結(jié)果來看，3個處理均略微提高了煙葉化學(xué)成分的綜合得分，但均未達(dá)到顯著水平。

3個減施磷肥增效處理，處理對烤煙的經(jīng)濟性狀有一定的影響。其中P 2處理和P 3處理不利于煙葉的經(jīng)濟性狀，主要表現(xiàn)為P 2處理降低了煙葉的產(chǎn)值和中上等煙比例，P 3處理降低了煙葉所有的經(jīng)濟性狀指標(biāo)。

本研究的結(jié)果雖僅基于一年和一個磷素背景田塊上的試驗數(shù)據(jù)，但得到的試驗結(jié)果表明在土壤磷素背景很高(20～30 mg·kg-1)的條件下，減少25%的磷肥用量對煙葉產(chǎn)質(zhì)量無明顯不良影響，顯著降低了煙葉含梗率，減少50%和75%的磷肥用量則會對煙葉產(chǎn)質(zhì)量產(chǎn)生不良影響。但據(jù)前期研究顯示，有效磷含量超過30 mg·kg-1的土壤在多個煙區(qū)均普遍存在，在有效磷含量超過30 mg·kg-1的土壤上，磷素用量有無進(jìn)一步下調(diào)的空間尚有待進(jìn)一步研究。