蛟河曬紅煙移栽期和覆蓋方式對煙株干物質(zhì)積累和煙葉經(jīng)濟性狀的影響

陳成立 王 靜 付全善 侯振武 蔣偉峰李立平 郭書洋 饒超奇,4 符云鵬

（1河南農(nóng)業(yè)大學煙草學院，450002，河南鄭州；2吉林省蛟河市煙葉有限公司，132500，吉林蛟河；3吉林省蛟河市氣象局，132500，吉林蛟河；4江西中煙工業(yè)有限責任公司，330000，江西南昌）

生態(tài)條件是影響作物生長發(fā)育、產(chǎn)量和質(zhì)量的主要因子[1]。煙草是一種對環(huán)境極為敏感的經(jīng)濟作物，生態(tài)條件對煙葉產(chǎn)量和品質(zhì)的影響較大[2]。選擇適宜的移栽期[3]是在煙草生產(chǎn)過程中與生態(tài)條件緊密結合的栽培技術，也是烤煙獲得最佳產(chǎn)量和質(zhì)量的必要條件[4]。隨著煙草生產(chǎn)技術的發(fā)展，地膜覆蓋栽培技術在減少不利氣候條件對煙草生產(chǎn)的影響和保證煙草干物質(zhì)的積累方面發(fā)揮了積極有效的作用[5]。而煙草干物質(zhì)積累是煙草產(chǎn)量形成的基礎，改進栽培技術來滿足煙草在生產(chǎn)期間干物質(zhì)積累的需要，才能獲得優(yōu)質(zhì)豐產(chǎn)的煙葉[6]。

長期以來，有關曬紅煙栽培措施的研究大多側(cè)重對施肥量、種植密度和打頂方式單因子或雙因子對曬紅煙產(chǎn)量和質(zhì)量的影響[7-9]，而關于移栽期和覆蓋方式二者互作效應對曬紅煙生長特性及經(jīng)濟性狀的調(diào)控作用尚未見報道。吉林蛟河煙區(qū)煙草生育期內(nèi)生育期天數(shù)短，低溫和強降雨天氣發(fā)生較為頻繁，導致大田曬紅煙煙株前期生長緩慢、不能適時采收等，已嚴重制約區(qū)域曬紅煙生產(chǎn)。在眾多農(nóng)藝措施中，合適的移栽期和覆蓋方式是確保曬紅煙適時采收、提高干物質(zhì)積累特征和經(jīng)濟效益的關鍵。鑒于此，本試驗研究不同移栽期和覆蓋方式二者的互作效應，探討適合蛟河煙區(qū)的栽培技術模式，為進一步提高曬紅煙的產(chǎn)量和質(zhì)量提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗于2019年在吉林省蛟河市煙葉公司試驗場進行。蛟河市屬于亞溫帶大陸性季風氣候，年平均氣溫3.4℃，降水量708.8mm，無霜期120～130d。供試土壤為暗棕壤土，前茬作物為曬紅煙，試驗田土壤堿解氮175.17mg/kg，速效磷37.54mg/kg，速效鉀123.2mg/kg，有機質(zhì)26.73g/kg，pH 6.87。供試品種為當?shù)仄贩N漂河1號。

1.2 試驗設計

試驗采用二因素裂區(qū)設計，移栽期（A）為主區(qū)，設5月24日（A1）、5月29日（A2）和6月3日（A3）3個處理；覆蓋方式（B）為副區(qū)，設不覆蓋（B1）和地膜覆蓋（B2）2個處理。共6個處理組合，3次重復，小區(qū)面積72m2。各處理行距1.2m，株距0.6m，施氮量97.5kg/hm2，氮磷鉀配比為1∶1∶3。其中氮、鉀肥料的70%于起壟后移栽前穴施，剩余的30%于揭膜培土時環(huán)施，磷肥全部做基肥施入。移栽后30d揭膜培土，其他栽培管理和調(diào)制方式嚴格按照蛟河市優(yōu)質(zhì)曬煙生產(chǎn)技術規(guī)范進行。

1.3 測定指標

1.3.1 有效積溫 利用DZZ4-AOSA3農(nóng)業(yè)小氣候自動觀測站（江蘇省無線電科學研究所有限公司生產(chǎn)）采集氣象數(shù)據(jù)?！?0℃有效積溫的計算方法為T=N(t-C)，式中T為總積溫，N為天數(shù)，t為日平均溫度，C為基點溫度。

1.3.2 煙草生育期 參考YC/T 142—2010《煙草農(nóng)藝性狀調(diào)查測量方法》[10]進行。

1.3.3 煙葉經(jīng)濟性狀 按照吉林省地方標準DB22/T 925-1999[11]對各處理調(diào)制后的曬紅煙煙葉進行分級，統(tǒng)計上等煙的比例，并根據(jù)當年曬紅煙收購價格計算均價及產(chǎn)值。

1.3.4 干物質(zhì)積累量 于移栽后20～80d，每隔10d取樣1次，采收前取樣1次，每次各處理選取具有代表性的煙株3株，將泥土清洗干凈，將根、莖、葉分開，在105℃殺青15min，于60℃烘干至質(zhì)量恒定。

1.3.5 Logistic生長模型 參考文獻[12-13]的擬合方法，采用Logistic模型對曬紅煙干物質(zhì)積累過程進行擬合。以移栽后積溫（T）為自變量，實測干重（Y）為因變量，得Y=a/(1+be-ct)。在Logistic模型中，a、b、c為擬合方程參數(shù)。將Logistic模型求導，得到干物質(zhì)平均積累速率V=abce-ct/(1+be-ct)2，干物質(zhì)積累速率達到最大值的積溫Tmax=lnb/c，最大干物質(zhì)積累速率Rmax=ac/4，快增期開始積溫為RT1，快增期結束積溫為RT2，計算公式如下：

1.4 數(shù)據(jù)處理分析

利用SPSS 21.0、Origin 2017和Excel 2016分別進行Logistic模型擬合、數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析和作圖。

2 結果與分析

2.1 不同移栽期和覆蓋方式對曬紅煙大田生育期的影響

從表1可以看出，同一移栽期，地膜覆蓋較不覆蓋處理顯著縮短了曬紅煙伸根期天數(shù)及整個大田生育期天數(shù)。不覆蓋條件下，隨移栽期推遲，曬紅煙伸根期時間縮短，尤其是A3B1處理顯著低于A1B1和A2B1處理；旺長期天數(shù)則隨移栽期推遲而增加，其中A3B1顯著長于其他兩個移栽期處理；成熟期及整個大田生育期天數(shù)則表現(xiàn)為A2B1＞A1B1=A3B1，處理間差異不顯著。地膜覆蓋條件下，隨移栽期推遲，曬紅煙伸根期和成熟期天數(shù)逐漸降低，旺長期天數(shù)增加，其中A1B2處理伸根期天數(shù)顯著長于A3B2，其他處理間差異不顯著；整個大田生育期天數(shù)隨移栽期推遲呈下降趨勢，A1B2處理顯著長于A3B2處理。可見，提前移栽期，不同覆蓋方式可延長曬紅煙伸根天數(shù)，提前移栽期，采用地膜覆蓋可延長曬紅煙成熟期天數(shù)。

表1 不同處理曬紅煙大田生育期比較Table 1 Comparison of dark sun-cured tobacco field growth period with different treatments d

2.2 不同移栽期和覆蓋方式對曬紅煙生育期內(nèi)有效積溫的影響

從表2可以看出，同一移栽期，伸根期有效積溫表現(xiàn)為B1＞B2；旺長期有效積溫A1和A3移栽期為B1＞B2，A2移栽期為B2＞B1；成熟期有效積溫表現(xiàn)為B2＞B1。同一移栽期大田生育期有效積溫均表現(xiàn)為B1＞B2，這主要是不覆蓋地膜，煙株生長較慢，導致整個大田生育期延長。不同覆蓋條件下，隨移栽期推遲，伸根期有效積溫逐漸降低，旺長期有效積溫逐漸升高。不覆蓋條件下，隨移栽期推遲，成熟期和大田生育期有效積溫均先升高后降低；地膜覆蓋條件下，隨移栽期推遲，成熟期和大田生育期有效積溫均逐漸降低?？梢姡m當早栽并采用地膜覆蓋，可保證曬紅煙在成熟期處于較高的熱量條件下，有利于曬紅煙的成熟及煙葉品質(zhì)的提高。

表2 不同處理曬紅煙有效積溫比較Table 2 Comparison of effective accumulated temperature of dark sun-cured tobacco with different treatments ℃

2.3 不同移栽期和覆蓋方式對曬紅煙干物質(zhì)積累動態(tài)的影響

由圖1可以看出，各處理曬紅煙大田生育期內(nèi)干物質(zhì)積累量均呈“S”型變化。同一移栽期，干物質(zhì)積累量均表現(xiàn)為B2＞B1，B2覆蓋方式在有效積溫為953.4～996.3℃時，干物質(zhì)積累量達到最大，為6443.39～7429.16kg/hm2，較B1增加4.50%～9.07%，差異極顯著。不覆蓋地膜條件下，隨移栽期推遲，A3B1處理在采收前有效積溫為1006.1℃時，干物質(zhì)積累量達到最大，為6811.47kg/hm2，較A1B1和A2B1分別增加10.47%和8.29%，不同移栽期處理間差異達極顯著水平。地膜覆蓋條件下，隨移栽期推遲，A3B2處理在有效積溫為953.4℃時，干物質(zhì)積累量達到最大，為7429.16kg/hm2，較A1B2和A2B2分別增加15.30%和9.98%，不同移栽期處理間差異達到極顯著水平?？梢娨圃云诤透采w方式互作對曬紅煙采收前干物質(zhì)積累量具有極顯著影響。

圖1 不同處理曬紅煙干物質(zhì)積累量隨移栽后有效積溫的變化Fig.1 Change of dry matter accumulation of dark sun-cured tobacco with effective accumulated temperature after transplanting under different treatment conditions

2.4 不同移栽期和覆蓋方式對曬紅煙干物質(zhì)積累動態(tài)模型的影響

將各處理干物質(zhì)積累和有效積溫進行擬合分析，建立Logistic模型。由表3可知，獲得的回歸方程經(jīng)F檢驗均達極顯著水平，決定系數(shù)R2均在0.9900以上，說明Logistic模型的擬合度較好，可以通過該模型對曬紅煙干物質(zhì)積累動態(tài)變化作出科學合理的解釋，及時掌握干物質(zhì)積累動態(tài)。

表3 不同處理曬紅煙干物質(zhì)積累模型系數(shù)Table 3 Model coefficients of dry matter accumulation of dark sun-cured tobacco with different treatments

2.5 不同處理曬紅煙干物質(zhì)積累模型及衍生參數(shù)分析

由圖2可以看出，不同處理曬紅煙干物質(zhì)積累速率隨著移栽后有效積溫的增加呈單峰曲線變化。同一移栽期，各處理干物質(zhì)積累速率在漸增期和快增期表現(xiàn)為B2＞B1，進入緩增期后表現(xiàn)為B1＞B2，且隨移栽期的提前表現(xiàn)越明顯；地膜覆蓋較不覆蓋處理干物質(zhì)平均積累速率增加了0.6 2～0.64kg/(hm2·℃)，干物質(zhì)積累速率峰值增加21.03%，峰值出現(xiàn)積溫提前38.65～120.27℃。不覆蓋條件下，隨移栽期推遲，干物質(zhì)積累速率峰值表現(xiàn)為A3＞A2＞A1，A3B1 處理最大為 15.48kg/(hm2·℃)，較A1B1和A2B1分別增加21.03%和8.25%，速率峰值出現(xiàn)積溫為490.29℃，較A1B1提前61.85℃，較A2B1推遲10.09℃；緩增期干物質(zhì)積累速率表現(xiàn)為A1＞A2＞A3。地膜覆蓋條件下，隨移栽期推遲，干物質(zhì)速率峰值表現(xiàn)為A1＞A3＞A2，A1B2處理最大為18.41kg/(hm2·℃)，分別較A2B2和A3B2提高6.72%和4.72%，速率峰值出現(xiàn)積溫為431.87℃，較A2B2推遲8.32℃，較A3B2提前19.77℃，緩增期干物質(zhì)積累速率表現(xiàn)為A3＞A2＞A1。不同覆蓋條件下，曬 紅煙干物質(zhì)平均積累速率均表現(xiàn)為A3＞A2＞A1。

圖2 不同處理曬紅煙干物質(zhì)積累速率比較Fig.2 Comparison of the accumulation rate of dry matter of dark sun-cured tobacco with different treatments

由表4可知，同一移栽期，地膜覆蓋處理較不覆蓋快增期開始積溫和結束積溫明顯提前，持續(xù)積溫降低，干物質(zhì)積累量增加。地膜覆蓋處理較不覆蓋處理快增期開始積溫、結束積溫和持續(xù)積溫分別提前 36.62℃～100.20℃、43.52℃～168.39℃和 6.90℃～68.19℃，干物質(zhì)積累量增加了36.01～276.96kg/hm2。不覆蓋條件下，隨移栽期的推遲，快增期開始積溫和結束積溫先降低后升高，持續(xù)積溫呈減少趨勢，其中A1B1處理快增期開始積溫和結束積溫分別較A2B1和A3B1推遲54.00℃～64.39℃和80.70℃～90.09℃，A1B1處理快增期持續(xù)積溫較A2B1、A3B1增加25.70℃和26.70℃；快增期干物質(zhì)積累量表現(xiàn)為先降低后升高，A3B1處理較A1B1和A2B1增加179.22和196.69kg/hm2。地膜覆蓋條件下，隨移栽期的推遲，快增期開始積溫表現(xiàn)為先降低后升高，結束積溫和持續(xù)積溫均呈增加趨勢，A3B2處理快增期開始積溫和結束積溫較A1B2和A2B2推遲9.58℃～23.27℃和39.64℃～44.17℃，快增期持續(xù)積溫分別增加16.37℃和34.59℃，快增期干物質(zhì)積累量逐漸升高，A3B2處理分別較A1B2和A2B2增加了303.22和420.17kg/hm2。

表4 不同處理曬紅煙干物質(zhì)積累參數(shù)特征值Table 4 Characteristics of derivative parameters of dry matter accumulation of dark sun-cured tobacco with different treatments

表4表明，移栽期對快增期結束積溫有顯著影響，移栽期對曬紅煙干物質(zhì)平均積累速率、峰值出現(xiàn)積溫、快增期開始積溫和干物質(zhì)積累量具有極顯著影響；覆蓋方式對曬紅煙干物質(zhì)積累參數(shù)特征值均具有極顯著影響，移栽期和覆蓋方式互作對干物質(zhì)速率峰值、峰值出現(xiàn)積溫、快增期開始積溫、結束積溫和持續(xù)積溫具有極顯著影響。

2.6 不同移栽期和覆蓋方式對曬紅煙經(jīng)濟性狀的影響

由表5可知，同一移栽期，地膜覆蓋處理曬紅煙的產(chǎn)量、產(chǎn)值和上等煙比例顯著高于不覆蓋處理；地膜覆蓋煙葉的均價高于不覆蓋處理，但差異不顯著。不覆蓋條件下，隨移栽期推遲，煙葉產(chǎn)量增加，上等煙比例下降，其中A1B1處理煙葉產(chǎn)量、產(chǎn)值顯著低于A2B1和A3B1，A1B1和A2B1處理上等煙比例顯著高于A3B1。地膜覆蓋條件下，隨移栽期推遲，曬紅煙產(chǎn)量雖然提高，但均價下降，上等煙比例顯著降低，煙葉產(chǎn)值則表現(xiàn)為A2B2＞A3B2＞A1B2。由此可知，移栽期僅對曬紅煙上等煙葉比例具有顯著影響，覆蓋方式對曬紅煙產(chǎn)量、上等煙比例和產(chǎn)值具有顯著或極顯著的影響。因此，采用地膜覆蓋并適當提前移栽可顯著提高曬紅煙上等煙比例，改善煙葉品質(zhì)，提高經(jīng)濟效益。

表5 不同處理曬紅煙經(jīng)濟性狀的比較Table 5 Comparison of economic characteristics of dark sun-cured tobacco with different treatments

2.7 不同處理干物質(zhì)積累衍生參數(shù)與經(jīng)濟性狀的相關性分析

從表6可以看出，產(chǎn)量與干物質(zhì)平均積累速率呈極顯著性正相關，與干物質(zhì)積累速率峰值和快增期干物質(zhì)積累量呈顯著性正相關，與干物質(zhì)積累速率峰值出現(xiàn)積溫呈極顯著負相關。產(chǎn)值與干物質(zhì)平均積累速率和干物質(zhì)積累速率峰值呈極顯著性正相關，與快增期干物質(zhì)積累量呈顯著性正相關，與干物質(zhì)積累速率峰值出現(xiàn)積溫呈極顯著負相關，與快增期干物質(zhì)持續(xù)積溫呈顯著負相關。上等煙比例與干物質(zhì)積累速率峰值出現(xiàn)積溫和快增期干物質(zhì)持續(xù)積溫呈顯著負相關。而均價與干物質(zhì)積累衍生參數(shù)相關性不顯著。

表6 干物質(zhì)積累衍生參數(shù)與經(jīng)濟性狀的相關性Table 6 Correlation between dry matter accumulation derived parameters and economic characteristics

3 討論

選擇適宜的移栽期和合理的覆蓋方式可以提高土壤溫度及土壤含水率，保證煙株正常生長，抵御后期的不利天氣[14-15]，對煙草不同生育階段的天數(shù)和有效積溫具有顯著的調(diào)節(jié)作用。本試驗表明，提前移栽期，在不同覆蓋方式下可延長曬紅煙伸根期天數(shù)；提前移栽期，采用地膜覆蓋可延長曬紅煙成熟期天數(shù)，提高曬紅煙成熟期有效積溫，這與吳疆等[16]和陳軍[17]的研究結果一致。地膜覆蓋較不覆蓋的煙葉成熟充分，成熟度提高，上等煙比例顯著提高[18]，與本文研究所得同一移栽期經(jīng)濟性狀表現(xiàn)為地膜覆蓋高于不覆蓋的結論一致。移栽期提前，煙草的大田生育期延長，產(chǎn)量雖有下降，但產(chǎn)值、均價和中上等煙比例均有所提高[19]；移栽期推遲，煙株生長迅速，但煙葉成熟期時間短，內(nèi)含物質(zhì)積累和轉(zhuǎn)化不夠充分，導致上等煙比例和均價偏低，經(jīng)濟效益低[20]。本研究結果表明，隨著移栽期的推遲，各處理產(chǎn)量逐漸上升，產(chǎn)值和上等煙比例先上升后下降，地膜覆蓋處理的均價逐漸下降，不覆蓋處理的均價先上升后下降，表明提前移栽期和采用地膜覆蓋方式更有利于提高上等煙比例和均價。推遲移栽期煙葉產(chǎn)值的提高主要是由于煙葉產(chǎn)量的提高所導致的[21]。

探索作物群體干物質(zhì)積累過程的數(shù)學特性，分析作物群體干物質(zhì)積累規(guī)律，對提高煙葉產(chǎn)量和品質(zhì)具有重要意義[22]。本試驗通過研究干物質(zhì)積累量與有效積溫的關系，發(fā)現(xiàn)推遲移栽期和采用地膜覆蓋可顯著提高曬紅煙采收前干物質(zhì)積累量，且干物質(zhì)積累速率隨有效積溫的增加表現(xiàn)為先增大后減小的趨勢，呈單峰曲線變化，這與在玉米和小麥干物質(zhì)積累量與移栽后天數(shù)和有效積溫方面的研究結果一致[23-24]。作物干物質(zhì)積累速率可以很好地反映作物整個生育期的干物質(zhì)積累情況[25]。溫度是影響干物質(zhì)積累形成的關鍵氣象因子，煙草整個生育期與溫度的相關關系密切[26]。本試驗研究表明，提前移栽期，采用不覆蓋地膜的方式，會降低曬紅煙干物質(zhì)平均積累速率、干物質(zhì)積累速率峰值和快增期干物質(zhì)積累量，推遲干物質(zhì)積累速率峰值出現(xiàn)積溫，延長快增期持續(xù)積溫；而地膜覆蓋可提高干物質(zhì)平均積累速率、干物質(zhì)積累速率峰值和快增期干物質(zhì)積累量，提前干物質(zhì)積累速率峰值出現(xiàn)積溫，縮短快增期持續(xù)積溫。這可能是由于提前移栽期和地膜覆蓋使曬紅煙的快增期開始積溫與干物質(zhì)積累速率峰值開始的積溫均偏高，導致快增期持續(xù)積溫縮短，使煙葉成熟期有效積溫較高，從而為煙葉成熟提供了有利的熱量條件。本試驗解決了因生育期較長而導致煙葉成熟期氣溫偏低對品質(zhì)產(chǎn)生的不良影響，最終達到獲得較高上等煙比例和均價的效果，這與張兵兵等[27]、孫仕軍等[28]和高真真等[29]的研究結果一致。

一般認為，作物產(chǎn)量與干物質(zhì)積累特征參數(shù)具有密切關系[30-31]。錢春榮等[32]研究認為，增加快增期和緩增期的持續(xù)時間，縮短漸增期庫容建成時間可提高玉米產(chǎn)量。魏廷邦等[33]研究認為，玉米籽粒產(chǎn)量與干物質(zhì)積累最大增長速率呈極顯著正相關。本試驗表明，曬紅煙產(chǎn)量、產(chǎn)值與干物質(zhì)平均積累速率、干物質(zhì)積累速率峰值、干物質(zhì)積累速率峰值出現(xiàn)積溫和快增期干物質(zhì)積累量呈顯著或極顯著正相關。曬紅煙產(chǎn)量、產(chǎn)值和上等煙比例與干物質(zhì)積累速率峰值出現(xiàn)積溫和快增期干物質(zhì)持續(xù)積溫呈顯著或極顯著負相關。其中，曬紅煙產(chǎn)量和產(chǎn)值與干物質(zhì)平均積累速率和物質(zhì)積累速率峰值出現(xiàn)積溫相關性最密切，進一步表明干物質(zhì)平均積累速率和干物質(zhì)積累速率峰值出現(xiàn)積溫對曬紅煙經(jīng)濟性狀影響較大。由此可見，曬紅煙干物質(zhì)平均積累速率和干物質(zhì)積累速率峰值出現(xiàn)積溫對曬紅煙經(jīng)濟性狀形成具有重要貢獻，這與劉紅杰等[34]和李豐等[35]的研究結果一致。

4 結論

提前移栽期，不同覆蓋方式可延長曬紅煙伸根期天數(shù)；提前移栽期和采用地膜覆蓋可延長曬紅煙成熟期天數(shù)，提高曬紅煙成熟期有效積溫、干物質(zhì)積累量和快增期干物質(zhì)速率峰值，縮短快增期持續(xù)積溫，提前快增期開始積溫和結束積溫，有利于提高曬紅煙上等煙比例和均價；推遲移栽期有利提高曬紅煙產(chǎn)量。綜上，蛟河曬紅煙在5月24日-5月29日移栽并采用地膜覆蓋栽培較為適宜。