根層空間對(duì)烤煙品質(zhì)和均質(zhì)化的影響

于祥全 蔡憲杰 薛琳 曹亞凡 閆寧 張繼光 李世金 楊悅章 梁軍偉 薄國(guó)棟 申國(guó)明

摘要：為明確亞熱帶季風(fēng)性濕潤(rùn)氣候下不同根層空間對(duì)烤煙品質(zhì)和均質(zhì)化的影響，在皖南煙區(qū)設(shè)計(jì)不同壟高（25、35、45 cm）和壟寬（60、70、80 cm）雙因素試驗(yàn)，共9個(gè)處理，通過烤煙長(zhǎng)勢(shì)和理化指標(biāo)確定不同處理對(duì)煙葉品質(zhì)的作用，通過烤煙理化指標(biāo)變異系數(shù)確定煙葉均質(zhì)化水平。結(jié)果表明：Ⅲ處理（25 cm×80 cm）有助于團(tuán)棵期烤煙生長(zhǎng)，Ⅴ處理（35 cm×70 cm）、Ⅵ處理（35 cm×80 cm）對(duì)平頂期長(zhǎng)勢(shì)促進(jìn)作用較大;35 cm壟高對(duì)煙葉的品質(zhì)促進(jìn)作用明顯，其中Ⅳ處理（35 cm×60 cm）的煙葉產(chǎn)值最高，Ⅴ處理（35 cm×70 cm）的單株干物質(zhì)積累最大，Ⅵ處理（35 cm×80 cm）外觀評(píng)價(jià)和化學(xué)成分適宜性最好;且Ⅵ處理（35 cm×80 cm）的煙葉物理指標(biāo)和化學(xué)指標(biāo)的均質(zhì)化水平最高。

關(guān)鍵詞：根層空間;壟高;壟寬;烤煙品質(zhì);均質(zhì)化

中圖分類號(hào)：S572.04?? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

文章編號(hào)：1002-1302（2021）22-0071-05

收稿日期：2021-03-19

基金項(xiàng)目：上海煙草集團(tuán)有限責(zé)任公司科技項(xiàng)目（編號(hào)：20183100001-40875）。

作者簡(jiǎn)介：于祥全（1995—），男，山東菏澤人，碩士研究生，主要從事農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量與食物安全研究。E-mail：1146129263@qq.com。

通信作者：申國(guó)明，碩士，研究員，主要從事煙草綜合應(yīng)用研究。E-mail：shenguoming@caas.cn。

壟作是一種較為傳統(tǒng)的農(nóng)作方式，在眾多作物的生產(chǎn)中被廣泛應(yīng)用，包括蔬菜、水果、糧食、藥材等領(lǐng)域[1-4]，其中以根莖類作物方面的技術(shù)較為成熟，且種植方式逐漸向“壟式+覆膜”方向發(fā)展[5]。相關(guān)研究表明，不同的壟高、壟寬會(huì)使土壤的供肥能力產(chǎn)生一定的差別，適宜的壟高、壟寬可以調(diào)節(jié)土壤溫度、濕度，涵養(yǎng)土壤肥力[6]。

受壟作模式的影響，煙株的根層空間主要由壟體大小控制，同時(shí)壟作又可以對(duì)土壤的理化性狀進(jìn)行調(diào)整，如活化根層土壤養(yǎng)分，改善根際土壤結(jié)構(gòu)，調(diào)節(jié)土壤群落構(gòu)成，實(shí)現(xiàn)對(duì)煙葉產(chǎn)質(zhì)量的綜合調(diào)控[7-8]。在干旱地區(qū)，壟作可以增加表層土壤的疏松度，減少底層土壤毛管水的流失，提升抗寒能力[9-10];在雨水充沛地區(qū)，壟體可以提升作物根部水勢(shì)，降低澇害風(fēng)險(xiǎn)[11]。此外壟作還可以增加煙株行間的氣體流通，促進(jìn)煙株的光合作用，增強(qiáng)煙株的抗逆能力，從而減小病害的發(fā)生[12-14]。壟體獨(dú)特的弧面結(jié)構(gòu)能使土壤接觸陽(yáng)光的角度變大，更容易提升土壤溫度，促使煙株早生快發(fā)，并能提升烤煙的抗逆性[15-16]。

雖然壟作對(duì)于烤煙種植有較大的促進(jìn)作用，但不同地區(qū)的煙葉起壟標(biāo)準(zhǔn)不一。針對(duì)我國(guó)特有的亞熱帶海洋性濕潤(rùn)氣候，適宜煙草種植的壟體研究還未見報(bào)道，故以皖南煙區(qū)為代表，通過比較不同根層空間對(duì)烤煙品質(zhì)和均質(zhì)化水平的影響，確定最佳壟高、壟寬搭配，并為烤煙區(qū)域化栽培提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2019年在安徽省宣城市宣州區(qū)黃渡鄉(xiāng)（30°48′N，118°50′E）進(jìn)行。土壤平均有機(jī)質(zhì)含量為22.80 g/kg，總氮含量為1.38 g/kg，堿解氮含量為135.77 mg/kg，速效鉀含量為103.11 mg/kg。地塊平整，肥力均勻。壟高設(shè)置3個(gè)水平分別為25、35、45 cm，壟寬設(shè)置3個(gè)水平分別為60、70、80 cm，共9個(gè)處理，3次重復(fù)，共27個(gè)小區(qū)（表1）。每個(gè)小區(qū)面積50 m2，試驗(yàn)小區(qū)面積共1 350 m2，保護(hù)行面積150 m2，試驗(yàn)地面積1 500 m2，烤煙品種為云煙87。

1.2 樣品采集與測(cè)定

1.2.1 農(nóng)藝性狀測(cè)定 根據(jù)（YC/T 142—1998煙草農(nóng)藝性狀調(diào)查方法）測(cè)定烤煙大田農(nóng)藝性狀。

1.2.2 生物量測(cè)定

生物量采集在煙葉采烤期，各處理選擇代表該處理平均長(zhǎng)勢(shì)的煙株3株，3個(gè)部位取樣，分別取下部葉、中部葉、上部葉各4片，并在采烤結(jié)束后取根、莖于105 ℃殺青30 min，然后在 70 ℃ 下烘干稱質(zhì)量。

1.2.3 烤煙產(chǎn)量 按18 000株/hm2計(jì)算各處理煙葉的產(chǎn)量、均價(jià)、產(chǎn)值、上等煙比例、上中等煙比例。

1.2.4 烤煙化學(xué)指標(biāo) 選取C3F等級(jí)煙葉參照《煙草化學(xué)》[17]進(jìn)行檢測(cè)，鉀含量測(cè)定采用火焰光度法，總糖、還原糖、煙堿、總氮和氯含量測(cè)定采用連續(xù)流動(dòng)分析法。

1.2.5 烤煙物理指標(biāo) 選取C3F等級(jí)煙葉，分處理進(jìn)行葉長(zhǎng)、葉寬、單葉質(zhì)量、含梗率、拉力、填充值、平衡含水率的測(cè)定。

1.2.6 數(shù)據(jù)處理及分析 采用SPSS 24和Microsoft Excel 2016 對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理和分析，Graphpad prism 5進(jìn)行作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 根層空間對(duì)團(tuán)棵期烤煙農(nóng)藝性狀的影響

由圖1可知，相同壟寬條件下， 25 cm壟高處理對(duì)團(tuán)棵期煙株的長(zhǎng)勢(shì)最為有利，隨著壟高的增加，煙葉的長(zhǎng)勢(shì)呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，相同壟高下的最大葉長(zhǎng)、最大葉寬、葉數(shù)隨壟寬的增大整體呈現(xiàn)增大的趨勢(shì)，處理Ⅲ的株高、葉數(shù)、葉片長(zhǎng)勢(shì)均為最大，且煙株間的差異性最小。

2.2 根層空間對(duì)采烤期煙株生物量的影響

在煙葉到達(dá)采烤期（圖2），各處理對(duì)采烤期煙株總生物量的積累沒有顯著影響，處理Ⅴ的干物質(zhì)積累總量最大，處理Ⅳ的煙葉干物質(zhì)積累最大，處理Ⅲ的干物質(zhì)積累總量和煙葉干物質(zhì)積累均最小。

2.3 根層空間對(duì)烤煙經(jīng)濟(jì)性狀的影響

相同壟寬條件下，35 cm壟高處理高于其他壟高處理產(chǎn)量（表1），其中以處理Ⅴ產(chǎn)量最高，為 2 325.9 kg/hm2，但由于上等煙比例略低，造成產(chǎn)值略低于處理Ⅳ的最大產(chǎn)值63 295.1 元/hm2。

2.4 根層空間對(duì)中部煙葉化學(xué)指標(biāo)和均勻性的影響

由表2可知，煙葉化學(xué)成分的變化主要由壟高因素造成，35 cm壟高的煙葉淀粉、還原糖、總糖、糖堿比等含量較低，氮堿比和鉀氯比處于較為適宜范圍內(nèi)[18]，各處理對(duì)比，以處理 Ⅳ、Ⅴ化學(xué)指標(biāo)配比最佳。

累積變異系數(shù)在一定程度上反映了樣本整體的均勻性水平，由圖3可知，處理Ⅳ烤煙化學(xué)指標(biāo)的累積變異系數(shù)最大，處理Ⅵ的累積變異系數(shù)最小;在35 cm壟高處理下，隨著壟寬的增加，煙葉化學(xué)成分的累積變異系數(shù)呈下降趨勢(shì)。

2.5 根層空間對(duì)中部煙葉物理特性和均勻性的影響

由表3可以看出，各處理間的拉力指標(biāo)、填充值、平衡含水率沒有顯著性差異，整體拉力值處于1.00 N左右，填充值在3.00 cm3/g上下波動(dòng)，平衡含水率位于0.13%～0.14%之間。

由圖4可以看出，處理Ⅷ烤煙的物理指標(biāo)累積變異系數(shù)最大，處理Ⅵ的累積變異系數(shù)最小，不同處理間變異系數(shù)的差別主要由拉力、葉質(zhì)重和單葉質(zhì)量等因素引起。

3 討論與結(jié)論

3.1 對(duì)烤煙田間農(nóng)藝性狀的影響

受季風(fēng)性氣候的影響，烤煙長(zhǎng)勢(shì)前期降雨較少，降低壟體高度能顯著提高根際土壤的水分含量，促進(jìn)團(tuán)棵期煙株的生長(zhǎng)發(fā)育[19-20]。本研究認(rèn)為，25 cm 壟高可以促進(jìn)煙株團(tuán)棵期生長(zhǎng)，且長(zhǎng)勢(shì)隨壟高的增大呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，原因可能是25 cm壟高促進(jìn)了土壤養(yǎng)分的溶解，使土壤具有更好的供水供肥能力?？緹熯M(jìn)入平頂期的同時(shí)也伴隨著雨季的來(lái)臨。本研究認(rèn)為，平頂期以35 cm壟高處理的烤煙長(zhǎng)勢(shì)較好，而25 cm壟高烤煙長(zhǎng)勢(shì)最差，這與官宇等的研究[21]類似，原因可能是25 cm壟高不足以滿足烤煙排水的需求，造成根際土壤水分過飽和，影響了烤煙根系的呼吸能力，從而降低了土壤的根系活力;且根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)觀察，25 cm壟高下的烤煙不定根數(shù)量明顯增多。整體上表現(xiàn)為35 cm壟高能更好地調(diào)節(jié)烤煙對(duì)土壤水肥的吸收，促進(jìn)烤煙生物量的合成。

3.2 對(duì)烤煙產(chǎn)質(zhì)量和理化性狀的影響

適宜的根層空間可以提高根際土壤養(yǎng)分含量，調(diào)節(jié)土壤pH值，提高煙葉品質(zhì)[22-23]。通過對(duì)烤后煙葉產(chǎn)質(zhì)量的分析，煙葉產(chǎn)質(zhì)量的差異主要由壟高因素引起，35 cm壟高處理可以增加煙葉產(chǎn)量和產(chǎn)值，平均產(chǎn)值可以達(dá)到6萬(wàn)元/hm2以上。而25 cm壟高根際土壤空氣相對(duì)較少，容易引起烤煙抗逆機(jī)制的表達(dá)，造成烤煙早熟、產(chǎn)量下降[24];45 cm壟高土壤前期養(yǎng)分釋放較少，隨后期雨水的增大，土壤養(yǎng)分（尤其是氮）的釋放量劇增，引起煙株的貪青晚熟，降低了烤煙的品質(zhì)[25]。通過對(duì)中部煙葉化學(xué)成分的檢測(cè)，35 cm壟高處理的化學(xué)配比最合理，尤其是鉀元素較多，對(duì)提升煙葉口感和可燃性有重要意義[26]。

3.3 對(duì)烤煙均勻性的影響

烤煙理化性狀的均勻性在一定程度上會(huì)影響烤煙的工業(yè)適配性。相關(guān)研究表明，不同采烤方式、種植地區(qū)、施肥方式均會(huì)在不同程度上影響煙葉的均勻性[27-28]。本研究通過比較不同處理中部煙葉理化指標(biāo)的累積變異系數(shù)發(fā)現(xiàn)，在35 cm壟高處理前提下，壟寬越大，烤煙化學(xué)成分的均勻性就越好，處理Ⅵ最有利于調(diào)節(jié)烤煙的化學(xué)成分的均勻性，同時(shí)有利于提升烤煙物理指標(biāo)的均勻性。

根據(jù)烤煙的生長(zhǎng)需求和地區(qū)氣候條件，調(diào)控?zé)焿鸥叨群蛯挾?，可以為烤煙提供適宜的根層空間，促進(jìn)烤煙生長(zhǎng)和提高煙葉品質(zhì)。針對(duì)皖南煙區(qū)等典型的亞熱帶季風(fēng)性氣候地區(qū)，采用35 cm壟高搭配適宜的壟寬，可以有效增加烤煙產(chǎn)量和質(zhì)量，提高煙葉的均質(zhì)化水平。同時(shí)我國(guó)煙草種植南北跨度大，涵蓋多個(gè)氣候帶，針對(duì)不同氣候的壟作研究還有待進(jìn)一步發(fā)掘。

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