鎂肥施用量對楚雄烤煙產量及品質的影響

周芳芳，蔡憲杰，龍 偉，楊 策，馬愛國，楊文松，曹加園，張曉龍，閆 鼎

（1.云南五佳生物科技有限公司，云南 昆明 650106；2.上海煙草集團有限責任公司，上海 200083；3.云南省煙草公司楚雄州公司 675000；4.楚雄州煙草公司楚雄市公司，云南 楚雄 675000；5.華環(huán)國際煙草有限公司，安徽 滁州 233121）

鎂是植物生長的必需元素之一，是葉綠素的成分，能夠促進葉綠素的合成，增強煙葉光合作用，促進碳水化合物的合成與轉化[1-4]。缺鎂會影響煙草正常生長發(fā)育、生理代謝，造成煙草產量和品質降低。為了追求高產出、高利益，大多數煙農不斷增加氮、磷、鉀大量元素的施用[5]，但忽視了中微量元素的施用，加之我國南方紅壤地區(qū)受高溫、多雨及土壤酸性較強等因素影響，土壤中鎂容易淋溶損失，造成南方某些煙區(qū)植煙土壤缺鎂現象越來越嚴重，導致煙葉產量降低，品質變劣。一般認為，土壤交換性鎂臨界值為1 cmol/kg。研究認為，湘東北煙區(qū)土壤交換性鎂平均含量為0.81 cmol/kg、湖南瀏陽交換性鎂為0.5 cmol/kg，而重慶市植煙區(qū)鎂缺乏土壤占比為88.89%[6]。隨著烤煙技術的發(fā)展，越來越多的科研工作者認識到鎂肥的重要性，關于增施鎂肥的研究也逐漸增多[5，7]，但不同地區(qū)植煙土壤養(yǎng)分存在較大差異，因地制宜增施鎂肥才能平衡植煙土壤養(yǎng)分，指導生產實際，提高烤煙產質量。

本試驗針對楚雄煙區(qū)土壤養(yǎng)分特點，開展增施鎂肥技術研究，旨在為楚雄烤煙生產中增施鎂肥提供技術支撐。

1 材料和方法

1.1 試驗材料

供試烤煙品種為云煙87。

1.2 試驗地概況

試驗于2020年4—9月在楚雄市蒼嶺鎮(zhèn)大西村進行。試驗地位于北緯25°5′49″°，東經101°37′55″，海拔1 747.11 m?？緹熒冢?—9 月）平均降雨量為105.24 mm，平均氣溫（4—9 月）為20.86 ℃。土壤類型為紫色土，pH值為6.16，有機質27.62 g/kg，有效磷14.61 mg/kg，速效鉀136.94 mg/kg，堿解氮102.29 mg/kg，交換性鈣6.98 cmol/kg，交換性鎂0.78 cmol/kg。

1.3 試驗設計

移栽期施用煙草專用復合肥作為基肥，施用量為300 kg/hm2，基肥氮、磷、鉀養(yǎng)分比例為15%∶15%∶18%；團棵期和旺長期追施煙草專用復合肥450 kg/hm2，專用追肥氮、鉀養(yǎng)分比例為12.5%∶33.5%。在此施肥基礎上，試驗共設1個對照（CK）和3 個處理（T1～T3），其中，T1 為增施60 kg/hm2硫酸鎂；T2為增施90 kg/hm2硫酸鎂；T3為增施120 kg/hm2硫酸鎂，CK為不施硫酸鎂。鎂肥于團棵期隨追肥進行增施。采用隨機區(qū)組排列，小區(qū)面積為200 m2，每個處理設3 次重復，一個小區(qū)為一個重復，每個重復種植烤煙300株。于烘烤結束時，取各處理中部煙葉為試驗樣品。各處理和對照烤煙的田間管理參照楚雄烤煙綜合標準DB53T-272.1-37執(zhí)行。

1.4 指標測定與感官評價

1.4.1 煙葉外觀質量評價 煙葉外觀質量根據GB 2635—1992 對樣品的顏色、身份、色度、成熟度、油分和組織結構按10分制打分。

1.4.2 煙葉物理特性分析 煙葉物理特性指標包括煙葉抗張力、煙葉厚度、平衡含水率、葉面密度和含梗率，其中煙葉厚度、葉面密度、含梗率和抗張力等物理指標測定參照楊麗平等[8]的方法進行，平衡水分測定參照蔡健榮等[9]的方法進行。

1.4.3 煙葉常規(guī)化學成分的測定 試樣制備根據YC/T 31—1996 規(guī)定，采用烘箱法；煙葉總糖、總植物堿、還原糖、氯離子和總氮根據YC/T 159～162—2002 規(guī)定，采用連續(xù)流動法進行檢測；鉀離子含量根據YC/T 217—2007采用連續(xù)流動法測定。

1.4.4 感官評吸分析 將各處理煙葉切絲后卷制成長70 mm、圓周27.5 mm 的煙支，經過挑選、平衡水分后，由鄭州煙草研究院7 名評吸專家按照YC/T 138—1998 煙草及煙草制品感官評價方法為基礎，按單料煙“標度值”標準統(tǒng)一進行感官質量評吸鑒定，并采用“9 分制”標準打分，刺激性、濃度、余味、燃燒性、香氣質、香氣量、灰色、雜氣均為9 分，勁頭采用文字描述，不計分。

1.4.5 煙葉經濟性狀分析 依據GB2635—1992分級后，分別統(tǒng)計各處理不同等級煙葉的葉片數量，計算等級結構。

1.5 數據分析

采用Excel 2010、SPSS 17.0 對數據進行處理和分析，顯著性水平P＜0.05。煙葉外觀質量、物理特性、感官評吸質量以及綜合品質均參照《中國煙草種植區(qū)劃》選取對應的指標，采用賦值權重和指數和法進行評價[10]，計算綜合得分（IFI）。煙葉常規(guī)化學成分采用模糊數學隸屬函數的數據模型進行評價，煙葉常規(guī)化學成分的綜合指數（Ⅰ）劃分為5個等級，即高（Ⅰ≥75）、較高（65≤Ⅰ＜75）、中（55≤Ⅰ＜65）、較低（45≤Ⅰ＜55）和低（Ⅰ＜45）[11-12]。

2 結果與分析

2.1 不同鎂肥處理烤后煙葉物理特性分析

參照優(yōu)質煙葉物理特性要求[13]，4 個處理中部葉平衡含水率均高于12%，達優(yōu)質煙葉要求，4個處理煙葉厚度均高于優(yōu)質煙葉要求，但葉面密度低于優(yōu)質煙葉要求，以T1處理葉面密度最高，其次為T3處理；T1 和T3 處理含梗率分別較CK 降低了2.53%和5.54%。從綜合得分來看，T1＞T3＞CK＞T2，T1和T3 處理綜合得分分別較對照提升了6.26%和5.02%（表1）。綜上可見，T1 和T3 處理有助于改善烤后煙葉物理特性，提高葉面密度，降低含梗率，改善煙葉平衡含水率。

表1 不同處理烤煙物理特性比較Tab.1 Physical characters of tobacco of different treatments

2.2 不同鎂肥處理烤后煙葉外觀品質分析

鎂會影響酚類物質含量，進而影響烤煙色度，且鎂會嚴重影響烤煙的身份和成熟度等指標[14-15]。由表2可知，T1、T2、T3處理綜合得分均高于CK，且分別較CK 提高了5.11%、3.30%和4.05%，并以T1提升效果更佳。具體表現為T1 處理顏色橘黃，成熟度較好，結構疏松，油分較足，CK 顏色檸檬偏橘黃，成熟度稍欠，結構尚疏松，油分稍有。綜上可見，增施鎂肥有助于提升煙葉外觀品質。

表2 增施鎂肥對烤后煙葉外觀品質的影響Tab.2 The effect of increasing magnesium fertilizer on tobacco appearance quality

2.3 不同鎂肥處理烤后煙葉化學成分分析

由表3可知，增施鎂肥能夠提升烤煙鉀離子含量，降低氯離子含量，提升鉀氯比，提高煙堿含量；T1 處理鉀離子、鉀氯比高于CK 及其他處理，糖堿比在優(yōu)質煙葉適宜范圍，綜合得分最高，較CK提高了18.76%；T2 處理煙葉煙堿、鉀離子、鉀氯比高于CK，綜合得分較CK 提高了6.41%；T3 處理煙葉綜合得分低于對照，表現為總氮偏低、煙堿偏低，糖堿比偏高，不利于提升煙葉內在化學成分協(xié)調性。綜上所述，T1 處理對煙葉化學成分協(xié)調性改善效果較好，其次為T2處理。

表3 增施鎂肥對烤后煙葉化學成分的影響Tab.3 The effect of increasing magnesium fertilizer on tobacco chemical component

2.4 不同鎂肥處理煙葉感官質量分析

煙草感官評吸的好壞直接影響烤煙等級的優(yōu)劣。由表4 可知，感官評吸總分大小依次為T1＞CK＞T2＞T3。其中，T1 處理香氣質足，香氣量豐富，雜氣較小，余味干凈舒適，灰色好；CK 香氣質足，香氣量風格，雜氣略有，余味稍干凈；T2和T3處理香氣質和香氣量略低于CK 和T1，刺激性明顯，余味略差。

表4 增施鎂肥對烤后煙葉感官品質的影響Tab.4 The effect of increasing magnesium fertilizer on sensory quality

2.5 不同處理烤煙理化性質綜合得分

從外觀質量、物理特性、化學成分和感官質量4 個方面對3 個鎂肥處理進行綜合評價，結果顯示（表5），T1、T2 處理有助于提升烤煙綜合品質，2 個處理總分分別較對照提升了4.660%和0.068%；T3處理不利于提升烤煙綜合品質?？梢?，適宜的鎂肥增施量有助于改善楚雄烤煙綜合品質，過量的鎂肥不利于提升煙葉品質。

表5 不同處理烤煙感官品質分析Tab.5 The analysis of sensory quality on different treatments

2.6 不同鎂肥處理對烤煙經濟性狀的影響

對各處理烤后煙葉經濟性狀各項指標分析可知（表6），4 個處理產值大小依次是T1＞T3＞T2＞CK，T1和T3處理公頃產值分別較對照分別提高了2.85%和2.78%，提升幅度相近。對上等煙占比、中上等煙占比、產量、均價進行詳細分析發(fā)現，3個增施鎂肥處理中，T1 處理中上等煙占比及均價高于其他處理，T2 處理產量最高，但均價較低，不利于提升烤煙經濟效益。

表6 不同鎂肥處理烤煙產質量的影響Tab.6 The effect of increasing magnesium fertilizer on tobacco yields and values

3 結論與討論

有研究發(fā)現，土壤鎂含量地域差異較大，一般北方煙區(qū)高于南方煙區(qū)[16]，大多數南方煙區(qū)由于土壤風化強烈，土壤中的鎂被淋失，鎂含量偏低[17]，且在烤煙生產中重視大量元素施用，不注重中微量元素補充，隨著烤煙連作年限不斷增加，對鎂消耗量增加，補充不足，進而影響烤煙品質提升。針對楚雄蒼嶺煙區(qū)土壤狀況，本研究開展增施不同濃度鎂肥技術研究，結果表明，在楚雄煙區(qū)増施鎂肥60 kg/hm2有助于降低煙葉含梗率，改善煙葉成熟度和組織結構，提高鉀離子含量，降低氯離子含量，鉀氯比升高，糖堿比在優(yōu)質煙葉適宜范圍，且該處理香氣質細膩，香氣量足，其物理特性、外觀品質、化學成分和烤煙綜合品質得分分別較對照提升了6.26%、5.11%、18.76%和4.66%。對該處理產值和產量進行分析可知，其中上等煙比例、均價和產值高于對照和其他處理，其公頃產值較對照提高了2.85%。增施90 kg/hm2硫酸鎂對烤煙物理特性、外觀品質和感官品質改善效果不明顯，烤煙理化性質綜合得分與對照差異較小，但能夠提升鉀離子含量，降低氯離子含量，糖堿比適中，改善化學成分協(xié)調性，該處理產量最高，中上等煙比例和均價較低，低于對照，其產值與對照相差較小。增施120 kg/hm2硫酸鎂煙葉厚度和葉面密度明顯增加，改善煙葉成熟度、組織結構和身份，但煙堿和氮含量降低，化學成分協(xié)調性略有改善，抽吸品質表現為香氣質稍細膩，余味稍差，其產量和產值較高，優(yōu)于對照。

在楚雄煙區(qū)增施60 kg/hm2硫酸鎂煙葉綜合品質優(yōu)于增施90 kg/hm2和120 kg/hm2，說明增施適量的鎂肥能夠改善煙葉品質，但施鎂過量對煙葉品質改善效果不顯著，同時還造成鎂肥浪費，增加烤煙種植成本，其原因可能與鎂和鈣、鐵存在拮抗作用有關[18]。且本研究發(fā)現，增施鎂肥有助于提升煙葉外觀質量，協(xié)調化學成分，增加作物產量和產值，與前人研究結果較一致[19-21]，說明因地制宜施用鎂肥對提質增效具有良好效果。增施60 kg/hm2硫酸鎂能夠提升煙葉成熟度、組織結構和身份，可能是缺鎂會導致葉綠素褪色引起早衰和假熟，烤煙未達到正常成熟，內含物轉化不充分，影響烤煙身份和成熟度等指標[3]，對煙葉化學成分的影響可能與鎂影響硝酸還原酶活性有關，促進氮代謝，增加煙堿積累[22]。有研究表明，鎂與烤煙香氣指標有直接關系，能夠增加葉綠醇含量[23]，這可能是本研究中增施鎂肥改善烤煙抽吸品質的原因，但增施120 kg/hm2硫酸鎂烤煙感官質量和綜合品質均表現較差，可能是由于鎂肥供應量超過烤煙營養(yǎng)物質臨界期。綜上可見，鎂肥增施對烤煙品質的影響與其施用量有關，其施用量與植煙土壤實際情況密切相關，因此，不同植煙區(qū)增施鎂肥量要根據植煙土壤實際情況進行，開展相關研究能夠指導生產實際，在經濟原則下有效改善煙葉品質、產量和產值。