湘西中海拔地區(qū)湘煙7號適宜移栽期的篩選

袁小康，張 勝，張明發(fā)，陳前鋒，劉思華

(1.湖南省氣象科學(xué)研究所 氣象防災(zāi)減災(zāi)湖南省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖南 長沙 410118；2.湖南省煙草公司 湘西自治州公司，湖南 吉首 416000)

0 引言

【研究意義】烤煙屬茄科煙草屬，是煙草工業(yè)的重要原料，也是一種重要的經(jīng)濟(jì)作物。煙葉的產(chǎn)量和品質(zhì)直接影響卷煙的質(zhì)量和煙農(nóng)的收入，而煙葉的產(chǎn)量和品質(zhì)主要受品種、栽培技術(shù)和生態(tài)環(huán)境(氣溫、降水量、光照、土壤等)的影響[1-3]。移栽是烤煙生長過程中一個重要的生產(chǎn)環(huán)節(jié)，適宜的移栽期是保證烤煙高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)的關(guān)鍵因素之一。煙苗移栽過早，前期遭遇低溫，容易出現(xiàn)早花，葉片數(shù)減少，減產(chǎn)；移栽過晚，煙苗前中期處于氣溫較高的環(huán)境下，生長發(fā)育速度加快，導(dǎo)致干物質(zhì)積累少，葉片薄，煙葉不能正常成熟，品質(zhì)降低。確定湘西州中海拔地區(qū)主栽品種最適宜的移栽期，使其充分利用當(dāng)?shù)貧夂蛸Y源，對提高產(chǎn)量和質(zhì)量具有十分重要的意義。【前人研究進(jìn)展】不同移栽期內(nèi)溫、光、水等氣象條件不同會影響烤煙生長發(fā)育、產(chǎn)量和品質(zhì)[4-5]。適宜的移栽期能明顯改善烤煙農(nóng)藝性狀，促進(jìn)烤煙生長發(fā)育[6-8]，增加產(chǎn)量、產(chǎn)值和均價[9]，提高煙葉化學(xué)成分協(xié)調(diào)性，增加煙葉產(chǎn)量和改善感官質(zhì)量[10-11]。【研究切入點(diǎn)】湘西自治州是湖南省第三大烤煙產(chǎn)區(qū)，由于地形多樣、海拔高度懸殊，造就了光、溫、水氣候資源的再分配，形成了非常明顯的立體氣候特征。湘煙7號耐低溫能力強(qiáng)，是湘西自治州最具推廣潛力的豐產(chǎn)優(yōu)質(zhì)抗病烤煙新品種，在湘西中海拔地區(qū)最佳移栽期的研究報道鮮見，尚不知其最佳移栽期?！緮M解決的關(guān)鍵問題】比較分析5個不同移栽期下湘煙7號的農(nóng)藝性狀、經(jīng)濟(jì)性狀和化學(xué)成分，確定其在湘西中海拔地區(qū)的最佳移栽期，以期為烤煙生產(chǎn)決策提供重要依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地點(diǎn)

試驗(yàn)地位于湖南省湘西自治州花垣縣花垣鎮(zhèn)湘西生態(tài)金葉科技園，海拔520 m，是湘西自治州典型的中海拔烤煙栽培區(qū)。

1.2 試驗(yàn)材料

烤煙試驗(yàn)品種為湘煙7號，來源于湖南省煙草公司。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計

隨機(jī)區(qū)組排列，設(shè)5個處理，每個移栽處理時間均間隔7 d：4月12日(T1)、4月19日(T2)、4月26日(T3)、5月3日(T4)和5月10日(T5)，3次重復(fù)。T3處理為當(dāng)?shù)乜緹煶Ｄ暌圃缘娜掌?。小區(qū)面積50.4 m2。

1.4 試驗(yàn)方法

2019年和2020年在煙田進(jìn)行不同移栽期烤煙栽培試驗(yàn)。試驗(yàn)材料均在同一育苗基地播種，出苗后培育至壯苗，再分5個不同移栽期進(jìn)行移栽。各處理每小區(qū)施肥、栽培管理措施等與當(dāng)?shù)乜緹煶Ｒ?guī)生產(chǎn)完全相同。

1.4.1 測定內(nèi)容及方法 2019年和2020年在不同移栽期下測量湘煙7號關(guān)鍵生育期的各項(xiàng)指標(biāo)。氣象觀測：在試驗(yàn)點(diǎn)建立自動氣象站(DZN1型，天津)，全天候進(jìn)行氣溫(10℃以上有效積溫)、降水量、日照時數(shù)、土壤溫度、土壤濕度等氣象要素的自動觀測。生育期觀測：烤煙移栽后，及時觀測記錄各移栽期烤煙發(fā)育期。農(nóng)藝性狀觀測：按照《YC/T 142—2010 煙草農(nóng)藝性狀調(diào)查測量方法》[12]，分別調(diào)查記載各處理煙株的株高、莖圍、葉數(shù)及中部位葉片的葉長、葉寬、葉面積。經(jīng)濟(jì)性狀測定：按照《GB 2635-1992 烤煙》[13]和國家煙葉收購價格進(jìn)行初烤煙葉分級、計產(chǎn)，分小區(qū)統(tǒng)計煙葉產(chǎn)量、產(chǎn)值、均價、上等煙比例。煙葉化學(xué)成分測定：每小區(qū)取初烤中部煙葉1 kg，進(jìn)行煙葉常規(guī)化學(xué)成分測定。采用 SKALAR間隔流動分析儀(SAN+ +，荷蘭)測定總糖、還原糖、煙堿、總氮和氯含量。采用火焰光度法測定鉀含量，并計算糖堿比、氮堿比和鉀氯比。

1.4.2 烤煙化學(xué)成分綜合評價 選擇煙葉總糖、還原糖、總氮、煙堿、鉀、氯、糖堿比、氮堿比與鉀氯比9項(xiàng)指標(biāo)作為烤煙化學(xué)成分的綜合評價指標(biāo)。根據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)與相關(guān)研究成果[14-16]，選擇合適隸屬函數(shù)類型、隸屬度值與權(quán)重值，各指標(biāo)隸屬函數(shù)類型及相應(yīng)參數(shù)取值見式(1)、式(2)與表 1。式(1)為S型隸屬函數(shù)，式(2)為拋物線型(Parabola，P)隸屬函數(shù)。利用乘法原則得出化學(xué)成分綜合指標(biāo)值I，見式(3)。I的取值范圍為 0～1，其值越高，表明煙葉化學(xué)成分質(zhì)量越好。

表1 烤煙化學(xué)成分指標(biāo)的隸屬函數(shù)類型和拐點(diǎn)值Table 1 Function types and inflection point value of chemical components of flue-cured tobacco

(1)

(2)

(3)

式(1)(2)中，x1為下臨界值，x2為最優(yōu)值下限，x3為最優(yōu)值上限，x4為上臨界值。式(3)中，Wi和Ni分別為第i種化學(xué)成分含量的隸屬度值和相應(yīng)的權(quán)重系數(shù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同移栽期下烤煙關(guān)鍵生育期氣象條件

從氣象觀測結(jié)果(表2)看出，2019年：隨移栽期推遲，伸根期的≥10℃有效積溫和日照時數(shù)、旺長期的≥10℃有效積溫、成熟期的≥10℃有效積溫和日照時數(shù)總體均呈增加趨勢，降水量隨移栽期推遲變化規(guī)律不明顯；2020年：隨移栽期推遲，伸根期的≥10℃有效積溫和成熟期的日照時數(shù)均呈增加趨勢，伸根期日照時數(shù)和旺長期日照時數(shù)呈減少趨勢，成熟期降水量隨移栽期先增后減。

表2 不同移栽期湘煙7號不同生育期的氣象條件 Table 2 Meteorological conditions for different growth periods of Xiangyan 7 with different transplanting dates

同一移栽期烤煙同一生育期內(nèi)氣象條件2019年與2020年的差異比較明顯：伸根期，日照時數(shù)2020年明顯多于2019年；旺長期，≥10℃有效積溫、日照時數(shù)2019年均明顯高于2020年；成熟期，降水量2020年明顯多于2019年，日照時數(shù)2019年多于2020年。

2.2 不同移栽期烤煙農(nóng)藝性狀及其與氣象因子的關(guān)系

2.2.1 不同移栽期烤煙農(nóng)藝性狀 從湘煙7號成熟期農(nóng)藝性狀(表3)看出，2019年：隨移栽期推遲，株高、莖圍和中部葉面積呈先增后減趨勢，中部葉長、上部葉長和上部葉面積呈減少趨勢，葉數(shù)呈先減后增趨勢。2020年：隨移栽期推遲，株高、莖圍、中部葉長、中部葉面積呈先減后增趨勢，葉數(shù)、上部葉長和上部葉面積呈先減后增再減趨勢。綜合看，4月12日移栽的烤煙株高、莖圍和葉面積最大。因此，從農(nóng)藝性狀看，4月12日是湘煙7號的最佳移栽期。

表3 不同移栽期湘煙7號成熟期的農(nóng)藝性狀Table 3 Agronomic traits of Xiangyan 7 at maturity stage with different transplanting dates

2.2.2 烤煙農(nóng)藝性狀與氣象因子的關(guān)系 從表4看出，≥10℃有效積溫與湘煙7號各農(nóng)藝性狀間均呈極顯著正相關(guān)；降水量與株高、葉數(shù)、上部葉長和面積及中部葉長間呈極顯著正相關(guān)，與莖圍和上部葉面積呈顯著正相關(guān)；日照時數(shù)與葉數(shù)、上中部葉長和面積間呈極顯著正相關(guān)，與株高和莖圍成顯著正相關(guān)。因此，≥10℃有效積溫、降水量、日照時數(shù)均可提升烤煙農(nóng)藝性狀指標(biāo)。

表4 湘煙7號農(nóng)藝性狀與氣象因子的相關(guān)系數(shù)(n=15)Table 4 Correlation coefficients between agronomic characteristics of Xiangyan 7 and meteorological factors(n=15)

2.3 不同移栽期烤煙經(jīng)濟(jì)性狀及其與氣象因子的關(guān)系

2.3.1 不同移栽期烤煙經(jīng)濟(jì)性狀 從不同移栽期湘煙7號的經(jīng)濟(jì)性狀(圖1)看出，2019年：隨移栽期推遲，產(chǎn)量和產(chǎn)值呈下降趨勢，4月12日移栽(T1)的產(chǎn)量和產(chǎn)值明顯高于其他移栽期。均價在4月12日移栽期下最大，上等煙比例在4月26日移栽(T3)的最大，4月12日移栽(T1)的次之。2020年：產(chǎn)量在5月10日移栽(T5)的最大，4月12日移栽的次之；產(chǎn)值在4月12日移栽的最大；均價和上等煙比例在4月12日移栽的最大，均價隨移栽期推遲呈減少趨勢。綜合考慮產(chǎn)量、產(chǎn)值、均價和上等煙比例，以4月12日移栽處理的烤煙經(jīng)濟(jì)性狀最佳。

圖1 不同移栽期湘煙7號的經(jīng)濟(jì)性狀Fig.1 Economic traits of Xiangyan 7 with different transplanting dates

2.3.2 烤煙經(jīng)濟(jì)性狀與氣象因子的關(guān)系 從烤煙經(jīng)濟(jì)性狀與氣象因子間的相關(guān)系數(shù)(表5)可知，上等煙比例與旺長期的≥10℃有效積溫、成熟期的降水量均呈顯著正相關(guān)，說明旺長期的≥10℃有效積溫和成熟期的降水量對上等煙比例的增大有促進(jìn)作用。

表5 湘煙7號經(jīng)濟(jì)性狀與氣象因子的相關(guān)系數(shù)(n=10)Table 5 Correlation coefficients between economic characteristics of Xiangyan 7 and meteorological factors(n=10)

2.4 不同移栽期烤煙的化學(xué)成分

從不同移栽期湘煙7號成熟期中部葉化學(xué)成分(表6)看出，2019年：隨移栽期推遲，總糖、還原糖呈減少趨勢，煙堿、總氮、氯、鉀及糖堿比、鉀氯比隨移栽期變化的規(guī)律不明顯；2020年：隨移栽期推遲，總糖、還原糖、糖堿比、氮堿比和鉀氯比呈先增后減趨勢，煙堿、總氮呈先減后增趨勢，鉀呈先增后減趨勢。

表6 不同移栽期湘煙7號中部葉的化學(xué)成分 Table 6 Chemical components in middle leaves of Xiangyan 7 with different transplanting dates

烤煙化學(xué)成分含量的多少及其比例決定煙葉質(zhì)量和風(fēng)格特色，直接影響煙葉的工業(yè)可用性，是煙葉質(zhì)量評價的重要內(nèi)容之一。從表7看出，2019年和2020年試驗(yàn)結(jié)果均表明，5月10日移栽(T5)烤煙的常規(guī)化學(xué)成分綜合評價得分最高，4月12日移栽(T1)的次之，說明5月10日和4月12日移栽處理湘煙7號的化學(xué)成分更協(xié)調(diào)，工業(yè)可用性更高。

表7 不同移栽期湘煙7號常規(guī)化學(xué)成分的綜合評價Table 7 Comprehensive evaluation of conventional chemical components of Xiangyan 7 with different transplanting dates

3 討論

烤煙生長、產(chǎn)量與移栽期氣象條件緊密相關(guān)。不同移栽期內(nèi)有不同的熱量資源、光照資源、水資源，其對作物生長發(fā)育、產(chǎn)量和品質(zhì)有顯著影響。移栽期是調(diào)節(jié)煙葉整個大田生育期的主要手段，也是使煙葉能夠合理充分利用氣候資源的重要措施?？傮w看，湘西中海拔地區(qū)隨移栽期推遲，≥10℃有效積溫和日照時數(shù)呈增加趨勢，說明移栽期推遲，有利于增加積溫和日照時數(shù)。

研究表明，移栽期對烤煙農(nóng)藝性狀有顯著影響。2019年隨移栽期推遲，株高、莖圍和中部葉面積呈先增后減趨勢，與白應(yīng)香等[17]的研究結(jié)果一致，說明煙葉移栽過早或過晚，對農(nóng)藝性狀均有不利影響。2020年隨移栽期推遲，株高、莖圍、中部葉長、中部葉面積呈先減后增趨勢，這可能與2020年旺長期、成熟期內(nèi)溫光條件有關(guān)。2020年隨移栽期推遲，≥10℃有效積溫差異很小，熱量資源接近，而日照時數(shù)逐漸減少，說明2020年氣溫回升較早，氣溫對移栽較早烤煙生長無不利影響，而光資源隨移栽期推遲逐漸減少，這對移栽早的烤煙生長有利，因而移栽較早的烤煙農(nóng)藝性狀較好。在烤煙成熟期內(nèi)，隨移栽期推遲，≥10℃有效積溫先減后增，日照時數(shù)逐漸增加，說明移栽較遲的烤煙在成熟期溫高光足，溫光條件匹配好，烤煙得到恢復(fù)性生長，因而移栽期較遲烤煙農(nóng)藝性狀比中間移栽期更好。研究表明，≥10℃有效積溫、降水量和日照時數(shù)均與株高、莖圍、葉長、葉面積等烤煙農(nóng)藝性狀呈顯著正相關(guān)，說明氣溫、降水量和日照時數(shù)對烤煙生長有促進(jìn)作用。≥10℃有效積溫與株高、莖圍、葉長、葉面積等烤煙農(nóng)藝性狀的相關(guān)系數(shù)最大，說明相對于降水量和日照時數(shù)，氣溫對烤煙生長的影響最大。

研究表明，移栽期對烤煙的經(jīng)濟(jì)性狀也產(chǎn)生明顯影響。2019年隨移栽期推遲，產(chǎn)量和產(chǎn)值總體呈下降趨勢。2020年除5月10日移栽處理外，其余移栽期的產(chǎn)量和產(chǎn)值隨移栽期推遲而減少。說明湘煙7號移栽期適當(dāng)提前，有利于提高烤煙經(jīng)濟(jì)性狀。

煙葉香吃味的好壞并非取決于某種成分的絕對含量，而是依賴于各種成分的比例是否協(xié)調(diào)，是各項(xiàng)成分相互作用的結(jié)果[18]。煙葉中水溶性糖與煙堿比被視為煙氣強(qiáng)度與柔和型評價的基礎(chǔ)，二者的平衡是衡量煙氣的重要因素之一。一般認(rèn)為，糖堿比以10 較好，濃香型最適宜的糖堿比偏低，清香型煙葉的糖堿比相對偏高。湘西烤煙屬清香型，不同移栽期下糖堿比均在10以上。氮堿比也是評價烤煙內(nèi)在質(zhì)量的重要指標(biāo)。一般烤煙適宜的氮堿比在0.8～1.1，比值較大往往煙葉成熟不佳，顏色較淡，香味量不足；比值較小則煙味轉(zhuǎn)濃，但刺激性增加[19]。試驗(yàn)結(jié)果表明，隨移栽期推遲，煙堿呈下降趨勢，與李文卿等[20]的研究結(jié)果一致。2020年隨移栽期推遲，糖堿比、氮堿比呈先增后減趨勢，與齊飛等[21]的研究結(jié)果相同。因此，從煙葉化學(xué)成分看，移栽期適當(dāng)提前可降低糖堿比值和氮堿比值，提高煙味濃香度。

4 結(jié)論

移栽期對湘西中海拔地區(qū)烤煙品種湘煙7號農(nóng)藝性狀、經(jīng)濟(jì)性狀和化學(xué)成分有明顯影響。試驗(yàn)結(jié)果表明，4月12日移栽的株高和葉面積最大，因此4月12日移栽的烤煙農(nóng)藝性狀最佳。綜合考慮產(chǎn)量、產(chǎn)值、均價和上等煙比例，4月12日移栽的經(jīng)濟(jì)性狀最佳。5月10日移栽的烤煙常規(guī)化學(xué)成分綜合評價得分最高，4月12日移栽的次之，因此5月10日和4月12日移栽期下湘煙7號的工業(yè)可用性最高。湘煙7號適當(dāng)提前移栽，有利于增大烤煙株高、葉面積，提高產(chǎn)量和產(chǎn)值，改善煙葉化學(xué)性狀和工業(yè)可用性。綜合考慮烤煙農(nóng)藝性狀、經(jīng)濟(jì)性狀和化學(xué)成分，4月12日是湘西自治州中海拔地區(qū)湘煙7號的最佳移栽期。