普洱煙區(qū)氮肥運籌及株距對烤煙品種云煙116產(chǎn)量和質(zhì)量的影響

張璽謝晉黃浩高仁吉魯超周意霖梁增發(fā)王維

（1廣東中煙工業(yè)有限責任公司，510385，廣東廣州；2云南省煙草公司普洱市景東縣分公司，676200，云南普洱；3華南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，510642，廣東廣州）

煙葉的生產(chǎn)受栽培措施、生態(tài)環(huán)境和品種等諸多自然或人為因素的影響[1]，作為栽培措施的施氮量、氮肥基追比例及種植密度是影響煙株生長發(fā)育和產(chǎn)質(zhì)量形成的重要因素[2]。氮素是煙株生長發(fā)育所有必需營養(yǎng)元素中限制煙草生長和品質(zhì)的首要因子[3-4]，煙株整體形態(tài)的構(gòu)建、產(chǎn)量的高低以及質(zhì)量的優(yōu)劣均受氮素影響[5]，只有合理的供應(yīng)才能增加煙葉產(chǎn)量，促進優(yōu)質(zhì)煙葉的形成[6-7]。氮素適量適時供應(yīng)很重要，樊紅柱等[8]研究指出，不同的氮肥基追比例會影響烤煙對氮素的吸收與轉(zhuǎn)化，氮肥用于基肥比例較大時，由于前期煙株較小不易被吸收利用，因而氮素易流失，進而影響到烤煙旺長期氮素的供給，而高追氮比例會影響煙株的前期發(fā)育，無法為烤煙產(chǎn)質(zhì)量的形成打下堅實的基礎(chǔ)[9]。密度也是烤煙大田種植中必須關(guān)注的重要因素之一，其主要通過影響植株養(yǎng)分吸收和營養(yǎng)分布狀況對煙株群體干物質(zhì)生產(chǎn)及積累起作用[10-12]。

普洱煙區(qū)植煙年份較長，種植品種以云煙85和云煙87為主。但近些年隨著生態(tài)條件的變化，從煙株田間表現(xiàn)，如長勢及抗病性等方面來看，出現(xiàn)了品種退化、產(chǎn)質(zhì)量下降和抗病性減弱等問題。因此，本研究從云南普洱的生態(tài)條件出發(fā)，通過對新品種云煙116開展氮用量、氮肥基追比例和植煙密度的3因素L9(34)無交互正交試驗，探討氮素運籌和植煙密度對烤煙新品種產(chǎn)量及內(nèi)在化學(xué)指標協(xié)調(diào)性的影響，為確立相應(yīng)的配套栽培技術(shù)提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況與材料

試驗于2019-2020年在云南省普洱市景東彝族自治縣安定鎮(zhèn)沙拉村（100°43'E，24°42'N）進行。試驗所在地區(qū)平均海拔1640m，年均氣溫為15.3℃～20.2℃，年均降雨量為1300～1600mm，年均日照時數(shù)為1884～2188h。供試土壤基本理化性狀pH 5.85、有機質(zhì)2.64%、全鉀2.79%、堿解氮137.91mg/kg、速效磷22.28mg/kg、速效鉀202.94mg/kg。供試品種云煙116由云南省煙草農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院提供。

1.2 試驗設(shè)計

本試驗設(shè)置3個試驗因素，均為3個水平。因素1為施氮量（A），分別為112.5（A1）、127.5（A2）和142.5kg/hm2（A3）；因素2為氮肥基追比例（B），分別為3:7（B1）、5:5（B2）和7:3（B3）；因素3為株距（C），分別為0.45（C1）、0.50（C2）和0.55m（C3），固定行距1.20m。試驗采用正交優(yōu)化法，試驗組合如表1所示，田間小區(qū)隨機排列，重復(fù)3次，試驗田塊四周設(shè)保護行。本試驗采用碳酸氫銨（17.72%）和硝酸鉀（N:K2O=13.5:44.5）調(diào)節(jié)施氮量，二者純氮用量相等，即銨態(tài)氮與硝態(tài)氮的比例為5:5，除改變施氮量外，不同處理間的純P2O5和K2O施用量與當?shù)赜昧勘３忠恢拢≒2O5:K2O=1:3.12），不足部分分別用過磷酸鈣和硫酸鉀補足?；试谝圃郧?～10d開溝條施，追肥分3次等量對水澆施，分別在移栽后7、15和25d施入，施肥均勻一致。其余管理措施按優(yōu)質(zhì)煙葉生產(chǎn)技術(shù)規(guī)范進行。同項操作均在同一天內(nèi)完成。

表1 試驗正交表Table 1 Orthogonal test table

1.3 測定項目與方法

1.3.1 經(jīng)濟性狀 按小區(qū)編竿掛牌烘烤，初烤煙葉下桿后，根據(jù)烤煙分級標準（GB 2635-1992）對煙葉進行分級，統(tǒng)計其產(chǎn)量、產(chǎn)值、均價和上中等煙比例，單位面積產(chǎn)量和產(chǎn)值由小區(qū)數(shù)據(jù)折算。

1.3.2 烤后煙葉常規(guī)化學(xué)成分 取烤后中桔三（C3F）煙葉，測定其淀粉、水溶性總糖、還原糖、總氮、煙堿、鉀和氯等常規(guī)化學(xué)成分含量。采用碘顯色法測定淀粉含量，采用苯酚-硫酸法測定水溶性總糖含量，采用3,5-二硝基水楊酸（DNS）比色法測定還原糖含量，采用凱氏定氮法測定總氮含量，分別采用蒸餾-紫外分光光度法和火焰分光光度法測定煙堿和鉀含量，采用連續(xù)流動法測定氯。以上方法參考文獻[13]和[14]。

1.3.3 感官質(zhì)量評價 將煙葉樣品去梗切絲，制成單料中支卷煙，由廣東中煙工業(yè)有限責任公司評吸專家，按照標準方法（YC/T 138-1998）對香氣質(zhì)、香氣量、濃度、勁頭、雜氣、刺激性和余味等指標進行評價。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用SPSS和Excel對數(shù)據(jù)進行整理分析，并用Origin繪圖。參考文獻[15]的化學(xué)成分指標賦值法，對烤后煙葉進行化學(xué)品質(zhì)綜合評定（表2），其中，最佳化學(xué)指標范圍參照廣東中煙普洱基地單元化學(xué)成分需求設(shè)定值，各化學(xué)成分指標相應(yīng)的權(quán)重由綜合相關(guān)分析法和層次分析法計算結(jié)果確定，用Excel對分值范圍與指標范圍進行等比例取值建立線性模型，將試驗測得化學(xué)指標數(shù)據(jù)代入公式獲得對應(yīng)分值。最后采用指數(shù)和法對烤煙內(nèi)在化學(xué)成分的綜合協(xié)調(diào)性進行評價，計算公式：P=∑Pi×Ci。

表2 烤煙化學(xué)成分指標賦值方法（C3F）Table 2 The method of assigning values for chemical composition indexes of flue-cured tobacco(C3F)

P為烤煙化學(xué)成分質(zhì)量分值，Pi為第i個化學(xué)成分指標的量化分值，Ci為第i個化學(xué)成分指標的權(quán)重。

與化學(xué)成分評分相同，感官質(zhì)量量化分值亦采用指數(shù)和法進行計算（表3），計算公式：M=(∑Ni×Oi)×11.1。

表3 感官質(zhì)量賦值方法Table 3 Sensory quality evaluation method

式中，M為烤煙感官綜合質(zhì)量分值，Ni為第i個感官質(zhì)量指標的量化分值，Oi為第i個感官質(zhì)量指標的權(quán)重[16]。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對煙葉經(jīng)濟性狀的影響

由表4可知，不同處理間產(chǎn)量無顯著性差異。產(chǎn)值最高的是A1B2C2處理，其與A1B1C1和A3B2C1處理差異不顯著，但與其他處理均存在顯著性差異。均價最高的也是A1B2C2處理，該處理與A1B1C1和A2B1C2處理差異不顯著，與其他處理均存在顯著性差異。上中等煙比例最高的是A1B1C1處理，其次是A1B2C2處理，最低的是A3B1C3處理，最高處理比最低處理提高43.55%。

表4 不同處理經(jīng)濟性狀Table 4 Economic indicators in different treatments

由圖1可知，不同試驗因素的極差除產(chǎn)量表現(xiàn)為RA＞RB＞RC外，產(chǎn)值、均價以及上中等煙比例均表現(xiàn)為RC＞RA＞RB，即對于產(chǎn)量而言，3個試驗因素的重要性依次是施氮量、氮肥基追比例和株距，而產(chǎn)值、均價和上中等煙比例，試驗因素的影響力均表現(xiàn)為株距＞施氮量＞氮肥基追比例。此外，產(chǎn)量、產(chǎn)值、均價以及上中等煙比例4大指標數(shù)值越大，表現(xiàn)越優(yōu)異，所以產(chǎn)量指標、施氮量、氮肥基追比例以及株距的最優(yōu)水平分別為A3、B2和C3，產(chǎn)值、均價以及上中等煙比例最優(yōu)水平均依次為A1、B2和C2。綜合可知，產(chǎn)量最優(yōu)組合為A3B2C2處理，產(chǎn)值、均價以及上中等煙比例最優(yōu)組合均為A1B2C2處理。

圖1 經(jīng)濟性狀直觀分析-因素水平均值圖Fig.1 Intuitive analysis of economic traits-factor level average graphs

2.2 不同處理對煙葉常規(guī)化學(xué)成分含量的影響

云南優(yōu)質(zhì)煙葉化學(xué)成分的指標要求為總氮與煙堿均為1.5%～3.5%，糖15%～35%，鉀1.5%～6%，淀粉4%～6%，糖堿比以接近10為宜，氮堿比0.8～1.0，鉀氯比≥4[17]。從表5可知，在9個處理中，烤后煙葉內(nèi)在化學(xué)成分協(xié)調(diào)性總分較高的依次為A1B2C2和A1B1C1處理，施氮量最低，追肥比例適中。從單個指標來看，除氮堿比不在云南優(yōu)質(zhì)烤煙化學(xué)成分適宜范圍內(nèi)外，其余指標均在適宜范圍內(nèi)?？偡肿畹偷氖茿2B3C1處理，其次是A3B3C2處理，施氮量較高，追肥比例最高。說明在普洱煙區(qū)降低施氮量，適當增加氮肥作為追肥的比例對云煙116烤后煙葉內(nèi)在化學(xué)成分的協(xié)調(diào)性更有利。

表5 不同處理常規(guī)化學(xué)成分的含量及分值Table 5 Contents and scores of routine chemical indicators in different treatments

2.3 不同處理對C3F煙葉感官評吸質(zhì)量的影響

按照評吸方法規(guī)定，勁頭和濃度作為煙葉的風(fēng)格特征，不計入評吸總分。由表6可知，勁頭方面，分值最高的是A1B2C2處理，其次是A3B3C2處理，其余處理分值相同，均為6.50；濃度方面，分值最大的是A3B3C2處理，為7.00，比A1B1C1、A2B1C2、A2B3C1及A3B1C3處理高出7.7%。對于感官質(zhì)量評分來說，A1B2C2和A2B2C3處理烤后煙葉評吸總分分別排第一和第二，其香氣量足，余味突出，評吸總分最低的是A3B3C2處理。表明施氮量過高、追肥比例過大以及密度較小均不利于云煙116形成優(yōu)質(zhì)煙葉。

表6 不同處理烤后煙葉感官評吸質(zhì)量（C3F）Table 6 Sensory evaluation of smoking quality of flue-cured tobacco leaves in different treatments(C3F)

2.4 煙葉的化學(xué)成分協(xié)調(diào)性綜合得分與感官評吸綜合得分統(tǒng)計分析

從表7可知，PA、PB和PC均小于0.05，即施氮量、氮肥基追比例和株距對云煙116烤后煙葉的化學(xué)成分協(xié)調(diào)性均有顯著性影響，且影響程度表現(xiàn)為施氮量＞氮肥基追比例＞株距。R值表示極差，可反映試驗因素的主次關(guān)系，極差越大，試驗因素的主效應(yīng)越強，化學(xué)成分方面表現(xiàn)為RA＞RB＞RC，即不同的試驗因素對云煙116化學(xué)成分協(xié)調(diào)性得分的影響程度表現(xiàn)為施氮量＞氮肥基追比例＞株距。K*值則反映各試驗因素對應(yīng)水平上的綜合表現(xiàn)，對比各因素水平K*值可知，A1＞A3＞A2，B2＞B1＞B3，C2＞C3＞C1，因此3個試驗因素對應(yīng)的最優(yōu)水平分別是A1、B2和C2，最優(yōu)試驗組合為A1B2C2處理。感官評吸綜合得分方面，方差分析數(shù)據(jù)表明，PA、PB和PC均小于0.05，直觀分析數(shù)據(jù)顯示，極差為RB＞RA＞RC，即影響感官質(zhì)量的主導(dǎo)因素為氮肥基追比例，K*值方面，A1＞A2＞A3，B2＞B1＞B3，C2＞C3=C1，因此3個試驗因素對應(yīng)的最優(yōu)水平同樣分別是A1、B2和C2，最優(yōu)試驗組合為A1B2C2處理。

表7 化學(xué)成分協(xié)調(diào)性綜合得分與感官評吸綜合得分的統(tǒng)計分析Table 7 The statistical analysis of the comprehensive score of chemical composition coordination and the comprehensive score of sensory quality

2.5 綜合分析與優(yōu)化

從表8可知，由于不同指標所對應(yīng)的主導(dǎo)試驗因素和最優(yōu)試驗組合并不完全統(tǒng)一，為尋求最佳的施氮量、氮肥基追比例以及株距組合，需要對主導(dǎo)因素和最優(yōu)組合進行綜合分析與優(yōu)化。主導(dǎo)因素方面，產(chǎn)量、產(chǎn)值、均價以及上中等煙比例4個作為經(jīng)濟性狀的子指標，統(tǒng)一歸為經(jīng)濟性狀，經(jīng)濟性狀內(nèi)A和C因素出現(xiàn)的次數(shù)分別為1和3，因此經(jīng)濟性狀的主導(dǎo)因素是C，即株距?；瘜W(xué)成分指標和感官質(zhì)量指標是與經(jīng)濟性狀平行的評價指標，三大評價指標的主導(dǎo)因素依次為因素A、B和C，即施氮量、氮肥基追比例和株距分別是影響云煙116化學(xué)成分、感官質(zhì)量以及經(jīng)濟性狀的主要因素。最優(yōu)組合方面，A1B2C2處理出現(xiàn)次數(shù)最多，且A3B2C2處理并未出現(xiàn)在已實施的9個試驗組合之中，因此最優(yōu)組合選擇A1B2C2處理，即施氮量為112.5kg/hm2，氮肥基追比例為5:5，株距保持0.50m的適中水平為最優(yōu)組合。

表8 不同指標主導(dǎo)因素及最優(yōu)組合統(tǒng)計Table 8 Different index leading factors and optimal combination statistics

3 討論

云煙116是2016年全國煙草品種審定委員會審定通過并推廣的品種，該品種以中間材料8610-711為母本、單育2號為父本進行雜交，經(jīng)系譜選擇培育而成，具有較廣的適應(yīng)性，適宜在我國南方煙區(qū)種植[18]。本試驗采用3因素L9(34)正交試驗研究了施氮量、氮肥基追比例及株距對普洱煙區(qū)云煙116產(chǎn)質(zhì)量的影響，結(jié)果顯示，對于經(jīng)濟性狀而言，施氮量是影響產(chǎn)量的主導(dǎo)因素，施氮量越高，產(chǎn)量越大，而產(chǎn)值、均價以及上中等煙比例的主導(dǎo)因素則是株距。對于內(nèi)在化學(xué)成分協(xié)調(diào)性綜合得分以及感官質(zhì)量評吸綜合得分而言，其主導(dǎo)因素是施氮量。綜合分析得出的最優(yōu)試驗組合為A1B2C2處理，即施氮量為112.5kg/hm2，氮肥的基追比例為5:5，株距為0.50m，在此條件下云煙116的經(jīng)濟性狀、化學(xué)成分協(xié)調(diào)性以及感官質(zhì)量表現(xiàn)最優(yōu)異。

氮素是煙株生長發(fā)育不可或缺的元素之一，而株距則是協(xié)調(diào)個體與群體關(guān)系的關(guān)鍵因素，二者的配合對烤煙產(chǎn)質(zhì)量的形成至關(guān)重要。本研究結(jié)論與程智敏等[19]和汪代斌等[20]的減氮并適當增密有利于云煙116株型為產(chǎn)質(zhì)量提高的結(jié)論一致。探其原因，云煙116株式塔型，葉長橢圓形，葉角度中等，田間長勢較強，因此株距不宜過小，避免植株間水肥競爭加劇，加之普洱以山地為主，海拔較高，光照較強，故株距過大則不利于光照資源的充分利用。此外云煙116耐肥性偏弱[18]，普洱煙區(qū)植煙土壤堿解氮含量屬于高級別，氮含量豐富，因此烤煙種植可適當減少施氮量，以避免氮素過多，導(dǎo)致煙株徒長。

煙株對氮素的需求存在規(guī)律性，表現(xiàn)為伸根期需求量少，旺長期需求量增加，因此氮素適時供應(yīng)至關(guān)重要。梁瓊月等[21]研究認為，氮肥基追比例為5:5時提質(zhì)效果最佳，而基追比例降低則會導(dǎo)致煙葉的產(chǎn)量與感官質(zhì)量下降；馬興華等[22]利用N15同位素示蹤技術(shù)進行了不同氮肥基追比例田間試驗，結(jié)果表明，增加追肥比例提高了煙葉感官質(zhì)量，追肥比例為50%時是兼顧生態(tài)效益和經(jīng)濟效益的最佳氮肥運籌方式，本研究結(jié)果與之類似。研究[23-24]表明，降雨集中易造成施入土壤氮素徑流損失及其向深層土壤淋溶量加大，普洱煙區(qū)屬亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，降雨集中，若基肥比例偏大，未被及時利用的氮素易被淋溶導(dǎo)致其大量流失，不利于煙株前期的生長發(fā)育；而追肥比例偏大，后期氮素供應(yīng)充足，導(dǎo)致中上部葉落黃變緩，氮合成代謝不能及時向分解代謝轉(zhuǎn)換，影響光合產(chǎn)物和香氣前體物質(zhì)降解與轉(zhuǎn)化，造成煙葉品質(zhì)下降。因此氮肥基追比例為5:5時能有效提高云煙116的產(chǎn)量和質(zhì)量。

4 結(jié)論

綜上所述，普洱煙區(qū)云煙116應(yīng)當嚴格控制氮肥用量，施純氮112.5kg/hm2，用量比主栽品種云煙87低7.5～15.0kg/hm2為宜，氮肥基追比例可適當調(diào)整，降低基肥比例，增加追肥比例，最佳比例為5:5，行距為1.20m，株距為0.50m，此條件下云煙116的經(jīng)濟性狀和綜合品質(zhì)表現(xiàn)最佳。