不同有機肥對烤煙生長發(fā)育及產(chǎn)質(zhì)量的影響

王東飛， 肖 飛， 張亞恒， 孫 暢， 呂紅靈， 張力元， 許洪慶，王冬梅， 李艷紅， 趙 娟， 陳清明

(1.貴州中煙工業(yè)有限責(zé)任公司技術(shù)中心， 貴州 貴陽 550000； 2.云南瑞升煙草技術(shù)(集團)有限公司， 云南 昆明 650106； 3.云南省煙草煙葉公司， 云南 昆明 650218； 4.云南省煙草公司 昆明市公司祿勸分公司， 云南 祿勸 651500)

0 引言

【研究意義】化肥是種植烤煙的常用肥料，因其速效養(yǎng)分含量高、肥效快，能保障烤煙的正常生長發(fā)育，但隨著長期大量使用化肥，引起土壤結(jié)構(gòu)變劣、功能減退、土壤團粒結(jié)構(gòu)被破壞及有機質(zhì)含量下降，造成土壤板結(jié)，從而影響烤煙的產(chǎn)量和品質(zhì)[1]。改變土壤環(huán)境，活化土壤養(yǎng)分，讓煙草栽培向綠色、健康的生態(tài)農(nóng)業(yè)方向發(fā)展是未來煙草可持續(xù)發(fā)展的重要途徑。針對不同的生態(tài)環(huán)境與烤煙品種，不同種類有機肥產(chǎn)生的肥效不同，選擇適宜當(dāng)?shù)乜緹煼N植的有機肥更能有效保障優(yōu)質(zhì)煙葉的生產(chǎn)[2-6]。云南省祿勸縣土壤以紅壤為主，因常年施用化肥，導(dǎo)致土壤有機質(zhì)含量和肥力水平下降，加之大田前期降雨量少，烤煙移栽后水分缺乏，制約著當(dāng)?shù)乜緹煹陌l(fā)展。因此，探討不同有機肥對烤煙生長發(fā)育及產(chǎn)質(zhì)量的影響，對保育煙田土壤和提高煙葉質(zhì)量具有重要意義?！厩叭搜芯窟M展】眾多研究表明，施用有機肥不僅可以活化土壤養(yǎng)分，提高土壤微生物和酶活性，還能提高土壤總孔隙度，使耕層土壤變松，增加持水能力，提高水分有效利用率，促進有機質(zhì)的累積[2-8]。潘艷華等[7-8]研究表明，通過改變土壤環(huán)境，可培肥地力，促進烤煙生長，增加煙葉干物質(zhì)積累，提高致香物質(zhì)總量，促進其化學(xué)成分更協(xié)調(diào)，改善烤煙感官品質(zhì)，從而有效提高其經(jīng)濟效益。【研究切入點】前人在單施有機肥的用量、施用方式對烤煙生長發(fā)育、煙葉產(chǎn)量和品質(zhì)等方面均有研究。有關(guān)不同生物有機肥對祿勸煙區(qū)烤煙生長發(fā)育及產(chǎn)質(zhì)量的影響研究鮮見報道?！緮M解決關(guān)鍵問題】比較分析3個不同施肥處理烤煙的農(nóng)藝性狀、經(jīng)濟性狀、常規(guī)化學(xué)成分、物理性狀、外觀質(zhì)量和感官質(zhì)量，確定適宜當(dāng)?shù)乜緹熒L的有機肥類型，以期為云南祿勸煙區(qū)烤煙優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗于2020年4—9月在祿勸縣綠槐村進行，前作為大麥，土壤類型為紅壤。土壤有機質(zhì)34.91 g/kg、水解性氮131.67 mg/kg、有效磷77.53 mg/kg、速效鉀403.37 mg/kg、全氮2.12 g/kg、全磷2.37 g/kg、全鉀18.49 g/kg、pH 6.76。

1.2 試驗材料

1.2.1 烤煙 供試烤煙品種為云煙87，由昆明市煙草公司提供。

1.2.2 肥料 生物有機肥由玉米秸稈加微生物秸稈腐解劑堆制而成(有機質(zhì)≥40%，有效活菌數(shù)≥0.2億/g)，菌種主要為枯草芽孢桿菌和地衣芽孢桿菌；保水有機肥(保水劑≥10%，有機質(zhì)≥40%)，常規(guī)商品有機肥，均購自云南天禾地生物科技股份有限公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 試驗設(shè)計 試驗采用完全隨機區(qū)組排列，設(shè)3個處理:CK，常規(guī)商品有機肥1 500 kg/hm2+農(nóng)家肥9 000 kg/hm2+煙草專用復(fù)合肥600 kg/hm2；A1，生物有機肥1 500 kg/hm2+農(nóng)家肥9 000 kg/hm2+煙草專用復(fù)合肥600 kg/hm2；A2，保水有機肥1 500 kg/hm2+農(nóng)家肥9 000 kg/hm2+煙草專用復(fù)合肥600 kg/hm2。不設(shè)重復(fù)，并確保不同處理的N、P、K含量相同，各處理種植烤煙500株。肥料均在移栽前一次性施用，田間管理按現(xiàn)代煙草農(nóng)業(yè)標準統(tǒng)一管理。

1.3.2 指標測定

1) 農(nóng)藝性狀。每處理選取具有代表性的煙株10株，掛牌標記。參照《煙草農(nóng)藝性狀調(diào)查方法》(YC/T 142—2010)[9]測定各處理旺長期烤煙株高、莖圍、有效葉數(shù)及上、中、下部最大葉的長和寬。

2) 經(jīng)濟性狀。各處理嚴格掛牌烘烤，確保從采收、編煙、分級全過程跟蹤，保證樣品對應(yīng)精準。烤后煙葉依照《烤煙》(GB 2635-1992)[10]進行分級，各級煙葉價格按照產(chǎn)區(qū)當(dāng)年收購價格計算，并調(diào)查煙葉等級比例、煙葉產(chǎn)質(zhì)量和均價。

3) 品質(zhì)測定。分別采集各處理烤后煙葉B2F、C3F和X2F各2 kg，測定其常規(guī)化學(xué)成分、物理性狀和外觀質(zhì)量。所有檢測指標均送云南同創(chuàng)檢測技術(shù)股份有限公司測定；煙葉感官質(zhì)量由云南瑞升煙草技術(shù)(集團)有限公司5位評吸專家參照《卷煙感官技術(shù)要求》(GB 5 606.4—2005)[11]進行評審，并采用9分制標準打分，香氣質(zhì)、香氣量、刺激性、余味、雜氣、濃度、燃燒性和灰色的滿分均為9分，勁頭以文字描述，不計得分。指數(shù)和法計算綜合得分，綜合得分越高，煙葉各指標質(zhì)量越好[12]。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用Excel 2010和SPSS 25.0對試驗數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，并進行Duncun’s新復(fù)極差法多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理烤煙旺長期的主要農(nóng)藝性狀

由表1可知，3個處理旺長期烤煙的農(nóng)藝性狀存在差異。株高為107.62～118.16 cm，依次為CK>A1>A2，A1和A2顯著低于CK；莖圍為8.64～9.45 cm，依次為A1>A2>CK，各處理間差異顯著；有效葉數(shù)為22.60～23.10片，依次為A1>CK>A2，各處理間差異均不顯著；上部葉長和寬分別為45.05～48.31 cm和15.36～17.21 cm，中部葉長和寬分別為67.05～68.44 cm和28.69～28.80 cm，下部葉長和寬分別為61.68～69.66 cm和29.08～31.61 cm，其中，除中部葉長外，各指標均以A1最大。綜合看，A1的煙株長勢最好。

表1 不同處理烤煙旺長期的農(nóng)藝性狀

2.2 不同處理烤后煙葉的經(jīng)濟性狀

從表2看出，不同處理烤后煙葉的經(jīng)濟性狀不同?？緹煹漠a(chǎn)量和產(chǎn)值分別為2 547.15～2 612.7 kg/hm2和78 170.1～80 185.65元/hm2，均依次為A2>A1>CK；上等煙比例為62.79%～66.50%，以A1最高，分別較CK和A2提高2.84百分點和3.71百分點；中等煙比例為22.25%～26.53%，以CK最高，A1和A2分別較CK降低4.28百分點和0.83百分點；下等煙比例為9.81%～11.51%，均依次為A2>A1>CK。綜合看，A1和A2烤煙的產(chǎn)量、產(chǎn)值和上等煙比例表現(xiàn)較好。

表2 不同處理烤后煙葉的經(jīng)濟性狀

2.3 不同處理烤后煙葉的常規(guī)化學(xué)成分

一般認為，優(yōu)質(zhì)烤煙總糖含量為18%～22%，還原糖含量為16%～20%，總氮含量為1.5%～3.5%，鉀含量在2%以上，氯含量在1%以下，總植物堿為1.5%～3.5%，糖堿比在8～10，氮堿比在1附近，鉀氯比應(yīng)大于4[13]。由表3可知，B2F：各處理的總植物堿、氯離子和總氮含量分別為2.29%～2.50%、0.51%～0.56%和1.59%～1.81%，均在優(yōu)質(zhì)煙葉標準范圍內(nèi)；總糖和還原糖含量偏高，分別為36.9%～40.9%和29.2%～33.9%；鉀含量偏低，為1.34%～1.50%。從化學(xué)成分協(xié)調(diào)性看，A1的糖堿比、氮堿比和CK的鉀氯比更接近優(yōu)質(zhì)煙葉標準。C3F：各處理的總植物堿、氯離子和總氮含量分別為1.76%～2.41%、0.19%～0.52%和1.62%～1.85%，均在優(yōu)質(zhì)煙葉標準范圍內(nèi)；總糖和還原糖含量偏高，分別為30.4%～34.7%和23.3%～27.8%；鉀離子含量偏低，為1.47%～1.83%。從化學(xué)成分協(xié)調(diào)性看，A1的糖堿比、A2的氮堿比、CK和A2的鉀氯比更接近優(yōu)質(zhì)煙葉標準。X2F：各處理的總植物堿、氯離子、總氮含量、鉀含量分別為1.83%～2.02%、0.12%～0.19%、1.78%～1.86%和2.04%～2.33%，均在優(yōu)質(zhì)煙葉標準范圍內(nèi)；總糖和還原糖含量偏高，分別為29.8%～34.5%和25.9%～30.0%。從化學(xué)成分協(xié)調(diào)性看，各處理的糖堿比略高，氮堿比和鉀氯比均在優(yōu)質(zhì)煙葉標準范圍內(nèi)。

表3 不同處理烤后煙葉的常規(guī)化學(xué)成分

2.4 不同處理烤后煙葉的物理特性

從表4看出，各處理烤后煙葉的物理特性存在差異。B2F：各處理煙葉的物理特性指數(shù)和為26.97～28.47，表現(xiàn)為A1>CK>A2。其中，A1的厚度(0.124 mm)和葉面密度(110.46 g/m2)最大，含梗率(21.12%)最小；A2的抗張力(3.56 N)、抗張強度(0.24 kN/m)、平衡含水率(15.78%)和填充值(2.63 cm3/g)最大。C3F：各處理煙葉的物理特性指數(shù)和為21.39～28.29，表現(xiàn)為A1>CK>A2。其中，A1的厚度(0.096 mm)、葉面密度(102.09 g/m2)、抗張力(3.20 N)、抗張強度(0.21 kN/m)和平衡含水率(16.17%)最大，含梗率(24.49%)和填充值(2.44 cm3/g)最小，A2的含梗率(30.52%)、填充值(3.78 cm3/g)最大。X2F：各處理煙葉的物理特性指數(shù)和為22.56～24.60，表現(xiàn)為A1>CK>A2。其中，A1的含梗率(32.08%)、葉面密度(65.64 g/m2)和平衡含水率(14.89%)最大，填充值(2.76 cm3/g)最小，A2的葉片厚度(0.072 mm)、抗張力(2.39 N)和抗張強度(0.16 kN/m)最大。

表4 不同處理烤后煙葉的物理特性

2.5 不同處理烤后煙葉的外觀質(zhì)量

由表5可知，不同處理各等級煙葉的外觀質(zhì)量不同，但差異不大。B2F：各處理煙葉的顏色、成熟度、身份、油分和色度表現(xiàn)一致，分別均為9.0分、9.0分、6.5分、7.0分和7.0分；殘傷為0.5%～1.5%；綜合得分為8.04～8.12分，依次為A1=CK>A2；綜合結(jié)構(gòu)、長度和殘傷指標看，A1均優(yōu)于CK。C3F：各處理煙葉的成熟度表現(xiàn)一致，均為9.0分；結(jié)構(gòu)、身份、油分和色度以A1最高，分別為9.5分、9.5分、7.0分和5.0分；殘傷為1.0%～3.0%；綜合得分為8.14～8.62分，依次為A1>CK>A2。X2F：各處理煙葉的顏色、成熟度、身份、色度表現(xiàn)一致，分別均為9.0分、9.0分、6.5分、4.5分；殘傷為1.0%～2.0%；綜合得分為7.77～7.97分，依次為A1>CK>A2。

表5 不同處理烤后煙葉的外觀質(zhì)量

2.6 不同處理烤后煙葉的感官質(zhì)量

從表6看出，各處理不同部位煙葉的感官質(zhì)量存在差異。香氣質(zhì)除B2F的A1、X2F的CK外均為7.0分；香氣量以B2F的A1和A2、C3F的A1最高，均為7.5分，X2F最低，均為6.5分；刺激性和余味得分為6.5～7.5分；雜氣除X2F外均為7.0分；濃度得分除X2F的CK和A1為6.5分外，其余處理均為7.0～7.5分；燃燒性均為8.0分；灰色均為7.5～8.0分；B2F的勁頭以中偏大為主，C3F以中為主，X2F的勁頭較小。B2F、C3F和X2F各處理綜合得分分別為6.89～7.30分、6.93～7.15分和6.54～6.81分。綜合看，各部位的綜合評分均以A1最高，具有較好的香氣量和香氣質(zhì)，濃度高，燃燒性好，勁頭足。

表6 不同處理烤后煙葉的感官評價

3 討論

不同施肥效應(yīng)對煙草生長的影響不同，研究表明，生物有機肥處理烤煙旺長期的農(nóng)藝性狀長勢最好，與齊永杰等[14-15]的研究結(jié)果相似。生物有機肥含有較多有機質(zhì)和促生物質(zhì)，同時含有大量功能菌，隨著有益微生物的復(fù)活繁殖，豐富了根際微生物的種類，不僅活化土壤養(yǎng)分，改善土壤環(huán)境，其產(chǎn)生的多種促生產(chǎn)物促進煙株的根系發(fā)育，從而提高地上部的生長發(fā)育；其所含大量有機質(zhì)也提升土壤的營養(yǎng)含量，經(jīng)微生物分解后產(chǎn)生大量的腐殖酸，鎖住土壤水分和礦質(zhì)營養(yǎng)元素，為煙株生長提供良好且持久的土壤肥力，進而提高煙株的農(nóng)藝性狀[16-18]。

保水有機肥具有保水、保溫和保肥等特點，可有效抑制水分蒸發(fā)，提高土壤飽和含水量，固定營養(yǎng)物質(zhì)，具有營養(yǎng)儲存和保蓄水作用，在一定程度上減少可溶性養(yǎng)分的流失。近年來，祿勸煙區(qū)煙株生長前期干旱少雨的情況多見，施用保水有機肥可滿足煙株前期對水和肥的需求，保證煙株的正常生長，從而提高經(jīng)濟效益。眾多研究表明，生物有機肥的有益微生物通過大量繁殖，不僅可豐富煙苗根區(qū)的微生物種類，且微生物產(chǎn)生的多種次級代謝產(chǎn)物通過改善根際的營養(yǎng)環(huán)境，還能促進烤煙的根系發(fā)育和生長，提高上等煙比例，增加煙葉的產(chǎn)量和產(chǎn)值[19-23]。研究結(jié)果顯示，保水有機肥處理烤煙的產(chǎn)量和產(chǎn)值最高，分別為2 612.70 kg/hm2和80 185.65元/hm2，生物有機肥處理的上等煙比例最高，為66.50%，表明保水有機肥和生物有機肥均能提高烤煙的經(jīng)濟效益，雖然保水有機肥處理的烤煙產(chǎn)量和產(chǎn)值最高，但差異不大，且綜合烤煙的農(nóng)藝性狀、外觀質(zhì)量和感官質(zhì)量，均以合理配施生物有機肥的效果最佳。

煙葉的外觀質(zhì)量是其化學(xué)成分與物理特性的綜合反映。土壤水分狀況對烤煙生理代謝活動和大田土壤溶液中的離子狀態(tài)均產(chǎn)生重要影響，從而影響烤煙的化學(xué)成分。汪耀富等[24]研究表明，增加烤煙成熟期土壤水分，能提高煙葉中還原糖和鉀含量，使化學(xué)成分更加協(xié)調(diào)；劉星等[22,25]認為，生物有機肥可使葉肉細胞密度增加，葉片組織疏松度、厚度等方面較為適宜，使其內(nèi)含物變得充實，油分充足，煙葉落黃好，耐熟性成熟度高，從而明顯改善其物理特性和外觀質(zhì)量。研究表明，雖然保水有機肥處理烤煙的化學(xué)成分協(xié)調(diào)性更好，但其物理特性、外觀質(zhì)量和感官質(zhì)量較生物有機肥處理差。表明，煙株生長對水和肥的需求會影響后期煙葉品質(zhì)，保水有機肥能夠保障煙株對大田生育期水分的需求，改善煙葉的化學(xué)成分協(xié)調(diào)性；而影響感官質(zhì)量的因素較多，與致香成分、人為主觀感受和不同煙區(qū)等有關(guān)[26]，因此要根據(jù)實際情況，合理配施有機肥。

4 結(jié)論

施用生物有機肥和保水有機肥均能有效促進烤煙的生長發(fā)育，對其化學(xué)成分、物理特性、外觀質(zhì)量和感官質(zhì)量均有所改善。其中，生物有機肥處理烤煙的長勢最好，其莖圍、有效葉數(shù)、上部葉長、上部葉寬、中部葉寬、下部葉長和下部葉寬分別為9.45 cm、23.10片、48.31 cm、17.21 cm、28.80 cm、69.66 cm和31.61 cm；改善煙葉化學(xué)成分協(xié)調(diào)性和物理特性，各部位感官質(zhì)量綜合評分均以生物有機肥處理最高，具有較好的香氣量和香氣質(zhì)；產(chǎn)量、產(chǎn)值和上等煙比例較高，分別為2 560.05 kg/hm2、78 570.00元/hm2和66.50%。綜合表明，云南祿勸煙區(qū)烤煙生長以合理配施生物有機肥效果最優(yōu)。