烤煙新品系HN2146 在黔江煙區(qū)施氮量的研究

劉義梅 單曉鵬 張賀翠 袁崇墨 周思如 朱利泉 李 勇

（1西南大學農學與生物科技學院，重慶北碚 400715；2重慶市黔江煙草分公司，重慶黔江 409000；3重慶煙草科學研究所，重慶北碚 400715）

在烤煙的生長發(fā)育過程中,氮元素的作用至關重要,對烤煙的產量和品質均有重要影響［1-3］。有研究表明，增加施氮量在一定程度上能夠促進團棵期煙株的生長，并且煙株的株高、莖圍、葉長、葉寬以及葉片數(shù)均能隨施氮量的提高而出現(xiàn)增加的趨勢［4-5］。當施氮量超過閾值時，煙株的生長期將會延長，成熟期延遲，造成煙株貪青晚熟，形成“黑爆煙”；但當施氮量比較低時，煙株會生長緩慢，上部葉成熟較早，煙株有嚴重脫肥現(xiàn)象，造成葉片黃化嚴重的現(xiàn)象，烤后煙葉薄而輕，煙葉品質明顯下降［6-7］。由此可見，氮肥的施用量與烤煙在田間的生長密切相關，探究合理的施氮量對于烤煙種植尤為重要。相關研究表明，氮肥的施用量不僅能影響烤煙在大田的農藝性狀，而且對烤后煙葉的主要化學成分以及致香成分也有影響［8］。李章海等［9］認為施氮量與烤后煙葉的煙堿含量和總氮含量呈正相關。因此，適宜的氮肥施用量能提高烤煙的大田長勢，有助于生產優(yōu)質煙葉，進而提高烤煙的經濟效益。

烤煙新品系HN2146由湖南省煙草公司選育，具有田間長勢強、株高和節(jié)間距較大、葉色較深、大田生育期較長、烤后煙葉的色度及油分較好的特點，經濟效益較好［10-14］。黔江煙區(qū)種植的品種為云煙87，其田間長勢、葉形、葉片數(shù)以及主要經濟性狀等均低于烤煙新品系HN2146［15］，所以推廣烤煙新品系HN2146在黔江煙區(qū)的種植有利于黔江煙區(qū)的可持續(xù)發(fā)展。目前，探究烤煙新品系HN2146在黔江煙區(qū)的栽培條件的試驗開展較少，關于研究該品種在黔江煙區(qū)適宜施氮量的試驗則更是少見。該研究通過設置高氮肥、中氮肥和低氮肥3個處理，研究不同處理對烤煙生長發(fā)育以及烤后煙葉產質量的影響，以期為確定烤煙新品系HN2146在黔江煙區(qū)的適宜施氮量提供實踐基礎與理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料試驗材料為烤煙新品系HN2146，試驗地點為重慶市黔江區(qū)阿蓬江鎮(zhèn)麒麟村。

1.2 方法

1.2.1 試驗設計 通過對移栽前土壤的采樣，分析得到試驗地土壤性質與土壤化學成分的具體情況如下：試驗地的土壤質地為中壤土，pH 6.48，有機質26.5 g/kg、堿解氮213.8 mg/kg、有效磷68.4 mg/kg、速效鉀738.3 mg/kg，氯含量45.5 mg/kg。根據試驗地的土壤情況設置了高施氮量（處理A）、中施氮量（處理B）和低施氮量（處理C）3個施肥水平的處理。每個處理設置3個重復，共有12個小區(qū)，每小區(qū)5行煙株，每行12株烤煙，每小區(qū)60株烤煙。在小區(qū)四周設置保護行，試驗采用完全隨機區(qū)組排列，煙株移栽規(guī)格為行距1.2 m，株距0.55 m。

1.2.2 田間施肥方案 本試驗為小區(qū)試驗，每小區(qū)5行，每行為12株煙，每個小區(qū)有60株煙。試驗設置3個處理：處理A 為高施氮量96.375 kg/hm2，處理B 為中施氮量88.875 kg/hm2，處理C為低施氮量81.375 kg/hm2。本試驗基礎肥料是復合肥（N∶P∶K為8∶12∶25）和有機肥腐熟菜籽餅肥，追肥肥料是硝酸鉀和提苗肥，在10 d后施用復合肥進行第1次追肥，在25 d后施用復合肥進行第2次追肥，肥料施在距離煙株一側深10 cm處，3個處理下的小區(qū)施肥情況如表1。

表1 各小區(qū)處理的具體施肥情況 單位：kg

1.2.3 指標測定 在起壟之前通過五點取樣法取得0～20 cm土層，于常溫條件下避光風干、磨碎，分別過40目篩和60目篩，用于測定土壤肥力，包括有機質含量、堿解氮、速效鉀、有效磷、pH等指標。煙株移栽以后，記錄煙株的生育進程，做好田間管理工作，注意防澇、防旱以及病蟲害等異常情況。按照煙草農藝性狀調查測量方法（YC/T142—2010）［16］測定各小區(qū)煙株在現(xiàn)蕾期和成熟期的株高、莖圍、節(jié)間距，同時按部位分別測定煙葉的長、寬、葉片數(shù)以及最大葉面積等農藝性狀指標，每個處理進行3次重復，每個小區(qū)選取5株煙進行測定。

各小區(qū)煙葉進行單采單烤，并將烤后煙葉按照國家烤煙42級標準分級。對分級后的煙葉進行稱重，計算各小區(qū)上等煙及中上等煙葉的比例，統(tǒng)計產量、產值和均價；選取C3F和B2F樣煙各1 kg烘干磨碎后過40目篩，用于測定烤后煙葉化學成分?？竞鬅熑~化學成分的測定方法：3，5-二硝基水楊酸（DNS）比色法測定總糖和還原糖含量［17］，凱氏定氮儀測定氮含量［18］，氯用硫酸法測定［19］，火焰光度計測定鉀含量［20］，提取脫色法測定煙堿含量［21］。

2 結果與分析

2.1 不同施氮量下煙株生長發(fā)育期由表2可知，A、B和C 3個處理下的煙株于同一天進行移栽，不同施氮量使得烤煙的生育期存在差異。雖然其生育期有差異，但差異不明顯，基本在1～2 d。3個施肥處理下，烤煙新品系HN2146在黔江煙區(qū)的大田生育期分別為151、148、147 d。試驗結果表明，不同的施氮量能夠影響烤煙的大田生育期。

表2 不同時期煙株生長發(fā)育進程

2.2 不同施氮量下現(xiàn)蕾期煙株農藝性狀通過表3可以看出，隨著施氮量的增加，現(xiàn)蕾期的烤煙新品系HN2146的株高、莖圍、上部葉的長和寬、中部葉寬、下部葉寬以及總葉片數(shù)都呈上升趨勢，但其上升幅度較小。各處理下多數(shù)農藝性狀之間的差異不顯著，但是A處理和C處理的中部葉長以及最大葉面積明顯優(yōu)于B處理，其余各個指標并無顯著差異。綜合各個指標可以看出，在煙株到達生長發(fā)育后期時A處理、C處理的長勢明顯優(yōu)于B處理。觀察不同處理間的試驗效果可以發(fā)現(xiàn)，B處理下的煙株整體生長狀態(tài)明顯弱于其余2個處理，雖然A處理和C處理的長勢在整體相差不大，但是A處理下的煙株在葉長、葉寬以及最大葉面積這些關鍵經濟指標方面表現(xiàn)得更好。綜上所述，A處理下的煙株整體長勢更加優(yōu)秀，能為穩(wěn)定煙株成熟期農藝性狀提供依據。

表3 HN2146現(xiàn)蕾期煙株農藝性狀

2.3 不同施氮量下成熟期煙株農藝性狀由表4可知，成熟期的烤煙新品系HN2146株高126～139 cm、莖圍8～10 cm、平均節(jié)間距6～8 cm、葉片總數(shù)19～21片、最大葉面積1 299～1 422 cm2。煙株在莖圍、上部葉片數(shù)、中部葉寬以及最大葉面積4個農藝性狀上表現(xiàn)為隨施氮量的增加而增大的趨勢。在該試驗中只有株高顯示出了明顯差異，A處理和C處理的株高明顯優(yōu)于B處理，而其他指標之間的差異均不明顯。A處理下，烤煙新品系HN2146在成熟期的株高、莖圍、上部葉片數(shù)、中部葉長、中部葉寬、下部葉寬、葉片總數(shù)和最大葉面積均優(yōu)于其他2個處理的煙株。C處理下的莖圍、上部葉片數(shù)、中部葉寬、下部葉長以及平均節(jié)間距均表現(xiàn)為3個處理中最差。綜上，在3個處理中，A處理下的煙株在成熟期的農藝性狀表現(xiàn)得最好，B處理次之，C處理的效果最差。

表4 HN2146成熟期煙株農藝性狀

2.4 不同施氮量下烤后煙葉煙經濟性狀各小區(qū)煙葉進行單采單收，對烤后煙葉按照國家煙葉分級標準進行分級，然后對各級煙葉稱重，計算烤后煙葉的產量以及各等級煙葉的比例，并選取各小區(qū)C3F和B2F等級的煙葉各1 kg進行常規(guī)化學成分的測定。

2.4.1 不同施氮量下烤后煙葉化學成分 由表5可知，烤后煙葉各處理上部葉的煙堿含量和氮元素含量均高于中部葉；各處理上部葉的鉀元素含量、還原糖含量、氯元素含量和鉀氯比均低于中部葉；而對于其他化學成分指標，在上部葉和中部葉之間沒有出現(xiàn)明顯趨勢。在3個處理下，中部葉和上部葉的煙堿含量均表現(xiàn)為在A處理下最高，分別為1.85%和2.14%，并且呈現(xiàn)出隨施氮量增加而升高的趨勢。在上部葉中，A處理的還原糖含量最高；B處理的總糖含量最高，氮元素含量、鉀元素含量和氯元素含量最低；C處理下的氮元素、鉀元素和氯元素的含量最高，還原糖和總糖的含量最低。在中部葉中，A處理下的還原糖含量和總糖含量最高；B處理下氮元素含量和鉀元素含量最高，氯元素含量、總糖含量和還原糖含量最低；C處理下氯元素含量最高，氮元素含量最低。

優(yōu)質煙葉的標準為煙堿含量1.5%～3.5%，氮元素含量1.5%～3.5%，鉀元素含量>2%，還原糖含量16%～18%，氯元素含量<1.0%，總糖含量18%～22%；其協(xié)調性為氮堿比0.9～1.0，糖氮比4～10，糖堿比8～10，鉀氯比>4［22］。結合表5數(shù)據可得，3個處理下的烤后煙葉在煙堿含量、氮元素含量、氯元素含量以及鉀氯比等指標上均符合優(yōu)質煙葉的標準；而B處理下上部葉的鉀元素含量略低于優(yōu)質煙葉的標準；3個處理的總糖含量均明顯高于優(yōu)質煙葉的標準。在烤后煙葉的協(xié)調性上，A處理上部葉氮堿比以及中部葉氮堿比更加接近標準范圍。

表5 HN2146烤后煙葉化學成分

綜上所述，在不同施氮量處理中，A處理下的烤后煙葉在化學成分和協(xié)調性方面總體上優(yōu)于另外2個處理。

2.4.2 不同施氮量下烤后煙葉經濟性狀 通過分析各處理烤后煙葉的經濟性狀，可以觀察到烤煙新品系HN2146的產量隨施氮量的增加而增加，具體見表6。A處理下的上等煙比例、中等煙比例、均價、產量和產值均最高，分別為64.35%、27.18%、19.48 元、2 664.90 kg/hm2和51 912.25 元/hm2；B處理的中等煙比例、均價和產值最低，C處理下的產量最低。綜上，A處理在中上等煙比例、產值、產量等經濟性狀方面明顯優(yōu)于其他2個處理。

表6 HN2146烤后煙葉的經濟性狀

3 結論與討論

在本次試驗中，3個施氮量處理下煙株的大田生育期分別為151、148、147 d，說明不同施氮量的處理能夠影響烤煙新品系HN2146的大田生育期，并且在本次試驗設置的施氮量范圍內，大田生育期隨施氮量的增加而明顯延長。通過分析不同處理下烤煙新品系HN2146在現(xiàn)蕾期和成熟期的農藝性狀，發(fā)現(xiàn)在施氮量為96.375 kg/hm2的處理下煙株的葉長、葉寬以及最大葉面積等關鍵經濟指標更具有優(yōu)勢。分析烤后煙葉化學成分和協(xié)調性發(fā)現(xiàn)隨著施氮量的增加，烤后煙葉的煙堿含量具有增加的趨勢。在施氮量為96.375 kg/hm2的處理下，烤煙新品系HN2146的中上等煙比例、產量和產值最高，分別為91.53%、2 664.90 kg/hm2、49 250.31 元/hm2。綜合煙株的大田長勢以及烤后煙葉的經濟性狀，可以初步判斷烤煙新品系HN2146在黔江煙區(qū)的適宜施氮量為96.375 kg/hm2。

通過記錄烤煙新品系HN2146的大田生育期進程，發(fā)現(xiàn)增加施氮量能夠延長烤煙的生育期，這與吳龍［23］的研究結果一致。有研究表明，煙株的株高、莖圍、節(jié)距、葉片數(shù)、腰葉長和腰葉寬等農藝性狀均隨著施氮水平的提高而增大，產量也會隨著施氮水平的提高而提高［24］。在高施氮量96.375 kg/hm2處理中，烤煙在現(xiàn)蕾期和成熟期的株高、莖圍、平均節(jié)間距以及葉片數(shù)均優(yōu)于其他2個處理，這可能與氮元素是烤煙中核酸、蛋白質、葉綠素和生物堿等物質的重要組成元素［25］有關，說明增加氮肥施用量能影響烤煙的代謝活動，從而促進烤煙維持良好的植株形態(tài)以及葉片的生長。當煙株缺氮時，會表現(xiàn)為煙株矮小，葉片輕薄且葉型較小，葉色呈黃綠色；當施氮量過多，會造成煙葉大而肥厚、葉色濃綠、烤后煙葉的組織粗糙且容易掛灰，嚴重影響煙葉品質［26］。

對比各處理下烤后煙葉的化學成分可知，烤煙新品系HN2146上部葉和中部葉的煙堿含量均隨施氮量的增加而升高，這與王建波［27］的研究結果相似。在高施氮量的處理下，上部葉中的還原糖含量為各處理最高，同時中部葉的還原糖含量和總糖含量也為各處理最高。由烤后煙葉的經濟性狀可知，高施氮處理下的經濟性狀明顯優(yōu)于其他2個處理，說明增加施氮量有利于提高烤煙的產量以及中上等煙的比例。

氮元素是葉綠素的重要組成元素，增加氮肥的施用量使煙葉葉綠素含量升高，進而影響煙葉的光合作用，最終導致煙葉光合產物含量的增加。施氮量與煙葉光合產物含量的關系可能與植株的碳氮代謝相關，而具體影響機制還需要借助分子技術進行相關試驗，以期從代謝通路的作用機制來探究施氮量對烤煙品質的影響。綜合烤煙新品系HN2146的大田生育期、現(xiàn)蕾期與成熟期的農藝性狀、烤后煙葉的化學成分和經濟價值來看，在黔江煙區(qū)的生態(tài)條件下，施氮96.375 kg/hm2是最適合種植烤煙新品系HN2146的處理。