有機(jī)種植模式下種植密度與施肥量對郴州煙葉理化性質(zhì)的影響

鄧亞飛，屠乃美*，朱列書，鄧正平

（1.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)，長沙 410128；2.湖南省煙草公司郴州市公司，湖南 郴州 423000）

有機(jī)種植模式下種植密度與施肥量對郴州煙葉理化性質(zhì)的影響

鄧亞飛1，屠乃美1*，朱列書1，鄧正平2

（1.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)，長沙 410128；2.湖南省煙草公司郴州市公司，湖南 郴州 423000）

為探尋在有機(jī)種植管理模式下適宜的種植密度和有機(jī)肥施用量，在湖南省郴州市桂陽縣煙葉生產(chǎn)基地進(jìn)行了不同種植密度的兩因素隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)（株距和行距兩因素各3個水平）以及有機(jī)肥不同施用量的單因素隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)（233.33、300、366.67 kg/667m2），通過逐步回歸分析，篩選出烤后煙葉理化指標(biāo)處在較適值的試驗(yàn)處理。結(jié)果表明，株行距為0.5 m ×1.2 m、0.6 m×1.1 m的烤后煙葉理化指標(biāo)較適宜，有機(jī)肥施用量在300.62～355.13 kg/667m2的烤后煙葉理化指標(biāo)處于較優(yōu)范圍。

種植密度；有機(jī)肥施用量；濃香型煙葉；物理特性；化學(xué)成分

為適宜中式卷煙對高檔原料的需求和改善植煙區(qū)生態(tài)環(huán)境，湖南郴州濃香型特色煙葉產(chǎn)區(qū)嘗試按照有機(jī)種植模式進(jìn)行烤煙生產(chǎn)，利用有機(jī)產(chǎn)品優(yōu)勢，結(jié)合當(dāng)?shù)貎?yōu)越的烤煙生態(tài)條件、獨(dú)具特色的傳統(tǒng)烤煙生產(chǎn)技術(shù)，充分發(fā)揮氣候和土壤資源優(yōu)勢，探索濃香型特色優(yōu)質(zhì)煙葉高效可持續(xù)發(fā)展途徑，以期研發(fā)并優(yōu)化充分彰顯郴州煙葉濃香型特色以及進(jìn)一步提升煙葉品質(zhì)的技術(shù)措施。

種植密度和施肥量是煙葉生產(chǎn)中非常重要的栽培因子，已有大量的研究報道。它們能夠顯著影響煙葉的物理性質(zhì)以及其中各種化學(xué)成分的含量和比例。優(yōu)良的物理特性、穩(wěn)定適宜的化學(xué)指標(biāo)是濃香型煙葉品質(zhì)彰顯的重要保證，在新型有機(jī)種植模式下，已有研究的種植密度處理以單因子研究居多［1-3］，施肥量的研究多針對化肥適宜施用量或有機(jī)肥和化肥配施比例以及如何減少化肥用量而開展［4-5］，研究指標(biāo)多聚焦于烤后煙葉化學(xué)成分，而涉及物理特性的相關(guān)報道較少見，針對郴州產(chǎn)區(qū)的研究更是罕見報道［6］，嚴(yán)重制約湖南濃香型特色優(yōu)質(zhì)煙葉的可持續(xù)發(fā)展。鑒于此，本研究在嚴(yán)格按照有機(jī)生產(chǎn)規(guī)程的前提下，探索當(dāng)?shù)赝寥婪柿λ胶铜h(huán)境條件下適宜的有機(jī)肥施用量以及適宜的株行距配置，研究不同處理措施對烤煙理化性質(zhì)的影響，以期為湖南濃香型特色優(yōu)質(zhì)煙葉的安全可持續(xù)生產(chǎn)提供理論指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地點(diǎn)與材料

大田試驗(yàn)在湖南省郴州市桂陽縣仁義鄉(xiāng)王泗村的濃香型煙葉有機(jī)種植模式示范田進(jìn)行，該生產(chǎn)基地符合標(biāo)準(zhǔn)GB/T 19630.1～19630.4有機(jī)產(chǎn)品［7］對于產(chǎn)地環(huán)境的要求。前茬作物為水稻，烤煙供試品種為云煙87，供試肥料為湖南省湘暉農(nóng)業(yè)技術(shù)開發(fā)有限公司提供的湘正農(nóng)科煙草專用有機(jī)肥，其中m（N）∶m（P2O5）∶m（K2O）=3∶3∶4，有機(jī)質(zhì)≥30%。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計與方法

不同種植密度處理采用株距與行距兩因素三水平隨機(jī)區(qū)組設(shè)計，其中株距L1（0.4 m）、L2（0.5 m）、L3（0.6 m），行距R1（1 m）、R2（1.1 m）、R3（1.2 m），共9個處理：L1R1（0.4 m×1 m）、L1R2（0.4 m ×1.1 m）、L1R3（0.4 m×1.2 m）、L2R1（0.5 m×1 m）、L2R2（0.5 m×1.1 m）、L2R3（0.5 m×1.2 m）、L3R1（0.6 m×1 m）、L3R2（0.6 m×1.1 m）、L3R3（0.6 m×1.2 m）。設(shè)3次重復(fù)，共27個小區(qū)。施肥量統(tǒng)一為300 kg/667m2，基肥與追肥比例為7∶3。

有機(jī)肥不同施用量處理采用單因素隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)設(shè)計，分為T1（233.33 kg/667m2）、T2（300 kg/667m2）和T3（366.67 kg/667m2）3個梯度，分別相當(dāng)于施氮量7 kg/667m2、9 kg/667m2和11 kg/667m2，基肥與追肥比例為7∶3，重復(fù)3次（3個區(qū)組），區(qū)組內(nèi)各處理隨機(jī)排列，共9個小區(qū)，每個區(qū)組周邊設(shè)置兩行保護(hù)行。種植密度為株距0.5 m，行距1.2 m。

12月23日播種，翌年4月10日移栽。除試驗(yàn)處理外，其余生產(chǎn)措施均按照當(dāng)?shù)貎?yōu)質(zhì)煙葉開發(fā)生產(chǎn)技術(shù)規(guī)范統(tǒng)一執(zhí)行，生產(chǎn)全過程嚴(yán)格按有機(jī)農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)原則，禁用人工合成化肥農(nóng)藥、除草劑等。

1.3 測定項(xiàng)目與方法

取各處理烤后煙葉X2F、C3F、B2F等級樣品，檢測物理特性：單葉重、含梗率、平衡含水率、葉厚度、葉質(zhì)重以及葉長與葉寬［8］；同時檢測主要化學(xué)成分：水溶性總糖、還原糖、蛋白質(zhì)、煙堿、總氮、鉀、氯，并計算出糖堿比、氮堿比、施木克值、鉀氯比。其中可溶性總糖、還原糖、煙堿、總氮、氯采用流動分析儀［9-12］進(jìn)行測定，用火焰光度法［13］測定煙葉中鉀含量，蛋白質(zhì)采用間接法得出：（全氮-0.1727×煙堿）×6.25。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析

用Excel軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)與回歸分析，用DPS統(tǒng)計軟件進(jìn)行灰色關(guān)聯(lián)度分析（分辨系數(shù)為0.1，數(shù)據(jù)進(jìn)行均值化轉(zhuǎn)換）、方差分析和多重比較［14］。

2 結(jié) 果

2.1 不同種植密度對烤后煙葉理化性質(zhì)的影響

2.1.1 不同種植密度與各部位煙葉理化指標(biāo)的灰色關(guān)聯(lián)度分析 不同部位煙葉與種植密度關(guān)聯(lián)度最大的理化指標(biāo)并非一致。關(guān)聯(lián)度最大的物理指標(biāo)上部葉為平衡含水率，中部葉為葉厚度，下部葉為葉質(zhì)重，關(guān)聯(lián)系數(shù)分別為0.33063、0.46507、0.33219；關(guān)聯(lián)度最大的化學(xué)指標(biāo)上部葉為總糖，中部葉和下部葉均為煙堿，關(guān)聯(lián)系數(shù)分別為0.36945、0.43568、0.44229；關(guān)聯(lián)度最大的化學(xué)協(xié)調(diào)性指標(biāo)上部葉和下部葉均為鉀氯比，中部葉為施木克值，關(guān)聯(lián)系數(shù)分別為0.27058、0.39563、0.37280。這說明各處理對不同部位煙葉各指標(biāo)的影響程度和方式不盡相同，需進(jìn)一步分析其相關(guān)機(jī)理。

2.1.2 不同種植密度對烤后煙葉物理特性的影響

她笑笑說：“女孩更應(yīng)該努力啊，于己，為了讓自己有更多的選擇權(quán)，于家，為了有更好的經(jīng)濟(jì)條件贍養(yǎng)父母?，F(xiàn)在不累點(diǎn)，以后就是身心俱疲了?！?/p>

如表1所示，變異幅度上部葉最大為葉質(zhì)重，最小為葉長，變異系數(shù)分別為13.18%和2.89%；中部葉最大為單葉重，最小為平衡含水率，變異系數(shù)分別為10.18%和3.89%；下部葉最大為單葉重，最小為葉寬，變異系數(shù)分別為11.33%和3.64%，這說明上部葉葉質(zhì)重和中下部葉的單葉重等物理指標(biāo)對種植密度最為敏感，而上部葉葉長、中部葉平衡含水率及下部葉葉寬不敏感。

進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，株距（y1）僅與中部葉葉厚度、葉質(zhì)重存在顯著正相關(guān)關(guān)系，與下部葉平衡含水率存在顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系，采用逐步回歸的方法得到回歸方程，僅下部葉平衡含水率（x1）入選y1=-2.8351x1＋43.1939（R2=0.9987），F(xiàn)測驗(yàn)表明下部葉平衡含水率在不同株距處理間無顯著差異，說明這一指標(biāo)在株距0.4～0.6 m有規(guī)律性變化但無顯著影響；不同株行距配置（y2）與中部葉含梗率存在顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系，與中部葉葉厚度存在極顯著正相關(guān)關(guān)系，與中部葉葉質(zhì)重存在顯著正相關(guān)關(guān)系，采用逐步回歸方法得到最優(yōu)回歸方程，中部葉的含梗率（x2）和葉厚度（x3）入選y2=0.9742－0.0369x2+0.0073x3（R2=0.8733），F(xiàn)測驗(yàn)表明不同株行距配置間中部葉的含梗率和葉厚度均存在極顯著差異，中部葉含梗率L1搭配R1（36.61%）極顯著高于R2搭配R3，L2搭配R2（35.70%）顯著高于搭配R3，極顯著高于搭配R1，而L3（平均32.72%）極顯著低于L1（34.40%）和L2（35.00%），R3（平均33.27%）極顯著低于R1（34.38%）和R2（34.46%），中部葉葉厚度L2R3和L3R2極顯著高于其他處理。

表1 不同株行距烤后煙葉物理特性Table 1 Comparison of physical characteristics on cured tobacco leaves with different plant spacing and row spacing combinations

2.1.3 不同種植密度對烤后煙葉主要化學(xué)成分及其協(xié)調(diào)性的影響 如表2所示，上部葉和中部葉變異幅度最大的均為鉀氯比，最小均為蛋白質(zhì)，兩指標(biāo)變異系數(shù)上部葉分別為19.33%和3.30%，中部葉分別為21.30%和3.12%；下部葉最大為氯，最小為總氮，變異系數(shù)分別為22.518%和3.20%。

進(jìn)一步分析，株距（y3）與上部葉氯、下部葉總氮存在顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系，采用逐步回歸的方法得到最優(yōu)回歸方程，僅上部葉氯（x4）入選y3=1.3589-3.6710x4（R2=0.9993），株距間F測驗(yàn)表明，上部葉氯存在極顯著差異，L1（平均0.261%）極顯著高于L2（0.235%）和L3（0.206%）；行距（y4）與中部葉鉀氯比存在顯著正相關(guān)關(guān)系，與中部葉氯存在顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系，采用逐步回歸的方法得到最優(yōu)回歸方程，僅中部葉氯（x5）入選y4=1.7600-4.4752x5（R2=0.9995），行距間F測驗(yàn)表明中部葉氯存在極顯著差異，R1（平均0.170%）極顯著高于R2（0.147%）和R3（0.125%）；不同株行距配置（y5）與上部葉鉀氯比存在顯著正相關(guān)關(guān)系，與中部葉鉀存在顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系，采用逐步回歸的方法得到最優(yōu)回歸方程，僅中部葉鉀（x6）入選y5=1.2595-0.2875x6（R2=0.5573），不同株行距配置間F測驗(yàn)表明中部葉鉀存在極顯著差異，L1和R3搭配極顯著高于與R2和R1的搭配，L2和R1的搭配極顯著高于與R2和R3的搭配，L1（平均2.725%）極顯著高于L2（2.430%）和L3（2.248%），R1（平均2.521%）顯著高于R3（2.441%）和R2（2.440%）。

表2 不同種植密度下烤后煙葉主要化學(xué)成分及其協(xié)調(diào)性Table 2 Main chemical components and coordinating index in cured tobacco leaves with different planting density

2.2 不同有機(jī)肥施用量對烤后煙葉理化性質(zhì)的影響

2.2.1 不同有機(jī)肥施用量對烤后煙葉物理特性的影響 如表3所示，變異幅度上部葉最大為葉厚度，最小為含梗率，變異系數(shù)分別為17.43%和2.51%；中部葉最大為葉厚度，最小為葉長，變異系數(shù)分別為16.55%和0.60%；下部葉最大為葉質(zhì)重，最小為平衡含水率，變異系數(shù)分別為7.60%和1.62%。

2.2.2 不同有機(jī)肥施用量對烤后煙葉主要化學(xué)成分及其協(xié)調(diào)性的影響 如表4所示，變異幅度上部葉最大為鉀氯比，最小為總氮，變異系數(shù)分別為23.16%和0.49%；中部葉最大為氯，最小為總氮，變異系數(shù)分別為23.674%和0.60%；下部葉最大為糖堿比，最小為鉀，變異系數(shù)分別為29.60%和2.31%。

進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，有機(jī)肥施用量（y7）僅與下部葉蛋白質(zhì)（x8）存在顯著正相關(guān)關(guān)系，回歸方程為y7=-45.5344+5.2258x8（R2=0.9944），F(xiàn)測驗(yàn)表明下部葉蛋白質(zhì)存在顯著差異，T3極顯著大于T2。上部葉和中部葉的氮堿比總體上均處于最適水平，下部葉偏高，表現(xiàn)為施肥量下降氮堿比增加的趨勢。

3 討 論

3.1 不同種植密度對烤后煙葉理化性質(zhì)的影響

不同種植密度處理與中部葉含梗率、葉厚度以及上、中部葉氯含量和中部葉鉀含量指標(biāo)間能分別建立優(yōu)質(zhì)模型，與下部葉平衡含水率雖能建立模型但處理間差異不顯著。其余指標(biāo)無代表性可言，這與孟煥等［1］和張光煦等［4］的研究結(jié)果略有不同，試驗(yàn)中種植密度與單葉重處理間僅中部葉有顯著差異但無規(guī)律性變化，與煙葉中煙堿含量無顯著相關(guān)性，對氯和鉀含量卻均有顯著影響，這可能是煙株對土壤養(yǎng)分的合理利用及采用了及時合理的栽培措施從而減小了種植密度變化對煙葉干物質(zhì)積累的不利影響，也說明種植密度變化對煙株煙堿形成相關(guān)的絕大部分營養(yǎng)元素的吸收無規(guī)律性影響。

表3 有機(jī)肥不同施用量烤后煙葉物理特性比較Table 3 Comparison of physical characteristics on cured tobacco leaves with different organic fertilizer application rates

表4 有機(jī)肥不同施用量烤后煙葉主要化學(xué)成分及其協(xié)調(diào)性Table 4 Main chemical components and coordinating index in cured tobacco leaves with different organic fertilizer application rates

含梗率對于煙葉工業(yè)可用性有顯著的影響，小于22.00%為適宜范圍［15］，但各種植密度處理中部葉含梗率均高于適宜范圍；葉厚度可以反映煙葉細(xì)胞內(nèi)干物質(zhì)的積累情況，體現(xiàn)在一定時期內(nèi)煙葉細(xì)胞數(shù)量和體積的擴(kuò)大過程，國外優(yōu)質(zhì)烤煙適宜的中部葉厚度為100～120 μm［8］，所采取的措施必須保證中部葉葉厚度處在適宜范圍，同時盡可能地降低中部葉含梗率，根據(jù)y2=0.9742-0.0369x2＋0.0073x3，可得適宜株行距乘積在0.5444～0.6757 m2，L2R2、L2R3、L3R1和L3R2滿足要求，其中L2R2中部葉含梗率顯著高于其他3個處理，剔除。

平衡含水率一定程度上代表內(nèi)含物的類型和質(zhì)量，反應(yīng)煙葉的吸濕能力，過多會影響煙葉的彈性和燃燒，不利于煙葉的運(yùn)輸和儲藏，一般在12.00%左右［16］，根據(jù)中國煙草種植區(qū)劃［15］的規(guī)定大于13.50%為適宜范圍，株距在0.4～0.6 m范圍內(nèi)，含水率差異不顯著，均為適宜，無法作出最優(yōu)判斷，但也說明大多數(shù)處理烤后葉游離水比例較適宜［17］，株距的控制，可結(jié)合其他顯著相關(guān)的指標(biāo)的回歸方程找到最適值。

煙葉中適宜的氯含量在0.3125%～1%［15，18］，株距間上部葉氯，行距間中部葉氯均低于0.3125%，這可能跟生產(chǎn)實(shí)踐中氯肥的過于限制有關(guān)，土壤氯含量低，導(dǎo)致原煙中氯含量普遍偏低，不利于煙葉質(zhì)量的穩(wěn)定和提高，建議在一定科學(xué)指導(dǎo)下適當(dāng)使用含氯肥料；烤后葉中最適宜的鉀含量需≥2.50%，據(jù)y5=1.2595-0.2875x6所得最適株行距乘積應(yīng)≤0.5407，但通過物理指標(biāo)分析發(fā)現(xiàn)，過高的種植密度易導(dǎo)致含梗率增加及葉厚度降低，降低了原煙可用性和破壞了產(chǎn)量積累的基礎(chǔ)，物理指標(biāo)中葉厚度關(guān)聯(lián)度在中部葉為最大，應(yīng)優(yōu)先考慮這一指標(biāo)。綜上所述，L2R3和L3R2葉厚度極顯著高于其他處理，為最優(yōu)方案。

3.2 不同施肥量對烤后煙葉理化性質(zhì)的影響

有機(jī)肥不同施用量與中部葉葉質(zhì)重、下部葉蛋白質(zhì)能分別建立優(yōu)質(zhì)模型，其余指標(biāo)部分無代表性，這與計玉等［2］和張光煦等［4］的研究結(jié)果不一致，試驗(yàn)中不同施肥量未使各部位煙葉單葉重和葉長、葉寬產(chǎn)生顯著性相關(guān)的變化，對各部位煙葉氯和鉀含量均有顯著影響，與總氮、總糖、還原糖相關(guān)性不顯著，變化趨勢不一致，這說明該肥力區(qū)間內(nèi)肥力因子并非唯一對煙葉干物質(zhì)形成有影響的因子，也可能是由于煙草品種及施肥量不同所致，也說明施肥量并未導(dǎo)致這幾項(xiàng)指標(biāo)形成相關(guān)的營養(yǎng)元素的缺乏或偏高。

烤后煙葉葉質(zhì)重適宜范圍為75.0～80.0 g/m2［8，15］，根據(jù)y6=－15.5114＋0.3271x7可得，適宜施氮量在9.02～10.65 kg/667m2?？竞鬅熑~蛋白質(zhì)的適宜范圍為9.48%～13.25%［18］，根據(jù)y7=－45.5344＋5.2258x8可得，適宜施氮量在3.99～23.71 kg/667m2。

綜上所述有機(jī)肥適宜施用量在300.62～355.13 kg/667m2，相當(dāng)于施氮量9.02～10.65 kg/667m2。

3.3 兩個試驗(yàn)同等條件處理間烤后煙葉理化性質(zhì)的比較

成組數(shù)據(jù)比較t測驗(yàn)結(jié)果表明，物理指標(biāo)除上部葉含梗率、葉厚度，中部葉單葉重、含梗率、葉長，下部葉單葉重、含水率、平衡含水率、葉長、葉寬外，其余指標(biāo)均存在顯著差異；化學(xué)成分除上部葉總氮、氯、糖堿比，下部葉鉀外，其余指標(biāo)均存在顯著差異。同條件下個別指標(biāo)間有所差異，說明兩塊試驗(yàn)地存在一定的系統(tǒng)誤差，可能是試驗(yàn)地面積偏小，樣本量不足導(dǎo)致，后期試驗(yàn)可擴(kuò)大種植面積，增加重復(fù)，選擇更適合的試驗(yàn)設(shè)計來解決此問題。

3.4 有機(jī)種植模式與常規(guī)種植比較

采用有機(jī)種植模式平均產(chǎn)量在2361.25 kg/hm2，較同一產(chǎn)區(qū)常規(guī)種植模式的2862.10 kg/hm2有一定的差距，這可能跟肥料的利用率以及留葉數(shù)有關(guān)，煙草有機(jī)和常規(guī)種植模式的平均留葉數(shù)分別為18.61片和19.38片，但有機(jī)種植模式的上中等煙葉比例為92.89%較常規(guī)的88.89%高，這些差異是否顯著需進(jìn)一步驗(yàn)證?？竞鬅熑~糖含量過高，可能會破壞與煙堿的平衡，對煙葉燃燒性產(chǎn)生不良影響，使燃燒不易完全。研究中發(fā)現(xiàn)不同有機(jī)肥施用量的各葉位總糖和還原糖含量均高于最適值，這與相關(guān)研究結(jié)果［19］不一致，可能由供試品種、土壤類型、施肥水平及試驗(yàn)區(qū)域的生態(tài)條件差異所致。下一步工作可以考慮進(jìn)行較適宜施肥量和種植密度互作的具體機(jī)理研究，探討其對煙葉感官質(zhì)量的影響以及考慮如何降低煙葉含梗率和含糖量。

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［11］ 國家煙草專賣局. YC/T 161—2002 煙草及煙草制品總氮的測定 連續(xù)流動法［S］. 北京：標(biāo)準(zhǔn)出版社，2002.

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Effects of Planting Density and Organic Fertilizer Application on Physical Characteristics and Chemical Components of Tobacco in Chenzhou City under Organic Farming Mode

DENG Yafei1， TU Naimei1*， ZHU Lieshu1， DENG Zhengping2
（1. Hunan Agricultural University， Changsha 410128， China； 2. Chenzhou Tobacco Company of Hunan Province， Chenzhou，Hunan 423000， China）

Two random block experiments were conducted to investigate the effects of main organic cultivation technologies， including different application rates of organic fertilizers （233.33， 300 and 366.67 kg/667m2） and different planting density （three levels respectively for plant and row spacing）. Stepwise regression analysis was used to screen the experiment treatment in which the physical characteristics and chemical components of strong aroma tobacco being at optimum values. The results showed that better physical characteristics and chemical components were obtained when the planting density had the space collocation of 0.5 m×1.2 m and 0.6 m×1.1 m， and the organic fertilizing rates were within the range of 300.62-355.13 kg/667m2.

planting density； organic fertilizer application rates； strong aroma tobacco； physical characteristics； chemical components

S572.04

1007-5119（2015）06-0023-07

10.13496/j.issn.1007-5119.2015.06.005

鄧亞飛，男，在讀博士研究生，主要從事煙草栽培方面的研究。E-mail：dyf86@163.com。*通信作者，E-mail：tnm505@163.com

2015-03-20

2015-11-10