含腐植酸水溶肥料對烤煙生長特性和產(chǎn)質(zhì)量的影響

閆 寧，郭東鋒，姚忠達(dá)，竇玉青，張忠鋒，劉新民*

(1.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院 煙草研究所，山東 青島 266101；2.安徽中煙工業(yè)有限責(zé)任公司 技術(shù)中心，安徽 合肥 230088)

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含腐植酸水溶肥料對烤煙生長特性和產(chǎn)質(zhì)量的影響

閆 寧1，郭東鋒2，姚忠達(dá)2，竇玉青1，張忠鋒1，劉新民1*

(1.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院 煙草研究所，山東 青島 266101；2.安徽中煙工業(yè)有限責(zé)任公司 技術(shù)中心，安徽 合肥 230088)

為探明含腐植酸水溶肥料在烤煙上的應(yīng)用效果，通過田間試驗(yàn)研究了噴施含腐植酸水溶肥料對烤煙生長、光合作用和產(chǎn)質(zhì)量的影響。結(jié)果表明：噴施含腐植酸水溶肥料顯著提高了烤煙株高、莖圍、節(jié)距、葉數(shù)、最大葉的長度、寬度、根、莖、葉、花的干重以及葉片凈光合速率(Pn)、氣孔導(dǎo)度(Gs)、蒸騰速率(Tr)，但對葉片相對葉綠素含量、PSII有效光化學(xué)量子產(chǎn)量(ΦPSII)和電子傳遞速率(ETR)的影響不顯著。與對照相比，噴施含腐植酸水溶肥料顯著提高了烤煙的產(chǎn)量、產(chǎn)值，但對均價、上等煙比例、上中等煙比例、常規(guī)化學(xué)成分和感官評吸質(zhì)量影響不顯著。含腐植酸水溶肥料對烤煙產(chǎn)值的提升作用主要是通過對烤煙產(chǎn)量的促進(jìn)作用進(jìn)行的。噴施3次含腐植酸水溶肥料對烤煙生長、光合作用、產(chǎn)量和產(chǎn)值的促進(jìn)效果最好。

含腐植酸水溶肥料；烤煙；生長特性；產(chǎn)質(zhì)量

含腐植酸水溶肥料是在植物生長所需比例的礦物源腐植酸中，添加適量氮、磷、鉀大量元素或銅、鐵、錳、鋅、硼、鉬微量元素而制成的液體或固體水溶肥料[1]。施用腐植酸可提高土壤有機(jī)質(zhì)含量，增強(qiáng)土壤供肥能力；活化土壤中的磷酸酶和蔗糖酶，提高土壤的生物學(xué)活性；促進(jìn)土壤中微生物的活動以及養(yǎng)分的轉(zhuǎn)化和釋放，從而有利于土壤礦質(zhì)營養(yǎng)的釋放和煙草對營養(yǎng)的有效利用[2]。腐植酸能夠促進(jìn)煙草的生長發(fā)育，增加生長前期葉綠素含量，降低后期葉綠素含量，促進(jìn)葉片成熟落黃；降低煙草體內(nèi)丙二醛含量，延遲煙株的衰老過程[3]。施用腐植酸后，烤煙產(chǎn)量、產(chǎn)值、上等煙比例和單葉重提高，煙葉內(nèi)的煙堿、致香物質(zhì)、糖氮比、鉀氯比等各項(xiàng)品質(zhì)指標(biāo)更合理[4]。

生物有機(jī)肥[5]、微生物菌肥[6]和控釋肥[7-8]等在促進(jìn)煙草生長、光合作用以及提高產(chǎn)量和質(zhì)量等方面取得了良好的應(yīng)用效果。富田佳利是一種含腐植酸的水溶肥料(大量元素型)，但它對烤煙生長、光合作用和產(chǎn)質(zhì)量的影響未見報道。腐植酸在烤煙上的應(yīng)用效果研究大多數(shù)是以腐植酸與其它肥料混合施入土壤的方式進(jìn)行的[9-13]，目前尚未見到含腐植酸水溶肥料噴施烤煙葉片的研究報道。同時，富田佳利含腐植酸水溶肥料在烤煙上適宜的噴施次數(shù)尚不明確。本試驗(yàn)研究了富田佳利含腐植酸水溶肥料不同噴施次數(shù)對烤煙農(nóng)藝性狀、煙株干重、光合氣體交換參數(shù)、葉綠素?zé)晒鈪?shù)、產(chǎn)量產(chǎn)值、常規(guī)化學(xué)成分和感官評吸質(zhì)量等的影響，探索了噴施富田佳利對烤煙生長特性和產(chǎn)質(zhì)量的影響，以期為其在烤煙上的合理施用提供理論依據(jù)。

1　材料與方法

1.1供試材料

烤煙品種為云煙97，試驗(yàn)肥料為富田佳利含腐植酸水溶肥料(黑龍江富田佳利生物科技有限公司生產(chǎn))。富田佳利含腐植酸水溶肥料登記號：農(nóng)肥(2011)臨字5279號，執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)：NY1106─2006，技術(shù)指標(biāo)：腐植酸≥40g/L，N≥105g/L，P2O5≥45g/L，K2O≥50g/L；重金屬元素限量：Hg≤5mg/kg，As≤10mg/kg，Cd≤10mg/kg，Pb≤50mg/kg，Cr≤50mg/kg。

1.2試驗(yàn)設(shè)計

試驗(yàn)于2013年在安徽省宣城市安徽中煙黃山焦甜香皖南科技示范園內(nèi)進(jìn)行。試驗(yàn)共設(shè)4個處理，即對照(CK)不噴施富田佳利，T1噴施富田佳利2次，T2噴施富田佳利3次，T3噴施富田佳利4次，于煙苗移栽后第5天(3月20日)噴施第1次，以后每隔15d噴施一次。試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計，3次重復(fù)，小區(qū)面積150m2，每個小區(qū)3行，行距120cm，株距50cm。富田佳利采用葉片噴施方法，100mL富田佳利兌水50kg，每個處理每次噴施25kg；每次噴施時，不噴施富田佳利的處理噴施等體積的水。

1.3測定項(xiàng)目與數(shù)據(jù)分析

1.3.1農(nóng)藝性狀、煙株干重調(diào)查與產(chǎn)量產(chǎn)值測定5月10日，分別選擇對照和處理的代表性植株20株，調(diào)查記載其株高、葉數(shù)、莖圍、節(jié)距、最大葉的葉長與葉寬等農(nóng)藝性狀。同時，對照和處理各挖取5棵植株，洗凈泥土后，將其分為根、莖、葉、花4部分，放入烘箱內(nèi)烘干至恒重；用天平稱取根、莖、葉和花的干重，并計算整個煙株的干重。煙葉成熟后，各處理單獨(dú)綁竿、單獨(dú)烘烤、單存、單放、單收，烤后統(tǒng)計各處理等級比例、重量。計算各處理煙葉的產(chǎn)量、均價、產(chǎn)值、上等煙比例、上中等煙比例。

1.3.2葉綠素含量、光合氣體交換參數(shù)和葉綠素?zé)晒鈪?shù)的測定5月11日，用手持式葉綠素含量測定儀(HansatechInstruments,ModelCL-01,KingsLynn,UK)測定烤煙中部葉片相對葉綠素含量。5月12日，用便攜式光合儀LI-6400XT(LI-COR,Lincoln,USA)測定烤煙中部葉片光合氣體交換參數(shù)[14]和葉綠素?zé)晒鈪?shù)[15]。

1.3.3常規(guī)化學(xué)成分測定和感官評吸質(zhì)量評價每個處理選取C3F等級煙葉2.0kg。由農(nóng)業(yè)部煙草產(chǎn)業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)測試中心，按照相關(guān)煙草行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(YC/T159─2002、YC/T160─2002、YC/T161─2002、YC/T162─2002和YC/T173─2002)測定常規(guī)化學(xué)成分[16-17]，按照YC/T138─1998 《煙草及煙草制品感官評價方法》進(jìn)行感官質(zhì)量評價[5]。

1.4數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

采用Excel整理試驗(yàn)數(shù)據(jù)，采用SPSS18.0(SPSSInc.,Chicago,IL,USA)軟件對試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析，并進(jìn)行Duncan氏新復(fù)極差多重比較。

2　結(jié)果與分析

2.1噴施含腐植酸水溶肥料對烤煙農(nóng)藝性狀的影響

從表1中可以看出，含腐植酸水溶肥料處理烤煙的株高、莖圍、節(jié)距、葉數(shù)、最大葉的長度和寬度等農(nóng)藝性狀顯著高于對照的。其中，與對照相比，噴施3次富田佳利對烤煙農(nóng)藝性狀的促進(jìn)作用最強(qiáng)；與噴施3次相比，噴施4次富田佳利對烤煙農(nóng)藝性狀的促進(jìn)作用略微降低。可見，不同噴施次數(shù)富田佳利處理對烤煙農(nóng)藝性狀的影響效果不同，在一定范圍內(nèi)隨富田佳利噴施次數(shù)增加作用效果逐漸增強(qiáng)，但超過一定范圍效果降低。

表1　噴施含腐植酸水溶肥料對烤煙農(nóng)藝性狀的影響

注:同列數(shù)據(jù)后不同小寫字母表示在0.05水平上差異顯著。下同。

2.2噴施含腐植酸水溶肥料對煙株干重的影響

從表2中可以看出，含腐植酸水溶肥料處理烤煙的根、莖、葉、花和整個煙株干重顯著高于對照的。其中，與對照相比，噴施3次富田佳利對煙株干重的促進(jìn)作用最強(qiáng)；與噴施3次相比，噴施4次富田佳利對煙株干重的促進(jìn)作用略微降低?？梢?，不同噴施次數(shù)富田佳利處理對煙株干重的影響效果不同，在一定范圍內(nèi)隨富田佳利噴施次數(shù)增加作用效果逐漸增強(qiáng)，但超過一定范圍效果降低。

表2　噴施含腐植酸水溶肥料對煙株不同部位干重的影響g

2.3噴施含腐植酸水溶肥料對烤煙葉片光合氣體交換參數(shù)的影響

從表3中可以看出，含腐植酸水溶肥料處理烤煙葉片的凈光合速率(Pn)、氣孔導(dǎo)度(Gs)、蒸騰速率(Tr)顯著高于對照的，其胞間CO2濃度(Ci)略低于對照，但變化不顯著。其中，與對照相比，噴施3次富田佳利對烤煙葉片Pn、Gs、Tr的促進(jìn)作用最強(qiáng)；與噴施3次相比，噴施4次富田佳利對烤煙葉片Pn、Gs、Tr的促進(jìn)作用略微降低?？梢?，不同噴施次數(shù)富田佳利處理對烤煙葉片Pn、Gs、Tr的影響效果不同，在一定范圍內(nèi)隨富田佳利噴施次數(shù)增加作用效果逐漸增強(qiáng)，但超過一定范圍效果降低。

表3　噴施含腐植酸水溶肥料對烤煙葉片光合氣體交換參數(shù)的影響

2.4噴施含腐植酸水溶肥料對烤煙葉片相對葉綠素含量和葉綠素?zé)晒鈪?shù)的影響

從表4中可以看出，噴施含腐植酸水溶肥料后，烤煙葉片的相對葉綠素含量、PSII最大光化學(xué)量子產(chǎn)量(Fv/Fm)、PSII有效光化學(xué)量子產(chǎn)量(ΦPSII)、電子傳遞速率(ETR)略高于對照的，非光化學(xué)猝滅(NPQ)略低于對照的，但差異均不顯著。Fv/Fm是PSII最大光化學(xué)量子產(chǎn)量，表示最大光化學(xué)效率，它在非脅迫條件下變化極小，是反映PSII光化學(xué)效率的穩(wěn)定指標(biāo)。本試驗(yàn)結(jié)果表明，噴施含腐植酸水溶肥料和對照烤煙葉片的Fv/Fm幾乎無差異。ΦPSII是PSII有效光化學(xué)量子產(chǎn)量，它是葉片用于光合作用電子傳遞的能量占吸收光能的比例，常用來表示植物光合作用的電子傳遞量子產(chǎn)額。本試驗(yàn)結(jié)果表明，噴施含腐植酸水溶肥料烤煙葉片的ΦPSII略高于對照的，但差異不顯著。NPQ是非光化學(xué)猝滅，反映了PSII天線色素吸收的光能不能用于光合電子傳遞而以熱的形式耗散掉的部分。本試驗(yàn)結(jié)果表明，噴施含腐植酸水溶肥料烤煙葉片的NPQ略低于對照的，但差異不顯著。同時，噴施含腐植酸水溶肥料烤煙葉片的ETR大于對照的，但差異不顯著。

表4　噴施含腐植酸水溶肥料對烤煙葉片相對葉綠素含量和葉綠素?zé)晒鈪?shù)的影響

2.5噴施含腐植酸水溶肥料對烤煙產(chǎn)量、產(chǎn)值的影響

從表5中可以看出，含腐植酸水溶肥料處理烤煙產(chǎn)量和產(chǎn)值顯著高于對照的。噴施2次、3次、4次含腐植酸水溶肥料烤煙產(chǎn)量分別比對照高出211.80kg/hm2(9.35%)、371.10kg/hm2(16.39%)、307.65kg/hm2(13.59%)，產(chǎn)值分別比對照高出5653.50元/hm2(8.71%)、7744.20元/hm2(11.93%)、717.35 元/hm2(11.05%)。因此，與對照相比，噴施3次富田佳利對烤煙產(chǎn)量、產(chǎn)值的促進(jìn)作用最強(qiáng)；與噴施3次相比，噴施4次富田佳利對烤煙產(chǎn)量、產(chǎn)值的促進(jìn)作用略微降低。同時，噴施富田佳利含腐植酸水溶肥料后，烤煙均價、上等煙比例、上中等煙比例變化均不顯著。

2.6噴施含腐植酸水溶肥料對烤煙常規(guī)化學(xué)成分和感官評吸質(zhì)量的影響

從表6中可以看出，噴施含腐植酸水溶肥料后，烤后煙葉的還原糖、總糖、總植物堿、總氮、鉀元素和氯元素等常規(guī)化學(xué)成分變化不顯著。從表7中可以看出，CK、T1、T2、T3的香型均為“中偏濃”，勁頭均為“適中”，且其香氣質(zhì)、香氣量、余味、雜氣、刺激性、燃燒性、灰色和總得分無顯著差異；CK、T1、T2的濃度為“中等+”，T3的濃度為“中等”。結(jié)合感官評吸質(zhì)量得分，認(rèn)為噴施富田佳利2次(T1)的感官評吸質(zhì)量最高，但CK、T1、T2、T3的感官評吸質(zhì)量的差異不顯著。因此，與對照相比，噴施2次富田佳利對烤煙感官評吸質(zhì)量的促進(jìn)作用最強(qiáng)；與噴施2次相比，噴施3次、4次富田佳利對烤煙感官評吸質(zhì)量的促進(jìn)作用略微降低，但差異不顯著。

表5　噴施含腐植酸水溶肥料對烤煙產(chǎn)量、產(chǎn)值的影響

表6　噴施含腐植酸水溶肥料對烤煙常規(guī)化學(xué)成分的影響

表7　噴施含腐植酸水溶肥料對烤煙感官評吸質(zhì)量的影響

3　討論

本試驗(yàn)的研究結(jié)果表明，噴施富田佳利含腐植酸水溶肥料后，煙株根系生物量顯著增加，而根系的生長促進(jìn)了地上部的生長，表現(xiàn)為株高、莖圍、節(jié)距、葉數(shù)、最大葉的長度和寬度等農(nóng)藝性狀升高。已有研究證明，腐植酸可促使植物增加次生根條數(shù)和長度，使植物對水分和養(yǎng)料的吸收轉(zhuǎn)運(yùn)加強(qiáng)，促進(jìn)植株產(chǎn)量形成[18]；靳志麗等[19]研究表明，腐植酸能有效刺激根系的生理活性，提高根系呼吸酶活性，增強(qiáng)根系的活力，并能有效促進(jìn)烤煙根干重、體積和長度的提高。值得注意的是，不同噴施次數(shù)的含腐植酸水溶肥料處理對烤煙農(nóng)藝性狀和煙株干重的影響效果不同，在一定范圍內(nèi)隨噴施次數(shù)增加作用效果逐漸增強(qiáng)，但超過一定范圍效果降低[20]。

葉綠體是光合作用的核心細(xì)胞器，光合作用的光反應(yīng)和碳同化過程都在其中完成[4]。施用腐植酸能夠提高煙草葉片的葉綠素含量，進(jìn)而提高凈光合速率、加快光合產(chǎn)物積累[3,21]。 腐植酸對烤煙葉片光合作用的促進(jìn)效果可能與其促進(jìn)了烤煙內(nèi)源激素含量的提高有關(guān)[4]。富田佳利對烤煙葉片光合作用的促進(jìn)作用有利于煙株光合產(chǎn)物的大量積累，為煙株生長發(fā)育奠定物質(zhì)基礎(chǔ)。葉綠素?zé)晒鈪?shù)可以快速反映光系統(tǒng)對光能的吸收、傳遞、耗散和分配等[22-23]。Fv/Fm是PSII最大光化學(xué)量子產(chǎn)量，處理和對照植株的Fv/Fm均在0.84～0.85之間，說明其均未受到脅迫、處于健康生長的狀態(tài)[22-23]。ΦPSⅡ是PSII有效光化學(xué)量子產(chǎn)量[22]，噴施富田佳利后烤煙葉片的ΦPSⅡ略有升高，即PSII光化學(xué)有效量子產(chǎn)量升高，可促進(jìn)ETR升高和ATP、NADPH形成，導(dǎo)致凈光合速率升高[24-25]。氣孔是水分和CO2氣體交換的重要通道，空氣中的CO2經(jīng)氣孔擴(kuò)散進(jìn)入葉片光合組織的細(xì)胞間隙，并在光能的作用下進(jìn)行光合作用[26]。植物光合作用經(jīng)氣孔吸收CO2，氣孔導(dǎo)度越大，葉片吸收的CO2越多，可用于光化學(xué)反應(yīng)的CO2含量越高[27]。因此，噴施富田佳利導(dǎo)致烤煙葉片凈光合速率的升高可能主要與氣孔導(dǎo)度升高導(dǎo)致可用于光化學(xué)反應(yīng)的CO2含量升高有關(guān)，而略微升高的PSII光化學(xué)有效量子產(chǎn)量可將更多的CO2用于光化學(xué)反應(yīng)。

本試驗(yàn)中，噴施富田佳利對烤煙葉片還原糖、總糖、總氮、煙堿、鉀元素和氯元素等常規(guī)化學(xué)成分影響不顯著，而煙葉常規(guī)化學(xué)成分和感官評吸質(zhì)量呈顯著相關(guān)性[28]，因此噴施富田佳利含腐植酸水溶肥料對烤煙感官評吸質(zhì)量影響亦不顯著。同時，噴施富田佳利后，烤煙產(chǎn)量、產(chǎn)值顯著提高，但均價、上等煙比例、上中等煙比例和感官評吸質(zhì)量等變化不顯著。由此可見，噴施富田佳利對烤煙產(chǎn)值的促進(jìn)作用主要是通過對烤煙產(chǎn)量的提升作用進(jìn)行的。本試驗(yàn)中，與噴施3次相比，噴施4次富田佳利對烤煙產(chǎn)量、產(chǎn)值的促進(jìn)作用略微降低；與噴施2次相比，噴施3次、4次富田佳利對烤煙感官評吸質(zhì)量的促進(jìn)作用略微降低。施用適量腐植酸可以提高煙葉的產(chǎn)量和質(zhì)量，但其施用量超過一定范圍后作用降低，甚至?xí)霈F(xiàn)負(fù)效應(yīng)[18,29-30]。本試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：與對照相比，噴施3次含腐植酸水溶肥料對烤煙生長、光合作用、產(chǎn)量和產(chǎn)值的促進(jìn)效果最好。這為富田佳利在烤煙上的合理施用提供了重要的理論依據(jù)。

4　結(jié)論

本研究表明，與對照相比，噴施富田佳利含腐植酸水溶肥料顯著提高了烤煙農(nóng)藝性狀和光合作用，但對葉片葉綠素含量、PSII有效光化學(xué)量子產(chǎn)量和電子傳遞速率影響不顯著；噴施富田佳利顯著提高了烤煙產(chǎn)量、產(chǎn)值，但對上等煙比例、常規(guī)化學(xué)成分和感官評吸質(zhì)量影響不顯著。同時，與對照相比，噴施3次富田佳利含腐植酸水溶肥料對烤煙生長、光合作用、產(chǎn)量和產(chǎn)值的促進(jìn)效果最好。

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(責(zé)任編輯：許晶晶)

EffectsofWater-solubleFertilizerContainingHumicAcidonGrowthCharacteristics,YieldandQualityofFlue-curedTobacco

YANNing1,GUODong-feng2,YAOZhong-da2,DOUYu-qing1,ZHANGZhong-feng1,LIUXin-min1*

(1.TobaccoResearchInstitute,ChineseAcademyofAgriculturalSciences,Qingdao266101,China;2.TechnologyCenter,ChinaTobaccoAnhuiIndustrialCompanyLimited,Hefei230088,China)

Inordertoascertaintheeffectoftheapplicationofwater-solublefertilizercontaininghumicacid(WSFCHA)onflue-curedtobacco,theauthorstudiedtheeffectsofsprayingWSFCHAonthegrowth,photosynthesis,yieldandqualityofflue-curedtobaccothroughafieldexperiment.TheresultsshowedthatsprayingWSFCHAsignificantlyincreasedtheplantheight,stemgirth,internodelength,leafnumber,thelengthandwidthofmaximumleaf,thedryweightofroot,stem,leafandflower,andtheleafnetphotosyntheticrate(Pn),stomatalconductance(Gs)andtranspirationrate(Tr)offlue-curedtobacco,butithadnosignificanteffectsontherelativechlorophyllcontent,effectivequantumyieldofPSIIphotochemistry(ΦPSII),andelectrontransportrate(ETR)offlue-curedtobaccoleaves.Meanwhile,incomparisonwiththecontrol,sprayingWSFCHAsignificantlyincreasedtheyieldandoutputvalueofflue-curedtobacco,butithadnosignificanteffectsontheaverageprice,proportionofsuperiorleaves,proportionofsuperiorandmediumleaves,conventionalchemicalcompositionsandsensorysmokingqualityofflue-curedtobacco.Thus,thepromotioneffectofWSFCHAontheoutputvalueofflue-curedtobaccowasexertedmainlythroughtheimprovementoftheyieldofflue-curedtobacco.Inconclusion,sprayingWSFCHAfor3timeshadthebestpromotioneffectsonthegrowth,photosynthesis,yieldandoutputvalueofflue-curedtobacco.

Water-solublefertilizercontaininghumicacid;Flue-curedtobacco;Growthcharacteristics;Yieldandquality

2016-01-19

中國煙草總公司科技重點(diǎn)項(xiàng)目“烤煙生產(chǎn)結(jié)構(gòu)優(yōu)化效應(yīng)及關(guān)鍵技術(shù)研究與應(yīng)用”(110201402007)；安徽中煙工業(yè)有限責(zé)任公司科技計劃項(xiàng)目“皖南煙葉生產(chǎn)GAP管理模式研究”(2014124)、“皖南煙葉生產(chǎn)等級結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)研究”(2014125)。

閆寧(1987─)，男，助理研究員，博士，主要從事煙草功能成分和綜合利用研究。*通訊作者：劉新民。

S572

A

1001-8581(2016)08-0022-05