富鉀餅肥對烤煙葉綠素?zé)晒鈪?shù)及煙葉內(nèi)在品質(zhì)的影響

郭 軍，靳志麗*，梁文旭，王錫春，雷敏娟

（1湖南省煙草公司永州市公司，永州425000；2永州職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖南永州425000；3永州市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所，湖南永州425100）

烤煙優(yōu)良的內(nèi)在品質(zhì)是其經(jīng)濟(jì)價(jià)值的核心因素，餅肥作為一種優(yōu)質(zhì)的外源有機(jī)物料對提高烤煙內(nèi)在品質(zhì)和致香物質(zhì)含量具有不可替代的作用［1］。采用自然發(fā)酵或菌種發(fā)酵等不同發(fā)酵方法對餅肥成品的養(yǎng)分、小分子活性物質(zhì)含量等均有不同影響［2］。同時(shí)，煙草為喜鉀作物，每生產(chǎn)1 t烤煙需吸收鉀（K2O）4.6～7.34 t，是吸收氮量的2倍。每年煙田需施用大量的硫酸鉀等化學(xué)鉀肥來滿足烤煙對鉀營養(yǎng)的需求。硫酸鉀成本高，而且長期大量使用后由于SO4

2－在土壤中的富集作用，對土壤結(jié)構(gòu)和煙葉品質(zhì)都將產(chǎn)生不良影響［3，4］。將復(fù)烤加工廢料煙梗作為生物鉀素源加入餅肥中通過不同發(fā)酵工藝制成富鉀餅肥，用生物鉀素部分替代化學(xué)鉀素不失為一種有益嘗試。

較高的光能利用效率是形成烤煙較高產(chǎn)質(zhì)量的先決條件。植物葉綠素?zé)晒庾鳛椤盁o損傷探針”被廣泛應(yīng)用于植物的光合生理研究［5］，葉綠素?zé)晒鈪?shù)與其光合特性的關(guān)系十分密切［6］。餅肥對烤煙內(nèi)在品質(zhì)的改善作用多有研究［1，7，8］，而餅肥對烤煙葉綠素?zé)晒鈪?shù)的影響鮮有報(bào)道。筆者將不同種類和不同發(fā)酵工藝生產(chǎn)的普通餅肥和富鉀餅肥應(yīng)用于烤煙營養(yǎng)調(diào)控，研究其對烤煙葉綠素?zé)晒鈪?shù)和煙葉內(nèi)在品質(zhì)的作用效果，在此基礎(chǔ)上篩選優(yōu)質(zhì)餅肥類型，以為推動優(yōu)質(zhì)餅肥自主研發(fā)和應(yīng)用、促進(jìn)烤煙增香提質(zhì)提供可靠途徑。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試品種為當(dāng)?shù)刂髟钥緹熎贩N‘云煙87’。試驗(yàn)田交通方便、地勢平整、肥力均勻、排灌水便利，近3年沒有進(jìn)行過肥料試驗(yàn)。土壤基礎(chǔ)肥力：耕作層pH5.29，全氮 1.31 g／kg，全磷 0.52 g／kg，堿解氮152.1 mg／kg，有效磷 31.7 mg／kg，速效鉀 305 mg／kg。增香菌劑為河南寶融生物科技有限公司出品的“增香菌劑（油枯專用）”。該增香菌劑是由膠質(zhì)芽孢桿菌（Bacillusmucilaginosus）、地衣芽孢桿菌（Bacillus licheniformis）、枯草芽孢桿菌（Bacillus subtilis）、綠色木霉（Green trichoderma）等15種菌種復(fù)合而成。腐熟劑為河南寶融生物科技有限公司出品的“BM高效腐熟劑”。該腐熟劑主要是由枯草芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌、米曲霉（Aspergillusoryzae）等3種優(yōu)勢菌種和其它生物酶組成。本試驗(yàn)所用的餅肥均為菜籽餅肥。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)4個處理，每處理3次重復(fù)，共12個小區(qū)，每小區(qū)80株煙，隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)。各處理設(shè)置如下：T1.不施餅肥（對照）；T2.普通餅肥（自然發(fā)酵）；T3.富鉀餅肥（增香菌劑發(fā)酵）；T4.富鉀餅肥（腐熟劑發(fā)酵）。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 餅肥發(fā)酵方法

普通餅肥采用自然堆漚發(fā)酵。

富鉀餅肥采用增香菌劑發(fā)酵。餅肥和煙梗按照3∶1的比例混合，采用增香菌劑發(fā)酵，菌劑用量為餅肥總量的2‰，菌劑和發(fā)酵物充分拌勻，調(diào)節(jié)水分至55%左右。發(fā)酵過程中控制溫度在38～48℃，最高溫度不得超過50℃，超過時(shí)要降低堆高或翻堆。發(fā)酵過程持續(xù)15～20 d，當(dāng)氨基酸含量（采用甲醛法檢測）達(dá)到高點(diǎn)并出現(xiàn)拐點(diǎn)時(shí)，以此判斷發(fā)酵結(jié)束。將發(fā)酵物晾干（含水量至30%以下）裝袋。發(fā)酵過程中要避免讓發(fā)酵物暴曬、風(fēng)吹、雨淋及超過50℃的腐熟溫度。

富鉀餅肥采用腐熟劑高溫發(fā)酵。餅肥和煙梗按照3∶1的比例混合，采用腐熟劑發(fā)酵，腐熟劑用量為餅肥總量的1‰，菌劑和餅肥充分拌勻，調(diào)節(jié)水分至55%左右。待發(fā)酵物溫度升至50℃以上，一天攪拌一次，保持7 d達(dá)到無害化處理程度，然后自熱堆漚20 d即完成后期腐熟。將發(fā)酵物晾干（含水量至30%以下）裝袋。發(fā)酵過程中要避免讓發(fā)酵物暴曬、風(fēng)吹、雨淋。

三種不同發(fā)酵方法所生產(chǎn)的餅肥的養(yǎng)分含量見表1。

表1 三種餅肥養(yǎng)分含量 （g／kg）

1.3.2 施肥量及方法

肥料用量：各處理純氮、磷、鉀用量一致，純氮用量 144 kg／hm2，N∶P2O5∶K2O＝1∶0.9∶2.85。各處理具體肥料種類和施肥量見表2。

表2 各處理施肥種類和施肥量 （kg／hm2）

使用方法：提苗肥在移栽時(shí)和移栽后7 d分兩次對水澆施，第一次和第二次用量分別為每公頃30 kg和45 kg。基肥（餅肥、過磷酸鈣、專用基肥）按照101施肥法：整地起壟后，在煙壟上按50 cm株距開穴，移栽前在種植穴內(nèi)施入基肥總量的20%，基肥和土壤充分混勻?yàn)椤?”肥；烤煙移栽后，種植穴中間垂直煙壟方向開長15 cm、深15 cm的施肥帶，施入基肥總量的80%為“1”肥。

1.3.3 大田管理

晚稻收割后立即翻耕，移栽前一個月起壟，壟距1.2 m，壟高35 cm以上，開好圍溝和腰溝，及時(shí)排水，做到雨停溝干，務(wù)必保持田間干爽。試驗(yàn)田移栽期為3月20日，移栽株距0.5 m。各部位葉適熟采收，上部葉以上部倒2葉成熟為采摘標(biāo)準(zhǔn)，待充分成熟后，上部5～6片葉一次性采烤。其它未涉及到的田間管理方法按常規(guī)執(zhí)行，保持各小區(qū)農(nóng)事操作的一致性，最大限度降低人為因素帶來的試驗(yàn)誤差。

1.4 調(diào)查指標(biāo)及方法

1.4.1 葉綠素含量測定

在烤煙圓頂期（打頂后15 d，下同），每個小區(qū)選2株有代表性的煙株作為取樣株，取功能葉（從頂部向下數(shù)葉長大于15 cm的第3片葉），測定葉片的葉綠素含量。葉綠素含量采用丙酮提取、分光光度法測定［9］。

1.4.2 葉綠素?zé)晒鈪?shù)測定

測定時(shí)間：烤煙圓頂期。

測定項(xiàng)目：最大熒光F m；最小熒光F o；原初光能轉(zhuǎn)化效率F v／F m（PSII最大光化學(xué)效率）；PSII實(shí)際光能利用率Y（II）；調(diào)節(jié)性能量耗散的量子產(chǎn)量Y（NPQ）；非調(diào)節(jié)性能量耗散的量子產(chǎn)量Y（NO）；光化學(xué)淬滅NPQ；非光化學(xué)淬滅qL。

測定方法：用 Imaging－PAM葉綠素?zé)晒獬上裣到y(tǒng)（德國walz，藍(lán)光版）測定供試材料功能葉的葉綠素?zé)晒鈪?shù)。于7：00～8：00選有代表性的煙株，暗適應(yīng)30 min后，用雙層黑色塑料袋套住儀器探頭及樣品，調(diào)用葉綠素?zé)晒饴賱恿W(xué)曲線程序測定功能葉的各葉綠素?zé)晒鈪?shù)。每小區(qū)3次重復(fù)。開啟檢測光（光照度0.1μmol／（m2·s）），得到葉綠素?zé)晒鈪?shù)初始熒光（F o），再由飽和脈沖光 （光照度6000μmol／（m2·s），光照時(shí)間0.8 s）測得最大熒光（F m）。根據(jù)F o、F m和光化光計(jì)算以下熒光參數(shù)（光化光的光照度為 75μmol／（m2·s），F(xiàn)、F o＇、F m＇分別為植物穩(wěn)態(tài)下的光下實(shí)時(shí)熒光、光下最小熒光和光下最大熒光）。

1.4.3 農(nóng)藝性狀調(diào)查

在各小區(qū)中間行選取有代表性的煙株10株作為定點(diǎn)株，在圓頂期分別調(diào)查以下農(nóng)藝性狀：株高、葉數(shù)、莖圍、田間整齊度、下部最大葉面積、中部最大葉面積、上部最大葉面積（葉面積 ＝長 ×寬 ×0.6345）、煙葉分層落黃情況。按照田間試驗(yàn)調(diào)查標(biāo)準(zhǔn)（Q／RAKN 16－2016）進(jìn)行。

1.4.4 經(jīng)濟(jì)性狀調(diào)查

各小區(qū)單獨(dú)采收、單獨(dú)掛牌編桿，烘烤后按照國家烤煙分級標(biāo)準(zhǔn)GB 2635－1992進(jìn)行分級，同時(shí)調(diào)查各處理烤煙產(chǎn)量、產(chǎn)值、上等煙率、上中等煙率等經(jīng)濟(jì)性狀。

1.4.5 煙葉內(nèi)在品質(zhì)測定

取各處理烤后C3F、B2F煙葉各5 kg，進(jìn)行煙葉常規(guī)化學(xué)成分檢測和感官質(zhì)量評價(jià)。還原糖含量采用YC／T159－2002測定，煙堿含量采用YC／T160－2002測定，總氮含量采用YC／T161－2002測定；鉀含量采用 YC／T173－2003測定；氯含量采用 YC／T162－2002測定。煙葉感官質(zhì)量評價(jià)按照 YC／T138－1998進(jìn)行。

2 結(jié)果與分析

2.1 煙葉色素含量

從表3可知，3個處理葉綠素a含量均高于對照，其中T3最高，其次為T4。統(tǒng)計(jì)分析表明，T3、T4和T1、T2葉綠素a含量差異達(dá)到了顯著水平；各處理葉綠素b含量較低且各處理之間差異不顯著；各處理葉綠素總量和葉綠素a規(guī)律一致；各處理類胡蘿卜素含量均高于對照，仍以T3最高，T4次之，但各處理之間差異未達(dá)顯著水平。葉綠素含量反映植物營養(yǎng)水平，與烤煙光合作用強(qiáng)弱密切相關(guān)［10，11］，T3處理較高的葉綠素含量為煙葉光合作用奠定了有利的物質(zhì)基礎(chǔ)。

表3 圓頂期煙葉主要光合色素含量 （%）

2.2 葉綠素?zé)晒鈪?shù)

從表4可見，各處理的葉綠素?zé)晒鈪?shù)F m、F v／F m、Y（II）、Y（NPQ）和 qL規(guī)律一致，均以 T3最高，T4次之，對照T1最低，表明T3光能利用效率較高、光保護(hù)和光合作用活性也相對較強(qiáng)，T4次之，對照T1最差。F o表示光系統(tǒng)Ⅱ處于完全開放時(shí)的熒光產(chǎn)量，為最小熒光，與葉片葉綠素濃度有關(guān)［12，13］。T2、T3處理的F o相對較小，T1、T4處理的F o相對較高，兩者差異較小。Y（NO）和NPQ分別表示非調(diào)節(jié)性能量耗散的量子產(chǎn)量和非光化學(xué)猝滅，數(shù)值越高，表明植物通過耗散過剩光能為熱能的比例提高，植物光能利用率下降［14］。T1的 Y（NO）和 NPQ最高，T3最低，表明T1光能利用率最低，T3最高。

表4 烤煙圓頂期主要葉綠素?zé)晒鈪?shù)

2.3 烤煙農(nóng)藝性狀

從表5看，株高、葉數(shù)和莖圍各處理間差異不顯著，各部位最大葉面積各處理之間差異顯著。株高以T4最高，T3次之；葉數(shù)、莖圍和各部位最大葉面積以T3最高，T4次之。綜合來看，T3優(yōu)勢最為明顯，T4次之，對照圓頂期農(nóng)藝性狀表現(xiàn)較差。各處理農(nóng)藝性狀的表現(xiàn)與光合作用效率的規(guī)律性表現(xiàn)相一致。

表5 烤煙圓頂期農(nóng)藝性狀

2.4 烤煙經(jīng)濟(jì)性狀

方差分析表明，各處理之間產(chǎn)量、均價(jià)和上中等煙率未達(dá)到顯著差異水平，而產(chǎn)值和上等煙率差異達(dá)到了顯著水平（表6）。3個處理的經(jīng)濟(jì)性狀各項(xiàng)指標(biāo)普遍高于對照，產(chǎn)值和上等煙率與對照達(dá)到了顯著差異水平。各處理之間比較，T3經(jīng)濟(jì)性狀各項(xiàng)指標(biāo)普遍高于其它處理，T4經(jīng)濟(jì)性狀各項(xiàng)指標(biāo)處于第二位，對照經(jīng)濟(jì)性狀表現(xiàn)最差。

表6 烤煙經(jīng)濟(jì)性狀比較

2.5 烤煙化學(xué)成分

從表7來看，還原糖、煙堿、鉀含量處理間差異均達(dá)到了顯著水平，而總氮和氯含量各處理間差異不明顯。T4還原糖含量比其它處理相對較為適宜，其它處理偏高；T3、T4煙堿含量較為適宜，T1、T2煙堿含量偏低；總氮和煙堿含量趨勢一致；T3、T4鉀含量顯著高于T1、T2；各處理氯含量均在適宜范圍內(nèi)；T3、T4糖堿比相對較為適宜，T1、T2糖堿比偏高?？傮w來看，T3、T4煙葉主要化學(xué)成分含量適宜性和協(xié)調(diào)性優(yōu)于 T1、T2，T3一定程度優(yōu)于 T4，T2優(yōu)于T1。

表7 煙葉化學(xué)成分分析結(jié)果（C3F）

2.6 烤煙評吸質(zhì)量

各處理煙葉評吸結(jié)果表明，3個餅肥處理的烤煙感官評吸質(zhì)量均優(yōu)于對照，主要在香氣質(zhì)、香氣量、余味上存在一定優(yōu)勢，餅肥增加煙葉香氣量方面的優(yōu)勢明顯（表8）。T3評吸結(jié)果總體最好，T4的香氣量比T3略差，T2評吸質(zhì)量總體稍低于T4。

表8 煙葉感官質(zhì)量評吸結(jié)果

3 結(jié)論

3個處理葉綠素a、總?cè)~綠素含量、光能利用效率均高于對照，其中以T3最高，其次為T4。T3處理較高的葉綠素含量和較強(qiáng)的光能利用效率，有利于促進(jìn)烤煙良好生長和產(chǎn)質(zhì)量的提高。

各處理煙株農(nóng)藝性狀和經(jīng)濟(jì)性狀均不同程度優(yōu)于對照，以T3優(yōu)勢最為明顯。T3各部位最大葉面積、產(chǎn)值和上等煙率均顯著高于對照，T4的農(nóng)藝性狀和經(jīng)濟(jì)性狀表現(xiàn)比T3略差，但明顯優(yōu)于對照。

T3、T4煙堿含量和糖堿比較為適宜，鉀含量顯著高于T1、T2，T3化學(xué)成分適宜性和協(xié)調(diào)性一定程度優(yōu)于T4。3個餅肥處理烤煙香氣質(zhì)、香氣量、余味具有一定優(yōu)勢，煙葉香氣量增加的優(yōu)勢明顯。T3評吸質(zhì)量總體最好，質(zhì)量處于較好檔次。

4 討論

施用餅肥能夠提高煙葉葉綠素a含量水平，而對葉綠素b含量影響不大［15］。

各餅肥處理煙葉 F m、F v／F m、Y（II）、Y（NPQ）和qL等與煙葉光能利用率顯著正相關(guān)的葉綠素?zé)晒鈪?shù)均比對照普遍提高，這表明施用餅肥等有機(jī)肥，有利于增強(qiáng)烤煙光合性能［16］。

施用餅肥能夠促進(jìn)烤煙農(nóng)藝性狀和經(jīng)濟(jì)性狀的提高，特別對烤煙葉面積的開片及產(chǎn)值、上等煙率等重要的外觀質(zhì)量指標(biāo)和經(jīng)濟(jì)性狀有顯著的提高［17］。

兩種富鉀餅肥處理煙葉主要化學(xué)成分適宜性和協(xié)調(diào)性有明顯提高，鉀含量顯著增加。這可能是由于富鉀餅肥中的生物鉀成分發(fā)揮了重要作用［18］。

餅肥有利于提高煙葉的香氣質(zhì)、香氣量和余味等重要的感官評吸質(zhì)量指標(biāo)，特別有利于提高煙葉的香氣量［1］。

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