施氮量、打頂方式與留葉數(shù)對曲靖‘K326’煙葉產(chǎn)質(zhì)量的影響

喬 勇，王 濤，賀 帆，李佛琳，陳太福，任汝周，陳 雨

（1云南農(nóng)業(yè)大學(xué)煙草學(xué)院，昆明650201；2云南省煙草公司曲靖市公司，云南曲靖655000；3河南農(nóng)業(yè)大學(xué)煙草學(xué)院，鄭州450002）

0 引言

‘K326’具有香氣質(zhì)好、香氣量足、油分充足、色澤飽滿等獨(dú)特的優(yōu)勢。近年來，科研人員對施氮量、打頂方式及留葉數(shù)等單一栽培因素對烤煙農(nóng)藝性狀、化學(xué)成分的作用方面進(jìn)行了大量研究[1-3]。氮素對煙葉內(nèi)在成分[4-6]的積累及烤后煙葉質(zhì)量[7]有直接影響，施氮量增加，‘K326’的產(chǎn)量、產(chǎn)值、上等煙比例[8]增加，但施氮過量對‘K326’煙葉品質(zhì)[9]和化學(xué)成分[10-12]產(chǎn)生消極影響。打頂留葉是調(diào)節(jié)煙葉營養(yǎng)水平的重要手段[3]。打頂影響煙株生長發(fā)育和極大改變煙株庫源關(guān)系[13]，促進(jìn)根系生長[14]，對頂葉開片及單葉重影響很大[15]，改善煙葉化學(xué)成分[16-17]，尤其是可溶性糖類及淀粉的積累[18]，提高‘K326’產(chǎn)量、產(chǎn)值及上等煙比例[19]，但存在上部葉組織過密、過厚[15]，煙堿含量大[20]等問題。留葉數(shù)具有一定的“稀釋作用”[21]，留葉數(shù)增多會導(dǎo)致碳氮代謝的減弱，淀粉更難以降解，可溶性糖積累峰值降低[22]，留葉數(shù)增加，煙堿含量降低[23]，但也會造成上部葉不開片[24-25]、等級降低[26]等問題，留葉數(shù)過少，上部葉煙堿含量過高[22]，葉片結(jié)構(gòu)厚而緊密[27]。王熾[3]的研究表明，當(dāng)烤煙‘K326’的留葉數(shù)為22片時，產(chǎn)量及產(chǎn)值最高。目前，針對‘K326’進(jìn)行的施氮量、打頂方式與留葉數(shù)的三因素試驗(yàn)較少。何文高[28]的研究表明，當(dāng)施氮量為180 kg/hm2，留葉數(shù)22片/株時，烤煙‘K326’的光合特性、群體生理指標(biāo)、根系指標(biāo)、產(chǎn)值產(chǎn)量表現(xiàn)最好，但在實(shí)際生產(chǎn)中，施氮量過多，氣候斑增多[29]。同時氮肥也會影響到‘K326’黑暴煙、雜色煙、青筋煙比例[30]。為明確曲靖‘K326’施氮量、打頂方式及其留葉數(shù)的最佳組合方式，以提高該地區(qū)產(chǎn)質(zhì)量穩(wěn)定性和工業(yè)可用性，利用正交設(shè)計(jì)和統(tǒng)計(jì)分析研究試驗(yàn)因素對煙葉農(nóng)藝性狀、經(jīng)濟(jì)性狀及煙葉化學(xué)成分的影響。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料及地點(diǎn)

于2015年在云南省師宗縣彩云漾月街堵西村進(jìn)行試驗(yàn)。地處東經(jīng) 103°42′、北緯24°20′，海拔 1885～1900 m，屬亞熱帶與溫度共存的高原季風(fēng)立體氣候。試驗(yàn)土壤屬紅壤粘土，供試品種為‘K326’。4月3日進(jìn)行膜下小苗移栽，規(guī)范化大田管理。株距50 cm，行距120 cm。采用溫濕度自控氣流上升式標(biāo)準(zhǔn)密集烤房進(jìn)行烘烤。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.2.1 施氮量(A)設(shè)N=60 kg/hm2(A1)、N=90 kg/hm2(A2)和N=120 kg/hm2(A3)3個水平。除氮肥按處理組合要求外，配施 P2O590 kg/hm2，K2O 135 kg/hm2，肥料全部開溝一次性條施作基肥，不施穴肥，不追肥。其它管理措施按常規(guī)進(jìn)行，并且同一項(xiàng)田間操作在1天內(nèi)完成。

1.2.2 打頂方式(B)設(shè)扣心打頂(B1)、初花打頂(B2)、盛花打頂(B3)3個水平。

1.2.3 留葉數(shù)(C) 設(shè)17片(C1)、21片(C2)、25片(C3)3個水平。

對氮肥施用水平(A)、打頂方式(B)和留葉數(shù)(C)3因素3水平采用L9(34)正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)，試驗(yàn)共9個處理，每個處理3次重復(fù)，共18個小區(qū)，每個重復(fù)50株煙，要求其他田間管理按當(dāng)?shù)責(zé)熑~生產(chǎn)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。煙葉成熟時按照葉位、當(dāng)?shù)爻墒觳墒諛?biāo)準(zhǔn)和烘烤工藝進(jìn)行采收烘烤。試驗(yàn)設(shè)計(jì)如表1所示。

表1 ‘K326’關(guān)鍵栽培技術(shù)研究L9(34)正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.3 測定項(xiàng)目及方法

根據(jù)YC/T 142—1998《煙草農(nóng)藝性狀調(diào)查方法》標(biāo)準(zhǔn)，每個處理固定10株測定煙株的株高、莖圍、最大葉長、葉寬、有效葉數(shù)等農(nóng)藝指標(biāo)。

烤后煙葉外觀質(zhì)量評價參照王彥亭[31]的方法，以顏色、成熟度、結(jié)構(gòu)、身份、油分和色度6項(xiàng)指標(biāo)采用指數(shù)法評價，各項(xiàng)指標(biāo)權(quán)重分別為0.30、0.25、0.15、0.12、0.10、0.08。外觀質(zhì)量評價由中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院煙草研究所和曲靖市煙草公司技術(shù)中心的專家進(jìn)行。

總糖、還原糖依據(jù)YC/T 159—2002檢測；總植物堿依據(jù)YC/T 160—2002檢測；總氮依據(jù)YC/T 161—2002檢測；淀粉依據(jù)YC/T 216—2007檢測；蛋白質(zhì)依據(jù)YC/T 249—2008檢測。

烤后煙葉感官質(zhì)量評價依據(jù)YC/T 138—1998，包括香氣質(zhì)、香氣量、雜氣、濃度、勁頭、刺激性、余味、燃燒性和灰分等指標(biāo)。

1.4 統(tǒng)計(jì)分析

對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化或歸一化處理，經(jīng)過正交表的直觀分析法轉(zhuǎn)換以后，用SPSS 17.0軟件進(jìn)行方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 對農(nóng)藝性狀的影響

由表2可知，總體上看，相同條件下，隨著施氮量增加，農(nóng)藝性狀指標(biāo)呈現(xiàn)增加趨勢。隨著打頂時機(jī)的推遲，株高、節(jié)距和有效葉數(shù)均呈增加趨勢，莖圍減小。隨著留葉數(shù)增加，株高、節(jié)距增加，莖圍減小。A3(120 kg/hm2)及B1（扣心打頂）處理在最大頂葉長、寬及頂葉長方面顯著大于其他2個處理。在株高、莖圍方面，施氮量處理間兩兩顯著。

從不同處理的主效分析（直觀分析法，下同），就對最大腰葉長、頂葉長、節(jié)距、莖圍的影響而言，3個因素的主效為A＞B＞C（施氮量＞打頂方式＞留葉數(shù)），最大腰寬A＞C＞B，頂寬B＞C＞A，株高A＞B=C，總?cè)~數(shù)C＞A＞B。對烤煙的株高、莖圍、節(jié)距以及葉片長度的作用，主要表現(xiàn)為施氮量的差異，其次是打頂方式，相對而言，留葉數(shù)作用較小。

從處理的綜合效應(yīng)（表3）分析，9個處理中，以A3B1C2和A3B2C1農(nóng)藝性狀較好。3個施氮量水平之間，以A3(N＝120 kg/hm2)較好；3個打頂方式處理中，B1和B2（扣心和初花打頂）較宜；3種留葉方式，以C2（21片）處理較好。

表2 打頂時農(nóng)藝性狀分析

2.2 對經(jīng)濟(jì)性狀的影響

由表4可見，從因素主效分析，對煙葉產(chǎn)量、產(chǎn)值、中上等煙比例和均價的影響均為A＞C＞B（施氮量＞留葉數(shù)＞打頂方式）。其中，對上等煙比例的影響為A＞C＞B（施氮量＞留葉數(shù)＞打頂方式），對中等煙比例影響為C＞B＞A（留葉數(shù)＞打頂方式＞施氮量）。單從產(chǎn)量方面考慮，A2B1C3處理最高，其次為A3B3C3。產(chǎn)值方面，A2B1C3最高，其次為A3B1C2和A3B2C1，但差異不顯著。上等煙比例最高為A3B1C2，顯著高于其他。中上等煙比例最高為A3B2C1，顯著高于其他。均價方面，A3B1C2最高（表5）。

從處理因素水平間比較，3個施氮量中，以A2產(chǎn)量最高，其次為A3，A1產(chǎn)量最低。而A3的產(chǎn)值、中上等煙比例和均價最高，其次為A2，最小的為A1。3個打頂方式中，以B1的產(chǎn)量、產(chǎn)值和均價最高，B2中上等煙比例略高于其他。3個留葉數(shù)處理之間，以C3的煙葉產(chǎn)量和產(chǎn)值最高，煙葉上等煙比例和均價以C2最高，中上等煙和產(chǎn)值，以C3最高?？梢姡诒驹囼?yàn)條件下，僅從提高煙葉產(chǎn)量和上等煙比例考慮，適宜的施氮量相對于其他處理有明顯作用。

表3 打頂期各試驗(yàn)處理農(nóng)藝性狀結(jié)果

表4 各處理經(jīng)濟(jì)性狀分析

表5 各試驗(yàn)處理經(jīng)濟(jì)性狀結(jié)果

2.3 對烤后煙葉常規(guī)化學(xué)成分的分析

由表6可見，還原糖、總糖和煙堿含量偏高。隨著施氮量增加，煙葉總氮和總堿含量增加，氮堿比減小。留葉數(shù)增加，總氮和總堿含量減少，氮堿比增加。隨著打頂時間推遲，總糖和還原糖呈現(xiàn)先增后減的趨勢，淀粉、總氮和煙堿則呈現(xiàn)下降趨勢，鉀含量則呈先增后減的趨勢。糖堿比和氮堿比以初花打頂和盛花打頂更加協(xié)調(diào)，說明推遲打頂時間，利于淀粉等大分子物質(zhì)分解，同時降低煙堿含量，改善煙葉內(nèi)在物質(zhì)的協(xié)調(diào)性。

從不同處理的主效分析，相對而言，對總糖含量是C＞A＞B（留葉數(shù)＞施氮量＞打頂方式），對還原糖含量是A＞C＞B，對總植物堿含量和總氮是A＞C＞B，對淀粉、蛋白質(zhì)、鉀和氯的含量是A＞C＞B，糖堿比是C＞A＞B，氮堿比是A＞C＞B。

不同處理水平間比較，相對而言，9個處理中A1B2C3處理的化學(xué)成分較適宜，比例較協(xié)調(diào)，A1和A3總糖和還原糖含量偏高，A2和A3總植物堿含量偏高。3個施氮處理中，以A1處理化學(xué)成分相對協(xié)調(diào)。3種打頂方式以B2的化學(xué)成分相對協(xié)調(diào)，但煙堿含量偏高，3種留葉數(shù)以C2化學(xué)成分相對協(xié)調(diào)，但糖堿比和氮堿比相對偏小。就煙葉化學(xué)成分而言，本試驗(yàn)9個處理中，A1B2C3處理組較優(yōu)，即120 kg/hm2純氮、初花打頂、25片留葉數(shù)（表7）。

表6 上部葉常規(guī)化學(xué)成分分析

表7 各試驗(yàn)處理上部葉化學(xué)成分結(jié)果

2.4 烤后煙葉感官質(zhì)量評價

本研究9個處理上部葉的原煙感官評價結(jié)果見表8～9。在煙葉香氣質(zhì)量、雜氣、煙氣濃度、勁頭、刺激性、余味、燃燒性、灰色等評吸指標(biāo)方面，各處理間差別較小，勁頭適中，濃度中等，燃燒性較好，灰色較白。對其他主要評吸指標(biāo)的影響主效分析，從9個處理對評吸總得分的影響主效分析，對評吸總得分的影響主效為B＞A＞C（打頂方式＞施氮量＞留葉數(shù)），得分最高為A1B2C3處理。其中，香氣量為B＞C＞A（打頂方式＞留葉數(shù)＞施氮量），最佳組合為A2/A3B1C3；香氣質(zhì)為A=B＞C，最佳組合為 A2B1；雜氣為 C＞A＞B，最佳組合為A2C3；煙氣濃度為 B＞C＞A，最佳組合為 A1/A3B1C1（60 kg/hm2或120 kg/hm2純氮、扣心打頂、17片留葉數(shù)）；勁頭為C＞A＞B，最佳組合為A1B2C1/C2（120 kg/hm2純氮、初花打頂、17或21片留葉數(shù)），刺激性為A＞B=C，最佳組合為A1B2C3（120 kg/hm2純氮、初花打頂、21片留葉數(shù)）；余味為A=B＞C，最佳組合為A2B2C3（90 kg/hm2純氮、初花打頂、25片留葉數(shù)）；灰色為B＞A=C，最佳組合為A3B1/B2C3（120 kg/hm2純氮、扣心或初花打頂、25片留葉數(shù)）。

B因素對煙葉的香氣質(zhì)量影響相對較大，晚打頂有利于改善煙葉香氣質(zhì)量，提高煙葉品質(zhì)和工業(yè)可用性，合理控制施氮量和留葉數(shù)也有一定作用。

不同處理水平間比較，3個施氮量中，以A2處理的煙葉內(nèi)在品質(zhì)較好，煙葉感官評價得分最高。3個打頂方式中以B2處理的煙葉內(nèi)在品質(zhì)較好，煙葉感官評價得分最高，3個留葉數(shù)處理中以C3處理的煙葉內(nèi)在品質(zhì)較好，煙葉感官評價得分最高。綜合以上分析可知，從煙葉感官質(zhì)量評價方面考慮，最佳組合為A2B2C3（90 kg/hm2純氮、初花打頂、25片留葉數(shù)）。

表8 各處理上部煙葉感官質(zhì)量評價分析

表9 各試驗(yàn)處理上部葉感官評吸結(jié)果

3 結(jié)論與討論

隨著施氮量增加，農(nóng)藝性狀各項(xiàng)指標(biāo)均有所增加，以120 kg/hm2的施氮量顯著高于其他2個處理，總植物堿、總氮、鉀、氯隨施氮量也呈增加趨勢，總糖、還原糖呈下降趨勢，這與李家俊[32]的結(jié)論基本一致。評吸質(zhì)量以90 kg/hm2的處理得分最高。在產(chǎn)量、產(chǎn)值、均價和中上等煙比例方面，120 kg/hm2施氮量水平表現(xiàn)最好。前人的研究表明，更高的施氮量仍能提高蛋白質(zhì)及谷胺酰合成酶，促進(jìn)光合生產(chǎn)能力[28]，提高煙葉產(chǎn)量，而滿足最大生物學(xué)產(chǎn)量時的施氮量已遠(yuǎn)超過最大經(jīng)濟(jì)學(xué)產(chǎn)量所需的施氮量，經(jīng)濟(jì)指標(biāo)降低，產(chǎn)值下降[33]。因此，適宜的施氮量有助于控制上部葉煙堿含量，提高可用性[8]。從主效影響方面考慮，3個試驗(yàn)因素中，施氮量對煙株株高、最大腰葉長寬、節(jié)距、莖圍等指標(biāo)影響最大。經(jīng)濟(jì)性狀方面，施氮量對煙葉產(chǎn)量、產(chǎn)值、均價、中上等煙比例等指標(biāo)影響最大，這與周寬余的結(jié)果相似[34]。內(nèi)在化學(xué)成分方面，施氮量對總植物堿、總氮、還原糖、淀粉、蛋白質(zhì)、氯和鉀含量等指標(biāo)影響最大，對其他方面影響相對較小。

本試驗(yàn)條件下，打頂方式是影響評吸質(zhì)量的主效因素。扣心打頂?shù)漠a(chǎn)量最高，但在中上等煙比例、均價及產(chǎn)值方面以初花打頂表現(xiàn)最好，評吸結(jié)果以初花打頂相對較好，隨著打頂時間推遲，總糖、還原糖和鉀含量呈先增后減的趨勢，總植物堿、總氮和淀粉則呈現(xiàn)下降趨勢，這與楊虹琦[18]的研究結(jié)果相似。糖堿比和氮堿比以初花打頂和盛花打頂表現(xiàn)較好。適當(dāng)推遲打頂時間，有助于提高煙葉感官評吸質(zhì)量，降低上部葉煙堿含量，改善煙葉內(nèi)在成分的協(xié)調(diào)性。從主效影響方面考慮，打頂方式的主效影響主要表現(xiàn)在感官評吸方面，打頂方式對評吸總分、香氣質(zhì)、量、煙氣濃度、余味、灰色等指標(biāo)方面影響最大。打頂主要作用在于調(diào)節(jié)養(yǎng)分分配，促進(jìn)根系生長，影響蛋白酶、煙堿、糖類含量[35]。打頂具有較強(qiáng)的針對性及技術(shù)性，需與施氮量、留葉數(shù)配合進(jìn)行，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，以正常落黃為目的，找準(zhǔn)時機(jī)，施氮量越高，打頂越晚。

留葉數(shù)是影響煙葉總糖含量及糖堿比的主效因素。留葉數(shù)會影響煙株的生長發(fā)育，最終影響到煙氣協(xié)調(diào)性。隨著留葉數(shù)增加，株高增加，節(jié)距、莖圍減小，這與王熾等[3]的研究結(jié)果一致。25片留葉數(shù)的產(chǎn)量最高，21片留葉數(shù)的中上等煙比例、均價、產(chǎn)值最高，但與其他處理差異不顯著。留葉數(shù)越多，煙氣評吸結(jié)果得分越高，主要表現(xiàn)在香氣量、雜氣、勁頭、刺激性、余味等方面。本試驗(yàn)條件下，留葉數(shù)對煙葉化學(xué)成分的影響未呈現(xiàn)明顯規(guī)律，但隨著留葉數(shù)增加，糖堿比和氮堿比呈上升趨勢，說明增加留葉數(shù)有助于改善煙葉化學(xué)成分的協(xié)調(diào)性。從主效影響方面考慮，留葉數(shù)的主效影響主要表現(xiàn)在感官質(zhì)量和化學(xué)成分方面，即煙氣的雜氣、勁頭、總糖、糖堿比等方面。留葉數(shù)多少要綜合考慮到施氮量、種植密度、烤煙個體以及群體結(jié)構(gòu)等諸多因素，留葉數(shù)和種植密度增大，產(chǎn)量持續(xù)增大，產(chǎn)值則先增后減，煙葉品質(zhì)也會受到影響。應(yīng)將留葉數(shù)作為改善田間通氣透光條件和提高煙氣協(xié)調(diào)性的重要手段。

綜合分析，從煙葉化學(xué)成分和感官質(zhì)量方面考慮，最佳組合方式為A3B2C2，即施純氮120 kg/hm2、初花打頂、21片留葉數(shù)。單從煙葉經(jīng)濟(jì)效益方面考慮，最佳組合方式為A3B1C3，即施純氮120 kg/hm2、扣心打頂、25片留葉數(shù)。受氣候條件影響，未明確試驗(yàn)三因素的互作效應(yīng)，建議結(jié)合種植密度、成熟度等因素，更好地指導(dǎo)曲靖煙區(qū)‘K326’品種的種植。

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