不同氮水平下鎂肥用量對(duì)烤煙生長(zhǎng)及產(chǎn)質(zhì)量的影響

黃 建，馬占峰，楊新士，連培康，李紅霞，王念磊，張海偉

(1.江西中煙工業(yè)有限責(zé)任公司，江西 南昌 330096；2.贛州市煙草公司 石城分公司，江西 石城 342700； 3.吉安市煙草公司 峽江分公司，江西 峽江 331409；4.江西省煙草科學(xué)研究所，江西 南昌 330025)

氮是影響烤煙生長(zhǎng)的重要元素，對(duì)煙草產(chǎn)質(zhì)的形成而言，施氮率遠(yuǎn)大于施肥量的影響。同時(shí)，只有適宜的供氮水平，才能有效地促進(jìn)煙株的生育進(jìn)程、物質(zhì)代謝與合成，實(shí)現(xiàn)烤煙生產(chǎn)的優(yōu)質(zhì)、適產(chǎn)[1-3]。鎂對(duì)烤煙的生長(zhǎng)發(fā)育也非常重要，不僅是葉綠素不可或缺的組成部分，影響著煙株的光合作用，還是碳水化合物的轉(zhuǎn)化和降解、氮代謝等關(guān)鍵生育進(jìn)程的很多酶的活化劑[4-7]。因此，煙株對(duì)鎂素營(yíng)養(yǎng)的反應(yīng)很強(qiáng)烈，煙株缺鎂，生長(zhǎng)發(fā)育受阻，影響其形態(tài)的建成，烤后煙葉的外觀質(zhì)量、產(chǎn)質(zhì)量也受到很大影響，但鎂含量過(guò)高，也會(huì)影響煙株地下部分的生長(zhǎng)[8-9]。近年來(lái)，很多研究者對(duì)鎂肥類別、施用量、施用方法進(jìn)行了很多探索，針對(duì)當(dāng)?shù)氐逆V肥施用生產(chǎn)技術(shù)提供了大量的幫助[10-14]。土壤有效鎂含量是衡量土壤供鎂能力的指標(biāo)之一，江西贛南煙區(qū)降雨量多，土壤風(fēng)化淋溶較重，土壤pH值偏低，加上每年作物收獲后帶走一部分，使得土壤含鎂較少，作物容易缺鎂。這可能是造成烤后煙葉香氣量不足、顏色偏淡的原因。為促進(jìn)煙葉養(yǎng)分均衡吸收，提升煙葉品質(zhì)，擬開展不同氮水平下鎂肥用量試驗(yàn)，旨在摸清江西省贛南煙區(qū)烤煙適宜的施鎂量，完善煙葉平衡施肥技術(shù)，為優(yōu)化氮鎂肥施用技術(shù)提供參考。

1 材料與方法

1.1 供試品種

供試烤煙品種為云煙87，種子由玉溪種子公司提供，采用包衣種濕潤(rùn)育苗。

1.2 供試肥料

復(fù)合肥料煙草專用肥(N∶P2O5∶K2O=10∶8∶20)由云南云葉化肥股份有限公司提供；硝酸鉀(N∶P2O5∶K2O=13.5∶0∶44.5)由上海申之禾化工集團(tuán)有限公司生產(chǎn)；硫酸鉀(N∶P2O5∶K2O=0∶0∶50)由上海申之禾化工集團(tuán)有限公司生產(chǎn)；生物酶活化磷肥(N∶P2O5∶K2O=0∶16∶0)由湖北省龍盛肥業(yè)有限公司生產(chǎn)；精制有機(jī)肥料(N∶P2O5∶K2O=2.0∶2.0∶2.5)由云南云葉化肥股份有限公司生產(chǎn)；農(nóng)用氧化鎂(N∶P2O5∶K2O=0∶0∶0,MgO>30%)由三明市惠農(nóng)農(nóng)肥有限公司生產(chǎn)。

1.3 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2018年在江西省贛州市石城縣豐山鄉(xiāng)福村進(jìn)行。試驗(yàn)田土壤類型為麻沙泥田，土壤理化性狀：pH值為5.43、有機(jī)質(zhì)含量20.41 g/kg、全氮1.04 g/kg、堿解氮94.25 mg/kg、速效鉀210.50 mg/kg、有效磷19.08 mg/kg、交換鈣1282.56 mg/kg、交換鎂103.68 mg/kg、水溶氯41.54 mg/kg、有效硫50.12 mg/kg。前茬作物為水稻，肥力分布均勻，近2年未做過(guò)肥料試驗(yàn)，病蟲害發(fā)生較少。

1.4 試驗(yàn)方法

1.4.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 試驗(yàn)設(shè)氮水平和鎂肥用量2個(gè)因素，氮水平設(shè)112.5 kg/hm2(低氮)、135.0 kg/hm2(中氮)、157.5 kg/hm2(高氮)3個(gè)水平，鎂肥用量(折合純鎂用量)設(shè)60.0 kg/hm2、90.0 kg/hm2、120.0 kg/hm23個(gè)水平，共9個(gè)處理，各處理完全隨機(jī)排列，重復(fù)3次，共27個(gè)小區(qū)，每個(gè)小區(qū)面積50 m2，每小區(qū)植煙90株，行株距為120 cm×50 cm。

試驗(yàn)田煙苗于3月5日移栽，除氮用量、鎂肥用量外，磷、鉀用量各處理均一致，分別為135.0 kg/hm2、405.0 kg/hm2。所用肥料中磷肥、鎂肥、有機(jī)肥全部作基肥施用(除去作追肥的復(fù)合肥中的部分磷、鎂)，部分煙草專用肥也用作基肥，基肥在2月25日開溝條施，溝深15～18 cm，硝酸鉀、硫酸鉀、剩余煙草專用肥用作追肥，追肥按贛州市當(dāng)年生產(chǎn)技術(shù)方案要求于移栽后35 d內(nèi)分4次(含移栽當(dāng)天定根肥)兌水澆施。

1.4.2 煙葉樣品的選取 各處理嚴(yán)格按成熟采收，以處理為單位,單獨(dú)采收烘烤及分級(jí)計(jì)產(chǎn)，統(tǒng)計(jì)各處理煙葉產(chǎn)量、產(chǎn)值、上等煙比例、中等煙比例及均價(jià)等經(jīng)濟(jì)性狀，各處理取C3F煙葉2 kg，用于檢測(cè)其化學(xué)成分含量和感官質(zhì)量評(píng)價(jià)。

1.4.3 項(xiàng)目測(cè)定 (1)試驗(yàn)田土壤基礎(chǔ)肥力。試驗(yàn)田起壟前，采用5點(diǎn)取樣法，制取土樣進(jìn)行土壤基礎(chǔ)肥力測(cè)定。各養(yǎng)分的具體測(cè)定方法參見文獻(xiàn)[15-17]進(jìn)行。

(2)煙株主要生育期的植物學(xué)性狀。清除奶腳葉，并在打頂后5 d進(jìn)行不適用煙葉處理，每個(gè)處理選擇長(zhǎng)勢(shì)均勻一致，能代表所在處理煙株長(zhǎng)勢(shì)的15株進(jìn)行調(diào)查，調(diào)查內(nèi)容主要包括下部葉采收前各處理株高、莖圍、節(jié)距、最大葉長(zhǎng)、最大葉寬。調(diào)查方法按參考文獻(xiàn)[18]進(jìn)行。

(3)化學(xué)成分含量。煙葉的煙堿、總氮、總糖、還原糖、鉀、氯和淀粉等主要化學(xué)成分含量均參照文獻(xiàn)[19-23]的方法進(jìn)行。

1.4.4 化學(xué)成分的協(xié)調(diào)性評(píng)價(jià) 以煙堿、總氮、還原糖、鉀、淀粉含量和糖堿比值、氮堿比值、鉀氯比值等8個(gè)指標(biāo)作為化學(xué)成分協(xié)調(diào)性的評(píng)價(jià)指標(biāo)，結(jié)合《中國(guó)煙草種植區(qū)劃》、卷煙工業(yè)企業(yè)要求以及專家意見構(gòu)建烤煙化學(xué)成分評(píng)價(jià)體系，其評(píng)價(jià)方法參照文獻(xiàn)[24]的方法進(jìn)行。

1.4.5 感官質(zhì)量評(píng)價(jià) 將各處理的中部煙葉切絲后采用行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)方法卷制單料煙，由江西中煙有限責(zé)任公司組織專家采用暗碼編號(hào)的方式進(jìn)行吸食品質(zhì)評(píng)價(jià)，煙葉的感官質(zhì)量評(píng)價(jià)包含9項(xiàng)指標(biāo)，分別為煙氣香氣質(zhì)、香氣量、雜氣、濃度、勁頭、刺激性、余味、燃燒性、灰色。對(duì)上述9項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行評(píng)吸打分，具體打分標(biāo)準(zhǔn)見表1。

表1 感官質(zhì)量評(píng)價(jià)打分標(biāo)準(zhǔn) 分

1.5 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2013和SPSS 20.0軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同氮水平與鎂肥用量對(duì)烤煙農(nóng)藝性狀的影響

由表2所示，不同氮水平對(duì)株高、莖圍、節(jié)距、最大葉長(zhǎng)、最大葉寬的影響均達(dá)到極顯著水平，對(duì)各指標(biāo)的F統(tǒng)計(jì)量分別為23.348、6.568、57.692、15.885、16.431。鎂肥用量對(duì)株高、節(jié)距的影響達(dá)到顯著水平，F(xiàn)統(tǒng)計(jì)量分別為4.444、4.808。對(duì)其他指標(biāo)的影響則不顯著。氮水平×鎂肥用量交互作用對(duì)節(jié)距和最大葉寬的影響達(dá)到了極顯著水平，F(xiàn)統(tǒng)計(jì)量分別為10.577、4.657，對(duì)其他指標(biāo)的影響則不顯著。從貢獻(xiàn)率方面來(lái)看，氮水平對(duì)農(nóng)藝性狀各指標(biāo)的貢獻(xiàn)率均最大，分別達(dá)到了75.646%、56.658%、68.966%、71.720%、56.922%。

表2 不同氮水平和鎂肥用量對(duì)烤煙農(nóng)藝性狀影響的方差分析

對(duì)不同氮水平和鎂肥用量烤煙農(nóng)藝性狀進(jìn)行多重比較分析(表3)。結(jié)果表明，隨著氮水平的提高，農(nóng)藝性狀各指標(biāo)大體呈現(xiàn)逐漸增加的趨勢(shì)。氮用量對(duì)烤煙生長(zhǎng)促進(jìn)作用明顯；隨著鎂肥用量的增加，大體呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢(shì)。

表3 不同氮水平和鎂肥用量對(duì)烤煙農(nóng)藝性狀的影響

不同氮水平下鎂肥用量對(duì)烤煙農(nóng)藝性狀的影響如表4所示，在低氮水平下，隨著鎂肥用量的增加，株高、最大葉長(zhǎng)無(wú)顯著變化，莖圍、最大葉寬呈現(xiàn)逐漸降低的趨勢(shì)，節(jié)距呈現(xiàn)逐漸增加的趨勢(shì)。在中氮水平下，隨著鎂肥用量的增加，株高、莖圍、最大葉寬無(wú)顯著變化，節(jié)距、最大葉長(zhǎng)呈現(xiàn)逐漸增加的趨勢(shì)。在高氮水平下，隨著鎂肥用量的增加，莖圍、最大葉長(zhǎng)無(wú)顯著變化，株高、最大葉寬呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢(shì)，節(jié)距呈現(xiàn)逐漸降低的趨勢(shì)。這說(shuō)明不同氮水平下，煙株對(duì)鎂肥用量的響應(yīng)不同。

表4 不用氮水平下鎂肥用量對(duì)烤煙農(nóng)藝性狀的影響

2.2 不同氮水平與鎂肥用量對(duì)烤煙經(jīng)濟(jì)性狀的影響

由表5可知，不同氮水平、鎂肥用量、氮水平×鎂肥用量交互作用對(duì)產(chǎn)量、產(chǎn)值、均價(jià)、上等煙比例、中等煙比例的影響均達(dá)到極顯著水平。從貢獻(xiàn)率方面來(lái)看，氮水平對(duì)產(chǎn)量、產(chǎn)值的貢獻(xiàn)率最大，分別達(dá)到了64.13%、38.52%；氮水平×鎂肥用量交互作用對(duì)均價(jià)、上等煙比例、中等煙比例的貢獻(xiàn)率最大，分別達(dá)到了44.546%、51.416%、65.120%。

表5 不同氮水平和鎂肥用量對(duì)烤煙經(jīng)濟(jì)性狀影響的方差分析

對(duì)不同氮水平和鎂肥用量烤煙經(jīng)濟(jì)性狀進(jìn)行多重比較分析(表6)。結(jié)果表明：烤煙農(nóng)藝性狀各指標(biāo)在不同氮水平存在顯著差異，隨著氮水平的提高，產(chǎn)量、產(chǎn)值、上等煙比例等指標(biāo)大體呈現(xiàn)逐漸增加的趨勢(shì)，均價(jià)呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢(shì)。隨著鎂肥用量的增加，產(chǎn)量、產(chǎn)值、均價(jià)等指標(biāo)均呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢(shì)，上等煙比例呈現(xiàn)逐漸降低的趨勢(shì)，且鎂肥用量120 kg/hm2處理的表現(xiàn)最差。

表6 不同氮水平和鎂肥用量對(duì)烤煙經(jīng)濟(jì)性狀的影響

不同氮水平下鎂肥用量對(duì)烤煙農(nóng)藝性狀的影響如表7所示，在低氮水平下，隨著鎂肥用量的增加，產(chǎn)量呈現(xiàn)逐漸增加的趨勢(shì)，產(chǎn)值、均價(jià)、上等煙比例呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢(shì)。在中氮水平下，隨著鎂肥用量的增加，產(chǎn)量呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢(shì)，產(chǎn)值、均價(jià)、上等煙比例均以60 kg/hm2處理表現(xiàn)最優(yōu)。在高氮水平下，隨著鎂肥用量的增加，產(chǎn)量、產(chǎn)值、均價(jià)呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢(shì)，上等煙比例呈現(xiàn)逐漸降低的趨勢(shì)。

2.3 不同氮水平與鎂肥用量對(duì)烤煙中部葉常規(guī)化學(xué)成分的影響

由表8可知，在低、中氮水平下，隨著鎂肥用量的增加，煙堿、總氮呈現(xiàn)逐漸增加的趨勢(shì)，還原糖含量呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢(shì)，糖堿比、氮堿比均低于適宜范圍，其他指標(biāo)大體在適宜范圍內(nèi)，從得分來(lái)看，大體呈現(xiàn)逐漸降低的趨勢(shì)。在高氮水平下，隨著鎂肥用量的增加，煙堿、總氮含量呈現(xiàn)逐漸降低的趨勢(shì)，糖堿比、氮堿比略低，其他指標(biāo)大體在適宜范圍內(nèi)，從得分情況來(lái)看，大體呈現(xiàn)逐漸增加的趨勢(shì)。

表8 不同氮水平和鎂肥用量對(duì)烤煙化學(xué)成分的影響

總體來(lái)看，各處理的煙堿含量均較高，糖堿比、鉀氯比較低，其他指標(biāo)大體在適宜范圍內(nèi)。得分也大體處于較好的水平，在低、中氮水平下，鎂肥用量60.0 kg/hm2處理的煙葉化學(xué)成分協(xié)調(diào)性好于90.0、120.0 kg/hm2處理。在高氮水平下，則以鎂肥用量120.0 kg/hm2處理表現(xiàn)較好。高氮水平處理的煙葉化學(xué)成分得分低于低、中氮水平處理。

2.4 不同氮水平與鎂肥用量對(duì)烤煙中部葉(C3F)感官評(píng)吸質(zhì)量的影響

由表9可知，不同氮水平下鎂肥用量各處理烤煙香氣質(zhì)、香氣量、雜氣、余味等指標(biāo)差異明顯。從對(duì)比評(píng)吸結(jié)果可知：在同一施鎂水平下，不同的施氮量處理以中氮水平下煙葉品質(zhì)較好。在同一氮水平下，隨著鎂肥用量的增加，則無(wú)明顯的規(guī)律。在3個(gè)氮水平下，隨著鎂肥用量的增加，香氣質(zhì)、香氣量、濃度大體呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)，鎂肥用量120 kg/hm2的3個(gè)處理均表現(xiàn)出偏低的品質(zhì)。整體來(lái)看，中氮水平下，鎂肥用量60 kg/hm2處理的得分最高；在低氮水平下，鎂肥用量90 kg/hm2處理的得分次之；在高氮水平下，3個(gè)鎂肥用量處理的得分均較低。

表9 不同氮水平和鎂肥用量對(duì)烤煙感官評(píng)吸質(zhì)量的影響 分

3 結(jié)論與討論

氮、鎂均是烤煙碳氮代謝關(guān)鍵酶的組成成分，影響著植株的光合作用進(jìn)程，是烤煙生長(zhǎng)的重要元素，同時(shí)兩者相互作用也影響著其他元素的構(gòu)成。丁玉川等[25]研究了不同氮源與鎂肥(硫酸鎂)互作對(duì)馬鈴薯產(chǎn)質(zhì)量及養(yǎng)分吸收的影響，認(rèn)為硝態(tài)氮、銨態(tài)氮各50%，配以適量鎂肥，能夠促進(jìn)馬鈴薯的產(chǎn)質(zhì)量，且明顯提高其養(yǎng)分吸收率。徐洋等[26]研究了氮鎂交互對(duì)大豆的影響，發(fā)現(xiàn)在一定的氮用量下，增施鎂肥，能夠明顯增加大豆葉面積指數(shù)、粒葉比，促進(jìn)光合產(chǎn)物向籽粒積累，從而提升大豆產(chǎn)量。

本試驗(yàn)結(jié)果表明，氮水平對(duì)煙株的生長(zhǎng)及產(chǎn)質(zhì)量的形成均有顯著的促進(jìn)作用；在3個(gè)氮水平下，隨著鎂肥用量的增加，煙株的農(nóng)藝性狀、經(jīng)濟(jì)性狀各指標(biāo)大體呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢(shì)。說(shuō)明在一定的氮水平下，適宜的鎂肥用量能夠促進(jìn)烤煙內(nèi)部代謝，進(jìn)而改善煙株的形態(tài)建成，提升產(chǎn)量。

本試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，在低、中氮水平下，隨著鎂肥用量的增加，烤煙化學(xué)成分協(xié)調(diào)性呈現(xiàn)變差的趨勢(shì)，但2個(gè)鎂肥用量差異不明顯，高氮水平下則表現(xiàn)為逐漸增加的趨勢(shì)；在鎂肥用量一致的情況下，中氮水平下的煙葉感官評(píng)吸質(zhì)量較好，鎂肥用量120 kg/hm2時(shí)，不同氮水平下的3個(gè)處理均表現(xiàn)出偏低的品質(zhì)。這與前人的研究結(jié)論基本一致，朱英華等[27]研究發(fā)現(xiàn)，在2～4 mol/L鎂濃度下，煙株的株高、葉面積等農(nóng)藝性狀更好，莖、葉干物質(zhì)積累也更多，且更有利于對(duì)鉀、磷等元素的吸收，但超過(guò)或者低于這個(gè)范圍，以上指標(biāo)均表現(xiàn)較差。何春梅等[28]認(rèn)為任何時(shí)期缺鎂都會(huì)影響煙株干物質(zhì)的積累，同時(shí)提高煙葉的煙堿含量，破壞煙葉品質(zhì)，各生育期需鎂強(qiáng)度表現(xiàn)為伸根期大于旺長(zhǎng)期大于還苗期大于成熟期，因此，大田烤煙生產(chǎn)更應(yīng)注重對(duì)敏感時(shí)期鎂肥的補(bǔ)給。馮小虎等[29]對(duì)比了4種鎂肥的應(yīng)用效果，提出氧化鎂在促進(jìn)煙株生產(chǎn)，提升葉片單葉重、經(jīng)濟(jì)性狀方面表現(xiàn)最好。魏秋蘭等[11]在福建武平煙區(qū)對(duì)比了硫酸鎂、氫氧化鎂、氧化鎂對(duì)烤煙中微量元素及產(chǎn)質(zhì)量的影響，提出施用硫酸鎂會(huì)大幅度提升煙葉的鋅、錳含量，施用氫氧化鎂處理會(huì)影響煙葉對(duì)鈣、鐵的吸收，甚至?xí)?dǎo)致中上部葉鈣、鐵的缺乏，而施用氧化鎂處理，煙葉化學(xué)成更協(xié)調(diào)性更好，且經(jīng)濟(jì)性狀也表現(xiàn)最好。

整體來(lái)看，在中氮水平下，鎂肥用量60.0 kg/hm2處理的煙草更能實(shí)現(xiàn)產(chǎn)質(zhì)量的平衡。在煙草生產(chǎn)進(jìn)程中，還應(yīng)根據(jù)烤煙品種的特性，結(jié)合當(dāng)?shù)赝寥郎鷳B(tài)，均衡煙株?duì)I養(yǎng)，以生產(chǎn)出彰顯當(dāng)?shù)靥厣母哔|(zhì)量煙葉。