噴施6種葉面鉀肥對烤煙上部葉生長發(fā)育及質(zhì)量的影響

韓玉環(huán)，王祎，高強，王玉軍，張麗，孫光偉，于濤

（1.山東農(nóng)業(yè)大學(xué)植物保護學(xué)院，山東 泰安 271018；2.臨沂煙草有限公司，山東 臨沂 276007；3.湖北省煙草科學(xué)研究院，湖北 武漢 430030）

煙草收獲葉片中，上部葉約占30%～45%，但我國上部葉的工業(yè)可用性較低，普遍存在開片較差、結(jié)構(gòu)緊密、化學(xué)成分不協(xié)調(diào)的問題，限制了上部葉的使用，也影響煙農(nóng)收益［1－4］。前人研究發(fā)現(xiàn)，適宜充足的鉀肥供應(yīng)能促進煙葉生長發(fā)育、改善其物理化學(xué)特性，提升煙葉質(zhì)量［5］。但我國大部分煙區(qū)與國外優(yōu)質(zhì)煙區(qū)相比，土壤鉀素含量不足、肥料流失率高，限制煙葉的高質(zhì)量發(fā)展［6－9］。大田生產(chǎn)中，噴施葉面鉀肥是向植物提供鉀素的重要農(nóng)藝措施，可以避免肥料在土壤中的浪費，使植物缺肥現(xiàn)象快速改善，具有見效快、省時省力等特點。

前人研究表明，噴施葉面鉀肥可促進煙葉開片，改善煙葉的農(nóng)藝性狀［10］；同時增加煙株的抗逆性，鎘脅迫時可提高煙株超氧化物歧化酶（SOD）、過氧化物酶（POD）、過氧化氫酶（CAT）活性，降低丙二醛（MDA）含量，緩解鎘對煙草的抑制作用［11，12］。此外，噴施葉面鉀肥可提高烤后煙葉顏色、成熟度、油分等外觀質(zhì)量指標(biāo)，增加煙葉干物質(zhì)積累量，改善煙葉的化學(xué)成分［13］。然而，關(guān)于葉面鉀肥對烤煙上部葉光合性能及碳氮代謝等生長質(zhì)量方面的研究還鮮見報道。本試驗設(shè)置磷酸二氫鉀、磷酸二氫鉀＋氯化鉀、磷酸二氫鉀＋氯化鈣、檸檬酸鉀、硫酸鉀、硝酸鉀6個處理，研究葉面噴施下其對烤煙上部葉光合性能、碳氮代謝、生長發(fā)育及質(zhì)量等指標(biāo)的影響，旨在為提高上部葉的可用性提供理論依據(jù)與技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗地與供試材料

試驗于2020年在山東省沂水縣現(xiàn)代煙草科技園進行。試驗地為砂質(zhì)棕壤土，有機質(zhì)含量2.41%、速效氮87.00 mg·kg－1、有效磷45.82 mg·kg－1、速效鉀147.00 mg·kg－1，pH值6.20。

供試烤煙品種NC102，由沂水縣現(xiàn)代煙草科技園提供。

1.2 試驗設(shè)計與田間管理

試驗設(shè)置7個處理，其中T1：噴施0.06 mol·L－1磷酸二氫鉀；T2：噴施0.03 mol·L－1磷酸二氫鉀＋0.03 mol·L－1氯化鉀；T3：噴施0.06 mol·L－1磷酸二氫鉀＋0.015 mol·L－1氯化鈣；T4：噴施0.02 mol·L－1檸檬酸鉀；T5：噴施0.03 mol·L－1硫酸鉀；T6：噴施0.06 mol·L－1硝酸鉀；CK：噴施蒸餾水。隨機區(qū)組排列，重復(fù)3次。

打頂當(dāng)天（7月5日），煙株噴施6種葉面鉀肥，使葉片正反兩面均勻潤濕。小區(qū)面積為7.5 m×7.2 m＝54 m2。每小區(qū)6行，每行15株。煙株種植規(guī)格為1.2 m×0.5 m。其它田間管理措施按常規(guī)方式進行。

1.3 測定項目及方法

1.3.1 農(nóng)藝性狀 噴施葉面鉀肥后45 d，每小區(qū)隨機選取3株烤煙上部葉（上數(shù)第4葉位），測定葉長和葉寬，計算長寬比與葉面積。葉面積＝葉長×葉寬×0.6345。

1.3.2 光合參數(shù) 噴施葉面鉀肥后20 d，每小區(qū)隨機選取3株，于晴天上午9時后使用Li－6400光合儀測定上部葉光合參數(shù)［14］，包括凈光合速率、蒸騰速率、氣孔導(dǎo)度和胞間二氧化碳濃度。

1.3.3 化學(xué)成分 上部葉烘烤結(jié)束后，每處理隨機選取3片B2F等級煙葉，采用煙草及煙草制品化學(xué)成分連續(xù)流動法（YC／T 159—2002，YC／T 160—2002）測定煙堿、還原糖、總糖含量；鉀含量按照YC／T 173—2003煙草及煙草制品鉀的測定標(biāo)準(zhǔn)使用火焰光度法測定。

1.3.4 酶類活性及物質(zhì)含量 噴施葉面鉀肥后35 d，每處理隨機選取3片上部葉基部2、3葉脈之間部分按照試劑盒（南京建成生物工程研究所）法測定葉片SOD、POD、CAT、硝酸還原酶（NR）、中性轉(zhuǎn)化酶（NI）、α淀粉酶、β淀粉酶、總淀粉酶活性及MDA、過氧化氫（H2O2）、蔗糖含量。

1.3.5 感官品質(zhì)評價 感官質(zhì)量由山東中煙工業(yè)有限責(zé)任公司技術(shù)中心評吸專家按YC／T 138—1998標(biāo)準(zhǔn)進行鑒定評分，指標(biāo)包括香氣質(zhì)、香氣量、雜氣、刺激性、余味、燃燒性、灰色。

1.3.6 經(jīng)濟性狀評價 各小區(qū)煙葉采用常規(guī)三段式烘烤后經(jīng)回潮，按GB／T 2635—1992標(biāo)準(zhǔn)進行烤煙分級，計算產(chǎn)值。

1.4 數(shù)據(jù)處理

試驗數(shù)據(jù)用Microsoft Excel 2019和SPSS 19.0軟件進行統(tǒng)計分析，多重比較采用Duncan’s法。

2 結(jié)果與分析

2.1 6種葉面鉀肥對烤煙上部葉農(nóng)藝性狀的影響

由表1可知，與CK相比，各處理葉長和葉寬均有所增加，其中T3處理葉長顯著增加3.02%，T4、T5葉寬分別顯著增加16.80%、11.90%。各處理長寬比均低于CK，其中T4、T5處理差異顯著，分別較CK降低12.54%、10.93%。各處理葉面積均高于CK，其中T4處理差異顯著，較CK增加19.66%。綜合來看，噴施6種葉面鉀肥可影響上部葉的農(nóng)藝性狀，T4處理改善上部葉農(nóng)藝性狀的效果較好。

表1 6種葉面鉀肥對烤煙上部葉農(nóng)藝性狀的影響

2.2 6種葉面鉀肥對烤煙上部葉光合參數(shù)的影響

由表2可知，與CK相比，各處理上部葉凈光合速率大多有所提高，其中T3、T4處理較CK分別顯著增加13.80%、15.63%。T2、T3、T4處理蒸騰速率較CK顯著增加15.74%、19.51%、13.30%。氣孔導(dǎo)度僅T3處理較CK差異顯著，提高29.17%。各處理胞間二氧化碳濃度均低于CK，其中T3、T4處理差異顯著。綜合來看，噴施6種葉面鉀肥多能提高上部葉凈光合速率，改善光合性能，促進煙葉光合產(chǎn)物積累，其中T4處理效果較好。

表2 6種葉面鉀肥對烤煙上部葉光合參數(shù)的影響

2.3 6種葉面鉀肥對烤煙上部葉過氧化指標(biāo)的影響

由表3可知，T2、T3處理烤煙上部葉POD活性顯著高于CK，分別提高8.84%、12.71%。T3、T4處理SOD活性顯著高于CK，分別提高11.68%、14.54%。T6處理CAT活性較CK顯著提高6.21%。MDA含量除T1外其它處理均顯著低于CK。H2O2含量除T6外其它處理均顯著低于CK。以上說明噴施6種葉面鉀肥能提高烤煙上部葉發(fā)育過程中的保護酶活性，以T4處理較好。

表3 6種葉面鉀肥對烤煙上部葉過氧化指標(biāo)的影響

2.4 6種葉面鉀肥對烤煙上部葉碳氮代謝指標(biāo)的影響

由表4可知，各處理烤煙上部葉NR酶活性均高于CK，其中T2、T3、T4及T6差異顯著。T3、T4處理α淀粉酶活性顯著高于CK。除T5外，各處理β淀粉酶活性均顯著高于CK。除T6外，各處理總淀粉酶活性均顯著高于CK，以T4最高，比CK提高32.55%。除T5外，各處理NI活性均顯著高于CK，以T4最高，比CK提高23.95%。T3、T4處理較CK顯著增加蔗糖含量，分別增加3.86%、3.07%。綜合來看，噴施6種葉面鉀肥提高上部葉碳氮代謝關(guān)鍵酶活性，加快煙葉碳氮代謝，其中T4處理效果較好。

表4 6種葉面鉀肥對烤煙上部葉碳氮代謝指標(biāo)的影響

2.5 6種葉面鉀肥對烤煙上部葉化學(xué)成分的影響

由表5可知，各處理與CK相比均可提高上部葉鉀含量，以T4最高，較CK顯著增加20.22%。各處理均可降低上部葉煙堿含量，其中T1、T3、T4、T6與CK差異顯著。各處理較CK均提高上部葉還原糖及總糖含量，以T4最高，較CK分別顯著增加14.18%、16.36%。各處理較CK均顯著增加糖堿比。綜合來看，噴施6種葉面鉀肥均可不同程度降低上部葉煙堿含量，增加還原糖含量，協(xié)調(diào)煙葉糖堿比，改善煙葉內(nèi)在化學(xué)成分，其中T4處理效果較好。

表5 6種葉面鉀肥對烤煙上部葉化學(xué)成分的影響

2.6 6種葉面鉀肥對烤煙上部葉感官質(zhì)量的影響

由表6可知，各處理與CK相比香氣質(zhì)、香氣量均有所提高，以T4較優(yōu)，分別顯著增加5.59%、3.73%。T3處理雜氣得分最高，較CK顯著增加5.20%。余味各處理較CK均有所提升，其中T4處理差異顯著。燃燒性各處理較CK均顯著提高。刺激性與灰色各處理之間無顯著差異。綜合來看，噴施6種葉面鉀肥可提升烤煙上部葉感官質(zhì)量，提高香氣質(zhì)和香氣量，總體以T4處理較優(yōu)。

表6 6種葉面鉀肥對烤煙上部葉感官質(zhì)量的影響 （分）

2.7 6種葉面鉀肥對烤煙經(jīng)濟性狀的影響

由表7可知，與CK相比，T4處理上等煙比例最大，比CK顯著提高25.82%；產(chǎn)量為2093.55 kg·hm－2，較CK增產(chǎn)8.01%；產(chǎn)值最高，較CK提高19.14%。綜合來看，T4處理對烤煙經(jīng)濟性狀提升效果較好，產(chǎn)量產(chǎn)值最高。

表7 6種葉面鉀肥對烤煙經(jīng)濟性狀的影響

3 討論

長期以來，煙草生產(chǎn)中上部葉普遍存在開片不充分、組織結(jié)構(gòu)緊密等問題，農(nóng)藝性狀較差。研究發(fā)現(xiàn)，農(nóng)藝性狀的優(yōu)劣依賴于煙株對肥料的吸收利用［15，16］，噴施葉面肥可改善煙株的農(nóng)藝性狀，促進生長發(fā)育［17］。本試驗表明，噴施6種葉面鉀肥后烤煙上部葉葉面積均有所增加，長寬比均小于對照，煙株農(nóng)藝性狀顯著改善，其中以噴施0.02 mol·L－1檸檬酸鉀處理效果較好。研究發(fā)現(xiàn)，上等煙葉的形成離不開充足的光合產(chǎn)物，適宜濃度的葉面肥能提高煙葉凈光合速率，改善光合性能［18，19］。與前人研究結(jié)果相似，本試驗中噴施6種葉面鉀肥可不同程度提高上部葉凈光合速率，降低胞間二氧化碳濃度，改善光合性能，為干物質(zhì)的積累與轉(zhuǎn)化奠定重要基礎(chǔ)，其中以噴施0.02 mol·L－1檸檬酸鉀處理的效果較好。

植物生長發(fā)育過程中涉及多種化學(xué)反應(yīng)及其代謝產(chǎn)物，為保障植物的正常生長，細胞需要提供充足的反應(yīng)原料和穩(wěn)定的代謝場所。前人研究表明，噴施葉面肥顯著影響煙草的生理生化代謝活動［20］。周冀衡等［21］研究指出，葉面鉀肥可調(diào)控?zé)熑~內(nèi)源保護酶活性和脂質(zhì)過氧化產(chǎn)物含量，增強煙葉抗病性。劉國順等［22］研究認為，施用特制鉀肥可提高煙葉硝酸還原酶和轉(zhuǎn)化酶活性，提高煙葉兩糖比，使煙葉化學(xué)成分更加協(xié)調(diào)。本試驗結(jié)果表明，噴施6種葉面鉀肥均可有效提高上部葉SOD、POD、CAT活性，降低MDA、H2O2含量，有利于維持細胞環(huán)境穩(wěn)定性，為其多種生理過程的進行奠定重要基礎(chǔ)［23］。此外，噴施6種葉面鉀肥還可提高上部葉NR、NI、淀粉酶活性，加快碳氮代謝效率，促進煙葉內(nèi)物質(zhì)轉(zhuǎn)化與積累，最終增加烤后上部葉鉀及糖分含量，降低煙堿含量，優(yōu)化糖堿比，使煙葉化學(xué)成分更加協(xié)調(diào)，香氣質(zhì)和香氣量增加，余味改善，感官質(zhì)量提高。同時，本試驗結(jié)果還表明，噴施6種葉面鉀肥提高烤煙均價和上等煙收購率，增加煙葉產(chǎn)量與產(chǎn)值，與胡玲等［24］的研究結(jié)果一致。

4 結(jié)論

本試驗中，噴施6種葉面鉀肥可不同程度增加上部葉葉面積，促進開片，改善煙葉農(nóng)藝性狀和光合性能，提高葉片內(nèi)源保護酶活性和碳氮代謝效率，使上部葉鉀及還原糖含量增加、煙堿含量減少，糖堿比提高，烤后煙葉化學(xué)成分協(xié)調(diào)，最終提高感官質(zhì)量及煙葉產(chǎn)量和產(chǎn)值。其中T4處理，即噴施0.02 mol·L－1檸檬酸鉀葉面肥綜合表現(xiàn)最好，產(chǎn)量產(chǎn)值最高。