肥料增效劑對(duì)烤煙生長(zhǎng)發(fā)育及上部煙葉產(chǎn)質(zhì)量的影響

張文軍，熊橙梁，張慶富，姚未遠(yuǎn)，夏滔，郭松，楊柳

(湖南省煙草公司長(zhǎng)沙市公司，湖南 長(zhǎng)沙 410000)

長(zhǎng)沙煙區(qū)是湖南省烤煙主產(chǎn)區(qū)之一，烤煙為焦甜醇甜香型，種植烤煙歷史悠久，吃味醇和，濃度勁頭適中，深受中煙公司喜愛。但由于普遍存在上部煙葉耐熟性偏低、成熟度把握不當(dāng)、可用性有待提高等問(wèn)題，致使煙葉質(zhì)量潛力未能充分挖掘，上部煙葉表現(xiàn)僵硬、刺激性強(qiáng)、香氣質(zhì)較差，還原糖含量偏低，特色也不能充分彰顯，因此，提高長(zhǎng)沙上部煙葉可用性，消除煙葉質(zhì)量提升瓶頸，促進(jìn)長(zhǎng)沙煙區(qū)煙葉可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

長(zhǎng)沙煙區(qū)肥料使用量相對(duì)比較大，但是化肥的施用卻不盡合理，導(dǎo)致了肥料利用率低[1]，肥料增效劑不僅可以減少土壤養(yǎng)分的損失，提高肥料的利用率，促進(jìn)作物對(duì)養(yǎng)分的吸收，而且不會(huì)留下有害的殘余物質(zhì)，對(duì)環(huán)境無(wú)污染[2]。

肥料增效劑，是一類化學(xué)物質(zhì)，它能增加施用化肥的效率，并改善土壤的物理化學(xué)特性，進(jìn)而使作物生產(chǎn)率得以提升。該組分中存在著極其豐富的有價(jià)值的活菌，對(duì)土壤產(chǎn)生解磷、釋鉀、固氮的作用[3]。肥料增效劑是由微量元素、殺蟲劑、抑制劑、穩(wěn)定劑、生產(chǎn)促進(jìn)劑以及生物菌等配制而成，其種類大多數(shù)是多聚氨基酸類以及其他天然、化學(xué)合成的產(chǎn)物[4]。目前研究最多的肥料增效劑是γ-聚谷氨酸和聚天冬氨酸。

由張世根等[5]首先發(fā)現(xiàn)的γ-聚谷氨酸，簡(jiǎn)稱γ-PGA，是由D型谷氨酸和L型谷氨酸脫水縮合形成的多肽分子[6]。在農(nóng)業(yè)方面，γ-聚谷氨酸因?yàn)槠淞己玫奈阅?，可作為土壤、植物的保水劑，?dāng)其與土壤結(jié)合后，改善土壤團(tuán)粒，能提高土壤的保墑、保肥以及保水性[7]。呂亞瓊等[8]研究發(fā)現(xiàn)，肥料增效劑能促進(jìn)烤煙對(duì)養(yǎng)分的吸收，促進(jìn)烤煙對(duì)鉀素的吸收，提高煙葉的品質(zhì)。噴施肥料增效劑可以增大上部煙葉的糖堿比，能夠提高上部煙葉的可用性[9]，使煙葉化學(xué)成分趨于協(xié)調(diào)，提高鉀氯比，改善煙株的碳氮代謝[10]。

大量的研究都已發(fā)現(xiàn)肥料增效劑能夠促進(jìn)煙草種子的生長(zhǎng)發(fā)育、提高植物對(duì)土壤養(yǎng)分以及肥料的吸收利用率，使烤煙的產(chǎn)量能夠明顯增加，提高了煙農(nóng)收入[11]。本試驗(yàn)以湖南寧鄉(xiāng)地區(qū)的烤煙為研究對(duì)象，分析了在團(tuán)棵期和旺長(zhǎng)前期噴施肥料增效劑對(duì)肥料利用率、煙株生長(zhǎng)發(fā)育及烤后煙葉外觀質(zhì)量、化學(xué)成分、評(píng)吸效果、經(jīng)濟(jì)性狀的影響，明確了肥料增效劑的施用時(shí)期，為長(zhǎng)沙優(yōu)質(zhì)烤煙生產(chǎn)提供技術(shù)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試品種為云煙87。

肥料增效劑γ-PGA：由西安四季生物科技有限公司生產(chǎn)，是含量為25%的農(nóng)業(yè)級(jí)γ-PGA，其外觀為淡黃色精細(xì)粉末。

1.2 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2021年在湖南省長(zhǎng)沙市寧鄉(xiāng)市大屯營(yíng)鎮(zhèn)大屯營(yíng)村梅沖塘開展，試驗(yàn)地土壤為肥力均勻、水平中等的旱作土壤，地勢(shì)較平整，光照及排水條件良好。

試驗(yàn)地于2021年2月1日起壟，在起壟前條施底肥：667 m2施用煙草專用復(fù)合肥80 kg、餅肥30 kg、鈣鎂磷肥12 kg；煙苗于3月9日移栽，并于1個(gè)月內(nèi)施入全部追肥：667 m2施用硝酸鉀20 kg、硫酸鉀20 kg、煙草專用復(fù)合肥20 kg(N 10%，P2O58.3%，K2O 27%)。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

本研究采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，設(shè)置4個(gè)處理：即CK，空白對(duì)照，不用肥料增效劑；T1，團(tuán)棵期增施肥料增效劑γ-聚谷氨酸；T2，旺長(zhǎng)前期增施肥料增效劑γ-聚谷氨酸；T3，團(tuán)棵期和旺長(zhǎng)前期均增施肥料增效劑γ-聚谷氨酸，3次重復(fù)。γ-聚谷氨酸濃度為100 mg·kg-1，每次每株噴施200 mL，其他栽培措施按照當(dāng)?shù)貎?yōu)質(zhì)烤煙生產(chǎn)技術(shù)方案執(zhí)行。

在當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)施肥的基礎(chǔ)上，在煙株生長(zhǎng)的團(tuán)棵期(4月18日)對(duì)T1和T3處理施用肥料增效劑γ-聚谷氨酸；在煙葉生長(zhǎng)的旺長(zhǎng)前期(5月3日)對(duì)T2和T3處理施用肥料增效劑γ-聚谷氨酸；CK按照當(dāng)?shù)氐某Ｒ?guī)施肥。

1.4 測(cè)定項(xiàng)目及方法

1.4.1 肥料利用率

試驗(yàn)開始時(shí)取移栽煙苗20株，室內(nèi)烘干稱重，記錄煙苗莖、葉干重，測(cè)定各部分總氮、總磷和總鉀含量；于團(tuán)棵期、現(xiàn)蕾期和采收結(jié)束，在采集根系的同時(shí)，每處理取5個(gè)地上部整株樣品，分煙葉和煙稈，于105 ℃下殺青15 min，60 ℃烘干，稱取各部分干重。成熟期煙葉分下部、中部和上部3次采收，上部葉采收時(shí)進(jìn)行莖稈取樣。煙株莖、葉中總氮、總磷和總鉀含量測(cè)定參照鮑士旦[12]的方法，分別采用凱氏定氮法、釩鉬黃比色法和火焰光度計(jì)法進(jìn)行測(cè)定。

1.4.2 農(nóng)藝性狀調(diào)查

在烤煙移栽后60 d，每個(gè)處理隨機(jī)選取10株有代表性的煙株進(jìn)行株高、莖圍、葉數(shù)、頂葉及倒六葉的長(zhǎng)和寬的測(cè)定，記錄并計(jì)算其各個(gè)性狀的平均值，并計(jì)算葉面積，葉面積系數(shù)為0.634 5[13]。

1.4.3 煙葉外觀質(zhì)量

根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 2635—1992[14]對(duì)煙葉樣品外觀質(zhì)量進(jìn)行鑒定。采用專家打分的方式，測(cè)定的項(xiàng)目包括：顏色、成熟度、葉片結(jié)構(gòu)、油分、身份、色度、葉面組織特征、柔韌性和光澤度等指標(biāo)，各指標(biāo)所占權(quán)重如表1所示。

表1 上部葉外觀質(zhì)量各項(xiàng)指標(biāo)所占權(quán)重Table 1 Weight of each index of the appearance quality of the upper leaf

1.4.4 煙葉感官質(zhì)量

烤后上部煙葉感官質(zhì)量指標(biāo)主要包括香氣質(zhì)、香氣量、濃度、余味、柔細(xì)度、雜氣、刺激性、燃燒性、勁頭和灰色，并按照“9分制”對(duì)各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行打分，按權(quán)重進(jìn)行計(jì)算。香氣質(zhì)、香氣量權(quán)重為2.4，濃度、余味權(quán)重為1.6，柔細(xì)度、雜氣、刺激性權(quán)重為1。

1.4.5 煙葉化學(xué)成分

對(duì)煙葉總糖、還原糖、煙堿、總氮、鉀、氯的含量分別采用煙草行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)方法進(jìn)行測(cè)定[15-19]。并計(jì)算兩糖比、糖堿比、氮堿比、鉀氯比。

1.4.6 經(jīng)濟(jì)性狀

統(tǒng)一按國(guó)家42級(jí)標(biāo)準(zhǔn)分級(jí)，價(jià)格按當(dāng)?shù)厥召?gòu)價(jià)格進(jìn)行計(jì)算。統(tǒng)計(jì)全部原煙各等級(jí)比例、質(zhì)量，計(jì)算產(chǎn)量、均價(jià)、產(chǎn)值、上等煙比例、中上等煙比例等。

1.5 數(shù)據(jù)處理

使用DPS 7.05軟件，采用Duncan新復(fù)極差法比較不同處理間各種指標(biāo)之間的差異；使用OriginPro 8.5進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 肥料增效劑對(duì)肥料利用率的影響

由表2可知，增施肥料增效劑γ-聚谷氨酸有利于提高氮磷鉀肥料利用率。與對(duì)照相比，不同肥料增效劑處理的氮磷鉀肥料利用率均較高，其中以團(tuán)棵期和旺長(zhǎng)前期增施γ-聚谷氨酸的T3處理最高，其次是團(tuán)棵期增施γ-聚谷氨酸的T1處理，T3處理氮磷鉀肥料利用率分別比對(duì)照高了4.16、1.42和7.19百分點(diǎn)。

表2 肥料增效劑處理對(duì)煙株肥料利用率的影響Table 2 Effects of fertilizer synergist treatment on fertilizer utilization rate of tobacco plants 單位：%

2.2 肥料增效劑對(duì)烤煙農(nóng)藝性狀的影響

由表3可知，增施肥料增效劑γ-聚谷氨酸對(duì)烤煙移栽后60 d煙株農(nóng)藝性狀有顯著影響。在團(tuán)棵期和旺長(zhǎng)前期增施肥料增效劑γ-聚谷氨酸的T3處理株高顯著高于其他所有處理，比CK提高了7.75%；不同增施肥料增效劑γ-聚谷氨酸處理煙株莖圍顯著高于CK，其中以團(tuán)棵期增施肥料增效劑γ-聚谷氨酸的T1處理最大，其次是旺長(zhǎng)前期增施肥料增效劑γ-聚谷氨酸的T2處理；所有處理以T1處理的節(jié)距最小，顯著低于其他處理；與CK相比，不同增施肥料增效劑γ-聚谷氨酸處理頂葉面積和倒三葉面積均較高，T3處理頂葉和倒三葉面積分別比對(duì)照增大了29.45%和15.63%。綜合而言，增施肥料增效劑γ-聚谷氨酸能促進(jìn)煙株生長(zhǎng)發(fā)育，特別是在團(tuán)棵期和旺長(zhǎng)前期增施肥料增效劑γ-聚谷氨酸的T3處理顯著增加株高，增大頂葉面積和倒三葉面積。

表3 肥料增效劑處理對(duì)烤煙移栽后60 d煙株農(nóng)藝性狀的影響Table 3 Effects of fertilizer synergist treatments on agronomic traits of flue-cured tobacco plants on 60 days after transplanting

2.3 肥料增效劑對(duì)烤煙上部煙葉SPAD值的影響

由表4可知，不同肥料增效劑處理對(duì)煙葉SPAD值有顯著影響。各處理煙葉各點(diǎn)SPAD值差別不大，基本遵循葉尖SPAD值最低，葉中其次，葉基最高的規(guī)律，不同肥料增效劑煙葉SPAD平均值均顯著大于對(duì)照，其中以在團(tuán)棵期和旺長(zhǎng)前期增施肥料增效劑γ-聚谷氨酸的T3處理最大，其次是在旺長(zhǎng)前期增施肥料增效劑γ-聚谷氨酸的T2處理。

表4 肥料增效劑處理對(duì)烤煙移栽后110 d倒三葉SPAD值的影響Table 4 Effects of fertilizer synergist treatments on SPAD value of the third leaf from the top of tobacco on 110 d after transplanting

2.4 肥料增效劑對(duì)烤煙上部葉經(jīng)濟(jì)性狀的影響

噴施肥料增效劑使烤煙生長(zhǎng)發(fā)育良好，能夠提升煙葉的產(chǎn)量和產(chǎn)值，提高煙葉均價(jià)和上等比例[20]。由表5可知，增施肥料增效劑γ-聚谷氨酸對(duì)烤后上部煙葉經(jīng)濟(jì)性狀有較大影響。與CK相比，不同增施肥料增效劑γ-聚谷氨酸處理烤后上部煙葉的產(chǎn)量、均價(jià)、產(chǎn)值和上等煙比例均較高，其中T3處理的產(chǎn)量、產(chǎn)值和上等煙比例均最高，分別比對(duì)照顯著提高了32.05%、34.35%和5.70百分點(diǎn)。綜合而言，增施肥料增效劑γ-聚谷氨酸，特別是在團(tuán)棵期和旺長(zhǎng)前期增施肥料增效劑γ-聚谷氨酸的T3處理，有利于提高烤后上部煙葉經(jīng)濟(jì)性狀，顯著增加煙葉產(chǎn)量和產(chǎn)值，提高煙葉等級(jí)結(jié)構(gòu)。

表5 肥料增效劑處理對(duì)烤煙上部葉經(jīng)濟(jì)性狀的影響Table 5 Effects of fertilizer synergist treatments on economic properties of upper leaves of flue-cured tobacco

2.5 肥料增效劑對(duì)烤煙上部葉外觀質(zhì)量影響

噴施肥料增效劑對(duì)烤煙的上部煙葉的外觀質(zhì)量影響不大，陳雷等[21]研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)烤煙的施肥量減少一定量時(shí)，噴施肥料增效劑，烤煙的外觀質(zhì)量并不會(huì)有所降低。由表6可知，增施肥料增效劑γ-聚谷氨酸烤后上部煙葉外觀質(zhì)量總分均低于CK，不同增施肥料增效劑γ-聚谷氨酸處理烤后上部煙葉外觀質(zhì)量以T3處理最好，略低于CK，其次是T1處理。

表6 肥料增效劑處理對(duì)烤煙上部葉外觀質(zhì)量的影響Table 6 Effects of fertilizer synergist treatments on appearance quality of upper leaves of flue-cured tobacco

2.6 肥料增效劑對(duì)烤煙上部葉常規(guī)化學(xué)成分的影響

研究[22]表明，烤煙的煙葉品質(zhì)與煙葉的常規(guī)化學(xué)成分存在較為緊密的聯(lián)系。糖的含量是影響煙氣醇和度和吃味的主要因素，氨基酸含量與香氣量和勁頭呈正相關(guān)。適宜的糖氮比能夠賦予煙草充足的香氣和豐富的吃味。鉀含量能夠提高煙葉的燃燒性和吸濕性，改善煙葉的顏色和身份[23]。

由表7可知，增施肥料增效劑γ-聚谷氨酸對(duì)烤后上部煙葉常規(guī)化學(xué)成分及協(xié)調(diào)性有顯著影響。T2處理烤后上部煙葉總糖和還原糖含量顯著高于其他處理，T1、T3處理總糖、還原糖含量均低于CK，其中T3處理與CK間差異不顯著；T1處理煙堿含量顯著高于其他處理，而以T3處理最低，其值為3.07%；總氮含量高低依次為T1>T3>CK>T2；鉀含量以T3處理最高，但與其他處理間差異均不顯著；氯含量差異不顯著，且均在適宜范圍內(nèi)；烤后上部煙葉常規(guī)化學(xué)成分協(xié)調(diào)性指標(biāo)中的兩糖比、氮堿比和鉀氯比均以T3處理最大，而糖堿比以T2處理最大。綜合而言，在團(tuán)棵期和旺長(zhǎng)前期增施肥料增效劑γ-聚谷氨酸的T3處理烤后上部煙葉總糖和還原糖含量適宜，煙堿含量降低，鉀含量增加，化學(xué)成分總體基本協(xié)調(diào)。

表7 肥料增效劑處理對(duì)烤煙上部葉常規(guī)化學(xué)成分及其協(xié)調(diào)性的影響Table 7 Effects of fertilizer synergist treatments on conventional chemical components and coordination of upper leaves of flue-cured tobacco

2.7 肥料增效劑對(duì)烤煙上部葉感官質(zhì)量的影響

γ-PGA肥料增效劑的施用對(duì)煙葉感官質(zhì)量沒有不利影響。肥料增效劑在一定用量范圍內(nèi)能使煙葉兩糖、總植物堿、糖堿比、總氮、鉀、氯等化學(xué)成分間比例協(xié)調(diào)性良好，從而得到煙葉香氣質(zhì)好，香氣量充足，余味舒適，雜氣少，煙葉內(nèi)在質(zhì)量好[24]。

由表8可知，在團(tuán)棵期和旺長(zhǎng)前期增施肥料增效劑γ-聚谷氨酸的T3處理烤后上部煙葉感官質(zhì)量總分最高，而T1、T2處理均小于CK。T3處理烤后上部煙葉感官質(zhì)量表現(xiàn)為香氣質(zhì)好，香氣量足，濃度和勁頭中等，雜氣和刺激性小，余味舒適?？傮w而言，在團(tuán)棵期和旺長(zhǎng)前期增施肥料增效劑γ-聚谷氨酸的T3處理烤后上部煙葉感官質(zhì)量較好。

表8 肥料增效劑處理對(duì)烤煙上部葉感官質(zhì)量的影響Table 8 Effects of fertilizer synergist treatments on sensory quality of upper leaves of flue-cured tobacco

3 結(jié)論與討論

羅玲等[25]研究發(fā)現(xiàn)，增效劑不僅能提高烤煙葉片的質(zhì)體色素含量，并且對(duì)烤煙根系活力有一定的促進(jìn)作用，也可以適當(dāng)延遲根系活力的下降；使煙葉的碳氮代謝更加協(xié)調(diào)，從而提高烤煙的品質(zhì)。陳雷等[21]研究發(fā)現(xiàn)，在施用普通肥料時(shí)或?qū)⒎柿显鲂p少到一定范圍內(nèi)均能促進(jìn)植株對(duì)肥料的吸收，有效地提高肥料利用率。

在大田生長(zhǎng)期間，肥料增效劑在團(tuán)棵期和旺長(zhǎng)前期都噴施，肥料利用率提高，煙株的田間長(zhǎng)勢(shì)最好，在烤煙株高、莖圍、葉面積等方面表現(xiàn)出明顯的優(yōu)勢(shì)，上部煙葉SPAD值較高，說(shuō)明在烤煙的生長(zhǎng)發(fā)育期團(tuán)棵期和旺長(zhǎng)前期都施用肥料增效劑對(duì)煙葉的生長(zhǎng)發(fā)展起到促進(jìn)作用。在烤煙的經(jīng)濟(jì)性狀方面，在烤煙的團(tuán)棵期和旺長(zhǎng)前期都噴施肥料增效劑對(duì)烤煙的增產(chǎn)增值效果最好。在烤煙外觀質(zhì)量方面，3個(gè)處理與CK相差不大，未表現(xiàn)出顯著差異。在烤煙常規(guī)化學(xué)成分方面，除T1處理煙堿含量偏高外，其他處理煙堿含量均較適宜，其中以T3處理最低，施用肥料增效劑的煙葉常規(guī)化學(xué)成分之間表現(xiàn)得較為協(xié)調(diào)，尤其是T3處理；在烤煙感官質(zhì)量方面，在團(tuán)棵期和旺長(zhǎng)前期都噴施增效劑，會(huì)使烤煙在香氣質(zhì)、香氣量、濃度、余味、刺激性等方面有明顯的優(yōu)勢(shì)，使得整個(gè)處理的煙葉感官質(zhì)量最好。

綜上所述，在烤煙生長(zhǎng)發(fā)育方面，化學(xué)常規(guī)分析中，團(tuán)棵期和旺長(zhǎng)前期噴施肥料增效劑時(shí)，其煙堿、還原糖含量較高，化學(xué)成分之間的比值也比較協(xié)調(diào)，所以團(tuán)棵期噴施肥料增效劑有助于烤煙對(duì)土壤養(yǎng)分吸收和生長(zhǎng)發(fā)育。團(tuán)棵期和旺長(zhǎng)前期噴施肥料增效劑，使得烤煙的碳氮代謝協(xié)調(diào)，煙葉的內(nèi)在品質(zhì)得到提高。在烤煙上部葉產(chǎn)質(zhì)量方面，團(tuán)棵期和旺長(zhǎng)前期噴施肥料增效劑，上部煙葉的產(chǎn)量有明顯的提高，并且上等煙葉的比例也較高，評(píng)吸后綜合得分最高。由此得出，在團(tuán)棵期和旺長(zhǎng)前期噴施肥料增效劑對(duì)烤煙的生長(zhǎng)發(fā)育和上部煙葉產(chǎn)質(zhì)量有明顯的促進(jìn)和提高作用。