施氮量、打顶方式与留叶数对曲靖‘K326’烟叶产质量的影响

乔 勇，王 涛，贺 帆，李佛琳，陈太福，任汝周，陈 雨

（1云南农业大学烟草学院，昆明650201；2云南省烟草公司曲靖市公司，云南曲靖655000；3河南农业大学烟草学院，郑州450002）

0 引言

‘K326’具有香气质好、香气量足、油分充足、色泽饱满等独特的优势。近年来，科研人员对施氮量、打顶方式及留叶数等单一栽培因素对烤烟农艺性状、化学成分的作用方面进行了大量研究[1-3]。氮素对烟叶内在成分[4-6]的积累及烤后烟叶质量[7]有直接影响，施氮量增加，‘K326’的产量、产值、上等烟比例[8]增加，但施氮过量对‘K326’烟叶品质[9]和化学成分[10-12]产生消极影响。打顶留叶是调节烟叶营养水平的重要手段[3]。打顶影响烟株生长发育和极大改变烟株库源关系[13]，促进根系生长[14]，对顶叶开片及单叶重影响很大[15]，改善烟叶化学成分[16-17]，尤其是可溶性糖类及淀粉的积累[18]，提高‘K326’产量、产值及上等烟比例[19]，但存在上部叶组织过密、过厚[15]，烟碱含量大[20]等问题。留叶数具有一定的“稀释作用”[21]，留叶数增多会导致碳氮代谢的减弱，淀粉更难以降解，可溶性糖积累峰值降低[22]，留叶数增加，烟碱含量降低[23]，但也会造成上部叶不开片[24-25]、等级降低[26]等问题，留叶数过少，上部叶烟碱含量过高[22]，叶片结构厚而紧密[27]。王炽[3]的研究表明，当烤烟‘K326’的留叶数为22片时，产量及产值最高。目前，针对‘K326’进行的施氮量、打顶方式与留叶数的三因素试验较少。何文高[28]的研究表明，当施氮量为180 kg/hm2，留叶数22片/株时，烤烟‘K326’的光合特性、群体生理指标、根系指标、产值产量表现最好，但在实际生产中，施氮量过多，气候斑增多[29]。同时氮肥也会影响到‘K326’黑暴烟、杂色烟、青筋烟比例[30]。为明确曲靖‘K326’施氮量、打顶方式及其留叶数的最佳组合方式，以提高该地区产质量稳定性和工业可用性，利用正交设计和统计分析研究试验因素对烟叶农艺性状、经济性状及烟叶化学成分的影响。

1 材料与方法

1.1 试验材料及地点

于2015年在云南省师宗县彩云漾月街堵西村进行试验。地处东经 103°42′、北纬24°20′，海拔 1885～1900 m，属亚热带与温度共存的高原季风立体气候。试验土壤属红壤粘土，供试品种为‘K326’。4月3日进行膜下小苗移栽，规范化大田管理。株距50 cm，行距120 cm。采用温湿度自控气流上升式标准密集烤房进行烘烤。

1.2 试验设计

1.2.1 施氮量(A)设N=60 kg/hm2(A1)、N=90 kg/hm2(A2)和N=120 kg/hm2(A3)3个水平。除氮肥按处理组合要求外，配施 P2O590 kg/hm2，K2O 135 kg/hm2，肥料全部开沟一次性条施作基肥，不施穴肥，不追肥。其它管理措施按常规进行，并且同一项田间操作在1天内完成。

1.2.2 打顶方式(B)设扣心打顶(B1)、初花打顶(B2)、盛花打顶(B3)3个水平。

1.2.3 留叶数(C) 设17片(C1)、21片(C2)、25片(C3)3个水平。

对氮肥施用水平(A)、打顶方式(B)和留叶数(C)3因素3水平采用L9(34)正交试验设计，试验共9个处理，每个处理3次重复，共18个小区，每个重复50株烟，要求其他田间管理按当地烟叶生产技术标准执行。烟叶成熟时按照叶位、当地成熟采收标准和烘烤工艺进行采收烘烤。试验设计如表1所示。

表1 ‘K326’关键栽培技术研究L9(34)正交试验设计

1.3 测定项目及方法

根据YC/T 142—1998《烟草农艺性状调查方法》标准，每个处理固定10株测定烟株的株高、茎围、最大叶长、叶宽、有效叶数等农艺指标。

烤后烟叶外观质量评价参照王彦亭[31]的方法，以颜色、成熟度、结构、身份、油分和色度6项指标采用指数法评价，各项指标权重分别为0.30、0.25、0.15、0.12、0.10、0.08。外观质量评价由中国农业科学院烟草研究所和曲靖市烟草公司技术中心的专家进行。

总糖、还原糖依据YC/T 159—2002检测；总植物碱依据YC/T 160—2002检测；总氮依据YC/T 161—2002检测；淀粉依据YC/T 216—2007检测；蛋白质依据YC/T 249—2008检测。

烤后烟叶感官质量评价依据YC/T 138—1998，包括香气质、香气量、杂气、浓度、劲头、刺激性、余味、燃烧性和灰分等指标。

1.4 统计分析

对原始数据进行标准化或归一化处理，经过正交表的直观分析法转换以后，用SPSS 17.0软件进行方差分析。

2 结果与分析

2.1 对农艺性状的影响

由表2可知，总体上看，相同条件下，随着施氮量增加，农艺性状指标呈现增加趋势。随着打顶时机的推迟，株高、节距和有效叶数均呈增加趋势，茎围减小。随着留叶数增加，株高、节距增加，茎围减小。A3(120 kg/hm2)及B1（扣心打顶）处理在最大顶叶长、宽及顶叶长方面显著大于其他2个处理。在株高、茎围方面，施氮量处理间两两显著。

从不同处理的主效分析（直观分析法，下同），就对最大腰叶长、顶叶长、节距、茎围的影响而言，3个因素的主效为A＞B＞C（施氮量＞打顶方式＞留叶数），最大腰宽A＞C＞B，顶宽B＞C＞A，株高A＞B=C，总叶数C＞A＞B。对烤烟的株高、茎围、节距以及叶片长度的作用，主要表现为施氮量的差异，其次是打顶方式，相对而言，留叶数作用较小。

从处理的综合效应（表3）分析，9个处理中，以A3B1C2和A3B2C1农艺性状较好。3个施氮量水平之间，以A3(N＝120 kg/hm2)较好；3个打顶方式处理中，B1和B2（扣心和初花打顶）较宜；3种留叶方式，以C2（21片）处理较好。

表2 打顶时农艺性状分析

2.2 对经济性状的影响

由表4可见，从因素主效分析，对烟叶产量、产值、中上等烟比例和均价的影响均为A＞C＞B（施氮量＞留叶数＞打顶方式）。其中，对上等烟比例的影响为A＞C＞B（施氮量＞留叶数＞打顶方式），对中等烟比例影响为C＞B＞A（留叶数＞打顶方式＞施氮量）。单从产量方面考虑，A2B1C3处理最高，其次为A3B3C3。产值方面，A2B1C3最高，其次为A3B1C2和A3B2C1，但差异不显著。上等烟比例最高为A3B1C2，显著高于其他。中上等烟比例最高为A3B2C1，显著高于其他。均价方面，A3B1C2最高（表5）。

从处理因素水平间比较，3个施氮量中，以A2产量最高，其次为A3，A1产量最低。而A3的产值、中上等烟比例和均价最高，其次为A2，最小的为A1。3个打顶方式中，以B1的产量、产值和均价最高，B2中上等烟比例略高于其他。3个留叶数处理之间，以C3的烟叶产量和产值最高，烟叶上等烟比例和均价以C2最高，中上等烟和产值，以C3最高。可见，在本试验条件下，仅从提高烟叶产量和上等烟比例考虑，适宜的施氮量相对于其他处理有明显作用。

表3 打顶期各试验处理农艺性状结果

表4 各处理经济性状分析

表5 各试验处理经济性状结果

2.3 对烤后烟叶常规化学成分的分析

由表6可见，还原糖、总糖和烟碱含量偏高。随着施氮量增加，烟叶总氮和总碱含量增加，氮碱比减小。留叶数增加，总氮和总碱含量减少，氮碱比增加。随着打顶时间推迟，总糖和还原糖呈现先增后减的趋势，淀粉、总氮和烟碱则呈现下降趋势，钾含量则呈先增后减的趋势。糖碱比和氮碱比以初花打顶和盛花打顶更加协调，说明推迟打顶时间，利于淀粉等大分子物质分解，同时降低烟碱含量，改善烟叶内在物质的协调性。

从不同处理的主效分析，相对而言，对总糖含量是C＞A＞B（留叶数＞施氮量＞打顶方式），对还原糖含量是A＞C＞B，对总植物碱含量和总氮是A＞C＞B，对淀粉、蛋白质、钾和氯的含量是A＞C＞B，糖碱比是C＞A＞B，氮碱比是A＞C＞B。

不同处理水平间比较，相对而言，9个处理中A1B2C3处理的化学成分较适宜，比例较协调，A1和A3总糖和还原糖含量偏高，A2和A3总植物碱含量偏高。3个施氮处理中，以A1处理化学成分相对协调。3种打顶方式以B2的化学成分相对协调，但烟碱含量偏高，3种留叶数以C2化学成分相对协调，但糖碱比和氮碱比相对偏小。就烟叶化学成分而言，本试验9个处理中，A1B2C3处理组较优，即120 kg/hm2纯氮、初花打顶、25片留叶数（表7）。

表6 上部叶常规化学成分分析

表7 各试验处理上部叶化学成分结果

2.4 烤后烟叶感官质量评价

本研究9个处理上部叶的原烟感官评价结果见表8～9。在烟叶香气质量、杂气、烟气浓度、劲头、刺激性、余味、燃烧性、灰色等评吸指标方面，各处理间差别较小，劲头适中，浓度中等，燃烧性较好，灰色较白。对其他主要评吸指标的影响主效分析，从9个处理对评吸总得分的影响主效分析，对评吸总得分的影响主效为B＞A＞C（打顶方式＞施氮量＞留叶数），得分最高为A1B2C3处理。其中，香气量为B＞C＞A（打顶方式＞留叶数＞施氮量），最佳组合为A2/A3B1C3；香气质为A=B＞C，最佳组合为 A2B1；杂气为 C＞A＞B，最佳组合为A2C3；烟气浓度为 B＞C＞A，最佳组合为 A1/A3B1C1（60 kg/hm2或120 kg/hm2纯氮、扣心打顶、17片留叶数）；劲头为C＞A＞B，最佳组合为A1B2C1/C2（120 kg/hm2纯氮、初花打顶、17或21片留叶数），刺激性为A＞B=C，最佳组合为A1B2C3（120 kg/hm2纯氮、初花打顶、21片留叶数）；余味为A=B＞C，最佳组合为A2B2C3（90 kg/hm2纯氮、初花打顶、25片留叶数）；灰色为B＞A=C，最佳组合为A3B1/B2C3（120 kg/hm2纯氮、扣心或初花打顶、25片留叶数）。

B因素对烟叶的香气质量影响相对较大，晚打顶有利于改善烟叶香气质量，提高烟叶品质和工业可用性，合理控制施氮量和留叶数也有一定作用。

不同处理水平间比较，3个施氮量中，以A2处理的烟叶内在品质较好，烟叶感官评价得分最高。3个打顶方式中以B2处理的烟叶内在品质较好，烟叶感官评价得分最高，3个留叶数处理中以C3处理的烟叶内在品质较好，烟叶感官评价得分最高。综合以上分析可知，从烟叶感官质量评价方面考虑，最佳组合为A2B2C3（90 kg/hm2纯氮、初花打顶、25片留叶数）。

表8 各处理上部烟叶感官质量评价分析

表9 各试验处理上部叶感官评吸结果

3 结论与讨论

随着施氮量增加，农艺性状各项指标均有所增加，以120 kg/hm2的施氮量显著高于其他2个处理，总植物碱、总氮、钾、氯随施氮量也呈增加趋势，总糖、还原糖呈下降趋势，这与李家俊[32]的结论基本一致。评吸质量以90 kg/hm2的处理得分最高。在产量、产值、均价和中上等烟比例方面，120 kg/hm2施氮量水平表现最好。前人的研究表明，更高的施氮量仍能提高蛋白质及谷胺酰合成酶，促进光合生产能力[28]，提高烟叶产量，而满足最大生物学产量时的施氮量已远超过最大经济学产量所需的施氮量，经济指标降低，产值下降[33]。因此，适宜的施氮量有助于控制上部叶烟碱含量，提高可用性[8]。从主效影响方面考虑，3个试验因素中，施氮量对烟株株高、最大腰叶长宽、节距、茎围等指标影响最大。经济性状方面，施氮量对烟叶产量、产值、均价、中上等烟比例等指标影响最大，这与周宽余的结果相似[34]。内在化学成分方面，施氮量对总植物碱、总氮、还原糖、淀粉、蛋白质、氯和钾含量等指标影响最大，对其他方面影响相对较小。

本试验条件下，打顶方式是影响评吸质量的主效因素。扣心打顶的产量最高，但在中上等烟比例、均价及产值方面以初花打顶表现最好，评吸结果以初花打顶相对较好，随着打顶时间推迟，总糖、还原糖和钾含量呈先增后减的趋势，总植物碱、总氮和淀粉则呈现下降趋势，这与杨虹琦[18]的研究结果相似。糖碱比和氮碱比以初花打顶和盛花打顶表现较好。适当推迟打顶时间，有助于提高烟叶感官评吸质量，降低上部叶烟碱含量，改善烟叶内在成分的协调性。从主效影响方面考虑，打顶方式的主效影响主要表现在感官评吸方面，打顶方式对评吸总分、香气质、量、烟气浓度、余味、灰色等指标方面影响最大。打顶主要作用在于调节养分分配，促进根系生长，影响蛋白酶、烟碱、糖类含量[35]。打顶具有较强的针对性及技术性，需与施氮量、留叶数配合进行，结合生产实际，以正常落黄为目的，找准时机，施氮量越高，打顶越晚。

留叶数是影响烟叶总糖含量及糖碱比的主效因素。留叶数会影响烟株的生长发育，最终影响到烟气协调性。随着留叶数增加，株高增加，节距、茎围减小，这与王炽等[3]的研究结果一致。25片留叶数的产量最高，21片留叶数的中上等烟比例、均价、产值最高，但与其他处理差异不显著。留叶数越多，烟气评吸结果得分越高，主要表现在香气量、杂气、劲头、刺激性、余味等方面。本试验条件下，留叶数对烟叶化学成分的影响未呈现明显规律，但随着留叶数增加，糖碱比和氮碱比呈上升趋势，说明增加留叶数有助于改善烟叶化学成分的协调性。从主效影响方面考虑，留叶数的主效影响主要表现在感官质量和化学成分方面，即烟气的杂气、劲头、总糖、糖碱比等方面。留叶数多少要综合考虑到施氮量、种植密度、烤烟个体以及群体结构等诸多因素，留叶数和种植密度增大，产量持续增大，产值则先增后减，烟叶品质也会受到影响。应将留叶数作为改善田间通气透光条件和提高烟气协调性的重要手段。

综合分析，从烟叶化学成分和感官质量方面考虑，最佳组合方式为A3B2C2，即施纯氮120 kg/hm2、初花打顶、21片留叶数。单从烟叶经济效益方面考虑，最佳组合方式为A3B1C3，即施纯氮120 kg/hm2、扣心打顶、25片留叶数。受气候条件影响，未明确试验三因素的互作效应，建议结合种植密度、成熟度等因素，更好地指导曲靖烟区‘K326’品种的种植。

[1]尹冬,张勇江,张友武,等.不同施氮量对烤烟K326生长发育及产质量形成的影响[J].江西农业学报,2015,27(6):106-109.

[2]兰金隆,蓝周焕,赖荣泉,等.不同打顶时期和驳枝方法对烤烟品种‘K326’上部叶可用性影响[J].中国农学通报,2012,28(22):265-271.

[3]王炽,闫辉,夏体渊,等.留叶数对烤烟K326产量和化学成分的影响[J].西南农业学报,2016,29(9):2121-2124.

[4]汪安云,柴家云,祝明亮.等.氮素形态对白勒烟特有亚硝胺的积累、烟叶品质、产质量等影响的研究[J].中国烟草学报,2004(6):16-20.

[5]习向银,赵正雄,李春俭.肥料氮和土壤氮对烤烟氮素吸收和烟碱合成的影响[J].土壤学报,2008,45(4):750-753.

[6]刘卫群,郭群召,张福锁,等.氮素在土壤中的转化及其对烤烟上部叶烟碱含量的影响[J].烟草科技,2004(5):36-39.

[7]杨夏孟,刘国顺,刘清华,等.不同施氮方式对烤烟生长发育及品质的影响[J].山东农业科学,2012(7):58-60.

[8]邱标仁,周冀衡,郑开强,等.施氮量对烤烟产质量和烟碱含量的影响[J].烟草科技,2003(11):41-43.

[9]秦艳青,李春俭,赵正雄,等.不同供氮方式和施氮量对烤烟生长和氮素吸收的影响[J].植物营养与肥料学报,2007,13(3):436-442.

[10]韩富根,沈铮,李元实,等.施氮量对烤烟经济性状、化学成分及香气质量的影响[J].中国烟草学报,2009,15(5):38-42.

[11]易迪,彭海峰,屠乃美.施氮量及留叶数与烤烟产质量关系的研究进展[J].作物研究,2008,22(5):476-479.

[12]潘秋亚,杨旎,杨通隆.施肥方式、打顶时期、留叶数不同组合对烤烟产质量的影响[J].湖南农业科学,2013(18):18-20.

[13]张丹,刘国顺,章建新,等.打顶时期对烤烟根系活力及烟碱积累规律的影响[J].中国烟草科学,2006,26(1):38-41.

[14]范江,杨继洪,王守旗,等.打顶对烤烟生长和各器官烟碱积累分配的影响[J].作物研究,2016,30(1):36-40.

[15]黄兰一,王瑞强,王雪仁,等.打顶时间与留叶数对烤烟产质量及内在化学成分的影响[J].中国烟草科学,2004,25(4):18-22.

[16]高贵,田野,邵忠顺,等.留叶数和留叶方式对上部叶烟碱含量的影响[J].耕作与栽培,2005(5):26-27.

[17]林建枫,魏星.打顶方式对烤烟农艺性状及产量和质量的影响[J].甘肃农业科技,2011(1):20-23.

[18]杨虹琦,周冀衡,罗泽民.不同时期打顶对烤烟内在化学成分的影响[J].湖南农业科学,2004(4):19-22.

[19]林桂华,周冀衡,范启福,等.打顶技术对烤烟产质量和生物碱组成的影响[J].中国烟草科学,2002(4):8-12.

[20]郭东海,朱列书,宋正熊,等.不同打顶方式对烤烟上部叶化学成分的影响[J].江西农业学报,2014,26(4):83-85.

[21]左天觉.烟草的生产、生理和生物化学[M].上海:上海远东出版社,1993:7.

[22]宋淑芳,陈建军,周冀衡.留叶数对烤烟品质形成的影响[J].中国烟草科学,2012,33(6):39-43.

[23]戴勋,王毅,张家伟,等.不同留叶数对美引烤烟新品种NC297生长及质量的影响[J].中国农学通报,2009,25(1):101-103.

[24]江豪,陈朝阳.打顶、留叶数对K326烟叶产量及质量的影响[J].福建农业大学学报,2001,30(3):329-333.

[25]涂永高,李章海,刘坤华,等.留叶数与开片降解灵对烤烟产质量的影响[J].贵州农业科学,2006,34(6):44-45.

[26]申宴斌,刘彦中,马剑雄,等.不同留叶数对烤烟新品种NC297生长及产质量的影响[J].中国烟草科学,2009,30(6):57-60,64.

[27]王凯,于洁,葛生珍,等.种植密度和留叶数对彭水山地烟叶光合特性的影响[J].西南农业学报,2013,26(5):1843-1846.

[28]何文高.施氮量和留叶数对贵州烤烟生理及株型特征的影响研究[D].重庆:西南大学,2014:45-48.

[29]陈旭,易克,郭山虎,等.施氮量与灌水次数对对烟草K326产量的影响[J].浙江农业科学,2015,56(12):1920-1926.

[30]王德华.优质烤烟施肥、采收和烘烤关键技术研究[D].郑州:河南农业大学,2008:18-28.

[31]王彦亭,谢剑平,李志宏.中国烟草种植区划[M].北京:科学出版社,2010:24-29,36-37.

[32]李家俊,田维强,王丰.留杈、打顶方式和施氮量对烟叶品质的影响[J].贵州农业科学,2009,37(4):49-52.

[33]尹冬,张勇江,李纪宁,等.施氮量烤烟生长发育及产质量形成的影响[J].安徽农业科学,2015,43(16):120-123.

[34]周宽余,严自斌,刘玉荣.施氮量与留叶数对烤烟产量质量影响的研究[J].中国烟草,1993(4):19-22.

[35]张永安,周冀衡,黄义德,等.不同打顶时期对上部烟叶物理性状及化学成分的影响[J].安徽农业科学,2006,34(21):5567-5569.