5种微量元素对十堰烤烟产质量的影响

2018-05-14魏小慧佀国涵王勇石方斌李爱华苗春雨刘耀张凯杨继龙

安徽农业科学 2018年1期

魏小慧佀国涵王勇石方斌李爱华苗春雨刘耀张凯杨继龙

摘要 [目的]研究5种微量元素对十堰烤烟产质量的影响。[方法]在对该烟区土壤和烟叶化验分析的基础上，确定影响烟叶质量提升的微量元素种类，针对性地添加不同量的镁、氯、锌、硼、铜5种微量元素施肥进行研究。[结果]综合在竹山点和竹溪点烟叶化学成分和烟叶产量来看，常规施肥+37.5 kg/hm2 Cl+2.25 kg/hm2 B的烟碱含量、氯含量、總氮、总钾、氮碱比、糖碱比和钾氯比均较适宜，烟叶产量有一定的提高。[结论]该研究可进一步提高十堰烟区科学施肥水平，提高烟叶内在质量。

关键词微量元素；烤烟；十堰

中图分类号 S572文献标识码 A文章编号 0517-6611（2018）01-0047-05

Abstract [Objective]To study the effects of five trace elements on tobacco yield and quality in Shiyan.[Method] Based on the analysis of the soil and tobacco leaves， to determine the types of trace elements that affecting the quality of tobacco leaves，then made a study by adding different kinds of trace elements such as magnesium， chlorine， zinc， boron and copper， respectively. [Result] Overall speaking，the content of nicotine， chlorine content， total nitrogen， total potassium， nitrogen and alkali ratio， the ratio of glycine and potassium chloride were all suitable by conventional fertilization + 37.5 kg/hm2 Cl+2.25 kg/hm2 B，and the yield of tobacco leaves improved.[Conclusion] This study can further enhance the scientific fertilization level of Shiyan tobacco area and improve the inner quality of tobacco leaves.

Key words Trace elements；Tobacco；Shiyan

在传统的农业种植中，人们施用复合肥只注重氮磷钾等，往往忽视微量元素对土壤肥力的影响。在特定种类植物中，微量元素对其生长存在较大的影响。科学研究及生产实践证明，烟叶中钾、镁、铜、锰、锌等元素对其香气质、香气量有显著的影响。尤其是铜、锰、铁、锌等微量元素是烟草细胞结构和代谢化合物质的组成成分，含量不足或过量都会导致植物生理机能失调和生长发育受阻，影响烟叶化学成分协调及香味成分的含量。该研究基于大田烟叶生长缺素症状调查，对十堰烟区土壤中交换性钙、交换性镁、锌、氯和硼的分布状况，施用方法及施肥效应等进行分析，以期从微量元素的角度为改良烟草专用复合肥提供配方，从而提高十堰烟叶产量和质量[1-9]。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

根据近年及当年土壤化验数据分析[10]，2014—2016年在湖北省十堰市竹山县官渡镇大溪河村和竹溪县泉溪镇坝溪河村进行小区试验。试验田地势平坦，黄棕壤，前茬作物为烤烟，地力中等。竹山点土壤基本理化性状为pH 6.0、交换性镁88.60 mg/kg、有效锌2.57 mg/kg、有效铜3.28 mg/kg、有效硼0.26 mg/kg、氯5.43 mg/kg；竹溪点土壤基本理化性状为pH 6.14、交换性镁258.55 mg/kg、有效锌1.67 mg/kg、有效铜2.71 mg/kg、有效硼0.85 mg/kg、氯3.78 mg/kg。

1.2 材料

供试材料为十堰当地主栽品种云烟87。

1.3 试验设计

镁肥试验设置5个水平：M0（0 kg/hm2）、M1（15.0 kg/hm2）、M2（22.5 kg/hm2）、M3（30.0 kg/hm2）、M4（37.5 kg/hm2）；氯肥试验设置5个水平：C0（0 kg/hm2）、C1（22.5 kg/hm2）、C2（37.5 kg/hm2）、C3（52.5 kg/hm2）、C4（67.5 kg/hm2）；锌肥试验设置4个水平：Z0（0 kg/hm2）、Z1（4.5 kg/hm2）、Z2（9.0 kg/hm2）、Z3（13.5 kg/hm2）；微量元素复配试验设置9个水平CK（0 kg/hm2）、T1（2.25 kg/hm2B）、T2（6.0 kg/hm2 Cu）、T3（9.0 kg/hm2Zn+2.25 kg/hm2B）、T4（22.5 kg/hm2 Mg+2.25 kg/hm2B）、T5（6.0 kg/hm2Cu+2.25 kg/hm2B）、T6（37.5 kg/ hm2Cl+2.25 kg/hm2B）、 T7（9.0 kg/hm2Zn+2.25 kg/hm2 B+37.5 kg/hm2Cl）、T8（22.5 kg/hm2 Mg+2.25 kg/hm2 B+37.5 kg/hm2Cl）。所有处理氮、磷、钾肥用量保持一致，施氮量105 kg/hm2，氮磷钾配比为1.0∶1.2∶3.0。镁肥（Mg 9.5%）、氯肥（Cl 47%）、锌肥（Zn 21%）、铜肥（Cu 25%）、硼肥（B 20.5%）。常规施肥的肥料种类为尿素（N 46.4%）、磷酸一铵（N 11%，P2O5 44%）、硫酸钾（K2O 51%）、硝酸钾（N 13.5%，K 44%）等。镁肥和氯肥作基肥施用；铜肥、锌肥和硼肥均在移栽后7～10 d与硝酸钾溶于水后进行均匀追施，所有微肥均单施。各处理均重复3次，采用随机排列。于5月1日移栽，其余措施按照十堰烤烟标准化生产技术方案执行。

1.4 测定项目与方法

检测试验点土壤交换性钙、交换性镁、有效锌、有效硼以及有效氯等指标，测定各时期叶长、叶宽，同时进行农艺性状调查。烤后烟叶按照国家42级标准进行分析，各级别烟叶价格参考当地烟叶收购价格，计算产量和产值，并选取C3F进行化学成分分析。用分光光度法测定烟碱含量，用3，5-二硝基水杨酸比色法测定还原糖，用原子吸收光譜法测定钾含量，用过氧化氢-硫酸消化法测定总氮含量，用莫尔法测定氯含量，用DTPA浸提原子吸收分光光度法测定镁和锌含量。

1.5 数据统计分析

利用SPSS软件进行数据的方差分析，利用Excel制作图表。

2 结果与分析

2.1 十堰烟区土壤微量元素以及烟叶品质分析与评价

根据竹山县采集土壤及对应烟叶样品分析，所调查的土壤平均pH为5.9，属于弱酸性范围，但pH<5.0的强酸性土壤样点占比达25%；土壤中交换性钙、交换性镁的平均含量分别为1 542.1、222.3 mg/kg，属于较低水平；土壤有效锌平均含量为3.7 mg/kg，属于高水平；土壤中有效硼和有效氯的平均含量分别为0.3 、7.2 mg/kg，均属于缺乏水平，可见该区域土壤有效硼和有效氯是提高烟叶质量的障碍因子。

竹山县烟叶中锌含量30.61 mg/kg，镁含量1 938.07 mg/kg，烟碱1.98%，还原糖25.10%，氯0.11%，总氮1.42%，全钾1.92%。其中，烟叶中烟碱较为适宜，但还原糖、糖碱比和钾氯比偏高，氯、全钾、总氮和氮碱比偏低。根据中国农业科学院烟草研究所对烟叶镁含量的划分标准（烟叶中镁含量小于2 000 mg/kg时明显缺镁，含量2 000～4 000 mg/kg为轻度缺镁，含量4 000～15 000 mg/kg为正常；而优质烟叶锌含量范围为20～80 mg/kg[11-12]）可知，竹山县烟叶中锌含量较为适宜，但是烟叶中平均镁含量小于2 000 mg/kg，属于缺镁水平，且小于2 000 mg/kg缺镁样点比例达66.7%。

由表1可知，土壤pH与烟叶中全镁呈显著正相关，与烟碱呈极显著正相关；土壤交换性钙与烟碱呈极显著正相关，与全钾呈显著负相关；土壤交换性镁与植物镁呈显著正相关，与植物锌和全钾呈显著负相关；土壤有效锌与总氮呈显著负相关，而土壤有效硼和有效氯与烟叶化学成分无显著相关。由此可见，土壤中pH不仅影响氮素供应，而且与土壤中交换性钙和交换性镁密切相关，因此土壤pH与烟叶中镁和烟碱呈显著正相关；土壤中钙、镁与锌和钾均有一定的拮抗，因此土壤中交换性钙和镁均与烟叶中全钾呈显著负相关，且交换性镁与植物锌呈显著负相关。交换性镁与植物镁呈显著正相关，而有效锌与植物锌无显著相关性，这表明土壤中锌能够满足植物的需求，但镁素缺乏和含量的高低显著影响烟叶镁含量。

2.2 微量元素施用量及施用技术研究

2.2.1 镁肥施用量研究。

2.2.1.1 镁肥施用量对烟叶农艺性状的影响。据田间调查，在烟叶团棵期，施用镁肥以及不同施镁量对烟叶的各项农艺性状无明显影响。烟叶成熟期，在竹山点（缺镁区域），施用镁肥能够提高烟株高度（表2），提高中部叶的开片情况；在竹溪点（不缺镁区域），施用镁肥对烟株株高、茎围、叶面积等农艺性状影响不大，但是对烟叶开片有抑制作用，尤其对上部叶，施镁量为37.5 kg/hm2时，烟叶的上部叶片呈现“勺”状，这可能是由于集中条施镁肥后，根区土壤中镁与钙、硼等微量元素产生拮抗，使得上部叶片出现典型的缺钙、硼等症状。

2.2.1.2 镁肥施用量对烟叶产量和产值的影响。由表2可知，随着施用镁肥量的增加，竹溪点的烟叶产量、产值和均价呈降低趋势，而在竹山点的产量呈上升趋势，这表明在土壤中镁元素相对丰富的情况下，集中大量施用镁肥可能影响烟叶的产量和产值，而在土壤镁元素缺乏的情况下，施用镁肥能够提高烟叶的产量和产值。在竹山点土壤镁缺乏情况下（交换性镁88.6 mg/kg），以施用30.0 kg/hm2 镁肥的产量和均价最高。

2.2.1.3 镁肥施用量对烟叶化学成分的影响。一般认为，优质烟叶化学成分指标主要有烟碱1.5%～3.5%、总氮1.5%～3.0%、还原糖16%～22%、钾离子2.0%～3.5%、氯离子0.3%～0.8%、氮碱比0.8～1.0、糖碱比8～12、钾氯比4～10[13-18]。根据优质烟叶化学成分指标范围，从表2可以看出，竹山和竹溪点中部烟叶中的还原糖、总氮和总钾均在优质烤烟范围内，但竹山点烟碱含量偏高，氯含量较低，这可能与竹山点土壤较肥沃，氮肥施用量偏高，土壤中氯含量较低有关。综合竹山点和竹溪点可知，施用镁肥后，烟叶中总钾含量均呈不同程度的降低趋势，而糖碱比和还原糖呈升高趋势。随着施用镁肥的增加，烟叶中的还原糖呈先增加后降低趋势，其中竹山点和竹溪点均以施用30.0 kg/hm2 镁肥处理的还原糖含量最高，分别较常规施肥提高了26.4%和9.9%。烟叶中钾含量随着施用镁肥量的增加，竹山点呈逐渐增加的趋势，而竹溪点呈逐渐降低的趋势，但各点钾含量均低于常规施肥处理。

综合烟叶的化学成分和烟叶产量，在土壤交换性镁含量低于90 mg/kg土壤中，以施用22.5～30.0 kg/hm2 镁肥为宜，且施肥的方法采取田面撒施后起垄，防止集中施用而抑制烟株对其他元素的吸收。

2.2.2 氯肥施用量研究。

2.2.2.1 氯肥施用量对烟叶农艺性状的影响。据田间调查，烟叶团棵期，施用氯肥对烟株株高、茎围、最大叶长和叶宽等各项农艺性状无明显影响。烟叶成熟期，施用氯肥均明显提高了烟株株高（表3）和烟叶叶片的开片情况。

2.2.2.2 氯肥施用量对烟叶产量和产值的影响。由表3可知，施用氯肥能不同程度地提高烟叶产量，且随着施用氯肥量的增加，烟叶产量均呈先增加后降低的趋势，其中竹山点以施用52.5 kg/hm2 氯肥的产量最高，竹溪点以施用37.5 kg/hm2 氯肥的产量最高；烟叶产值和均价在不同处理中均不同程度降低，过多施用氯肥会提高烟叶中氯含量，而烟叶中氯含量过高会影响烟叶的燃烧性，因此应根据烟叶的分析结果，确定最佳施氯量。

2.2.2.3 氯肥施用量对烟叶化学成分的影响。从表3可以看出，施用氯肥后，竹山点烟叶中的烟碱和总氮含量均呈降低趋势，还原糖含量呈升高趋势；而竹溪点与竹山点相反，即烟碱和总氮含量均呈增加趋势，还原糖含量呈下降趋势，这可能与土壤类型有关；施用氯肥能明显提高烟叶中氯含量，且随着施用氯肥量的增加，烟叶中氯含量呈增加的趋勢，但是与其他化学成分之间的变化无明显规律。在竹山点，施用67.5 kg/hm2 氯肥时，烟叶中的氯含量达1.64%，已超出优质烟叶氯范围（0.3%～0.8%），可能影响烟叶的燃烧性，因此施用22.5～37.5 kg/hm2 氯肥为宜。

2.2.3 锌肥施用量研究。

2.2.3.1 锌肥施用量对烟叶农艺性状的影响。据田间调查，在烟叶团棵期，施用锌肥对烟株株高、节距以及最大叶长和叶宽等农艺性状均无明显影响。在烟叶成熟期，竹山点施用锌肥明显提高了烟株株高（表4）以及叶片的开片情况，竹溪点施用锌肥明显提高了下部叶、中部叶和上部叶的开片情况，可见在缺锌土壤中，施用锌肥能提高烟叶的开片情况。

2.2.3.2 锌肥施用量对烟叶产量和产值的影响。由表4可知，在竹溪点，施用锌肥明显提高了烟叶的产量和产值，且随着施用锌肥量的增加，竹溪点烟叶产量和产值均呈升高的趋势，以施用13.5 kg /hm2 锌肥烟叶的产量和产值最高。在竹山点，施用锌肥后，烟叶的产量无明显变化，但烟叶产值和均价出现不同程度的降低，这与成熟期调查的农艺性状结果不一致，可能与后期田块部分区域积水，导致计产计值结果不准确有关。

2.2.3.3 锌肥施用量对烟叶化学成分的影响。由表4可知，施用锌肥后，竹山点烟叶中的烟碱和总氮含量均呈降低趋势，还原糖含量呈升高趋势；而竹溪点与竹山点相反，即烟碱和总氮含量均呈增加趋势，还原糖含量呈下降趋势，该趋势与氯肥施用试验烟叶化学成分相似，这可能与土壤类型有关。

综合烟叶中各化学成分和产量，以施用9.0～13.5 kg/hm2 锌肥为宜。

2.2.4 微量元素施用效果及方法研究。

2.2.4.1 微量元素复配对烟叶农艺性状的影响。据田间调查，在烟叶团棵期，不同处理间农艺性状差异不大。在烟叶成熟期，竹山点以常规施肥+22.5 kg/hm2 Mg+2.25 kg/hm2 B处理的烟株株高、茎围、最大叶长和最大叶宽均较常规施肥处理有一定程度的提高；竹溪点，以常规施肥+6.0 kg/hm2 Cu处理的烟株株高、茎围、最大叶长和最大叶宽均较常规施肥处理有一定程度的提高，其他处理间的农艺性状差异不大。可见在竹溪点，施用锌、硼和铜等微量元素促进烟株的生长，而在竹山点，施用镁、硼和铜等中微量元素促进烟株的生长。

2.2.4.2 微量元素复配对烟叶产量和产值的影响。由表5可知，相对于常规施肥处理，常规施肥+2.25 kg/hm2 B处理、常规施肥+37.5 kg/hm2 Cl+2.25 kg/hm2 B处理提高了烟叶的产量，常规施肥+6.0 kg/hm2Cu明显提高了烟叶的均价以及产值，而其他处理对烟叶的产量和产值影响不大，这表明该区域施用硼肥、铜肥和氯肥能促进烟叶生长，提高烟叶产量和品质。

2.2.4.3 微量元素复配对烟叶化学成分的影响。由表5可知，竹山和竹溪点的烟叶烟碱、还原糖和总钾均在优质烟叶范围内，但是竹山点除施氯处理外，其他处理的烟叶氯含量偏低，这可能会影响烟叶的切丝率。施硼肥后，烟叶中钾含量和还原糖含量呈增加趋势；施用镁肥后，烟叶中钾含量呈下降趋势。

综合竹山点数据来看，以常规施肥+6.0 kg/hm2 Cu+2.25 kg/hm2 B的烟碱含量、氯含量、总氮含量、总钾含量、氮碱比、糖碱比和钾氯比均较适宜；竹溪点以常规施肥+9.0 kg/hm2 Zn+2.25 kg/hm2 B的烟碱含量、氯含量、总氮含量、总钾含量、氮碱比、糖碱比和钾氯比均较适宜。

3 结论与讨论

3.1 5种微量元素对烟叶农艺性状的影响

在土壤镁元素缺乏的情况下，增施镁肥能明显促进烟叶的开片情况，提高烟叶的产量和产值；而在土壤镁元素相对丰富的情况下，集中条施镁肥对烟叶的叶片，尤其上部叶开片有明显抑制作用，明显降低了烟叶的产量，这与集中大量施用镁肥可能抑制烟叶对钾、硼等元素的吸收有关。

3.2 5种微量元素对烟叶产质量的影响

在竹山点施用镁肥30.0 kg/hm2，可有效提高烟叶产量129.0 kg/hm2，产值7 776.0元/hm2，降低烟叶中的烟碱、总氮和总钾含量，提高还原糖含量；在竹溪点施用氯肥22.5 kg/hm2能够提高烟叶产量127.5 kg/hm2，可增加产值1 368.0元/hm2，且可以降低烟叶中烟碱和总氮的含量，提高烟叶中氯含量；在竹溪点施用锌肥13.5 kg/hm2能够提高烟叶产量148.5 kg/hm2，可增加产值5 590.5元/hm2，且可以降低烟叶中烟碱和总氮的含量。适量施硼肥和铜肥后，烟叶中烟碱和总氮含量呈下降趋势。

3.3 5种微量元素的最佳配比

综合烟叶的化学成分和烟叶产量，在土壤交换性镁含量低于90 mg/kg的土壤中，以施用22.5～30.0 kg/hm2 镁肥为宜，且施肥方法采取田面撒施后起垄，防止集中施用而抑制烟株对其他元素的吸收；在土壤水溶性氯含量低于10 mg/kg的土壤中，以补充22.5～37.5 kg/hm2 氯肥为宜，且施用的含氯肥料必须以基肥施入；在土壤有效锌含量低于1.0 mg/kg的土壤中，以添加9.0～13.5 kg/hm2 锌肥为宜。综合在竹山点和竹溪点烟叶化学成分和烟叶产量来看，常规施肥+37.5 kg/hm2 Cl+2.25 kg/hm2 B的烟碱含量、氯含量、总氮、总钾、氮碱比、糖碱比和钾氯比均较适宜，烟叶的产量有一定的提高。

参考文献

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