钼肥对植烟土壤酶活性及烤烟产量和品质的影响

申洪涛,段卫东,李 冬,王新中,曾 强,徐辰生

(1.河南中烟工业有限责任公司 技术中心，河南 郑州 450000；2.河南科技大学 农学院，河南 洛阳 471023；3.福建省烟草公司 南平市公司，福建 南平 350003)

由于人们长期只重视烟田大量元素肥料的施用，植烟土壤养分失衡、土壤结构和微生物生态环境恶化等问题日益严重，直接影响到烤烟产量和品质的提升[1-2]。近年来，微量元素的研究越来越受到人们的重视，其中，钼是植物生长发育所必需的微量元素，在植物体内通过组成钼酶或辅助因子催化氧化还原反应，调控植物体内的碳、氮等代谢过程，对加强烤烟的氮素吸收代谢、增强光合作用、促进碳水化合物的合成转移起着重要作用，其在土壤中的含量直接影响到烤烟的生长发育、产量和品质[3-5]。

关于钼肥在烤烟生长发育过程中的作用以及施钼对烤烟化学成分和产质量的影响已有较多的研究。李章海等[6]在大田试验条件下，对烤烟产量性状、上等烟和杂色烟比例进行综合分析发现，土壤有效钼临界值约为0.20 mg/kg。张纪利等[7]研究表明，在大田条件下施钼能提高烤烟叶片的光合效率，增加烤后烟叶上等烟比例、产量和品质，提高烟叶钾含量。武丽等[8]研究表明，烟株缺钼会导致烟叶的光合色素含量降低，光合机构受到损伤，光合效率降低，光合碳同化产物减少。宋泽民等[9]在黔南烟区进行大田试验，结果表明，随着施钼量的增加，烤后烟叶的烟碱和总氮含量逐渐降低，而还原糖和总糖含量表现出增加趋势，且施钼能显著提高烤后烟叶的香气值、产量、产值和上中等烟比例。芶剑渝等[10]研究发现，喷施钼肥能显著提高中、上部烟叶的总糖、还原糖、钾含量和钼含量，降低淀粉和烟碱含量，使烤后烟叶化学成分更加协调，改善烤后烟叶的油分和色泽，提升烤烟的经济效益。目前，钼肥在烤烟上的研究多集中在烤烟生长发育、经济性状及常规化学成分等方面，有关钼肥对植烟土壤酶活性和烟叶感官质量等的影响鲜见报道。鉴于此，以烤烟品种K326为材料，研究不同钼酸铵施用量对植烟区土壤酶活性及烤烟产质量的影响，以期为南平烟区优质烟叶的生产提供理论依据。

1 材料和方法

1.1 试验地概况

试验于2018年在福建省南平市邵武烟草科研所试验场(27°18′ N、117°22′ E)进行，该区年平均气温18 ℃，无霜期280 d，年平均降雨量1 800 mm，全年日照时数1 800 h，全年温暖湿润，属中亚热带湿润季风气候。试验地土壤类型为水稻土，质地为砂壤土，土壤肥力中等，有机质含量31.99 g/kg，碱解氮含量322.65 mg/kg，速效磷含量53.79 mg/kg，速效钾含量202.09 mg/kg，有效钙含量497.43 mg/kg，有效镁含量43.41 mg/kg，有效硼含量0.16 mg/kg，pH值6.46。

1.2 试验材料

供试烤烟品种为K326，由南平市烟草公司提供；试验所用钼酸铵，购于上海国药集团化学试剂公司。

1.3 试验设计

试验设置4个处理，分别为CK(不施钼酸铵)、T1(钼酸铵施用量45 mg/株)、T2(钼酸铵施用量90 mg/株)、T3(钼酸铵施用量135 mg/株)。每个处理3次重复，共计12个小区，小区面积为667 m2，随机区组排列，四周设保护行。取钼酸铵对水稀释2 000倍，于烟株旺长期浇灌于根部四周。烟株行距120 cm，株距50 cm，于2018年3月2日移栽，田间管理措施均按当地优质烟叶生产技术方案操作。

1.4 测定项目与方法

1.4.1 土壤酶活性 在圆顶期每个处理选取长势一致的烟株3株，烟株茎基部周围作为取样点，随机用土钻进行0～20 cm土层取样，充分混匀。鲜土样风干粉碎过0.42 mm孔径筛网，用于土壤脲酶、蔗糖酶和过氧化氢酶活性的测定。土壤脲酶活性采用比色法测定，蔗糖酶活性采用3,5-二硝基水杨酸比色法测定，过氧化氢酶活性采用紫外分光光度法测定[11]。

1.4.2 常规化学成分 各小区选取具有代表性的C3F等级烟叶，采用AAⅢ型连续流动化学分析仪(德国BRAN&LUEBBE公司生产)进行常规化学成分的测定。

1.4.3 烟叶感官质量 各小区选取具有代表性的C3F等级烟叶，参照《YC/T 138—1998 烟草及烟草制品 感官评价方法》[12]，组织工业评吸专家在河南中烟工业有限公司技术中心对烤烟样品进行感官质量评吸，各项指标均按9分制打分。

1.4.4 烤烟经济性状 各处理采收后挂牌烘烤，按GB 2635—1992分级标准对烤烟叶片进行分级，统计上、中等烟比例，并依据当地收购价格计算产量和产值。

1.5 数据处理

采用Microsoft Excel 2016进行数据处理和分析，采用SPSS 22.0软件进行方差分析，并运用Duncan’s 法进行差异显著性检验，以平均值±标准误表示，用Origin 9.0软件进行绘图。

2 结果与分析

2.1 钼肥对植烟区土壤脲酶活性的影响

土壤脲酶是一种酰胺酶，是土壤中唯一对尿素水解起重要作用的酶类，直接参与尿素形态转化，其活性通常与土壤全氮、速效氮含量密切相关，可以表征土壤中氮素的供给状况[13]。由图1可知，随着钼酸铵施用量的增加，土壤脲酶活性呈现不断上升的趋势。与CK相比，T1、T2、T3处理土壤脲酶活性分别显著提高了17.51%、43.20%、46.79%，其中T2与T3处理差异不显著。说明适量施用钼酸铵能够不同程度地提高土壤脲酶活性，改善土壤生态环境。

不同小写字母表示处理间差异显著(P<0.05)，下同Different lowercase letters mean significant differences among treatments at 0.05 level,the same below图1 钼肥对植烟土壤脲酶活性的影响Fig.1 Effect of molybdate fertilizer on urease activity in tobacco planting soil

2.2 钼肥对植烟区土壤蔗糖酶活性的影响

蔗糖酶是参与土壤有机碳循环的酶，对增加土壤中易溶性营养物质起着重要作用，其活性大小可以用来表征土壤中碳素营养转化状况[14]。由图2可知，随着钼酸铵施用量的增加，土壤蔗糖酶活性呈现逐渐升高的趋势。与CK相比，T1、T2、T3处理分别提高了9.67%、13.31%、25.21%，其中T1与T2处理无显著差异。说明施用钼酸铵能不同程度地提高土壤蔗糖酶活性。

图2 钼肥对植烟土壤蔗糖酶活性的影响Fig.2 Effect of molybdate fertilizer on sucrase activity in tobacco planting soil

2.3 钼肥对植烟区土壤过氧化氢酶活性的影响

土壤中过氧化氢酶活性反映土壤中有机质的转化状况，对土壤有机碳的分解和转化起着重要作用，其活性高低可以表征土壤氧化强度[15]。由图3可知，随着钼酸铵施用量的增加，土壤过氧化氢酶活性呈现逐渐升高的趋势。与CK相比，T1、T2、T3处理分别提高了8.56%、44.62%、55.93%，其中CK与T1处理无显著差异。说明适量施用钼酸铵能有效地提高土壤过氧化氢酶活性。

图3 钼肥对植烟土壤过氧化氢酶活性的影响Fig.3 Effect of molybdate fertilizer on catalase activity in tobacco planting soil

2.4 钼肥对烤后烟叶常规化学成分的影响

由表1可知，不同施钼量处理对烤后烟叶化学成分有显著影响。随施钼量的增加，烤后烟叶的总糖、还原糖、总氮、钾含量及钾氯比和两糖比显著提高，其中T2与T3处理差异不显著；烟碱和氯含量表现出先降低后升高的趋势。说明适量施用钼酸铵能有效协调烤后烟叶化学成分，改善烤后烟叶品质。

表1 不同钼肥处理的烟叶常规化学成分含量Tab.1 The content of conventional chemical components in tobacco leaves under different molybdate fertilizer treatments

注：同列不同小写字母表示处理间差异显著(P<0.05)，下同。
Note：Different lowercase letters in the same column mean significant differences among treatments at 0.05 level,the same below.

2.5 钼肥对烤后烟叶感官质量的影响

由表2可知，除杂气、刺激性和劲头外，施用钼酸铵对烤后烟叶的香气质、香气量、浓度、柔细度和余味均有明显提升作用，其中T2处理各品质特征得分均略高于T3处理，但两者无显著差异，综合各项评吸总分表现为T2>T3>T1>CK。说明适量施用钼酸铵能显著提升烤后烟叶的感官质量，提高工业可用性，且以T2处理效果最佳。

表2 不同钼肥处理烟叶的感官质量评吸得分Tab.2 The scores of sensory quality evaluation of tobacco leaves under different molybdate fertilizer treatments

2.6 钼肥对烤后烟叶经济性状的影响

由表3可知，与CK相比，T1、T2、T3处理的烤后烟叶产量分别提高了3.28%、5.52%、6.39%，产值分别提高了4.63%、13.07%、8.70%，上等烟比例分别提高了5.37%、11.85%、5.20%，上中等烟比例分别提高了3.07%、7.39%、3.95%，且均以T2处理效果最佳。说明施用钼酸铵能明显提高烤烟的经济性状，且以T2处理效果最为明显。

表3 不同钼肥处理烤烟的经济性状Tab.3 Economic traits of flue-cured tobacco under different molybdate fertilizer treatments

3 结论与讨论

土壤酶主要来源于微生物细胞、动植物活体分泌及其残骸的腐解，与土壤健康及土壤养分转化等有很大的关系，能够协调土壤生态系统的碳、氮平衡，其活性高低可以敏感地反映出土壤中生化反应的方向和物质代谢的旺盛程度，是反映土壤肥力状况和环境质量的重要指标[16-19]。本研究结果表明，施用钼酸铵能显著提高土壤脲酶、蔗糖酶和过氧化氢酶活性。说明施用钼酸铵能改善土壤环境，促进土壤中有机质转化，提高含氮有机物水解速率和土壤养分有效性，这与郜怀峰等[20]的研究结果相似。

烟叶感官评吸质量是评价烟叶内在质量和工业可用性的重要依据，是烟叶综合质量的核心方面，烟叶感官质量的优劣会对卷烟产品的质量造成直接影响[21-22]。烤后烟叶的化学成分是烟叶感官质量的物质基础，又是衡量烟叶内在质量的重要指标，直接影响着烟叶品质[23-24]。钼是植物体内固氮酶和硝酸还原酶的重要组分，直接参与硝态氮还原为铵的化学反应，对促进植物体内氮代谢有重要作用[25]。李余湘等[26]研究表明，施用钼肥能不同程度地增加烤后烟叶的还原糖、总糖和钾元素含量，降低烟碱、蛋白质和总氮含量，从而使烤后烟叶的品质得到有效改善。本研究表明，随着施钼量增加，烟叶感官评吸质量及烤后烟叶的还原糖、总氮、钾含量和两糖比均呈上升趋势。张纪利等[1]研究结果表明，施钼量80 mg/株能有效提高烤后烟叶钾含量，降低烟叶总氮、烟碱、氯含量，并协调烟叶糖碱比、氮碱比和钾氯比，这与本试验结果不尽一致，可能与烤烟品种、植烟土壤理化性质、气候条件等不同有关。

烤后烟叶的等级结构和经济效益对保障烟区优质烟叶原料的有效供给具有重要影响[27]。阚宏伟等[28]研究发现，施用钼肥能够提高烟叶的产量、产值和上等烟比例，有利于提高烤烟的经济性状。本研究中，施用钼酸铵能够显著提高烤烟的产量、均价、产值和上中等烟比例，说明钼酸铵对烤烟的产量及品质起着重要作用，这可能是因为钼酸铵可以改善土壤的结构，增加土壤中烟株所需养分以及有机质含量，促进烟株根系的生长，进而提高烤烟的产质量。

综上所述，施用钼酸铵能明显提高植烟土壤酶活性，促进土壤中营养元素向烟株的转移，增加烟株养分积累，协调烟叶化学成分，优化烟叶等级结构，提升烟叶感官评吸质量，提高烤烟产量和品质。综合分析，在南平烟区生态环境下钼酸铵施用量以90 mg/株为宜，可使烤后烟叶的化学成分更为协调，经济效益最高。