不同种类镁肥对烤烟生长和产质量的影响

杨振纲，李文卿，陈 祥，郑朝元，郭金平

(1.中国烟草总公司 福建省公司，福建 福州 350003；2.福建省烟草专卖局 烟草科学研究所，福建 福州 350013； 3.中国烟叶购销公司，北京 100055；4.福建农林大学 资源与环境学院 国际镁营养研究所，福建 福州350002)

镁是烤烟正常生长发育的必需营养元素之一，是叶绿素的组成成分, 对光合作用有重要作用[1]。镁对烟草的生长以及产量和品质的形成具有重要影响[2]。大量研究表明，适量施用镁肥可以有效促进烤烟生长发育，提高烟叶产质量，并较好地协调烟叶中的化学成分[3-6]。陈江华等[7]研究表明，全国主要烟区土壤养分普查中，有16%的土壤交换性镁含量低于50 mg/kg，有20.6%的土壤交换性镁含量在50～100 mg/kg之间。福建植烟土壤交换性镁含量为11.1～788.2 mg/kg，37.5%的植烟土壤交换性镁含量偏低[8]。随着烟田耕种年限的增加，土壤中的镁素缺乏日益严重，这制约了烟叶品质的提高，而卷烟工业企业对高品质烟叶的需求在不断增加。因此，施用镁肥对于提高福建烟叶品质、满足卷烟工业企业高端原料需求具有重要作用，选择适宜的镁肥种类在烤烟生产中应用具有现实意义。

不同种类的镁肥对烤烟生长发育的影响不同。肖志鹏[9]研究了钙镁磷肥、七水硫酸镁、硫酸钾镁对烤烟产质量的影响，结果表明施钙镁磷肥和七水硫酸镁可以提高产量。吴华建[10]研究表明，每666.7 m2施用氧化镁5 kg或白云石粉100 kg可以不同程度地提高烟叶的产量、产值、均价和中上等烟比例，且差异显著。李永忠等[11]研究表明磷酸铵镁对增加烟叶含Mg率、改善吸食品质有较好效果，其次是硫酸镁和氯化镁，蛇纹石肥效缓慢。选择适宜的镁肥还要根据不同的土壤状况，硫酸镁、硫酸钾镁在中性或碱性土壤上施用效果较好，白云石、菱镁矿、蛇纹石适于在酸性土壤上施用[12]。陈洁宇等[13]研究表明施用白云石粉和钙镁磷肥能起到改善土壤酸化的作用，施用硫酸镁会导致本来已经偏酸性的烟田土壤酸化程度加重。福建烟区土壤以酸性为主，梁颁捷等[14]研究表明福建烟区土壤pH值在4.6～7.5的范围内，pH值小于5.5的土样占所调查样品数的82.1%。福建烟区生产上使用的镁肥种类主要有氧化镁、氢氧化镁和硫酸镁，其中氧化镁和氢氧化镁属于碱性肥料，理论上有利于改善土壤酸性；硫酸镁因为带入较多的硫，对烟叶生产的影响需要进一步明确。同时，福建烟稻轮作条件下容易造成氯流失，三明烟区植烟土壤水溶性氯含量平均为15 mg/kg[15]，全省平均为26 mg/kg[16]，整体较低，有必要研究MgCl2在生产中的使用效果。因此，本文研究了福建烟区不同镁肥种类对烤烟生长发育和产质量的影响，旨在为确定适宜的镁肥种类，合理施用镁肥，提高烟叶品质提供科学参考。

1 材料与方法

1.1 试验设计

试验于2018年在福建省烟科所试验田进行，土壤为沙壤土，有机质含量28.72 g/kg，全氮含量1.38 g/kg，全磷含量0.59 g/kg，全钾含量26.55 g/kg，pH值4.68，速效氮含量77.47 mg/kg，速效磷含量26.95 mg/kg，速效钾含量148.34 mg/kg，全硫含量289.28 mg/kg，水溶性氯含量8.64 mg/kg。供试烤烟品种为CB-1。

单因素设计，共设5个处理：T1，施用MgO；T2，施Mg(OH)2；T3，施MgSO4·7H2O；T4，施MgCl2·6H2O；T5，对照，不施任何镁肥。每处理种植98株左右，随机区组排列，重复3次，共计15个小区。每公顷施纯氮1462.5 kg/hm2，N∶P2O5∶K2O=1∶0.74∶2.9；基肥占63%，追肥占37%；所用肥料分别为烟草专用肥(N∶P2O5∶K2O=12∶8∶22)、硫酸钾复合肥(N∶P2O5∶K2O=15∶15∶15)、硫酸钾(N∶P2O5∶K2O=0∶0∶54)。不同种类镁肥统一按MgO折算，施用量为39 kg/hm2。除试验处理不同外，其余措施均参照当年优质烟生产技术方案。于1月24日移栽、4月1日团棵、4月24日现蕾、5月15日开始下部叶采收，6月20日采收结束。

1.2 检测项目与方法

1.2.1 农艺性状测定 打顶后7 d测定烟株农艺性状，每个小区定点测量有代表性的烟株1株，记录株高、茎围、节距、有效叶数、叶面积(长×宽×0.6345)。

1.2.2 经济性状调查 统计各小区烤后烟叶的上等烟比例、中等烟比例、上中等烟比例、单位面积产量、单位面积产值、均价、单叶重等(所有有效叶均入烤房烘烤并计产)。

1.2.3 化学成分分析 每个小区烤后烟叶选取X2F、C3F、B2F等级烟叶，测定烟叶化学成分，测定项目包括烟碱、氯、总糖、还原糖、钾、总氮含量。

1.2.4 感官评吸质量评价 每个处理取C3F等级烟叶进行评吸，评价烟叶风格特征和质量特征。

1.3 统计分析

试验数据统计分析和图表制作采用SPSS 18.0和Excel 2010，显著性检验的多重比较采用Duncan氏新复极差法。

2 结果与分析

2.1 不同种类的镁肥对烟株农艺性状的影响

从表1可知，打顶后不同处理的烟株农艺性状中节距和叶面积有显著差异，叶片数、株高和茎围差异不显著。在节距方面，施用镁肥的处理均低于对照，从高到低分别是T5>T4>T1>T2>T3；其中T2、T3处理与T5对比有显著差异。在叶面积方面，施用镁肥的处理明显高于对照，从高到低分别是T2>T4>T1>T3>T5，T2处理显著高于T5处理；其中以施Mg(OH)2提高叶片面积的效果最好，施用MgCl2和MgO的效果次之，施用MgSO4的效果较差。烤烟的主要经济价值在于叶片，试验结果表明施用镁肥可以促进叶片的生长发育，增加叶片面积。从表1还可以看出，在4种不同的镁肥处理中，MgSO4的各项农艺性状指标均低于其他3种镁肥，说明MgSO4在烟株农艺状态方面表现较差。

表1 施用不同种类镁肥下烟株农艺性状情况

2.2 不同种类的镁肥对烤烟经济性状的影响

从表2可见，在烟叶等级结构方面，虽然方差分析差异不显著，但施用镁肥的上等烟比例与对照相比分别提高了5.29～9.69个百分点，从高到低排序是T1>T2>T4>T3>T5。上等烟比例最高的是T1处理，比对照提高了9.69个百分点，说明施用镁肥可以有效提高上等烟比例。T1、T2和T43个处理的产量分别比对照提高了7.04%、7.69%和9.08%，T3处理比对照下降了0.98%，5个处理间差异不显著。在产值方面，T1、T2、T3和T4处理分别比对照提高了18.61%、16.86%、6.24%、14.93%，其中，T1处理与对照相比有显著差异。上等烟比例与产值的变化趋势完全一致。烟叶均价高低排序表现为T1>T2>T3>T4>T5，T1、T2、T3和T4处理的均价分别比对照提高了11.20%、8.62%、7.06%和5.32%，最高的T1处理比对照提高了2.51元/kg。施用不同种类镁肥对烤烟经济性状、上等烟比例、均价和产值指标的影响明显，且均以T1处理最高、对照最低，说明施用镁肥可以明显提高烟叶的经济性状。

从图1可知，施用不同种类的镁肥对烤后烟叶单叶重有明显影响。施镁的4个处理下部叶X2F和中部叶C3F等级平均单叶重均高于对照；其中，T1、T2、T3和T4处理下部叶平均单叶重分别比对照提高了11.51%、9.21%、9.68%和9.99%；中部叶平均单叶重分别比对照提高了3.49%、1.59%、2.04%和4.28%；但5个处理间差异均不显著。上部叶B2F等级单叶重最高的为T1处理，比对照提高了8.37%；其次是T4和T3处理，分别比对照提高了7.18%和5.60%；T3处理比对照下降了3.54%；T1和T4处理显著高于T3处理。可见，总体上施用镁肥的烟叶单叶重高于对照，仅T3处理的B2F等级单叶重低于对照,说明施用镁肥可以有效增加叶片物质积累。

图1 不同镁肥种类对烤后烟叶平均单叶重的影响

2.3 不同种类的镁肥对烤烟化学成分的影响

对施用不同种类镁肥的3个等级烤烟化学成分进行比较，结果表明(表3)。在下部叶(X2F)中，各处理总糖、还原糖和钾含量没有显著差异。烟碱最高的是对照T5处理，由高到低排序是T5>T2>T1>T3>T4，T4处理显著低于T1、T2和T53个处理。T4处理氯含量最高，极显著高于其他4个处理。T1处理总氮含量最高，由高到低排序是T1>T5>T2>T3>T4，其中T1处理与T3、T4间差异极显著。说明施用MgCl2不利于下部叶烟碱的合成，施用MgSO4和MgCl2不利于提高下部叶的总氮含量。氮碱比在0.84～1.03之间，各处理之间差异不明显；糖碱比最高的是T4处理，与其他处理差异显著，主要是T4烟碱含量低；钾氯比最低的是T4处理，达9.16，与其他处理差异极显著，其他处理的钾氯比在40左右。

表3 施用不同种类镁肥的不同等级烤烟化学成分比较

在中部叶(C3F)中，烟碱含量各处理间没有显著差异，最高的是对照T5。T4处理氯含量最高，与其他处理有极显著差异。总糖和还原糖含量由高到低排序均是T2>T4>T3>T1>T5，施镁各处理均高于对照，其中总糖和还原糖含量T2与T5处理间差异极显著；说明施用镁肥可以提高中部烟叶总糖和还原糖含量。对照T5的钾含量最高，显著高于T3处理。T1处理的总氮含量最高，由高到低排序表现为T1>T5>T2>T4>T3，其中T1处理与T3之间有极显著差异，T1处理与T4之间有显著差异。糖碱比在12.61～16.22之间；氮碱比在0.66～0.74之间；钾氯比最低的是T4处理(7.98)，与其他处理差异极显著，其他处理的钾氯比在27.06～33.96之间。

在上部叶(B2F)中，各处理的总糖、还原糖和钾含量没有显著差异。T1处理烟碱含量最高，从高到低排序为T1>T2>T5>T3>T4；其中，T1与T4处理间有显著差异。T4处理的氯含量最高，与其他处理之间有极显著差异。T1处理的总氮含量最高，从高到低排序表现为T1>T2>T3>T5>T4，其中T1与T4处理间有显著差异。糖碱比最高的是T4处理，为15.9，T1与T4处理间有极显著差异，其他处理与T4处理差异显著；氮碱比在0.59～0.70之间，T4处理最高，为0.7，与其他处理差异显著；钾氯比以T4最低，为5.51，与其他处理差异极显著。

2.4 不同种类的镁肥对烟叶感官评吸质量的影响

从表4看出，在C3F等级烟叶的感官评吸质量评价中，各处理均体现为清香型烟叶风格，甜感特征为清甜蜜甜香型，综合得分(总分100分)，从高到低排序是T1>T5>T3>T2>T4，T1、T3、T5总体均较好；T1烟香更丰富，甜感较好，得分最高的T1处理比其他处理高出1.56～7.80分；除T1处理高于对照外，其他处理的得分均低于对照；T2劲头、刺激性较大，烟气粗糙；T3细腻度、甜度略好于T5；T4杂气较大，清香特征不彰显。说明施用MgO可以提高烟叶感官评吸质量，施用Mg(OH)2、MgSO4对于改善烟叶感官评吸质量不明显，而施用MgCl2会明显降低烟叶感官评吸质量，这主要因为是施用MgCl2明显提高了烟叶氯含量。

表4 施用不同种类镁肥对C3F等级烟叶感官评吸质量的影响

3 讨论

在等量镁的情况下，施用不同种类镁肥均可以提高叶面积，以施用Mg(OH)2提高叶片面积的效果最好，与对照相比有显著差异；施用MgCl2和MgO的效果也较显著，但施用MgSO4的各项农艺性状指标均低于其他3种镁肥。烤烟的主要经济价值在于叶片，试验结果表明施用镁肥可以促进叶片的生长发育，增加叶片面积。这与冯小虎等的研究结果，“施用硝酸镁、氧化镁能提高叶片单叶面积，而施用硫酸镁、碳酸镁的效果较差”[17]一致；与李娟等[18]的盆栽试验研究结果“在等量镁的情况下，各处理中以MgO处理的长势最好，各处理长势从好到差的顺序为MgO>硫酸镁>白云石粉>钙镁磷肥”也相似。因此，从促进烤烟叶片生长的角度考虑，在生产上宜施用MgO和Mg(OH)2，不宜施用MgSO4。

本研究表明，施用不同种类镁肥可以明显提高烤烟的上等烟比例、均价以及产值，施用MgO较其他处理有较大优势，产量、产值和均价均比对照明显提高；施用MgSO4的产值仅提高了6.24%，效果最差。因此，施用镁肥可以明显增加烤烟生产效益，从提高烟叶种植效益角度，生产上宜选择MgO。这与魏秋兰等[19]的研究结果一致，施用镁肥可以在一定的程度上提高烟叶的产量和产值, 且不同的镁肥的施用效果以氧化镁较显著。施用MgCl2对提高烤烟经济效益也具有一定的效果，主要是因为施用一定量的氯之后可以较好地改进烟叶的外观质量，上等烟比例和均价有所提高，这与已有的研究结果[20-23]类似。

本研究表明，施用不同种类镁肥的烤烟化学成分有显著差异。在烟碱含量中，X2F、C3F等级烟叶施用镁肥处理的烟碱均低于对照，总体上施用不同种类镁肥有降低烟碱的趋势，这与范才银[24]、姚莉[25]等的研究结果相接近，施用镁肥对降低烟叶中烟碱含量有一定效果。其原因可能是Mg抑制了烟株对NH4+的吸收和硝酸盐的同化，降低了烟碱的含量[26]。在总氮含量上，各处理也有所差异，以施用MgO最高，MgSO4、MgCl2最低。在氯含量上，施用MgCl2烟叶氯含量明显提高，与其他处理差异达到极显著水平，但其烟叶氯含量在0.23%～0.34%之间，还在适宜的范围内，也有研究认为氯营养对烤烟生产极为重要，优质烟叶中氯含量一般在0.4%～0.6%之间[27]；另有一个突出表现是，施用MgCl2的烟叶氯含量最高，烟碱含量均最低，且X2F和B2F等级中总氮含量也最低，这与曾兆佳等[28]的研究结果相接近，烟叶氯含量与烟碱、总氮呈负相关，但不显著。在钾含量上，总体上施用镁肥处理的钾含量低于对照，其中对照与施用MgSO4处理的C3F等级钾含量差异显著，这可能是因为镁与钾之间的拮抗作用，影响了烟叶对钾的吸收。因此，从化学成分角度，施用MgO的烟叶化学成分相对协调，施用MgCl2烟叶化学成分较不协调。

本研究表明，施用不同种类镁肥对烤烟感官评吸质量的影响有所差异，综合得分最高的是MgO，其他镁肥处理得分均低于对照。因此，从烟叶使用角度，施用MgO可以改善烟叶吸食品质，施用Mg(OH)2、MgSO4改善效果不明显，但与对照较为接近；而施用MgCl2会明显降低烟叶感官评吸质量，这主要是因为施氯后导致杂气较大，清香特征不彰显，需要在施用量上做进一步优化。许嘉阳等[18]研究表明，烟叶氯含量与烟叶的灰色、燃烧性和评吸总分均呈显著负相关，烟叶氯含量与烟叶刺激性呈显著正相关。

综上，在烟叶生产上选择适宜的镁肥，不仅能提高烟叶产值，也能提高烟叶品质和质量，从而产生良好的经济效益。在福建烟区烤烟种植中，施用MgO效果最好，经济性状最优，烟叶化学成分相对协调，烟叶感官评吸质量得到改善；施用MgSO4经济性状和农艺性状均较差，主要是烤烟生产需要较多的钾肥，由于烟株忌氯，钾肥一般以硫酸钾的形态施入土壤，导致土壤中硫含量偏高，再施用硫酸镁会进一步增加土壤中硫含量，不利于烟株营养平衡；另外，南方为酸性土壤，长期施用硫酸镁会进一步加剧土壤酸化；因此，镁肥应尽量不采用硫酸镁的形式施用。在本试验田水溶性氯含量较低的情况下，虽然MgCl2处理的产值尚可，且其化学成分中氯含量也还在相对合理的区间内，但烟叶感官评吸质量最差，从卷烟工业企业使用角度考虑应谨慎施用，具体的使用量还有待进一步研究。

4 结论

在等量镁的情况下，施用镁肥可以明显增加叶片面积，提高烟叶单叶重和产值，促进烤烟化学成分更加协调,提高烤烟的感官评吸质量。各处理中以施用MgO效果最优，其产量、产值和均价分别比对照提高了7.04%、18.61%和11.20%，X2F、C3F和B2F平均单叶重分别比对照提高了11.51%、3.49%和8.37%，感官评吸综合得分提高了1.6分；施用MgCl2感官评吸质量最差且低于对照。因此，在福建烟区酸性水稻田种植烤烟，烤烟生产上镁肥种类以施用MgO为宜，避免施用MgSO4和MgCl2。