垄沟覆膜对烤烟生长发育及产量品质性状的影响

普 匡,陈 旭,杨加珍

(1. 玉溪农业职业技术学院，云南 玉溪 653106；2.新平县农业局，云南 新平 653400；3.云南省农业科学院生物技术与种质资源研究所, 云南 昆明 650205)

【研究意义】尽管吸烟对健康有害及强烈的反吸烟压力，但吸烟的认知效应仍是消费者的重要增强剂[1]；中国是世界上最大的机械卷烟市场，2015年中国吸烟者超过3.15亿人[2]。云南省是中国最大的优质烤烟产区，移栽期至团棵期干旱是云南烟草产量和品质的主要限制因子，垄沟覆膜种植是增强烤烟大田生长期抗旱能力及提升烟叶内在品质的核心技术。【前人研究进展】烤烟地膜覆盖具有保持土壤水分、改善土壤、防治病虫草害、促进生长发育、提高土壤的温度及养分利用率等作用[3]，而土壤和烟叶中污染物邻苯二甲酸酯含量与地膜覆盖年限呈显著正相关[4]。烟叶高含钾量能改善其香味和芳香值，具有弹性、韧性和含油量丰富，嫁接对烟草钾含量和植株生长有促进作用[5]。云南海拔高、无霜期短的地区广泛应用地膜覆盖栽培技术可解决烤烟移栽期干旱、降雨量少及土壤墒情差的问题[6]。目前，以提高烟株根系活力和抗旱能力为目标的膜覆盖技术以普通覆膜、膜下小苗移栽[7]、M型宽垄双行覆膜[8]为主，普通覆膜因地膜阻隔、降雨量小不能满足烟株根系需水量，雨后烟垄内土壤含水量明显低于未盖膜的土壤；尽管盖膜前垄体土壤含水量少盖膜后减少土壤水分蒸发量，但盖膜后比不盖膜干旱严重[9-10]；烤烟膜下小苗移栽技术降雨时也不能直接进人垄体；M型宽垄双行覆膜技术，烟墒垄顶开沟双行面积大，雨水聚集于烟株周围少，对干旱及灌溉条件差的地区影响大。因此，为能汇聚更多的雨水为烟株所用，提出了垄沟覆盖种植模式。国内学者以云南烟区不同烤烟品种烟叶化学成分、同品种的烟草化学成分地区特征研究为主，以云南烤烟主产区主栽品种的 K326、红花大金元和云烟87的中部烟叶样品1804个，揭示了烟叶糖碱比及钾氯比较高、昭通冷凉烟区K326和云烟87烟叶糖含量低而总氮、烟碱和石油醚含量较高；滇南温暖烟区烟叶钾氯比含量较高[11]；曲靖烟区土壤有效硫含量与烟叶硫含量呈极显著正相关，烟叶硫含量增加而钾含量先增后减、氯含量先降后增的变化趋势[12]。云南19个县(市、区) K326烟叶化学成分将云南烟区划分4区，以高钾低碱区、高糖低氯区烟叶品质较好[13]。【本研究切入点】云南烟区海拔较高、移栽期气温高及干旱，成熟前期气温和日照时数较低、成熟后期降雨量较大可能是导致云南烟叶多酚含量较高的原因[14]。针对烤烟移栽期至团棵期干旱问题生产中采用的普通覆膜、膜下小苗移栽及M型宽垄双行覆膜降雨小时因薄膜阻隔不能被烟根吸收，有关垄沟覆盖种植模式对烤烟生长发育、产量及其品质性状的影响国内外未见报道。【拟解决的关键问题】针对优质烤烟MSK326品种比较4种覆膜种植模式，通过对烤烟农艺性状、光合特性、产量效益、物理性状、化学成分及感官质量共54个性状的系统检测评吸研究，明确在云南高海拔及移栽期旱条件下垄沟覆盖种植模式对促进烟草生长发育及提升烟叶产量及品质的影响。

1 材料与方法

1.1 供试材料

烤烟品种：MSK326是以MSG28为供体亲本和K326为轮回亲本经6代回交转育而成，是目前国内烟质最好的烤烟品种之一[15]；该不育系烟叶桔黄色、油分足、弹性好、烟碱含量较高、香气量足、质好、味道醇和[15]。

1.2 试验设计

田间试验在烤烟适宜生长期5-10月在云南省玉溪市新平县老厂乡太桥村李永福家的烤烟田里进行，海拔1650 m，前作为小麦。试验采用随机区组设计，共4个处理：处理1，垄沟覆膜是在常规地膜覆盖的理墒基础上，在垄顶正中央开一条宽15 cm，深10 cm的沟，再进行贴垄体覆盖地膜；处理2, M型宽垄双行覆膜是在理墒时，把相邻的两墒合并为一墒，移栽后再进行地膜半覆盖，两行烟株之间留有积水沟；处理3, 膜下小苗移栽是在地膜覆盖栽培基础上，把较小的烟苗移栽后罩在膜下，生长15～20 d左右，把烟株拉出膜面继续生长；处理4(CK), 普通覆膜是指烤烟成苗后移栽到大田进行地膜覆盖，破膜后烟苗在地膜上继续生长。4次重复，种植规格：单垄株行距：0.5 m×1.2 m。

1.3 测定项目和方法

1.3.1 农艺性状 团棵期、旺长期和封顶期分别在各小区选取10株烟株，参照《YC/T 142-2010，烟草农艺性状调查测量方法》，测定其株高、茎围、节距、有效叶、最大叶长、最大叶宽、最大叶面积等，取平均数。

1.3.2 产值及产量统计 分小区进行采收、烘烤、交售、计算产量和产值。

1.3.3 化学成分分析及感官品质评价 总糖：水提取-斐林试剂滴定法[16]；还原糖：水浸提-葸酮比色法[16]；总氮：凯氏定氮法[17]； 全钾：火焰光度法[17]；蛋白质：间接测定法[16]；Cl：银量-莫尔法[16]；烟碱：紫外分光光度法[16]。取样品后，把烟叶去梗，切丝制成单料烟，按《单料烟内在质量评析指导书》进行评吸鉴定。

感官品质评价:感官评吸采用暗评方式，参照《YC/T138-1998烟草及烟草制品 感官评价方法》标准，7人1组，评吸后将各评委的评吸结果综合成文字进行描述。

1.4 数据分析

采用Excel、SAS 9.0进行数据处理和差异显著性分析。

2 结果与分析

2.1 不同覆膜模式对烟株农艺性状的影响

从表1可见，烟株7个农艺性状除了最大叶长外，均表现为打顶期>旺长期>团棵期，以株高差异最大。各处理间团棵期有效叶片数、最大叶长、最大叶宽、最大叶面积的差异均达极显著水平；旺长期全部7个性状差异均达极显著水平；打顶期株高、有效叶片数、最大叶长、最大叶宽、最大叶面积差异均达极显著水平。

表1 不同覆膜种植模式对烟株农艺性状的影响

2.1.1 团棵期 从表1可知，团棵期株高以处理1最高，处理1、处理2、处理3间无显著差异，但与处理4(CK)差异极显著；茎围以处理1最高，与处理2、处理3、处理4(CK)差异极显著，处理2与处理3差异显著；节距以处理1最高，与处理2、处理3、处理4(CK)差异极显著，处理2与处理3无显著差异，但与处理4(CK)差异极显著；有效叶片数、最大叶长、最大叶宽、最大叶面积以处理1最高，各处理间均达到极显著差异；从田间长势来看，处理1的烟株具有生长整齐一致，生长势强，叶色浓绿等特点，综合表现最好。

2.1.2 旺长期 旺长期的株高、茎围、节距、有效叶片数、最大叶长、最大叶宽、最大叶面积以处理3最高，各处理间均达到极显著差异。

2.1.3 打顶期 打顶期株高、有效叶片数、最大叶长、最大叶宽、最大叶面积以处理1最高，且各处理间差异极显著；茎围以处理1最高，与处理2、处理3、处理4(CK)差异极显著，处理2与处理3、处理4(CK)有极显著差异，处理3与处理4(CK)差异显著；节距以处理1最高，各处理间差异不显著。

2.2 不同覆膜模式对烟株光合特性的影响

表2 不同覆膜模式对烟株光合特性的影响

从表2可见，处理1烟株的气孔导度、胞间 CO2浓度、净光合速率、蒸腾速率最高，均极显著高于处理4(CK)，分别提高7.00 %、8.08 %、12.22 %、4.46 %；气孔导度、胞间CO2浓度、净光合速率各处理间达极显著差异；蒸腾速率处理1、处理2与处理3、处理4(CK)差异极显著，处理1与处理2差异显著，处理3与处理4(CK)无显著差异。

2.3 不同覆膜模式对烤烟产量及产值的影响

从表3可见，烤烟的产量、上等烟比例、中等烟比例、中上等烟比例、均价和产值处理1最高，其中烤烟产量、产值分别比处理4(CK)增长5.53 %、8.58 %；烤烟的产量、上等烟比例、中等烟比例、中上等烟比例、均价和产值各处理间达极显著差异；中等烟比例各处理间差异不显著。

表3 不同覆膜种植模式对烤烟产量及产值的影响

2.4 不同覆膜模式对烟叶物理性状的影响

从表4可知，处理1烟叶的开片率、叶片厚、单叶质量、平衡含水率和物理特性指数最高，含梗率最低；烟叶开片率处理1与处理2、处理3、处理4(CK)差异显著，处理2、处理3及处理4(CK)间差异不显著；烟叶单叶质量处理1与处理2、处理3、处理4(CK)差异显著，处理2、处理3及处理4(CK)间差异不显著。物理特性指数大小为处理1>处理2>处理3>处理4(CK)，其中处理1与处理2、处理3、处理4(CK)差异显著，处理4(CK)与处理2、处理3间差异显著，处理2与处理3差异不显著；表明处理1种植模式的物理特性指数最高，其次是处理2的种植模式。含梗率、叶片厚、平衡含水率和叶面密度各处理间差异不显著。

表4 不同覆膜种植模式的烟叶物理性状

2.5 不同覆膜种植模式对烟叶化学成分的影响

从表5可知，4种覆膜种植模式以处理1中部烟叶的总糖、还原糖、钾、糖碱比和钾氯比最高，总氮、烟碱、氯、蛋白质和氮碱比最低；而处理4(CK)中部烟叶的总氮、烟碱、氯、蛋白质和氮碱比最高，总糖、还原糖、钾、糖碱比和钾氯比最低。总的看来，垄沟覆膜中部烟叶的各项化学成分更趋于平衡，烟叶内在品质更趋于协调。

表5 不同覆膜种植模式对中部烟叶主要化学成分含量的影响

2.6 不同覆膜种植模式对烤烟感官质量的影响

从表6可知，C3F烟叶4种覆膜种植模式感官评吸总分排序为处理1>处理2>处理3>处理4(CK)，处理4(CK)与处理1、处理2、处理3差异显著。处理1的烤烟评吸总分最高为57.2，比处理4(CK)的53.8分增长6.32 %。4种覆膜种植模式中处理1(垄沟覆膜烤烟)的香气质、香气量、杂气、透发性、柔细度及甜度等为最高, 处理4(CK)这6个指标则最低；而处理4(CK)的余味和处理3的刺激性则最高。

表6 不同覆膜种植模式的烤烟感官评吸质量的影响

3 讨 论

3.1 4种覆膜模式烟株农艺性状及光合性状差异较大

农艺性状既是烟株生长发育内在生命活动规律及光合特性的展示，又是不同覆膜种植模式烤烟长势外观评价的重要指标[18]； 4种覆膜种植模式下MSK326烟株的6个农艺性状表现均为打顶期>旺长期>团棵期，以株高差异最大。团稞期、旺长期及打顶期的有效叶片数、最大叶长、最大叶宽、最大叶面积、气孔导度、胞间 CO2浓度、净光合速率等均以垄沟覆膜种植模式最高，4种覆膜种植模式间差异均达极显著水平，茎围间差异均达极显著或显著水平；旺长期和打顶期的株高4种覆膜种植模式间差异均达极显著或显著水平，团棵期和旺长期节距间差异均达极显著或显著水平。这些研究结果表明,烤烟生长发育过程中除打顶期的节距外，团棵期、旺长期和打顶期的7个农艺性状及4个光合性状垄沟覆膜种植模式均极显著高于普通覆膜种植模式，显示垄沟覆膜种植模式改善烟田环境、提高4个光合性状,提高净光合速率 12.22 %，有利于烟株个体发育。普通覆膜有增温保墒效果，氧化—生物双降解地膜还有增加土壤有机质的作用及解决白色污染[19], 而垄沟覆膜种植模式不仅具有普通覆膜种植模式的优点外,还有增强光合特性及促进生长发育及提升烟叶产量、品质的作用。

3.2 4种覆膜种植模式烟叶的产量效益差异较大而物理性状差异不大

烟叶物理性状是烟叶质量评价的重要内容，是遗传、生态和栽培技术相互作用的结果[20]。膜下小苗移栽与普通覆膜移栽烟叶品质差异显著[21]，4种覆膜种植模式以垄沟覆膜烟叶的产量和品质及其物理11个性状最高，而含梗率最低；4种覆膜种植模式间产量、上等烟、中上等烟比例、均价、产值均达极显著差异；以垄沟覆膜的烤烟产量(2950.4 kg/hm2)、产值最高(83 081.8元/hm2)，分别比普通覆膜烤烟增长5.53 %和8.58 %。膜下小苗移栽的产量、产值、上等烟比例、均价等指标均比普通覆膜增加均达极显著水平[22],分别提高了12.88 %、17.61 %、7.95 %、3.88 %。

3.3 垄沟覆膜中部烟叶的综合性状好及其应用前景广阔

云南罗平烟叶产区K326的膜上移栽深度30 cm及培土有利于提高烟叶产质量、优化烟叶结构及减少病虫害[23];K326以适熟处理初烤烟叶产质量最大、内在化学成分最协调、感官评吸质量最高[24]。M型宽垄双行覆膜比单垄单行种植模式提高烤后烟叶的还原糖、总糖、钾含量及增产、节本增效[8]，在4种覆膜种植模式中垄沟覆膜烟株的7个农艺性状(株高、茎围、节距、有效叶片数、最大叶长、最大叶宽、最大叶面积)、4个光合性状(气孔导度、胞间CO2浓度、净光合速率、 蒸腾速率)、6个产量效益性状(产量、上等烟比例、中等烟比例、中上等烟比例、均价、产值)、5个物理性状(开片率、叶片厚、单叶质量、平衡含水率、物理特性指数)及中部烟叶的5个化学成分(总糖、还原糖、钾、糖碱比、钾氯比)及6个感官品质(香气质、香气量、杂气、透发性、柔细度及甜度)均最高；烤烟评吸总分最高(57.2)，比普通覆膜增长6.32 %，中部烟叶化学成分及内在品质更加协调。M品类卷烟与大多数其他品类卷烟间在2-甲基吡嗪、3-甲基吡啶、2,6-二甲基吡啶、2,5-二甲基吡嗪、2,3-二甲基吡嗪、2,5-二甲基吡啶、2-甲基喹啉共7种香气成分存在显著性差异[25]。研究结果垄沟覆膜对提升烟草产量、品质及其经济效益具有重要的经济意义及较高的实用价值。

4 结 论

(1)MSK326烟株4种覆膜种植模式间差异极显著,7个农艺性状均为打顶期>旺长期>团棵期, 而烟株3个生长发育阶段农艺性状及光合性状11个的垄沟覆膜种植模式均极显著高于普通覆膜覆盖种植模式，显示垄沟覆膜种植模式改善烟田环境和提高净光合速率，有利于烟株个体发育。

(2) 4种覆膜种植模式以垄沟覆膜烟叶的产量和品质及其物理11个性状最高含梗率最低,产量、上等烟、中上等烟比例、均价、产值差异极显著;以烤烟垄沟覆膜的产量、产值最高。膜下小苗移栽的产量、产值、上等烟比例、均价等指标均比普通覆膜增加均达极显著水平。

(3) 在4种覆膜种植模式中垄沟覆膜烟株的7个农艺性状、5个光合性状、6个产量效益性状、5个物理性状及中部烟叶的5个化学成分及6个感官品质均最高；烤烟评吸总分最高，中部烟叶化学成分及内在品质更加协调。