镁肥施用量对楚雄烤烟产量及品质的影响

周芳芳，蔡宪杰，龙 伟，杨 策，马爱国，杨文松，曹加园，张晓龙，闫 鼎

（1.云南五佳生物科技有限公司，云南 昆明 650106；2.上海烟草集团有限责任公司，上海 200083；3.云南省烟草公司楚雄州公司 675000；4.楚雄州烟草公司楚雄市公司，云南 楚雄 675000；5.华环国际烟草有限公司，安徽 滁州 233121）

镁是植物生长的必需元素之一，是叶绿素的成分，能够促进叶绿素的合成，增强烟叶光合作用，促进碳水化合物的合成与转化[1-4]。缺镁会影响烟草正常生长发育、生理代谢，造成烟草产量和品质降低。为了追求高产出、高利益，大多数烟农不断增加氮、磷、钾大量元素的施用[5]，但忽视了中微量元素的施用，加之我国南方红壤地区受高温、多雨及土壤酸性较强等因素影响，土壤中镁容易淋溶损失，造成南方某些烟区植烟土壤缺镁现象越来越严重，导致烟叶产量降低，品质变劣。一般认为，土壤交换性镁临界值为1 cmol/kg。研究认为，湘东北烟区土壤交换性镁平均含量为0.81 cmol/kg、湖南浏阳交换性镁为0.5 cmol/kg，而重庆市植烟区镁缺乏土壤占比为88.89%[6]。随着烤烟技术的发展，越来越多的科研工作者认识到镁肥的重要性，关于增施镁肥的研究也逐渐增多[5，7]，但不同地区植烟土壤养分存在较大差异，因地制宜增施镁肥才能平衡植烟土壤养分，指导生产实际，提高烤烟产质量。

本试验针对楚雄烟区土壤养分特点，开展增施镁肥技术研究，旨在为楚雄烤烟生产中增施镁肥提供技术支撑。

1 材料和方法

1.1 试验材料

供试烤烟品种为云烟87。

1.2 试验地概况

试验于2020年4—9月在楚雄市苍岭镇大西村进行。试验地位于北纬25°5′49″°，东经101°37′55″，海拔1 747.11 m。烤烟生育期（4—9 月）平均降雨量为105.24 mm，平均气温（4—9 月）为20.86 ℃。土壤类型为紫色土，pH值为6.16，有机质27.62 g/kg，有效磷14.61 mg/kg，速效钾136.94 mg/kg，碱解氮102.29 mg/kg，交换性钙6.98 cmol/kg，交换性镁0.78 cmol/kg。

1.3 试验设计

移栽期施用烟草专用复合肥作为基肥，施用量为300 kg/hm2，基肥氮、磷、钾养分比例为15%∶15%∶18%；团棵期和旺长期追施烟草专用复合肥450 kg/hm2，专用追肥氮、钾养分比例为12.5%∶33.5%。在此施肥基础上，试验共设1个对照（CK）和3 个处理（T1～T3），其中，T1 为增施60 kg/hm2硫酸镁；T2为增施90 kg/hm2硫酸镁；T3为增施120 kg/hm2硫酸镁，CK为不施硫酸镁。镁肥于团棵期随追肥进行增施。采用随机区组排列，小区面积为200 m2，每个处理设3 次重复，一个小区为一个重复，每个重复种植烤烟300株。于烘烤结束时，取各处理中部烟叶为试验样品。各处理和对照烤烟的田间管理参照楚雄烤烟综合标准DB53T-272.1-37执行。

1.4 指标测定与感官评价

1.4.1 烟叶外观质量评价 烟叶外观质量根据GB 2635—1992 对样品的颜色、身份、色度、成熟度、油分和组织结构按10分制打分。

1.4.2 烟叶物理特性分析 烟叶物理特性指标包括烟叶抗张力、烟叶厚度、平衡含水率、叶面密度和含梗率，其中烟叶厚度、叶面密度、含梗率和抗张力等物理指标测定参照杨丽平等[8]的方法进行，平衡水分测定参照蔡健荣等[9]的方法进行。

1.4.3 烟叶常规化学成分的测定 试样制备根据YC/T 31—1996 规定，采用烘箱法；烟叶总糖、总植物碱、还原糖、氯离子和总氮根据YC/T 159～162—2002 规定，采用连续流动法进行检测；钾离子含量根据YC/T 217—2007采用连续流动法测定。

1.4.4 感官评吸分析 将各处理烟叶切丝后卷制成长70 mm、圆周27.5 mm 的烟支，经过挑选、平衡水分后，由郑州烟草研究院7 名评吸专家按照YC/T 138—1998 烟草及烟草制品感官评价方法为基础，按单料烟“标度值”标准统一进行感官质量评吸鉴定，并采用“9 分制”标准打分，刺激性、浓度、余味、燃烧性、香气质、香气量、灰色、杂气均为9 分，劲头采用文字描述，不计分。

1.4.5 烟叶经济性状分析 依据GB2635—1992分级后，分别统计各处理不同等级烟叶的叶片数量，计算等级结构。

1.5 数据分析

采用Excel 2010、SPSS 17.0 对数据进行处理和分析，显著性水平P＜0.05。烟叶外观质量、物理特性、感官评吸质量以及综合品质均参照《中国烟草种植区划》选取对应的指标，采用赋值权重和指数和法进行评价[10]，计算综合得分（IFI）。烟叶常规化学成分采用模糊数学隶属函数的数据模型进行评价，烟叶常规化学成分的综合指数（Ⅰ）划分为5个等级，即高（Ⅰ≥75）、较高（65≤Ⅰ＜75）、中（55≤Ⅰ＜65）、较低（45≤Ⅰ＜55）和低（Ⅰ＜45）[11-12]。

2 结果与分析

2.1 不同镁肥处理烤后烟叶物理特性分析

参照优质烟叶物理特性要求[13]，4 个处理中部叶平衡含水率均高于12%，达优质烟叶要求，4个处理烟叶厚度均高于优质烟叶要求，但叶面密度低于优质烟叶要求，以T1处理叶面密度最高，其次为T3处理；T1 和T3 处理含梗率分别较CK 降低了2.53%和5.54%。从综合得分来看，T1＞T3＞CK＞T2，T1和T3 处理综合得分分别较对照提升了6.26%和5.02%（表1）。综上可见，T1 和T3 处理有助于改善烤后烟叶物理特性，提高叶面密度，降低含梗率，改善烟叶平衡含水率。

表1 不同处理烤烟物理特性比较Tab.1 Physical characters of tobacco of different treatments

2.2 不同镁肥处理烤后烟叶外观品质分析

镁会影响酚类物质含量，进而影响烤烟色度，且镁会严重影响烤烟的身份和成熟度等指标[14-15]。由表2可知，T1、T2、T3处理综合得分均高于CK，且分别较CK 提高了5.11%、3.30%和4.05%，并以T1提升效果更佳。具体表现为T1 处理颜色橘黄，成熟度较好，结构疏松，油分较足，CK 颜色柠檬偏橘黄，成熟度稍欠，结构尚疏松，油分稍有。综上可见，增施镁肥有助于提升烟叶外观品质。

表2 增施镁肥对烤后烟叶外观品质的影响Tab.2 The effect of increasing magnesium fertilizer on tobacco appearance quality

2.3 不同镁肥处理烤后烟叶化学成分分析

由表3可知，增施镁肥能够提升烤烟钾离子含量，降低氯离子含量，提升钾氯比，提高烟碱含量；T1 处理钾离子、钾氯比高于CK 及其他处理，糖碱比在优质烟叶适宜范围，综合得分最高，较CK提高了18.76%；T2 处理烟叶烟碱、钾离子、钾氯比高于CK，综合得分较CK 提高了6.41%；T3 处理烟叶综合得分低于对照，表现为总氮偏低、烟碱偏低，糖碱比偏高，不利于提升烟叶内在化学成分协调性。综上所述，T1 处理对烟叶化学成分协调性改善效果较好，其次为T2处理。

表3 增施镁肥对烤后烟叶化学成分的影响Tab.3 The effect of increasing magnesium fertilizer on tobacco chemical component

2.4 不同镁肥处理烟叶感官质量分析

烟草感官评吸的好坏直接影响烤烟等级的优劣。由表4 可知，感官评吸总分大小依次为T1＞CK＞T2＞T3。其中，T1 处理香气质足，香气量丰富，杂气较小，余味干净舒适，灰色好；CK 香气质足，香气量风格，杂气略有，余味稍干净；T2和T3处理香气质和香气量略低于CK 和T1，刺激性明显，余味略差。

表4 增施镁肥对烤后烟叶感官品质的影响Tab.4 The effect of increasing magnesium fertilizer on sensory quality

2.5 不同处理烤烟理化性质综合得分

从外观质量、物理特性、化学成分和感官质量4 个方面对3 个镁肥处理进行综合评价，结果显示（表5），T1、T2 处理有助于提升烤烟综合品质，2 个处理总分分别较对照提升了4.660%和0.068%；T3处理不利于提升烤烟综合品质。可见，适宜的镁肥增施量有助于改善楚雄烤烟综合品质，过量的镁肥不利于提升烟叶品质。

表5 不同处理烤烟感官品质分析Tab.5 The analysis of sensory quality on different treatments

2.6 不同镁肥处理对烤烟经济性状的影响

对各处理烤后烟叶经济性状各项指标分析可知（表6），4 个处理产值大小依次是T1＞T3＞T2＞CK，T1和T3处理公顷产值分别较对照分别提高了2.85%和2.78%，提升幅度相近。对上等烟占比、中上等烟占比、产量、均价进行详细分析发现，3个增施镁肥处理中，T1 处理中上等烟占比及均价高于其他处理，T2 处理产量最高，但均价较低，不利于提升烤烟经济效益。

表6 不同镁肥处理烤烟产质量的影响Tab.6 The effect of increasing magnesium fertilizer on tobacco yields and values

3 结论与讨论

有研究发现，土壤镁含量地域差异较大，一般北方烟区高于南方烟区[16]，大多数南方烟区由于土壤风化强烈，土壤中的镁被淋失，镁含量偏低[17]，且在烤烟生产中重视大量元素施用，不注重中微量元素补充，随着烤烟连作年限不断增加，对镁消耗量增加，补充不足，进而影响烤烟品质提升。针对楚雄苍岭烟区土壤状况，本研究开展增施不同浓度镁肥技术研究，结果表明，在楚雄烟区増施镁肥60 kg/hm2有助于降低烟叶含梗率，改善烟叶成熟度和组织结构，提高钾离子含量，降低氯离子含量，钾氯比升高，糖碱比在优质烟叶适宜范围，且该处理香气质细腻，香气量足，其物理特性、外观品质、化学成分和烤烟综合品质得分分别较对照提升了6.26%、5.11%、18.76%和4.66%。对该处理产值和产量进行分析可知，其中上等烟比例、均价和产值高于对照和其他处理，其公顷产值较对照提高了2.85%。增施90 kg/hm2硫酸镁对烤烟物理特性、外观品质和感官品质改善效果不明显，烤烟理化性质综合得分与对照差异较小，但能够提升钾离子含量，降低氯离子含量，糖碱比适中，改善化学成分协调性，该处理产量最高，中上等烟比例和均价较低，低于对照，其产值与对照相差较小。增施120 kg/hm2硫酸镁烟叶厚度和叶面密度明显增加，改善烟叶成熟度、组织结构和身份，但烟碱和氮含量降低，化学成分协调性略有改善，抽吸品质表现为香气质稍细腻，余味稍差，其产量和产值较高，优于对照。

在楚雄烟区增施60 kg/hm2硫酸镁烟叶综合品质优于增施90 kg/hm2和120 kg/hm2，说明增施适量的镁肥能够改善烟叶品质，但施镁过量对烟叶品质改善效果不显著，同时还造成镁肥浪费，增加烤烟种植成本，其原因可能与镁和钙、铁存在拮抗作用有关[18]。且本研究发现，增施镁肥有助于提升烟叶外观质量，协调化学成分，增加作物产量和产值，与前人研究结果较一致[19-21]，说明因地制宜施用镁肥对提质增效具有良好效果。增施60 kg/hm2硫酸镁能够提升烟叶成熟度、组织结构和身份，可能是缺镁会导致叶绿素褪色引起早衰和假熟，烤烟未达到正常成熟，内含物转化不充分，影响烤烟身份和成熟度等指标[3]，对烟叶化学成分的影响可能与镁影响硝酸还原酶活性有关，促进氮代谢，增加烟碱积累[22]。有研究表明，镁与烤烟香气指标有直接关系，能够增加叶绿醇含量[23]，这可能是本研究中增施镁肥改善烤烟抽吸品质的原因，但增施120 kg/hm2硫酸镁烤烟感官质量和综合品质均表现较差，可能是由于镁肥供应量超过烤烟营养物质临界期。综上可见，镁肥增施对烤烟品质的影响与其施用量有关，其施用量与植烟土壤实际情况密切相关，因此，不同植烟区增施镁肥量要根据植烟土壤实际情况进行，开展相关研究能够指导生产实际，在经济原则下有效改善烟叶品质、产量和产值。