嵩明烟区培育“中棵烟”的最适生长环境研究
2022-02-23方远鹏陈兴所白羽祥张海平姚国友赵晓军黄光祥王成伟张锦韬
方远鹏,陈兴所,王 戈,王 娜,白羽祥,张海平,姚国友,赵晓军,黄光祥,马 斌,王成伟,张锦韬
(1.云南农业大学 烟草学院,云南 昆明 650201;2.云南省昆明市烟草公司 嵩明县分公司,云南 嵩明 651700;3.云南省丽江市烟草公司 永胜县分公司,云南 永胜 674200;4.湖南中烟工业有限责任公司 原料采购中心,湖南 长沙 410109)
凌成兴在2018年全国烟草工作会议报告中指出,解决烟叶供需结构性矛盾,要大力优化烟叶供给结构,从供给侧提高烟叶的等级质量[1]。为了适应烟叶原料供需的新形势,越来越多的工商企业提出了培育“中棵烟”的工作要求。“中棵烟”是采取一定的栽培措施培育后,田间生长整齐一致、打顶后高度中等、叶片褪色好且耐烤、产量与质量协调的烟株。目前“中棵烟”标准及其生产体系的建立迫在眉睫[2]。云烟87是我国各烟区种植面积较大的优质烤烟品种之一,其烟叶品质好,适应性广[3],在2007年的种植面积已达31.1万hm2[4];该品种综合了双亲云烟2号和K326的优质、易烤、抗病、适应性强、油分多、吃味和香气好等优点,具有较高的农业经济效益和较好的工业利用价值,也是我国优质烤烟育种的重要亲本材料之一[5]。
烤烟品种和种植区域的生态条件相互作用,直接对烟叶的品质起根本性作用[6-7]。烤烟作为典型的环境敏感性作物,土壤条件的优劣直接决定其品质的好坏[8-9]。因此,在不同烟区寻找最适宜种植“中棵烟”的生态环境对优化烟叶结构、提高烟叶产量和质量具有重要意义。只有将烤烟品种特性和自然条件充分地结合起来,才能使经济效益最大化[10]。基于此,为了探究“中棵烟”在嵩明烟区的适应性,充分发挥其产区独特优势,为“中棵烟”的培育提供理论依据,笔者在云南省昆明市嵩明烟区开展了云烟87“中棵烟”最适生长环境的试验研究,并测定了其农艺性状、经济性状、化学性状及土壤理化性质等指标,现将研究结果报道如下。
1 材料与方法
1.1 试验地点
试验于2020年4月20日—10月1日在云南省昆明市嵩明烟区的3个试验地块进行。试验地块1(处 理A1):海 拔2210 m,25°24′57″N,102° 49′19″E;该试验田为山地,土壤质地为红壤,前茬作物为大麦。试验地块2(处理A2):海拔2187 m,25°24′11″N,102°51′22″E;该试验田为洼地,土壤质地为黄壤,前茬作物为蚕豆。试验地块3(处 理A3):海 拔2182 m,25°23′41″N,102°49′25″E;该试验田为山地,土壤质地为黄壤,前茬作物为玉米。
1.2 试验材料
供试烤烟品种为云烟87;供试肥料为当地常规复合肥(N∶P∶K=15∶8∶25)、复合肥(N∶P∶K=15∶8∶20)、有机肥(牛粪)。
1.3 试验设计
试验设3个种植地块处理,分别标记为A1、A2、A3。每个地块处理3次重复,共9个小区,每个小区供试200株烟株,行株距为120 cm×50 cm;小区随机区组排列,试验田四周设有保护行。各地块的烤烟均于2020年4月20日移栽。采用当地常规施肥措施,即重施基肥,少施追肥,有机无机肥配施;其中基肥为当地常规复合肥(N∶P∶K=15∶8∶25)和有机肥(牛粪),每公顷施纯氮112.5 kg、有机肥6000~7500 kg;于移栽后50 d施用追肥1次,肥料为复合肥(N∶P∶K=15∶8∶20),每公顷施纯氮30 kg。3个地块除了自身性质不同外,其余田间管理措施及烟叶烘烤工艺均严格保持一致。
1.4 测定项目及方法
1.4.1 土壤理化性质的测定 各地块在移栽前按照5点取样法取2 kg土壤样品1份。采集土样时避开烟墒,选择未施肥土壤,采样深度为10 cm。土壤理化性质的测定项目包括pH值(水土比为2.5∶1,采用电位法)、有机质含量(采用重铬酸钾容量法—外加热法)、全氮含量(采用凯氏定氮法)、全磷含量(采用高氯酸—硫酸法)、全钾含量(按照GB 9836—1988测定)、速效氮含量(采用半微量滴定法)、速效磷含量(采用0.5 mo1/L NaHCO3浸提—钼锑抗比色法)、速效钾含量(采用1 mol/L NH4OAC浸提—火焰光度法)[11]。
1.4.2 农艺性状的调查 分别于烤烟移栽后45、60、75、90 d,按照《烟草农艺性状调查测量方法》(YC/T 142—2010)进行农艺性状的调查。每小区随机调查10株,调查项目包括株高、茎围、有效叶片数、最大叶长和最大叶宽。
1.4.3 经济性状的调查 于烟叶烘烤结束后,按照42级国家烟叶分级标准对烤后烟叶进行分级,并参照当地烟叶的价格,对烤后烟叶进行产量、产值、均价、中上等烟比例等经济性状的统计。
1.4.4 原烟外观质量的调查 于烟叶烘烤结束后,根据《烤烟国家标准》(GB 2635—1992)对各处理的烤后烟叶进行外观质量的调查,调查项目包括成熟度、颜色、光泽、油分、叶片结构、身份。
1.4.5 烟叶化学成分含量的测定 于烟叶烘烤结束后,每小区取C3F等级烟叶样品1 kg,对其总糖、还原糖、总氮、烟碱、氧化钾、水溶性氯、淀粉含量进行测定,其中总糖和还原糖含量参照YC/T 159—2002标准进行测定;烟碱含量参照YC/T 160—2002标准进行测定;总氮含量参照YC/T 161— 2002标准进行测定;钾含量参照YC/T 217—2007标准进行测定;氯含量参照YC/T 162—2002标准进行测定;淀粉含量参照YC/T 216—2007标准进行测定[12]。
1.5 数据统计分析
应用Microsoft Excel 365软件进行试验数据处理和作图,采用SPSS 19.0软件进行差异显著性分析和比较。
2 结果与分析
2.1 烤烟农艺性状的分析
2.1.1 不同地块间株高差异分析 由图1可以看出:移栽后45、60 d,A1、A2间的株高无显著差异,且A1、A2的株高均显著高于A3的;移栽后75、90d,A1的株高最高,且显著高于A2、A3的,A2的株高又显著高于A3的。随着移栽天数的增加,各个地块烤烟的株高也表现出不同程度的增加,其中移栽后45、75、90 d表现为A1>A2>A3;移栽后60 d表现为A2>A1>A3。
图1 各地块烤烟在不同时期株高的比较
2.1.2 不同地块间有效叶片数差异分析 由图2可见,移栽后45、60、75、90 d,A1和A2间的有效叶片数均无显著差异,且A1、A2的有效叶片数均显著多于A3的。随着移栽天数的增加,各地块烤烟的有效叶片数也表现出不同程度的增加,其中移栽后45、60 d表现为A2>A1>A3;移栽后75、90 d表现为A1>A2>A3。
图2 各地块烤烟在不同时期有效叶片数的比较
2.1.3 不同地块间茎围差异分析 由图3可以看出,移栽后45、60、75、90 d,在A1和A2间烤烟的茎围均无显著差异,且A1、A2的茎围均显著大于A3的。随着移栽天数的增加,各地块烤烟的茎围也表现出不同程度的增大,其中移栽后45、60、75 d表现为A2>A1>A3;移栽后90 d表现为A1>A2>A3。
图3 各地块烤烟在不同时期茎围的比较
2.1.4 不同地块间最大叶长差异分析 如图4所示,在最大叶长方面,移栽后45 d,以A1的表现最优,A2次之,且A1、A2的最大叶长均显著长于A3的,A1的显著长于A2的;移栽后60 d,A1、A2的最大叶长均显著长于A3的,但A1、A2间无显著差异;移栽后75 d,以A2的表现最优,且A2的最大叶长显著长于A1、A3的,而在A1、A3间无显著差异;移栽后90 d,A1、A2的最大叶长均显著长于A3的,但A1、A2间无显著差异。随着移栽天数的增加,各个地块烤烟的最大叶长也表现出不同程度的增加,以移栽后75 d的最大叶长最长。
图4 各地块烤烟在不同时期最大叶长的比较
2.1.5 不同地块间最大叶宽差异分析 由图5可知:移栽后45 d,以A1的最大叶宽最宽,且A1、A2的最大叶宽均显著宽于A3的,A1的又显著宽于A2的;移栽后60、75 d,A1、A2的最大叶宽均显著宽于A3的,但A1、A2间无显著差异;移栽后90 d,以A2的最大叶宽最宽,且A1、A2的最大叶宽均显著宽于A3的,A2的又显著宽于A1的。
图5 各地块烤烟在不同时期最大叶宽的比较
2.2 经济性状分析
由表1可知:在产量方面,以A2表现最优,产量达2530.30 kg/hm2,且A2的产量显著高于A1、A3的;在产值方面,以A2表现最优,产值达67255.37元/hm2,A1次之,且A2的产值显著高于A1、A3的,A1的显著高于A3的;在均价和中上等烟比例方面,均以A2表现最优,均价和产值分别达26.58元/kg、83.10%,A1次之,且A1、A2的均价和中上等烟比例均显著高于A3的,而在A1、A2间无显著差异。3个地块间对比发现,在经济性状的各个指标上均以A2表现最优,A1次之。
表1 不同地块烤烟经济性状的对比
2.3 原烟外观质量分析
由表2可以看出,综合不同地块原烟的成熟度、颜色、油分、光泽、叶片结构、身份来看,A2的原烟外观质量最优,A1次之,A3最差。将3个地块的原烟外观质量与优质“中棵烟”的原烟外观质量进行比对,发现A2和A1的原烟外观质量指标大体符合标准,烟叶均匀度好,身份适中,无长、僵、硬叶片[13];而A3的原烟外观质量指标只有部分符合标准。因此,从原烟的外观质量来看,地块A1和A2比A3更适合种植“中棵烟”,且从烟叶的田间长势长相和烟叶的经济性状来看,A2略优于A1。
表2 不同地块烤烟的原烟外观质量对比
2.4 烟叶化学成分分析
由表3可以看出:在总糖含量方面,只有A2达标,且显著低于A1、A3的,而A1、A3间无显著差异;在还原糖含量方面,在3个地块间均有显著差异,且只有A2达标,A2的显著低于A1、A3的,A1的显著高于A3的;在总氮含量方面,在3个地块间均无显著差异,且都达到了优质标准;在烟碱含量方面,3个地块均达到了优质标准,且以A1的烟碱含量最高,达1.64%,A1的显著高于A2、A3的,但A2、A3间无显著差异;在氧化钾含量方面,3个地块间均有显著差异,且均达到了优质标准,以A2的氧化钾含量最高,达3.28%,A2的显著高于A1、A3的,A3的显著高于A1的;在水溶性氯含量方面,A2的含量最高且显著高于A1、A3的,而在A1、A3间无显著差异;在淀粉含量方面,3个地块间均有显著差异,且只有A2达到了优质标准,A2的显著低于A1、A3的,A3的显著高于A1的。
表3 各地块烤后烟叶化学成分含量分析结果 %
通过3个地块之间烟叶化学成分含量的对比,以及各地块烟叶与优质“中棵烟”烟叶化学成分含量标准[13]对比,得出A2的烟叶化学成分含量较优,最符合优质“中棵烟”的化学成分指标要求。
2.5 不同地块土壤理化性质分析
由表4可知,各地块的土壤理化性质存在差异。在pH值方面,A1偏酸性,A2偏中性,A3略微偏碱性,且各地块间无显著差异;在全氮、全磷、全钾、水解性氮、有效磷含量方面,均以A2表现最优,且均显著高于A1的;在有机质含量方面,以A1表现最优,且显著高于A3的;在速效钾含量方面,A3显著高于A1、A2的,但A1、A2间无显著差异。综合上述结果,以A2地块所种烤烟的各方面表现最优,且大体符合优质“中棵烟”标准。A2地块的土壤基本理化性质:pH值为7.20;有机质含量为24.23 g/kg;全氮含量为1.32 g/kg;全磷含量为0.93 g/kg;全钾含量为31.24 g/kg;水解性氮含量为106.40 mg/kg;有效磷含量为46.14 mg/kg;速效钾含量为377.95 mg/kg。
表4 不同地块土壤的基本理化性质
3 小结与讨论
烟叶质量受土壤、品种、栽培技术、气候和烘烤技术等多种因素的影响,而土壤是优质烟形成的基础,是影响烟叶质量的首要环境因素[14]。前人就土壤养分(肥料的施用)或土壤pH值对烤烟产量和质量的影响研究较多,但细致分析土壤理化性质的试验研究鲜见。赵鹏力等[15]研究发现,土壤中碱解氮和速效磷含量与C3F烤烟烟碱含量有较高的正相关性,土壤中有机质含量与烤烟总氮、总糖、还原糖含量具有正相关性。这与本研究的结果类似,本研究各地块的土壤性质存在显著差异,这可能是导致不同地块烟叶质量存在差异的原因。
烟叶的主要化学成分是烟叶品质鉴定的重要指标,是决定烟叶质量和风格特色的物质基础,烟叶的化学成分含量及其比例协调性直接影响烟叶品质的优劣[16-18]。戴冕等[19-21]的研究结果表明,烟叶品质受基因及环境互作效应的影响,不同地区的气候、土壤营养成分和栽培技术条件不同,所产烟叶的化学成分存在较大的差异。烟叶的内在质量指烟叶内各种化学成分的含量和协调性[22]。烟叶的物理特性、外观质量、内在质量、化学成分、安全性、可用性等是衡量烟叶品质优劣的主要方面[23]。卢政言[24]研究发现,烟草对土壤的适应性很强,可以生长在多种土壤上,但对于生产品质优良的烟叶而言,烤烟植株需要土层深厚、肥力好、土温较高、排水通气性较好的砂壤土。
本试验的研究结果表明:不同地块种植烤烟的田间长势存在一定程度的差异,其中A2地块略优于其他2个地块,A3地块的烤烟田间长势最差;在经济性状和原烟外观质量上,均以A2地块表现最好,A3最差;只有A2地块烤烟的化学成分含量大体符合优质“中棵烟”的标准,其余2个地块均只有部分指标达标;3个地块的土壤基本理化性质存在差异,以A2地块的理化性质总体最优,该地块最适于种植云烟87的“中棵烟”。