叶面和根部施用沼液对烟叶产质量的影响

任 杰，任百战，龚鹏飞，刘 浩，高巨向，荣凡番，云 龙

(1中国农业科学院 烟草研究所，山东 青岛 266101；2陕西省烟草公司延安市公司，陕西 延安 716000；3红云红河烟草(集团)有限责任公司，云南 昆明 650231)

沼液是秸秆和人畜粪便等经厌氧发酵的残留液体产物，含有一定量的有机质、氮、磷、钾、腐殖酸、微量营养元素、多种氨基酸、酶类和有益微生物，是一种优质、高效的有机肥料。沼液中的某些物质对病虫害有抑制作用，可以用作防治作物病虫害[1-2]。研究表明，沼液对玉米、番茄、葡萄等农作物的产量和品质均有一定改善作用[3-5]。国内学者也开展了一些关于沼液在烟叶生产上的应用效果研究，结果表明，施用沼液能促进烟株生长，改善烟叶农艺性状和经济性状[6-11]，叶面喷施沼液对烟草病毒病、黑胫病和赤星病有较好的防治效果[6]；沼液在起垄时与复合肥配合施用可提高烟叶烟碱含量[7,10]，改善化学成分协调性和评吸品质[7]。但不同产区由于沼气来源、施用量和施用方法不同，研究结果也有一定差异，如有研究发现，叶面喷施废弃鲜烟叶发酵的沼液对病毒病的发生不但没有抑制作用，反而会导致发病率的轻微上升[8]；也有研究认为，在烟叶生长过程中施用沼肥会导致烟碱含量降低[9]。因此，不同产区需结合实际情况开展沼液的施用量及施用方式研究，以明确沼液在烟叶生产上的应用效果。

随着新能源在农村的普及推广，陕西延安烟区大多数农户都建有沼气池，2010年沼气池数量已经覆盖了90.1%的村庄[12]。大量产生的沼液是农村使用最普遍的有机肥料，而明确沼液在烟叶上的应用效果及其在烟叶生产上的施用方法及施用量，是烟草科技工作者和烟农最为关注的问题。基于此，本试验于2017-2018年研究了叶面和根部施用沼液对延安烟叶产量与质量的影响，明确沼液在延安烟叶生产上的应用效果及施用方法，以期为充分利用沼液资源、提高植烟效益提供依据。

1 材料与方法

1.1 材 料

试验于2017-2018年在延安市直罗现代烟草农业科技示范园进行，供试烤烟品种为当地主栽品种延安1号。试验地前茬作物为烤烟，土壤肥力中等。沼液取自当地常规沼气池，沼气池正常产气6个月以上，沼液经纱布过滤后施用，pH为7.8，全氮质量浓度1.10 g/L，全磷质量浓度0.24 g/L，全钾质量浓度0.48 g/L，有机质质量浓度0.25 g/L。

1.2 试验设计

试验设5个处理，分别为将沼液原液用清水稀释至原水平的30%(T1)、25%(T2)、20%(T3)、15%(T4)以及清水对照(CK)。每个处理设3次重复，每小区面积333 m2。在当地常规施肥基础上，2017年施用方法为叶面喷施，在移栽后7，20，40和60 d进行沼液叶面喷施处理，每次施用量为750 kg/hm2，对照喷施等量清水；沼液及清水喷施全部在上午10:00前或下午16:00后进行。2018年施用方法为移栽时一次性根部穴施，施用量为15 000 kg/hm2。膜下移栽时间分别为2017年4月21日和2018年4月17日，其他操作技术按照《宝塔山烤烟综合标准体系》执行。

1.3 测定项目及方法

1.3.1 经济性状 依据烤烟GB 2635-92的标准，对各处理烤后烟叶进行分级，计算各等级烟叶质量并折算每hm2产量，同时计算上等烟和下等烟比例；根据各等级烟叶收购价格计算产值，并折算每hm2产值，根据产值和产量计算均价。

1.3.2 发病率和病情指数 在烟叶平顶期调查每个小区赤星病、气候斑点病、角斑病、病毒病的发病率和病情指数，每个小区调查100株。发病率=(染病株数/调查总株数)×100%。将染病烟株按照病情严重程度分为5级，统计每个病情级别的染病烟株数量，计算病情指数。病情指数=∑(各级病株数×相应级数)/(调查总株数×最高级别值)×100。

1.3.3 外观质量 根据1.3.1节烟叶分级结果，每小区取C3F等级烟叶，按照文献[13]的方法对原烟颜色、成熟度、身份、结构、油分、色度等外观质量指标进行量化赋分。

1.3.4 化学成分和感官质量 根据1.3.1节烟叶分级结果，每小区取C2F和C3F等级烟叶各2.0 kg，混合均匀后送农业农村部烟草产业产品质量监督检验测试中心，进行常规化学成分分析和感官质量评价。还原糖、总糖、总植物碱、总氮、蛋白质、K2O含量分别按照行业标准YC/T 159-2019、YC/T 468-2013、YC/T 33-1996、YC/T 166-2003、YC/T 217-2007中的方法测定。感官质量评价按照行业标准YC/T 138-1998中的方法，对香气质、香气量、余味、杂气、刺激性、燃烧性和灰色等指标进行打分，各指标分数总和为感官质量总得分。

1.4 数据处理

采用SPSS 13.0软件用Duncan’s法对数据进行差异显著性多重比较分析。

2 结果与分析

2.1 不同沼液施用处理烤后烟叶的经济性状

从表1可以看出，随着叶面喷施沼液水平的提高，烟叶产量和产值表现出逐渐提高的趋势，但叶面喷施沼液处理烟叶整体质量下降，表现出上等烟比例均低于CK处理。叶面喷施沼液以T2(25%)和T3(20%)处理经济性状较好，在提高产值的同时可以兼顾上等烟比例。随着根部穴施沼液水平的提高，烟叶产量和产值均表现出先升高后下降的趋势，这可能是因为随着沼液穴施水平的提高，T1(30%)和T2(25%)处理烟株移栽后出现了烧苗现象(数据未列出)。综合分析认为，根部穴施沼液以T2(25%)和T3(20%)处理产值、产量和上等烟比例较高，经济性状较优。

表1 不同沼液施用处理烤后烟叶的经济性状Table 1 Economic characters of cured tobacco leaves with different biogas slurry application treatments

2.2 不同沼液施用处理烟叶的发病率及病情指数

烟株移栽后叶面喷施或移栽时根部穴施不同水平沼液对烟叶发病的影响见表2。

从表2可以看出，叶面喷施沼液对赤星病和角斑病的发生有较大负面影响，随叶面喷施沼液水平的提高，赤星病和角斑病的发病率和病情指数均有升高趋势；但叶面喷施沼液对病毒病的发生具有明显的抑制效果，病毒病发病率和病情指数显著低于CK处理；另外，对气候斑点病的发生也有一定抑制作用。与叶面喷施不同，根部穴施沼液对赤星病和角斑病的发生均无显著影响；2018年烟叶气候斑点病和病毒病发病较轻，但根部穴施沼液水平在20%(T3)以上时无气候斑点病和病毒病发生。综合分析认为，沼液施用方式以根部穴施方式效果较好，可降低发病风险。

2.3 不同沼液施用处理烤后原烟的外观质量

从表3可以看出，叶面喷施和根部穴施沼液对烤后烟叶的颜色、成熟度、身份和结构无明显影响，但对油分和色度指标有一定影响。叶面喷施沼液处理(T3(20%)处理除外)烤后烟叶油分和色度指标得分均显著低于CK处理。随着根部穴施沼液水平的提高，烤后烟叶油分指标得分逐渐下降，沼液水平为30%(T1)时，油分指标得分显著低于CK。根部穴施沼液为15%～20%时对烤后烟叶色度影响不显著。

表3 不同沼液施用处理烤后中部烟叶的外观质量得分(C3F)Table 3 Appearance quality of C3F cured tobacco leaves with different biogas slurry application treatments

2.4 不同沼液施用处理烤后烟叶的化学成分

从表4可以看出，叶面喷施和根部穴施沼液对烤后烟叶还原糖、总糖、总氮和蛋白质含量均无显著影响。施用沼液对烤后烟叶总植物碱含量有一定影响，随沼液施用水平的提高，总植物碱含量表现出升高趋势，但叶面喷施沼液水平达到30%(T1)、根部穴施沼液水平达到25%(T2)以上时，总植物碱含量与CK相比才具有显著差异。随沼液施用水平的提高，烟叶K2O含量也表现出逐渐升高的趋势，但叶面喷施沼液水平达到20%(T3)以上时，烟叶钾含量与CK的差异方达到显著水平，根部穴施沼液各处理间烟叶钾含量差异均未达到显著水平。

表4 不同沼液施用处理烤后中部烟叶的化学成分及其含量

2.5 不同沼液施用处理烤后烟叶的感官质量

从表5可以看出，随着叶面喷施沼液水平的提高，烤后烟叶感官质量得分表现出逐渐下降的趋势，但质量档次均为中等，T3(20%)和T4(15%)处理感官质量得分与CK基本相当。随着根部穴施沼液水平的提高，烤后烟叶感官质量得分表现出先升高后下降的趋势，T3(20%)和T4(15%)处理感官质量得分与CK无明显差异，质量档次均为中等+;T1(30%)和T2(25%)处理感官质量明显下降，质量档次下降为中等。

表5 不同沼液施用处理烤后烟叶的感官质量Table 5 Sensory quality of cured tobacco leaves with different biogas slurry application treatments

3 讨论与结论

沼液作为一种优质的有机肥料已经在作物上广泛应用，但因耕作制度、作物类型和种植地域等因素的不同，其在种植业领域的资源化利用在不同区域存在较大差异，在烟叶生产上的应用研究结论也不一致。本研究表明，不管是叶面喷施还是根部穴施沼液，均能提高烟叶的产量和产值，这与目前绝大部分研究结果一致，但在根部穴施过程中要注意施用水平，防止烧苗。叶面喷施沼液对烟叶病毒病的发生具有明显的抑制作用，这可能是因为叶面喷施沼液能有效减少烟蚜的虫口数量，达到防治烟蚜的效果[6]，从而阻断了病毒病的传播途径。但本研究也发现，叶面喷施沼液提高了赤星病的发病率，这与目前大多数研究结果不一致。例如有研究表明，沼液对立枯丝核菌具有明显的抑制效果[14]，从而可抑制赤星病的发生[6]。这可能是由于沼液产自厌氧发酵环境，所用发酵原料因种类、比例和条件不同，其所产沼液的成分、性质、抗病防虫功效也有很大差异[15-16]。但2018年根部穴施沼液处理对烟叶赤星病的发生没有明显影响，推测可能是所用沼液中含有赤星病致病菌所致，因为沼液虽经厌氧发酵，仍然含有大量微生物[17]，叶面喷施会加重赤星病的发病。

施用沼液对烤后烟叶的总糖和还原糖含量没有显著影响，但能在一定程度上提高总植物碱和钾含量，这与文献[7,10]的研究结果一致，这可能是因为沼液中含有一定量的氮、磷、钾素[1-2]，相当于在常规施肥基础上增加了氮肥和钾肥的施用量。但也有研究认为，沼肥施用能提高总糖和还原糖含量，而降低总植物碱含量[9]。在一定水平范围内，叶面喷施和根部穴施沼液对烤后烟叶感官质量没有显著影响，但施用水平超过一定范围则会对感官质量造成一定程度的不利影响。

综上所述，施用沼液能够提高烟叶经济性状，抑制病毒病的发生，但叶面喷施方式会降低上等烟比例，加重赤星病和角斑病的发病率。随着沼液施用水平的提高，烟叶外观质量逐渐下降，但沼液原液的15%～20%水平对外观质量无明显影响。施用沼液对烤后烟叶总糖、还原糖、总氮和蛋白质含量无明显影响，可在一定程度上提高总植物碱和钾含量。沼液原液15%～20%水平对烟叶感官质量无明显影响，随施用水平提高，感官质量呈下降趋势。综合分析认为，延安烟区在常规施肥基础上，烟叶移栽时根部穴施20%水平(15 000 kg/hm2)沼液，可在不影响烤后烟叶外观质量和感官质量的同时，提高烟叶产量和产值，降低病毒病的发病率。