增施不同促根剂对皖南烤烟生长和品质的影响

彭润润，李举旭，郑 好，张小全，武云杰，李洪臣，蔡文龙，刘晓晖

(1河南农业大学 烟草学院，河南 郑州 450002；2 武汉乐道物流有限公司，湖北 武汉430048；3 河南省烟草公司三门峡市公司，河南 三门峡472000；4 深圳烟草工业有限责任公司，广东 深圳 518109 )

根系是植物的重要器官，其形态结构、分布和活力的变化可影响植株对土壤养分的吸收，从而影响地上部分的生长发育及产量和质量[1]。培育发达的根系是优质烟叶生产的基础[2]。在烟草生产上，人们通过改变起垄方式[3]、增加垄体高度[4]、粉垄深耕[5]、深栽[6]、覆膜[7]、交替隔沟灌溉[8]等栽培措施，以及增施磷肥[9]、有机肥[10]、肥料增效剂[11]、土壤改良剂[12]等方式来培育或促进烟株根系发育。近年来大量研究发现，增施少量的有机物料、土壤调理剂、高分子聚合物等,不但能直接为植株提供营养，还能改善植物根际土壤环境，促进根系发育，起到促根剂的作用。黄腐酸钾(TPFA)中的黄腐酸成分具有优良的生物活性，能够增强作物体内诸多生物酶的活性，增强根系活力[13]。γ-聚谷氨酸(TPGA)是一种高分子阴离子聚合物，作为肥料增效剂具有促进作物养分吸收和提高肥料养分利用率的作用[14]。目前河南部分烟区烟农还保留着烟草移栽时施用炒熟芝麻(TCSS)的传统，研究表明，施用炒熟芝麻可以促进烟株根系发育、提高烟叶油分和品质[15-17]。豆浆灌根(TSRI)技术在豫西雨养烟区得到大面积推广应用，可以有效促进烤烟根系与地上部分的生长发育，提高烟叶产量和质量[18-19]。松土促根剂(TRLA)可改善土壤物理性状和耕层微生态环境，增强土壤保水保肥能力，促进烟株根系发育，提高烤烟经济性状，在部分烟区逐渐推广应用[20-21]。

皖南烟区是中国典型浓香型烟叶产区，生产的烟叶浓香型风格突出，香气浓郁细腻，焦甜香特色明显[22]。该烟区植烟土壤呈微酸性，有机质含量丰富，但总氮和碱解氮含量偏高，速效钾含量偏低，加之化学肥料的常年施用，导致烟叶烟碱含量偏高，而钾含量偏低[22-23]。烟草对钾素的吸收利用与其根系状况息息相关[24]。基于此，本试验研究了在正常施肥基础上增施TPFA、TPGA、TCSS、TRLA和TSRI对皖南烤烟生长发育和品质的影响，旨在为皖南烟区高质量烟叶生产提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试烤烟品种为云烟97，由安徽皖南烟叶有限责任公司提供。烟草专用有机无机复合肥(N、P和K质量比为5∶8∶12，有机质含量20%)，由贝思特有机活性肥料有限公司生产。黄腐酸钾为矿源黄腐酸钾(黄腐酸含量52%，氧化钾含量20%)，由新疆双龙腐殖酸有限公司生产。γ-聚谷氨酸(含量为8%)，由台湾味丹企业股份有限公司生产。熟芝麻，白芝麻炒熟，养分含量为全氮57.1 g/kg，全磷26.2 g/kg，全钾14.3 g/kg，蛋白质452.0 g/kg。豆浆，每1 kg黄豆加9 kg水磨碎成豆浆，密封保存腐熟发酵10 d即得试验所用的豆浆，其养分含量为有机质674.3 g/kg，磷14.6 g/kg，钾14.1 g/kg。松土促根剂，由河南省火车头农业技术有限公司生产。

1.2 试验设计

试验于2019年在安徽省宣城市鄂皖黄鹤楼烟叶高科技示范园进行。试验地土壤为砂壤土，前茬作物为水稻，土壤理化性质为pH 6.23，有机质含量24.90 g/kg，全氮含量1.65 g/kg，碱解氮含量46.90 mg/kg，速效磷含量35.29 mg/kg，速效钾含量184.25 mg/kg。按当地优质烤烟生产技术方案，试验田在起垄前撒施烟草专用有机无机复合肥1 350 kg/hm2，烤烟移栽后35 d垄上撒施有机无机复合肥750 kg/hm2。

大田采用单因素随机区组设计，共设置常规施肥(CK)及增施TPFA、TPGA、TCSS、TRLA和TSRI等6个处理。增施TPFA处理TPFA施用量为3.0 kg/hm2，每40 g兑水定容至100 L，移栽时每株穴灌500 mL。增施TPGA处理TPGA施用量为1 500 L/hm2，每2 L原液兑水定容至100 L，移栽时每株穴灌500 mL。增施TCSS处理TCSS施用量为75 kg/hm2，每1 kg熟芝麻与4 kg细土混匀，移栽时每株穴施25 g。TSRI处理黄豆施用量为150 kg/hm2，每1 kg黄豆加工成发酵豆浆后用水定容至50 L，移栽后30 d(团棵期)每株灌根500 mL。增施TRLA处理TRLA施用量为30 kg/hm2，每1 kg TRLA与11.5 kg细土混匀，移栽时每株穴施混合物25 g。小区面积为120 m2，行距120.00 cm，株距50.00 cm，小区为4行区，每小区植烟200株，田间2次重复。试验于3月28日移栽，烟株第1朵中心花开放50%时打顶，其他田间管理按当地优质烤烟生产技术方案执行。待烟叶成熟时，各小区分别收获，采用密集烘烤工艺进行烘烤。

1.3 测定项目及方法

农艺性状调查：在移栽后35，50，65，80和95 d，选取5株有代表性的烟株测量株高、茎围、有效叶数、最大叶长、最大叶宽，计算最大叶面积(最大叶面积=叶片长×叶片宽×0.634 5)。同时，选取有代表性的烟株3株，挖出后将根、茎、叶分开，用自来水冲洗干净，擦干表面水分后称质量，然后于105 ℃下杀青30 min，70 ℃烘干至恒质量，称各部分干物质质量，计算整株干物质质量。烟叶成熟后分部位采收，采用三段式烘烤工艺烘烤，获得烤后烟叶，统计各处理烤后烟叶小区产量，并按当地收购价格计算产值、均价、上等烟和中等烟比例。

分别选取各处理上部叶B2F等级和中部叶C3F等级烟叶，测定其外观质量、物理特性、化学成分含量和感官质量。烟叶外观质量由国家烟草质量监督检查中心专家鉴定，评价指标包括成熟度、颜色、结构、身份、油分、色度、均匀度、弹性、柔软度，各指标满分均为10分，计算总分(各指标得分之和)。烟叶物理特性中的叶长、叶宽用直尺测量，单叶质量、叶梗质量用天平测定，含梗率为叶梗质量在烟叶中所占的质量分数，拉力由四川长江造纸仪器有限责任公司生产的薄片抗张试验机测定，粘附力由物理特性分析仪测定[25]。烟叶的总氮、总糖、还原糖、烟碱、钾和氯含量用流动分析仪法测定。烟叶感官质量由湖北中烟和国家烟草质量监督检查中心评吸专家鉴定，包含香气质、香气量、杂气、刺激性、余味、劲头、浓度、燃烧性、灰色，各指标满分分别为18，16，16，20，22，5，5，4，4分，计算评吸总分。

1.4 数据分析

采用Excel 2016进行试验数据整理，并利用SPSS 26.0对数据进行One-way ANOVA方差分析，多重比较采用Duncan法。

2 结果与分析

2.1 增施不同促根剂对烤烟生长发育的影响

2.1.1 农艺性状 由图1可以看出，与对照(CK)相比，TPFA、TPGA和TSRI处理株高在移栽后35～95 d显著增大，TRLA处理株高在移栽后前80 d增大，TCSS处理株高在移栽后前80 d减小。TPFA、TPGA和TSRI处理对烟株有效叶片数的效应明显，移栽后95 d，其有效叶片数较CK均显著增加。与CK相比，TPFA、TPGA、TSRI和TRLA处理烟株移栽后35～50 d的茎围均增大。与CK相比，TPFA、TPGA和TSRI处理烟株的最大叶面积在移栽后35～95 d增大，TCSS处理最大叶面积在生长过程中减小。结果表明，TPFA、TPGA、TSRI和TRLA处理可促进烟株的生长发育。

2.1.2 干物质积累 如表1所示，移栽后35 d，各处理烤烟叶、茎、根和单株干物质质量均显著高于CK，单株干物质质量表现为TPFA>TPGA>TSRI>TRLA>TCSS>CK，其中TPGA处理烟株的根和茎及TPFA处理的叶干物质质量显著高于其他处理。移栽后50 d，除TCSS处理的各部位和单株干物质质量显著低于CK外，其他处理均显著高于CK，TSRI、TPFA和TPGA处理的各部位干物质质量均高于其他处理。移栽后65 d，各处理烤烟单株和叶干物质质量均显著高于CK，单株干物质质量表现为TPGA>TSRI>TRLA>TPFA>TCSS>CK，TCSS的根干物质质量显著低于其他处理和CK。移栽后80 d，TPGA、TPFA和TRLA处理的单株干物质质量、TPFA和TPGA处理的根干物质质量、TPGA和TCSS处理的茎干物质质量及TPGA、TRLA、TPFA和TCSS处理的叶干物质质量均显著高于CK。移栽后95 d，各处理烤烟单株、根和茎干物质质量均显著高于CK，TPFA和TPGA处理的单株干物质质量较CK分别增加了39.00%和61.22%；TRLA和TPGA处理的单株和叶干物质质量、TSRI和TRLA处理的根干物质质量和TSRI处理的茎干物质质量均显著高于其他处理。综合分析发现，与CK相比，5种促根处理均能不同程度地促进根系发育，增加干物质积累量，TPFA、TPGA、TSRI和TRLA处理的促根效应显现较早，而TCSS处理的促根效应显现较晚。

图柱上标不同小写字母表示同一移栽后时间不同处理间差异显著(P<0.05)Different lowercase letters indicate significant difference (P<0.05)among treatments at the same time after transplanting

表1 增施不同促根剂处理烤烟不同部位干物质质量的比较

2.2 增施不同促根剂对烤烟经济性状的影响

从表2可以看出，TSRI处理烤烟的产量和产值最高，较CK分别增加了8.85%和12.53%,差异显著；其次为TPGA处理，较CK分别增加8.25%和6.84%。均价除TPFA处理显著低于CK外，其他处理与CK无显著差异。TRLA和TPGA处理的上等烟比例显著高于CK，分别达到53.96%和50.00%；TPFA处理的上等烟比例显著低于其他处理，而中等烟比例却显著高于其他处理。总体而言，TPGA和TSRI处理能够有效提高皖南烤烟产量、产值和上等烟比例。

表2 增施不同促根剂处理烤烟经济性状的比较Table 2 Comparison of economic characters of flue-cured tobacco among different root-promoting practices

2.3 增施不同促根剂对烟叶品质的影响

2.3.1 外观质量 由表3可知，增施不同促根剂对烤烟上部烟叶(B2F等级烟叶)的成熟度、油分、色度和弹性无明显影响，对颜色、结构、均匀度、柔软度有一定影响，除TCSS处理外的其他处理颜色得分均高于CK，TSRI和TRLA处理因结构、身份、均匀度分值偏低导致总分低于对照；中部烟叶(C3F等级烟叶)除TRLA处理外其他处理成熟度、颜色、结构、油分、均匀度、弹性均无差异， TSRI处理的身份、色度较好，外观质量总分最高。总体来说，TPGA和TSRI处理分别对提高上部叶和中部叶外观质量有明显作用。

表3 增施不同促根剂处理烤烟烤后烟叶外观质量的比较Table 3 Comparison of appearance quality of flue-cured tobacco leaves among different root-promoting practices

2.3.2 物理特性 由表4可知，增施不同促根剂可不同程度地增加上部烟叶(B2F等级烟叶)和中部烟叶(C3F等级烟叶)的叶长、叶宽和单叶质量(TCSS处理单叶质量和中部叶叶宽除外)，与CK相比，TPFA和TSRI处理上部叶的叶长和叶宽，TPFA、TPGA、TSRI处理中部叶的叶长，TPGA处理中部叶的叶宽及TPGA、TSRI、TRLA处理上部叶和TSRI处理中部叶的单叶质量均显著增加。TPFA、TCSS处理上部叶的叶梗质量和TPFA、TPGA、TSRI、TRLA处理上部叶的含梗率较CK均显著降低，TPGA处理中部叶的含梗率显著提高了27%。不同促根措施显著提高了上部叶和中部叶的拉力和粘附力，其中TPGA和TSRI处理上部叶、中部叶的拉力较CK分别提高了110.7%，50.3%和95.5%，44.4%；TPFA、TPGA、TSRI处理对2个部位烟叶的粘附力提升效果相对较好。总体来说，TPFA、TPGA、TRLA和TSRI处理在改善上部叶长宽、提高单叶质量，增强叶片拉力和粘附力方面效果较好。

表4 增施不同促根剂处理烤烟烤后烟叶物理特性的比较Table 4 Comparison of physical characteristics of flue-cured tobacco leaves among different root-promoting practices

2.3.3 化学成分 从表5可以看出，不同处理对烤烟上部叶(B2F等级烟叶)总糖和还原糖含量的影响小于对中部叶(C3F等级烟叶)的影响，上部叶各处理与CK无显著差异；中部叶除TSRI处理的还原糖含量与对照相当外，其他处理总糖和还原糖含量均显著低于CK。烟碱和总氮含量处理间差异明显，TPFA处理上部叶的烟碱含量、上部叶和中部叶的总氮含量均显著高于对照；TPGA处理上部烟叶烟碱和总氮含量均显著低于对照，中部烟叶显著高于对照。与CK相比，各处理均显著提高了中部叶的钾含量；TCSS和TSRI处理显著提高了上部叶钾含量，其他处理上部叶钾含量与CK无显著差异。不同促根措施上部叶和中部叶氯离子含量均较CK有所增加，但均在烟叶适宜范围内。TCSS和TSRI处理上部叶的钾氯比较对照增加，TCSS、TSRI、TRLA处理上部叶和TPFA、TPGA处理中部叶的糖碱比均在9～10，更接近优质烟叶的比值[26]。总体来说，增施不同促根剂可以明显影响烟叶的烟碱、总氮和钾含量，而且均可显著提高中部叶的钾含量。

表5 增施不同促根剂处理烤烟烤后烟叶化学成分的比较Table 5 Comparison of chemical constituents of flue-cured tobacco leaves among different root-promoting practices

2.3.4 感官质量 由表6可以看出，增施不同促根剂对烤烟上部叶(B2F等级烟叶)感官质量的提升作用较为明显，其中TCSS处理总分最高，其次为TPGA和TSRI处理，其主要是增加了上部叶的香气质、香气量，提升了烟气劲头；TCSS和TRLA处理的口感表现出余味变差，TRLA处理因刺激性变大得分降低。TPFA和TPGA处理对烤烟中部叶(C3F等级烟叶)感官质量的提升较为明显，其总分较CK分别提升了2.5和3.5分，主要是香气质、香气量、余味和灰色指标得到改善；TCSS和TSRI处理可提高中部叶香气量，但杂气较重；TRLA处理中部叶的香气质、香气量较低，杂气和刺激性最重，余味不适。总体来说，增施不同促根剂可以不同程度地提升烟叶的香气质和香气量，TPFA和TPGA处理对烤烟上部叶和中部叶的感官质量均有提升作用。

3 讨论与结论

不同栽培措施对烟株根系和生长发育具有不同的影响，从而导致烟株地上部分的生长发育不同[27-28]。本研究发现，5种促根处理均能不同程度地促进皖南烟区烟草的根系发育，增加干物质积累量，其中TPFA、TPGA、TSRI和TRLA处理的促根效应显现较早， 而TCSS显现较晚。松土促根剂因由多种有机无机化合物及微量元素组成，施用时可以迅速补充土壤养分，从而促进植株根系发育和地上部分生长[29]。王守刚等[30]研究发现，施用松土促根剂的烤烟在移栽后40 d最大叶面积提升最为显著，与本试验结果一致。本试验中，TPGA处理在烤烟生长中后期干物质积累量显著高于其他处理，这可能与TPGA的保肥性及增强土壤团聚结构、富集营养成分以及促进氮素代谢的功能有关[31]。TPFA和TSRI处理的促根效应，前期可能与其能及时补充土壤养分含量并促进植株吸收和生长有关，后期可能与其可改善土壤的微生态环境从而促进根系生长有关[19,32]。TCSS处理的促根效应显现较晚，这与化党领等[17]的研究结果相一致，可能与其在土壤中要有一个养分矿化释放过程有关。

表6 增施不同促根剂处理烤烟烤后烟叶感官质量的比较Table 6 Comparison of sensory quality of flue-cured tobacco leaves among different root-promoting practices

研究表明，促进烟草根系发育可提高烟叶产量和产值，改善烟叶品质[5,7,13,17,21,27,30]。本试验中TPGA和TSRI处理能够有效提高皖南烤烟产量、产值和上等烟比例，这与马京民等[18]和戴华鑫等[33]的研究结果一致；而TPFA和TRLA处理的产量和产值提升不明显，这与陈泽斌等[13]、张兆扬等[21]和王守刚等[30]的研究结果不一致，原因可能与皖南生态条件下烤烟的有效叶片数多、叶片养分供应不均衡、烟叶烘烤特性不理想及烘烤损失较大有关。本研究中，TPFA、TPGA、TSRI处理可改善上部叶颜色、提高烟株的单叶质量以及增强叶片拉力和粘附力，显著提高中部叶的钾含量，增加上部叶香气质和香气量，从而提升烟叶品质。TSRI处理对烟叶品质的提升效果与马京民等[18]和戴华鑫等[33]的研究结果相一致，原因可能与TSRI中的有机物料能够提供有机养分，改善耕层微生态环境，协调烟株碳、氮代谢有关[15-17]，其机理还需要进一步深入研究。松土促根剂能有效改善土壤物理性状和耕层微环境，提升烟叶品质[13,21,30]，但在皖南烟区TRLA处理在提升烤烟品质方面无明显效果，这可能与不同试验点的生态条件和土壤养分不同有关[23]，因此有必要进一步研究皖南烟区松土促根剂与氮肥配施对烟叶品质的影响。

综合所述，皖南烟区在正常施肥的基础上，增施黄腐酸钾、γ-聚谷氨酸、熟芝麻、松土促根剂和团棵期豆浆灌根均可以促进烟株根系发育，增加烟株干物质积累量。其中增施γ-聚谷氨酸和豆浆灌根可显著提高烤烟产量、产值，改善烤烟上部叶颜色，增加单叶质量，增强叶片拉力和粘附力，提高烤烟钾含量和香气量，改善上部叶感官质量，提升烟叶品质，具有潜在的推广价值。