不同绿肥压青对黔北烤烟生长及其品质的影响
2022-12-01冯小芽田维强蒋卫温明霞
冯小芽,田维强,蒋卫,温明霞*
(1.遵义市烟草公司播州分公司,贵州 遵义 563100;2.贵州省烟草公司遵义市公司,贵州 遵义 563000)
在我国烤烟种植中,由于长期施用化肥导致部分烟区的烟田土壤板结、碳氮比下降,理化性质变劣,养分失衡,并成为我国烟叶质量进一步提高的重要限制因素[1]。绿肥是农业生产中重要的有机生物肥源,绿肥压青还田在改善土壤理化性质、提高作物产量、增加土壤肥力[2-4]、增强土壤微生物活性[5-7]等方面具有重要作用。翻压绿肥可将绿肥生长发育过程中吸收的氮磷钾等物质通过腐解释放到土壤中,并以易被植物吸收的有机态形式存在,可显著提高土壤中氮、磷以及有机质的含量,改善土壤理化性状,维持与提高土壤肥力。因此,合理轮作绿肥,改良植烟土壤,做到用地养地结合对烤烟种植具有重要意义。但由于绿肥的种类不同,其养分含量和碳氮比值等因素也不同[8-9],绿肥翻压后对土壤理化性状和微生物量将产生不同的影响,进而影响烟株的生长发育和烤后烟叶品质[10-11]。为此,研究利用光叶紫花苕和黑麦草做绿肥压青,探讨不同种类绿肥压青对黔北烟区烤烟生长发育及烟叶品质的影响,以期为提升遵义烟区土壤肥力,改善烟田土壤环境,促进烟叶质量的稳步提高及烟草行业的可持续发展提供依据。
1 材料与方法
1.1 试验地概况
试验于2019年11月至2020年9月在贵州省遵义市播州区乐山烟草科技园进行。试验地海拔980 m,土壤为该区代表性黄壤,肥力中等,土 壤pH 6.87、有 机 质40.07 g/kg、全 氮1.89 g/kg、全磷1.07 g/kg、全钾6.56 g/kg、速效氮38.09 mg/kg、速效磷17.96 mg/kg、速效钾42.98 mg/kg。
1.2 材料
烤烟品种:当地主栽品种云烟87,大面积生产用种;绿肥品种为光叶紫花苕和黑麦草,为当地适宜品种。
1.3 试验设计
试验设置4个处理,3次重复,随机区组排列,小区面积60 m2。处理1,对照(不翻压绿肥);处理2,单播黑麦草;处理3,单播光叶紫花苕;处理4,混播黑麦草和光叶紫花苕。
2019年11 月中旬播种黑麦草和光叶紫花苕,播种方式为撒播,2020年3月底集中收割、粉碎为3~5 cm的小段,均匀填田翻压,翻压深度在20 cm左右。绿肥压青处理后,各处理同时整地起垄,2020年4月20日进行烟苗移栽。各处理施纯氮6 kg/667m2,黑麦草处理每翻压1 500 kg施氮量减少1 kg/667m2,光叶紫花苕处理每翻压1 500 kg施氮量减少1.5 kg/667m2。其他栽培管理措施按当地常规进行,所有试验操作均在同一天完成。
1.4 测定指标
1.4.1 绿肥含水率及生物产量 含水率的测定:收获前1 d在各小区选取有代表性的样方1个,面积为0.25 m(20.5 m×0.5 m)收获地上部分所有植株,称取鲜样质量,随后将样品置于鼓风式干燥箱,在105℃条件下杀青30 min,然后在65℃条件下恒温干燥48 h至恒重,称取干物质质量,计算各样品的含水率。生物产量的测定:按小区取样,各小区全区收获地上部分所有植株,称取其质量。
1.4.2 田间农艺性状 移栽后35 d、60 d和90 d,随机选取各处理有代表性烟株10株,调查记录株高、茎围、叶片数、最大叶面积。
1.4.3 烟叶经济性状 每处理按炕次分别定级,记录各等级重量,计算产量、上、中等烟比例、均价等,级外烟和样品烟参与产量统计。
1.4.4 化学分析指标 烤后烟按部位取样,分别取上橘二(B2F)、下橘二(X2F)和中橘二(C2F),参照烟草化学品质分析法[12]对所取烟样进行总糖、还原糖、总氮、烟碱、钾、氯、蛋白质成分分析。水溶性总糖含量的测定采用蒽酮显色法;还原糖含量的测定采用伯川法;总氮含量的测定采用凯氏定氮法;烟碱含量的测定采用紫外分光光度法;钾含量的测定采用火焰光度法;氯含量的测定采用莫尔法;蛋白质含量的测定采用连续流动分析法。
1.4.5 烟叶感官评吸质量评价 烟叶样品经去梗、切丝、烘干和平衡水分后卷制成卷烟,对香气质、香气量、吃味、余味、刺激性、燃烧性和灰分等7个评吸指标按“9分制”单料烟检验标准进行评价,评吸总分为7个评吸指标之和。
2 结果与分析
2.1 绿肥的生物产量及含水率
黑麦草和光叶紫花苕的生物产量分别为2 978 kg/667m2和2 512 kg/667m2,混播黑麦草和光叶紫花苕的生物产量为2 750 kg/667m2。黑麦草和光叶紫花苕的含水率分别为83.03%和86.13%,混播黑麦草和光叶紫花苕的含水率为84.54%。
2.2 绿肥压青对烟株农艺性状的影响
由表1可知,绿肥翻压有利于提高烟株田间农艺性状,不同种类绿肥翻压后烟株的茎高、茎围、最大叶面积都大于对照,但不同种类绿肥处理间无显著差异。表明绿肥翻压后对烟株的生长有促进作用,主要是由于绿肥除本身的养分外,还可改良土壤结构和增加土壤微生物的活性,加速土壤矿质养分的释放,从而为烟株的生长提供养分。从烟株农艺性状综合表现来看,处理4最好,其次是处理3和处理2。其中处理4移栽后30 d的最大叶面积为533.5 cm2,较对照高92.2 cm2;移栽后60 d的叶数和最大叶面积为24.7片/株和1 508.1 cm2,分别较对照高1.2片/株和104.8 cm2;移栽后90 d的茎高、茎围和最大叶面积为108.2 cm、10.4 cm和1 376.2 cm2,分别较对照高8.1 cm、0.9 cm和328.8 cm2。
表1 不同绿肥处理烟株的农艺性状
2.3 绿肥压青对烟叶主要经济性状的影响
从表2可知,翻压绿肥处理的产量和产值极显著高于对照,与祖韦军等[11-14]研究一致。不同绿肥处理的烤烟产量和产值分别较对照增加9.00%~21.14%,9.83%~22.93%,其中产值最高的是处理4,处理2其次,处理2与处理4间无显著差异。处理4的产量和产值分别较对照增加21.14%和22.93%;处理2的产量和产值分别较对照增加16.31%和22.36%。处理2的均价和上等烟率最高,分别为12.7元/kg和39.1%;处理1的均价和上等烟率最低,分别较处理2低0.6元/kg和7.7百分点,差异达显著水平。处理4的均价和上等烟率低于处理2,但差异未达显著水平。中等烟率各处量间无显著差异。说明绿肥压青有利于提高烟叶种植效益,单播黑麦草处理可获得更好的经济性状。
表2 不同绿肥处理烤烟的主要经济性状
2.4 绿肥压青对烤后烟叶主要化学成分的影响
从表3可知不同绿肥处理对烟叶不同部位化学成份的影响。
表3 不同绿肥处理烟叶的主要化学成分含量
2.4.1 上部叶 与对照相比,处理2的烟碱、氯和蛋白质含量降低,分别较对照低0.23百分点、0.07百分点和0.82百分点,总氮略降;总糖、还原糖和钾升高,分别较对照高2.27百分点、0.75百分点和0.13百分点;糖碱比和钾氯比较对照高0.53和0.78。处理3的烟碱、总氮和蛋白质分别较对照高0.35百分点、0.21百分点和0.21百分点;总糖、还原糖和氯含量分别较对照低3.78百分点、3.33百分点和0.11百分点;钾含量略升,糖碱比较对照低1.21,钾氯比较对照高0.87。处理4的烟碱和总氮含量与对照相当,钾含量和钾氯比高于对照,总糖、还原糖、氯和蛋白质含量均低于对照,糖碱比较对照低0.77。从不同绿肥种类来看,处理2的烟碱、总氮和蛋白质含量最低,总糖、还原糖、钾含量和糖碱比最高,钾氯比也较高;处理3的烟碱、总氮、蛋白质含量和钾氯比最高,总糖、还原糖、钾、氯含量和糖碱比最低;处理4的氯含量最高,钾氯比最小。
2.4.2 中部叶 与对照相比,处理2的烟碱、总氮和氯含量降低,分别较对照低0.60百分点、0.16百分点和0.08百分点,蛋白质略降;总糖、还原糖和钾含量升高,分别较对照高1.97百分点、0.67百分点和0.25百分点;糖碱比和钾氯比分别较对照高2.01和4.45。处理3的烟碱和钾含量与对照相当,总氮和蛋白质升高,分别较对照高0.10百分点和0.51百分点;总糖、还原糖和氯含量降低,分别较对照低0.94百分点、1.32百分点和0.05百分点;钾氯比较对照高1.6,糖碱比较对照低4.55。处理4的总氮和钾含量升高,分别较对照高0.17百分点和0.29百分点;还原糖和氯含量降低,分别较对照低1.17百分点和0.10百分点;钾氯比较对照高4.84,其他化学成分指标无明显差异。从不同绿肥种类来看,处理2的烟碱、总氮和蛋白质含量最低,总糖、还原糖含量和糖碱比最高,钾含量和钾氯比也较高;处理3的蛋白质和氯含量最高,总糖、还原糖、钾含量、糖碱比和钾氯比最低;处理4的总氮、钾含量和钾氯比最高,氯含量最低,其他各项化学成分指标居中。
2.4.3 下部叶与对照相比,处理2的烟碱、总氮、氯和蛋白质含量降低,分别较对照低0.15百 分点、0.13百 分 点、0.42百 分 点和0.54百分点;总糖、还原糖和钾升高,分别较对照高4.66百分点、3.09百分点和0.29百分点;糖碱比和钾氯比分别较对照高1.56和1.59。处理3的总氮、钾和蛋白质含量升高,分别较对照高0.17百分点、0.11百分点和0.66百分点;总糖、还原糖和氯含量降低,分别较对照低3.28百分点、3.03百分点和0.07百分点;糖碱比较对照低0.29,钾氯比较对照高0.51。处理4的钾含量和钾氯比分别较对照高0.36百分点和0.51;氯含量较对照低0.13百分点。从不同绿肥种类来看,处理2的总糖、还原糖含量和糖碱比最高,除烟碱外的其他各项化学成分指标与处理4相当;处理3的总氮、氯和蛋白质含量最高,总糖、还原糖、钾含量和糖碱比、钾氯比最低。
2.5 绿肥压青对烟叶评吸质量的影响
从表4可知,绿肥压青对烟叶评吸质量影响较大。单播黑麦草处理烟叶的评吸总分最低,上部叶、中部叶和下部叶的评吸总分分别较对照低1.7分、1.7分和1.2分,主要表现为香气质、香气量、吃味和杂气等变差。处理4的评吸质量略优于处理2,但差异不明显。处理3上部叶和下部叶的评吸总分高于对照0.3~0.5分,提高烟叶香气量作用明显;中部叶的评吸总分与对照相当。总体来看,豆科绿肥光叶紫花苕可增加烟叶香气量,减少杂气,对烟叶评吸质量有一定的提高作用,禾本科黑麦草使烟叶杂气变重,香吃味不佳,对烟叶吸食品质有不利影响,可能与黑麦草翻压时间过迟,腐解不完全有一定关系,其真实原因有待进一步分析。
表4 不同绿肥处理烟叶的评吸质量 分
3 讨论与结论
研究表明,翻压绿肥后的烟株生物学性状优于不翻压绿肥处理,这与江智敏等[15]的研究结果一致,其中混播黑麦草和光叶紫花苕处理烟株农艺性状综合表现最好,移栽后30 d、60 d和90 d的最大叶面积为533.5 cm2、1 508.1 cm2和1 376.2 cm2,较对照分别增加20.89%、7.46%和31.39%。移栽后30 d、60 d和90 d的茎高和茎围为13.7 cm和6.2 cm、134.1 cm和8.9 cm、108.2 cm和10.4 cm,分别较对照增加7.87%和5.08%、1.05%和2.29%、8.09%和9.47%;但各绿肥翻压处理间无明显差异。绿肥压青有助于烟叶种植效益的提高,综合来说,单播黑麦草处理可获得更优的品质性状,均价和上等烟率为12.7元/kg和39.1%,分别较对照增加4.72%和24.52%;其次是混播黑麦草和光叶紫花苕,均价和上等烟率为12.3元/kg和33.6%,分别较对照增加1.65%和7.00%。
翻压绿肥有利于增加烟叶钾含量,降低氯含量,提高钾氯比,混播黑麦草和光叶紫花苕压青后的影响最为明显,这与石屹等[16-19]得出的绿肥压青能提高烟叶中钾含量的结论一致。单播黑麦草可在一定程度上提高烟叶品质,改善化学成分协调性,翻压后烟叶的烟碱、总氮和蛋白质含量均降低,总糖、还原糖含量和糖碱比都升高。
黑麦草翻压后使烟叶杂气变重,香吃味不佳,对烟叶吸食品质有不利影响,可能与翻压时间过迟,秸秆木质化程度高,木质素等难以分解的有机物质含量高,腐解不完全,在烟草的生长发育过程中因分解释放有毒害的中间产物有关[20]。因此,确定合理的黑麦草翻压时期,对于提高烟叶的内在品质非常重要。光叶紫花苕属于豆科植物,固氮能力较强,翻压后可增加烟叶香气量,减少杂气,对烟叶评吸质量有提升作用,但绿肥翻压过量会使土壤中氮含量过高,造成烟株贪青晚熟不落黄,将引起上等烟比例和均价的降低[21],翻压数量过大对烟叶化学成分有不利影响。因此,确定合理的光叶紫花苕翻压量和施肥量,对于改善烟叶化学成分的协调性尤其重要。
试验仅限一年试验,有必要进一步多年多点验证。不同地区因气候条件和土壤状况不一致,种植绿肥需因地制宜,选择适宜的种类,确保绿肥翻压时有充足的生物量和适宜的翻压时期,满足改良土壤的需要。种植禾本科绿肥时,应掌握好合理的播种期和翻压期。种植豆科绿肥时,其强大的根瘤菌固氮能力强,碳氮比值低,应掌握好翻压量和施肥量;同时,因其根系发达、营养丰富易招致地下害虫危害,因此在翻压时应配合进行地下害虫防治,以防止大田移栽后发生缺苗现象。