施氮量和杈烟留叶数及打顶时期对白肋烟产量与品质的影响

戢 飞,文 涛,陈成立,吴宝成,张 方,段孝林,李仕杰,罗 芳,徐 腊

(1.恩施州烟草公司 建始县烟草专卖局,湖北 建始 445300;2.湖北省烟草公司 恩施州公司,湖北 建始 445300)

0 引言

【研究意义】白肋烟因其组织疏松,香气量足,弹性好,填充力高,燃烧性强等特性,是构成混合型卷烟的重要原料[1-3],优质的白肋烟则是生产优质混合型卷烟的先决条件[4]。近年来,白肋烟生产受行业政策和市场需求影响而呈“平稳-降速-平缓波动”发展趋势[5]。随着国外市场需求量上升,国内白肋烟市场逐步回暖,白肋烟上部叶和顶叶特有的香气量足、劲头大等特点更符合混合型卷烟原料适配率,其市场需求量正在发生变化[6]。在当前市场需求主导原料生产的大背景下,各地白肋烟产区鼓励烟农蓄留杈烟,从而导致烟农随意增施氮肥,提前打顶、增加杈烟留叶数,进而影响上部烟叶品质,工业可用性随之下降。因此,研究不同措施对白肋烟的影响有利于卷烟工业的发展。【前人研究进展】已有研究表明,增加单株留叶数能显著提高烟叶产量[7]。但留叶数超过适宜范围,叶面积系数增大,导致烟草群体通风透光能力差,从而影响烟草叶片生长发育,限制光合作用,降低烟叶品质[8-10]。另外,施氮量和打顶时期也是烟叶生产过程中影响烟叶品质的重要因素[11]。【研究切入点】目前尚未见关于合理蓄留杈烟与施氮量、打顶时期等因素对烟草有协同作用的报道。【拟解决的关键问题】通过开展田间正交试验,从市场需求和工业可用性角度出发,探明施氮量、杈烟留叶数及打顶时期三因素对白肋烟上部烟品质的影响,为当地白肋烟规范生产提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验于2020年在建始县高坪镇麻札坪村进行,试验田土壤为黄壤,pH 6.14,有机质18.50 g/kg,全氮1.31 g/kg,速效氮102.42 mg/kg,速效磷33.14 mg/kg,速效钾40.79 mg/kg。

1.2 试验材料

供试白肋烟品种为当地主栽品种鄂烟1号,种源来自湖北省烟草种子技术推广中心。

1.3 试验设计

对施氮量(A)、杈烟留叶数(B)、打顶时期(C)三因素进行L9(34)正交试验,设置3次重复,共27个小区,随机区组排列,试验因素及水平设计见表1;小区面积66.7 m2,株行距120 cm×55 cm。N∶P2O5∶K2O质量比为1︰1︰2。施肥时,80%复合肥、生物有机肥和磷肥作为基肥在移栽前条施,硝酸钾和硫酸钾作追肥分别于栽后7 d和30 d追施,剩余20%复合肥及硝铵磷肥于打顶后5 d以内作杈烟追肥穴施。其他农事操作严格按照当地优质烟叶生产技术规范执行。

表1 白肋烟施氮量、杈烟留叶数和打顶时期三因素的正交试验设计Table 1 The orthogonal experimental design for different factor combinations of nitrogen application rate,remained leaves and topping stage of burley tobacco

1.4 测定项目及方法

1.4.1 农艺性状 根据《烟草农艺性状调查测量方法》(YC/T 142—1998)进行农艺性状调查,指标包括株高、茎围、节距、最大叶长、最大叶宽和最大叶面积。

1.4.2 经济性状 根据《白肋烟》(GB/T 8966—2005)分级标准和当年烟叶收购价格进行计产计值和统计上等烟率。

1.4.3外观质量评价和化学成分 取B2F和杈烟调制后样品送往恩施州烟草公司科技中心进行外观质量评价和化学成分测定,根据《烟草和烟草制品化学成分连续流动法》(YC/T 159～162—2002)测定烟叶的烟碱、总糖、还原糖、氯和钾含量。

1.5 数据处理

采用Excel 2010、SPSS 22.0对试验数据进行方差分析、显著性检验和极差法多重比较。

2 结果与分析

2.1 不同处理烟株的农艺性状

由表2看出,施氮量是茎围、节距、最大叶长和最大叶面积的主要影响因子,杈烟留叶数是最大叶宽的主要影响因子,打顶时期是株高的主要影响因子。

由表3看出,农艺性状指标均以T9处理最高,其株高、最大叶长、最大叶宽和最大叶面积与各处理间差异显著,其茎围与T1～T7处理间差异显著,其节距与T1、T2、T3、T5和T6处理间差异显著,说明,T9的农艺性状表现出较大优势,其田间长势表现突出。综合田间长势看,施氮量为337.5 kg/hm2、杈烟留叶数为12片、打顶方式为现蕾期时,烟叶长势较旺,烟叶开片较好。

表2 各处理烟草农艺性状的边际值及极差Table 2 Marginal value and range of agronomic traits of different burley tobacco treatments

表3 各处理烟草的农艺性状 Table 3 Agronomic traits of burley tobacco plants under different treatments

2.2 不同处理烟叶的经济性状

由表4可知,施氮量是产量和产值的主要影响因子,杈烟留叶数是均价和上等烟比例的主要影响因子。

由表5可知,T9的产量最高,与其他处理差异显著;T8的产值最高,与其他处理差异显著;T8的均价最高,与T3、T5、T6、T9差异显著;T6的上部烟率最高,与T1、T3、T4、T7、T8差异显著。综合经济性状看,T8、T9和T6的经济性状表现较好,说明,高施氮量、杈烟留叶数为9片或12片和现蕾初期或现蕾打顶相对于中、低高施氮量和杈烟留叶数为6片、初花打顶显著提高烟叶的产量、产值、均价和上等烟率,有利于经济性状的显著提高。

表4 各处理烟叶经济性状的边际值及极差Table 4 Marginal value and range of economic traits of different burley tobacco treatments

表5 各处理烟叶的经济性状Table 5 Economic traits of burley tobacco plants under different treatments

2.3 不同处理烟叶的外观质量

由表6可知,上部叶T1、T3、T4、T7的叶面表现为稍皱,T2、T5、T6、T8、T9表现为展,杈烟T1表现为皱,其余处理表现为稍皱;上部叶各处理的叶面结构表现为尚疏松,杈烟T1、T2、T3、T4、T6、T9的叶面表现为尚疏松,其余处理表现为稍密;上部叶各处理的颜色表现为浅红棕,杈烟T1、T2、T3、T5、T6的颜色表现为浅红棕,其余处理表现为红棕;上部叶各处理的光泽T3处理表现为中,其余处理表现为亮,杈烟T1、T2、T5、T6、T7、T8的颜色表现为中,T3、T4表现为稍暗,T9表现为亮;上部叶各处理的身份T4、T7、T8表现为适中-稍厚,其余处理现为适中,杈烟T2、T3的身份表现为适中,其余处理表现为稍厚;上部叶和杈烟成熟度均表现为成熟。综合外观质量看,T9和T6的外观质量表现较好。可见,施氮量高、杈烟留叶数较多和推迟打顶时期有利于提高白肋烟的外观质量。

表6 各处理烟叶的外观质量Table 6 Appearance quality of tobacco leaves under different treatments

2.4 不同处理烟叶的化学成分

由表7可知,施氮量是上部叶和杈烟烟碱含量、上部叶总糖含量和杈烟钾含量的主要影响因子,杈烟留叶数是杈烟总糖含量、上部叶氯含量和钾含量的主要影响因子,打顶时期对杈烟氯含量影响较大。

由表8可知,上部叶烟碱T4含量最高,T3最低,适宜烟碱范围为5.5%左右,T1、T2、T3、T5、T7和T9为适宜处理;总糖含量整体偏高,上部叶总糖T2含量最高,T9最低,而适宜总糖范围低于1%,故T9为适宜处理;上部叶氯T8含量最高,T3最低,而氯含量适宜范围低于1%,故T2、T3、T7和T9为适宜处理;上部叶钾T7含量最高,T2最低,适宜钾适宜含量为2.00%～3.75%,T2、T5和T9适宜处理;可见,T9的上部叶化学成分较协调。杈烟烟碱含量整体偏高,T8最高,T9最低,T3、T9烟碱含量适宜;总糖含量整体偏高,杈烟总糖T4含量最高,T2最低,T1、T2、T5、T6、T7、T9总糖适宜;杈烟氯T8含量最高,T2最低,T2、T9氯含量适宜;杈烟钾T7含量最高,T4最低,T1、T2、T4、T6钾含量适宜;可见,T9处理的杈烟化学成分较为协调。综合各化学指标看,施氮量高、杈烟留叶数较多和现蕾打顶,有利于白肋烟上部叶和杈烟内在品质形成,化学成分相对较协调。

表7 各处理烟叶内在化学成分的边际值及极差 Table 7 Marginal value and range of internal chemical components of different burley tobacco treatments %

表8 各处理烟叶内在化学成分的差异 Table 8 Difference in internal chemical components of different burley tobacco treatments %

3 讨论

施氮量、留叶数和打顶是烟叶生产中重要的栽培技术措施,合理的施氮量、留叶数和打顶时期是烟草农业生产中调节产量和品质矛盾的有效方式,通常用来进行个体与群体结构调控[12-13]。在烟草大田生长中的不同农艺措施与烟株的生长和叶片的发育密切相关,均影响烟株的株型和农艺性状。适宜的栽培方式有利于烟株发挥个体优势,影响烟株对光合有效辐射的截获与吸收,良好的群体结构使烟叶空间排列趋于合理,并协调植株源库关系,畅通同化物的运输[14]。研究结果表明,施氮量和打顶方式是农艺性状的主要影响因素,高施氮量、留叶数的增加和现蕾打顶对调节烟株群体结构有较大优势,改善烟叶光合碳同化能力,叶片个体发育良好。

适宜的施氮量、留叶数和打顶方式对产量和产值增加有促进作用,是提高烟叶产质量的重要条件。研究结果表明,施氮量和杈烟留叶数是经济性状的主要影响因素,高施氮量、杈烟留叶数为9片或12片和现蕾初期或现蕾打顶相对于中、低施氮量和杈烟留叶数为6片、初花打顶显著提高烟叶的产量、产值、均价和上等烟率,有利于经济性状的显著提高。烟叶产量、产值随氮肥使用量的增加呈增加趋势,而产值提高主要是烟叶产量提高的结果[15]。由于白肋烟宽大株型,肥料需求量大,特别是氮素需求量,为保证杈烟营养供应,满足其生长发育的需要,导致土壤中氮素残留量增大,打顶后烟株生殖生长停止,加之土壤氮素供应,提前打顶的烟株持续营养生长,叶片易出现贪青晚熟现象[6]。因此,在高施氮量的基础上,可以适当增加杈烟留叶数改变叶片营养元素的分配和积累,有利于提高白肋烟大田群体肥料利用率、充分消耗土壤中的养分,从而提高外观质量和经济效益,改善调制后烟叶等级结构[16]。

烟叶内在品质主要受栽培措施等因素的影响,适宜的施氮量促进烟叶碳氮代谢平衡、田间成熟度优,致香物质含量高[17];留叶数可以通过影响田间小气候、光合作用面积、蒸腾速率等方面,间接影响烟叶产质量[18];不同的打顶方式调节烟株的库源关系,影响烟叶氮代谢酶类活性,改善烟叶调制后常规化学成分[19]。研究结果表明,施氮量和杈烟留叶数是上部叶、杈烟化学成分的主要影响因素,施氮量高、现蕾打顶、杈烟留叶数较多,白肋烟上部叶和杈烟内在品质较佳,化学成分相对较协调。而工业企业对建始白肋烟的质量要求为上部叶和杈烟烟碱含量在5.5%左右,总糖含量<1%,氯含量<1%,钾含量在2.00%～3.75%,常规化学成分均在此范围的仅T9(施氮量为375 kg/hm2、留叶数为12片、打顶时期为现蕾期)。这与随着施肥量的增加,转化酶、硝酸还原酶活性提高,碳代谢的高峰推迟,导致延缓氮代谢向碳代谢转化,烟叶中总糖和还原糖含量下降,烟碱含量升高有关[20-21]。

4 结论

施氮量为375 kg/hm2、留叶数为12片、打顶时期为现蕾期时,烤烟主要农艺性状和经济性状的综合表现较优,各化学成分相对协调,且均处于适宜范围。因此,该方式是鄂烟1号在建始烟区最优的栽培措施组合,建议在生产中进行示范应用和推广。