降低基肥施用比例及增施腐殖酸钾对烤烟品质的影响

李丽, 兰春茶, 董树超, 张金峰, 宗春梅, 罗丽菊

(云南省烟草公司 保山市公司, 云南 保山 678000)

肥料是现代农业生产的物质基础之一, 据联合国粮农组织估计, 发展中国家粮食的增产中, 55%来自化肥[1]。据农业农村部 《到2020 年化肥使用量零增长行动方案》 中指出, 我国农业生产中普遍存在过量施肥、盲目施肥的现象, 导致了成本增加、资源浪费和环境污染等问题[2]。烤烟是我国重要的经济作物, 烤烟生产也不可避免地存在着上述问题。合理的施肥措施对调控烟叶产量和质量具有重要作用, 随着施肥种类、形态、施用方法等的改变, 烟草的产质量均会发生变化[3-4]。阎海涛研究认为, 氮肥与生物炭配合施用有利于提高土壤有机碳和溶解性有机碳含量, 同时也提高了土壤全氮、硝态氮和速效钾的含量, 减氮配施生物炭使烟叶总糖、还原糖含量提高, 总氮、烟碱含量下降, 协调了烟叶化学成分。王力等[6]研究认为,生物炭搭配减氮施肥能起到降低氮肥施用量, 提高肥料利用率的作用。吕大树等[7]研究认为, 有机无机氮配施能有效改善烟叶品质, 提高产量、产值, 提高烟农收益。曹本福在减施氮肥的条件下将聚天冬氨酸作为肥料增效剂, 研究了其对烤烟生理特性及氮肥去向的影响, 表明施用聚天冬氨酸促进了烤烟生理代谢和氮素的吸收, 降低了氮肥损失。已有的研究认为, 适宜的基追肥比有利于改善烟叶品质、提高肥料利用率、降低环境污染[9-10], 但目前仍有部分烟区烟农为节省成本将肥料一次性基施, 这样不利于烟叶品质的形成, 氮肥过量会影响后期烟叶的烘烤, 同时造成了氮肥的浪费。腐殖酸钾常被用作土壤调理剂, 本研究拟从降低基肥比例及增施腐殖酸钾2 个方面出发, 研究其对保山烟叶品质的影响, 以期为保山烟区的合理施肥提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验于2021 年在保山市昌宁县珠街乡开展,供试烤烟品种为红花大金元, 供试肥料为有机无机复混肥 (N 10%、P2O512%、K2O 19%)、烤烟专用肥 (N 12%、P2O515%、K2O 24%)、氮 钾 肥(N 16%、K2O 30%)、硫酸钾 (K2O 50%)、腐殖酸钾肥。供试土壤为红壤, 肥力中等, pH 值6.51, 有机质含量为24.86 g·kg-1, 碱解氮含量为107.68 mg·kg-1, 速效磷含量为13.90 mg·kg-1, 速效钾含量为217.10 mg·kg-1。

1.2 试验设计

试验每667 m2纯氮用量统一为5 kg。CK1 为当地常规施肥; T1 为在CK1 的基础上, 于移栽时及后期追肥时增施腐殖酸钾; T2 为在CK1 的基础上于后期追肥时增施腐殖酸钾; CK2 为减少基肥用量并增加提苗肥; T3 为在CK2 的基础上,于移栽时及后期追肥时增施腐殖酸钾; T4 为在CK2 的基础上于后期追肥时增施腐殖酸钾 (表1)。每个处理重复3 次, 共18 个小区, 每小区植烟100 株。田间管理、烘烤均同当地优质烤烟栽培管理措施, 烟叶成熟后分小区采烤, 中部烟叶 (C3F)、上部烟叶 (B2F) 各取2 kg 用于烟叶品质检测。

表1 试验设计 单位: kg

1.3 测定项目与方法

1.3.1 烟叶物理特性

参照标准GB/T 21136—2007、DB 53/T 644—2014、GB/T 22838.8—2009、GB/T 24328.2—2020、GB/T 31786—2015 的方法对烟叶含梗率、抗张力与抗张强度、平衡含水率、厚度和叶面密度进行测定。

1.3.2 烟叶外观质量评价

依据GB 2635—1992 对烤后烟叶颜色、结构、身份、油分、色度、成熟度进行打分评价。

1.3.3 烟叶常规化学成分的测定

参 照 YC/T 160—2002、YC/T 159—2002、YC/T 162—2011、YC/T 173—2003、YC/T 161—2002 对烟叶常规化学成分进行检测。

1.3.4 烟叶感官评吸

将各处理烟叶切丝后卷制成单料烟, 平衡水分后, 由7 名持证评吸专家按照YC/T 138—1998 标准中 “九分制” 的方法对烟气的浓度、余味、燃烧性、刺激性、香气质、香气量、灰色、杂气和劲头等指标进行打分。

1.4 数据处理

采用SPSS 23.0 和Excel 2010 进行数据处理。烟叶物理特性、外观质量、感官评吸质量以及综合品质均参照 《中国烟草种植区划》 进行评价[11]。烟叶常规化学成分采用模糊数学隶属函数的数据模型进行评价[12]。

2 结果与分析

2.1 烟叶物理特性

各处理中、上部烟叶物理特性见表2, 就中部烟叶而言, CK1 的烟叶物理特性较好, 综合得分高于CK2, 叶面密度更适宜, 厚度更厚, 增施腐殖酸钾后, T1 烟叶物理特性得分高于CK1, 主要体现在抗张力更好, 含梗率更低, T2 得分稍低, 叶面密度降低, 含梗率增加; T3、T4 得分均高于CK2, 以T3 较好, 各项指标均较适宜, 尤其是含梗率最低, 工业可用性较好。就上部烟叶而言,CK2 的烟叶物理特性较好, 综合得分高于CK1, 主要体现为CK2 含梗率较低, 增施腐殖酸钾后, T1、T2 物理特性均优于CK1, T3 略低于CK2, T4 表现最好, 各项指标均符合优质烟叶需求。综上, 不同的肥料运筹方式对烟叶物理特性有影响, 增施腐殖酸钾可改善烟叶物理特性。

表2 烟叶物理特性

2.2 烟叶外观质量

各处理中, 上部烟叶外观质量见表3, CK2 的中、上部烟叶外观质量均优于CK1, 均提升了7.69%, 主要表现为CK2 叶片结构、色度得分较高; T2 处理中、上部烟叶外观质量均优于CK1,中部烟叶叶片结构、油分、色度得分较高, 上部烟叶颜色、成熟度、色度得分较高, T1 与CK1 综合得分一致; CK2、T3、T4 的中部烟叶外观质量综合得分一致, 但T4 处理成熟度较好, 而上部烟叶综合得分以T3、T4 较低。

表3 烟叶外观质量

2.3 烟叶常规化学成分

不同处理烟叶常规化学成分检测结果见表4,就中部烟叶而言, CK2 烟叶化学成分协调性优于CK1, CK1 总氮含量偏高, 钾离子含量低于CK2,增施水溶肥后, T1、T2 烟叶化学成分综合得分分别较CK1 提高17.07%、31.71%, 协调性得到改善, 具体表现为总氮含量降低, 钾离子含量提高,氮钾比更趋于协调; T4 处理综合得分高于CK2,总分提高4.17%, 其糖碱比、氮碱比、钾氯比均更接近优质烟叶标准, 而T3 综合得分则稍低, 总糖、还原糖含量较高。就上部烟叶而言, CK1、CK2 烟叶化学成分综合得分均较低, 总糖、还原糖、总氮含量均偏高, 增施水溶肥后, 各处理烟叶化学成分综合得分均提高, 以T2、T4 较为协调,分别较CK1、CK2 提高36.84%、160.87%, 糖碱比、氮碱比、钾氯比均更接近优质烟叶需求。

表4 烟叶常规化学成分

2.4 烟叶感官评吸质量

不同处理烟叶感官评吸结果见表5, 就中部烟叶而言, CK1 烟叶评吸表现优于CK2, 主要体现在刺激性、余味、杂气得分均较高, CK2 则香气质更为细腻, T1、T2 的评吸得分均低于CK1,主要是由于有余味较大, T2 香气量稍低, 杂气略重, T4 评吸得分稍高于CK2, 低于CK1, 余味稍有, T3 评吸得分稍低, 香气质略差, 刺激性稍大杂气稍重, 浓度稍淡。就上部烟叶而言, CK2 烟叶评吸表现优于CK1, 其香气质、香气量均较好, 刺激性小, T1、T2 评吸得分均优于CK1, 表现为香气质更为细腻, 香气量更足, 且T2 余味少, 刺激性小, 得分较高, 而T3、T4 评吸得分均低于CK2。综上, CK2 可提高上部烟叶评吸体验, 但增施腐殖酸钾对提升感官评吸的作用较小。

表5 烟叶感官质量

2.5 烟叶综合品质评价

各处理综合品质评价结果见表6, 就中部烟叶而言, 除T3 外, 其余处理综合得分差距较小, 其中T4、CK1 得分较高, 为0.70, 2 个处理的感官评吸得分较高, 同时T4 处理烟叶外观质量、化学成分得分也表现较好, 而CK1 化学成分得分较低,T3 处理综合得分最低, 为0.67, 其感官评吸得分最低, 化学成分得分也相对较低。就上部烟叶而言, CK1、CK2 综合得分一致, T1、T2 综合得分均高于CK1, T3、T4 得分均高于CK2, 其中T2、T4 分别较CK1、CK2 提升了8.96%、5.97%。

表6 烟叶综合质量评价

3 讨论

烟株对氮素的吸收呈阶段性, 烤烟生长的前期、中期是氮素吸收的主要时期。移栽时对氮的吸收速率较低, 从移栽后的第1 周至第4 周吸收速率逐渐增大, 第4 周至第9 周氮吸收量最大[13-14]。因此, 适当降低基肥比例有利于提高肥料利用率, 减少氮肥流失。陈发元等[15]研究表明, 不同施氮量及基追比对烟叶碳代谢关键产物及相关酶活性有影响。罗莎莎等[16]研究表明, 烟叶净光合速率、气孔导度和蒸腾速率均随追肥比例的提高而上升, 烟株光合特性得到提高, 氮代谢关键酶如硝酸还原酶和谷氨酰胺合成酶活性均随追肥比例的提高而上升。净光合速率反映了植物进行光合作用的强弱,光合作用是烤烟产量与品质形成的基础, 酶活性则反映了氮素同化能力的强弱[17-18]。叶润等[19]认为,保山烟区最佳基追肥比例为3 ∶7, 与本研究结果一致。在本研究中, 降低基肥比例, 提高了烟叶外观质量, 且上部烟叶评吸体验及物理特性得到提高, 这有利于提高上部烟叶可用性。李志鹏等[4]研究认为, 增加追肥施用比例可以改善烤烟农艺性状, 改善化学成分协调性, 且氮肥利用率提高了30%左右。张海伟等[9]研究认为, 提高追肥比例有利于上部烟叶更好地开片, 上部烟叶营养得到改善, 与本研究相契合。

腐殖酸是动植物遗骸经过微生物的分解和转化等一系列过程而形成和积累起来的一类有机物质[20], 具有良好的生物活性, 在促进作物养分吸收、提高肥料利用率等方面有显著作用, 且对于土壤改良也具有良好效果[21]。根据发展绿色农业的需求, 常以腐殖酸作为载体, 螯合植物生长所需的氮、磷、钾和中微量元素, 制作成腐殖酸肥料。在本研究中, 增施腐殖酸钾对化学成分的协调性起到了良好的作用, T2、T4 表现较好, 中部烟叶分别较CK1、CK2 提升了31.70%、4.17%, 上部烟叶分别较CK1、CK2 提升了36.84%、160.87%。综合考虑, 腐殖酸钾建议于追肥时随复合肥兑水浇施。匡岗等[22]研究认为, 腐殖酸钾能降低土壤pH值、提高有机质含量, 协调烟叶化学成分, 提高烟叶中性致香成分。韦成才等[23]研究认为, 腐殖酸钾可以有效提高烟叶钾含量, 提高钾氯比, 与本研究结果一致。李耀鑫等[24]对比了不同类型钾肥对上部烟叶的影响, 认为黄腐酸钾对烟叶的提钾效果优于硫酸钾。潘瑞朋[25]研究认为, 采用黄腐酸钾部分代替硫酸钾的方式提高了烤烟农艺性状及外观质量, 优化了烟叶的等级结构。当前, 硫酸钾是各大烟区普遍使用的钾肥, 由于成本等问题腐殖酸钾肥尚未大面积推广开来, 烟叶钾含量偏低一直是制约我国烟叶高质量发展的一大因素, 因此, 可以参考潘瑞朋[25]采用部分代替的方法逐步实现腐殖酸钾的推广。降低基肥比例, 增加提苗肥, 有利于提高烟叶外观质量, 改善上部烟叶评吸体验及物理特性, 提高上部烟叶可用性, 同时在揭膜培土时浇施腐殖酸钾有利于提高烟叶综合品质, 尤其对烟叶化学成分的协调性有较大提高。