喷施小分子有机物对上部叶质量的影响

2023-11-02万军彭玉龙杨章乐吴志军周之蔚章琲琨柏永超李青山

农业与技术 2023年20期

万军彭玉龙杨章乐吴志军周之蔚章琲琨柏永超李青山

(1.贵州省烟草公司遵义市公司，贵州遵义 564300；2.华环国际烟草有限公司，安徽滁州 231221；3.上海烟草集团有限责任公司，上海 200082；4.安庆师范大学资源环境学院，安徽安庆 246133)

烟叶碳氮代谢的强度及协调性会影响烤烟的产量和质量，氮代谢在烟草生长前期为主导，中期两者并重，碳代谢则在后期为主导[1]，若氮代谢不能适时地正常过渡到以淀粉积累为主的碳代谢，会影响烟草生长发育，会造成烟叶成熟度差，内在化学成分不协调。与国外优质烟叶相比，我国烟叶品质的不足体现在香气量不足，化学成分不够协调。如何解决两者代谢过程的协调性，对于改善烟草品质和生产优质特色烟叶具有重要意义。

目前，烟草生产过程中，针对调节烟叶碳氮代谢的技术要包括栽培调控、化学调控和调制技术。在栽培调控方面，主要措施为增加钾肥和磷肥的用量，施用有机肥，添加腐熟秸秆和环割等[2-4]。化学调控方面，主要通过喷施植物激素和叶面肥等措施影响碳氮代谢的强度和转化。李健忠等研究发现，打顶后喷施BR(油菜素内酯)和IAA(生长素)，会延长烟草生育期，导致烟叶碳氮代谢强度增强和烟叶成熟落黄延迟[5]。根外调控措施被越来越多地运用于农业生产中。喷施小分子有机物可增强植株生长速率、养分吸收能力，改善其品质，已在油菜[6]、小白菜[7]、桃树[8]和烟草[9]等作物上得到初步验证。烟草作为经济作物，以收获烟叶为主。通过喷施形式补充烟叶生长所需营养物质或者外源调节剂是提高烟叶质量和内在品质的重要措施。研究表明，葡萄糖酸钠利于增强碳代谢，山梨醇则利于增强氮代谢，而甘氨酸可同时增强碳氮代谢[10]。喷施小分子有机物在烟草提质方面的研究偏少，为了进一步验证喷施小分子有机物提高烟叶品质的效果。本研究选取小分子有机物(葡萄糖酸钠、山梨醇、甘氨酸等)为喷施试剂，在不同生育期采用不同组合模式进行喷施，探究不同生育期喷施小分子有机物提高烟叶质量的效果，并明确不同组合模式提高烟叶质量的差异，为农业实际操作提供指导意义。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验在贵州省遵义市湄潭县上海烟草集团有限公司兴乐试验站进行，该试验点地处湄潭县兴隆镇，属亚热带季风湿润气候，年平均气温14.5～14.9℃，全年无霜期277～281d，年降雨量1090～1100mm，土壤类型以黄壤为主。供试烤烟品种为“云烟87”。

供试肥料和试剂：秸杆圈肥有机肥(1-2-3)，专用基肥(10-10-24)，专用追肥(15-0-30)，提苗肥(22-14-10)；试剂1由山梨醇(D-山梨醇，C6H14O6，AR，98%)配制，浓度为3%；试剂2由葡萄糖酸钠(D-葡萄糖酸钠，C6H11NaO7，AR，99%)配制，浓度为2%；试剂3由甘氨酸(C2H5NO2，AR，99.5%)配制，浓度为3%；试剂4由甘氨酸和糖醇螯合钾(钾，580g·L-1；糖醇，100g·L-1)，浓度均为3%。

1.2 试验设计

试验共设计6个处理，见表1，采用随机区组排列，各处理重复3次，共18个小区。每个小区24m2，植烟40棵，植烟行距1.2m，株距0.5m。喷施时以烟叶表面雾滴不滴水为宜，每行烟株左右两侧喷施，以画“圆圈”的手势进行喷施。

表1 试验设计

总施氮量132kg·hm-2，按当地施肥标准进行施肥，m(N)∶m(P2O5)∶m(K2O)=8.8∶7.9∶19.9，条施和穴施。施肥标准为秸杆圈肥有机肥1275kg·hm-2；专用基肥750kg·hm-2；专用追肥300kg·hm-2。基肥和有机肥在起垄前一次性施入。提苗肥37.5kg·hm-2作定根肥在移栽当天按照说明兑水兑药施用，起到定根供肥、杀虫作用；专用追肥第1次溶水追肥(75kg·hm-2)在移栽后7d淋施；第2次追肥(120kg·hm-2)在移栽过后25d淋施；偏心肥在移栽后35d内根据烟株长势淋施到位。

2022年4月25号移栽，待田间的烟株中心开花的比例达到50%以上时打顶，留叶数为22片，其他田间管理按照当地优质烤烟生长技术规程进行。

1.3 测定项目与方法

1.3.1 上部叶开片度测定

于移栽后第90天，各小区选取长势均匀具有代表性的6棵烟，挂牌标记，于移栽后第110天测定上部烟叶的叶长和叶宽，并计算叶面积(叶长×叶宽×0.6345)。

1.3.2 烤后烟叶分析

待上部叶达到9～10成黄时，进行采摘后编烟烘烤，按照“8点式”精准式烘烤工艺进行科学烘烤，烤后烟叶全部留样置于装烟袋放于阴暗处保存。

1.3.2.1 外观质量

烤后烟叶外观质量评价(颜色、成熟度、组织结构、身份、油分和色度等)和分级按照GB2635-92《烤烟》分级技术标准进行，按照蔡宪杰等[11]的赋值标准，见表2，对烤后烟外观质量进行打分；并按照分级数据，计算烤后烟叶的等级结构(上中等烟比例为上等烟比例和中等烟比例之和)，并按当年烟区烤烟收购价格计算均价(均价为各部位烟叶不同等级烟叶价格的加权平均值)。

表2 烤烟外观质量评分标准

1.3.2.2 主要化学成分含量

选择烤后上部烟叶10～12片，烘干后粉碎成末过60目筛，采用Aataris II近红外光谱仪(Thermo Fisher公司)测定主要化学成分(总氮、烟碱、淀粉、钾、氯、总糖和还原糖)含量，并计算糖碱比(还原糖/烟碱)和钾氯比(钾/氯)。

1.3.2.3 物理性状

选取不同处理具有代表性的10片烤后烟叶称重，并计算出不同处理烤后烟叶单叶重；利用厚度仪进行测定其厚度，一片按叶尖、叶中、叶基3个部位分别测定，取平均植；不同处理选取1kg烤后烟叶进行手工抽梗，叶尖部直径1.5mm以下的叶脉留在叶片内，含梗率为烟梗重量占叶片重量和烟梗重量之和的百分比，各处理均重复10次，取平均值。

1.4 数据处理

采用Microsoft Excel 2010对数据进行初步处理和制作表格，利用SPSS 24.0软件进行单因素方差分析和LSD(P<0.05)检验显著性差异。使用Origin 2018软件进行绘图。

2 结果与分析

2.1 上部叶叶面积

由图1可知，各处理烟株上部叶采收时上6片平均叶面积，以SOM3处理最大，以SOM4处理最小。与CK处理相比，SOM1、SOM2、SOM3和SOM5处理增大了上部叶采收时上6片平均叶面积，增幅分别达6.01%、1.93%、11.31%和7.18%，而SOM4处理减小了上部叶采收时上6片平均叶面积，降幅达1.49%。由此，可见，SOM1、SOM3和SOM5处理可促进上部叶开片。

注：图中误差线为标准差；柱上不同小写字母代表处理之间差异显著(P<0.05)；ns表示数据无统计学意义；下同。

2.2 烤后烟上部叶外观评价

由图2可知，以SOM4处理烤后烟上部叶外观质量评价得分最大，以CK处理最小。与CK处理相比，SOM1、SOM2、SOM3、SOM4和SOM5处理均增大了烤后烟上部烟叶外观质量评价得分，增幅分别达7.63%、2.66%、4.57%、9.53%和4.57%。喷施小分子有机物改善上部叶外观质量主要体现在组织结构、身份和油分方面。

图2 各处理烤后烟上部叶外观质量评价得分

2.3 烤后烟上部叶物理性状

由图3可知，喷施小分子有机物处理均降低了烤后烟上部烟叶的单叶重，与CK处理相比，SOM1、SOM2、SOM3、SOM4、SOM5处理分别降低了9.03%、4.57%、15.44%、9.72%和24.05%。SOM1、SOM2、SOM4、SOM5处理较CK处理增加了上部烟叶的含梗率，增幅分别为16.36%、9.29%、9.18%和5.97%，仅SOM3处理降低了含梗率，降幅为1.19%；SOM1、SOM3、SOM5处理较CK处理降低上部叶厚度，降幅分别为11.53%、3.06%和1.04%，而SOM2和SOM4处理则提高了2.08%和1.39%。

图3 各处理烤后烟上部叶的物理性状

2.4 烤后烟上部叶经济性状

由图4可知，SOM1、SOM2、SOM3、SOM4和SOM5处理均提高了烤后烟上部烟叶上等烟率，降低了中等烟率，以SOM2处理的上等烟率最大，以CK处理最小；以CK处理的中等烟率最大，以SOM2处理最小。与CK处理相比，SOM1、SOM2、SOM3、SOM4和SOM5处理提高了烤后烟上部烟叶上等烟率，增幅分别达16.57%、68.71%、26.99%、26.39%和43.09%；SOM1、SOM2、SOM3、SOM4和SOM5处理降低了烤后烟上部烟叶中等烟率，降幅分别达6.62%、29.40%、15.54%、11.65%和22.43%；SOM2、SOM3和SOM4处理降低了烤后烟上部烟叶下等烟率，降幅分别达14.13%、41.92%和0.18%，而SOM1和SOM5处理提高了烤后烟上部烟叶下等烟率，分别达9.39%和48.85%。

图4 各处理烤后烟上部叶的经济性状

由图5可知，各处理烤后烟上部叶均价，以SOM2处理最大，以SOM1处理最小。与CK处理相比，SOM2、SOM3、SOM4和SOM5处理提高了烤后烟上部烟叶均价，增幅分别达11.35%、0.45%、3.86%和3.50%。

图5 各处理烤后烟上部叶的均价

2.5 烤后烟上部叶主要化学成分含量及协调性

由表3可知，喷施小分子有机物处理均提高了上部烟叶的总糖含量、烟碱含量、总氮含量、钾含量，但降低了其还原糖含量。与CK处理相比，SOM1、SOM2、SOM3、SOM4、SOM5上部烟叶的钾含量分别提高了4.27%、7.52%、4.92%、2.41%和11.23%；SOM1、SOM2、SOM3、SOM4、SOM5上部烟叶的总糖含量分别提高了3.08%、0.87%、1.78%、3.91%和1.86%。与CK处理相比，SOM1、SOM2、SOM3、SOM4、SOM5上部烟叶的还原糖含量分别降低了5.07%、3.04%、4.19%、0.48%和5.25%。

表3 烤后烟上部叶主要化学成分含量

由表4可知，喷施小分子有机物处理均提高了上部烟叶的钾氯比，但降低了糖碱比和两糖比。与CK处理相比，SOM1、SOM2、SOM3、SOM4、SOM5处理上部烟叶的钾氯比分别提高了11.10%、7.07%、1.01%、13.17%和3.57%，SOM1、SOM2、SOM3、SOM4、SOM5处理上部烟叶的糖碱比分别降低了11.74%、12.29%、11.16%、5.33%和16.93%；SOM1、SOM2、SOM3、SOM4、SOM5处理上部烟叶的两糖比分别降低了7.35%、3.11%、5.92%、4.38%和6.26%。

表4 烤后烟上部叶主要化学成分协调性

3 讨论

喷施小分子有机物不仅可以提供碳骨架的形式参与叶肉细胞中脂类、蛋白质和核酸的合成，而且能够提供作物生长发育过中代谢所需的能量[12，13]。研究表明，喷施山梨醇、葡萄糖酸钠和甘氨酸可以促进小油菜生长发育，增大叶面积[6]。在本研究中也得出了同样的结果，与CK处理相比，SOM1、SOM2、SOM3和SOM5处理增大了上部叶采收时上6片平均叶面积，增幅分别达6.01%、1.93%、11.31%和7.18%，以喷施甘氨酸和糖醇螯合钾混合试剂为佳，这也与熊亚南等研究结果相一致[9]。与CK处理相比，SOM1、SOM2、SOM3、SOM4和SOM5处理均增大了烤后烟上部烟叶外观质量评价得分，增幅分别达7.63%、2.66%、4.57%、9.53%和4.57%，以前期喷施山梨醇，后期喷施葡萄糖酸钠的处理为佳，其他喷施处理效果相近。

在本研究中，喷施小分子有机物处理均降低了烤后烟上部烟叶的单叶重，与CK处理相比，SOM1、SOM2、SOM3、SOM4、SOM5处理分别降低了9.03%、4.57%、15.44%、9.72%和24.05%，SOM1、SOM2、SOM4、SOM5处理较CK处理增加了上部烟叶的含梗率，增幅分别为16.36%、9.29%、9.18%和5.97%，这与熊亚南等的研究结果不同，其原因可能是小分子有机物喷施浓度不同，在其研究中山梨醇、葡萄糖酸钠何甘氨酸喷施浓度分别为0.4g·kg-1、1.0g·kg-1和0.3g·kg-1，且在其研究中增加了微肥喷施[9]。

与CK处理相比，SOM1、SOM2、SOM3、SOM4和SOM5处理提高了烤后烟上部烟叶上等烟率，增幅分别达16.57%、68.71%、26.99%、26.39%和43.09%；但仅SOM2和SOM5处理的上部叶上中等烟率有所提高，增幅为0.68%和0.01%，而SOM1、SOM3和SOM4处理则降低了上部叶上中等烟率，降幅为0.45%、2.51%和2.34%，说明喷施甘氨酸的效果要优于山梨醇和葡萄糖酸钠。针对各处理烤后烟上部烟叶均价，以SOM2处理最大，以SOM1处理最小。与CK处理相比，SOM2、SOM3、SOM4和SOM5处理提高了烤后烟上部烟叶均价，增幅分别达11.35%、0.45%、3.86%和3.50%，同样说明喷施甘氨酸的效果优于山梨醇和葡萄糖酸钠。

研究表明，喷施小分子有机物提高了烟叶两糖(还原糖和总糖)和钾含量，改善了糖碱比和钾氯，而不同程度降低了烟碱、总氮和氯含量[9，10]，其中，以喷施甘氨酸的效果为佳。在本研究中得到了部分相同的结果，与CK处理相比，SOM1、SOM2、SOM3、SOM4、SOM5上部烟叶的钾含量分别提高了4.27%、7.52%、4.92%、2.41%和11.23%；SOM1、SOM2、SOM3、SOM4、SOM5上部烟叶的总糖含量分别提高了3.08%、0.87%、1.78%、3.91%和1.86%；SOM1、SOM2、SOM3、SOM4、SOM5处理上部烟叶的钾氯比分别提高了11.10%、7.07%、1.01%、13.17%和3.57%，SOM1、SOM2、SOM3、SOM4、SOM5处理上部烟叶的糖碱比分别提高了11.74%、12.29%、11.16%、5.33%和16.93%；其中，不同的结果是本研究中上部叶的烟碱含量和总氮含量较CK处理有所增加，可能的原因是小分子有机物喷施的浓度和时期不同；但本研究也得出了喷施甘氨酸的效果为优。