鼠李糖脂与叶面钾肥混施对烤烟上部叶生长和产质量的影响

摘要：研究鼠李糖脂表面活性剂与叶面钾肥混施对烤烟上部叶生长和烤后烟品质的影响。以云烟87为供试品种进行双因素随机区组试验，设置2个鼠李糖脂施用量水平（RL₀：不施用鼠李糖脂；RL₂：施用250 mg/L鼠李糖脂）和4个叶面钾肥处理（K₀：不施用叶面钾肥；K₁：施用0.5% K₂SO₄；K₂：施用0.5% KH₂PO₄；K₃：施用0.5% KNO₃），共8个处理，对不同处理烤烟上部叶的农艺性状和钾含量、烤后烟物理特性、化学成分、经济性状及中性香气成分含量进行测定。结果表明，鼠李糖脂与叶面钾肥混施可促进上部叶生长；二者混施可极显著影响生长后期上部叶钾含量（P<0.01），对于烤后烟叶物理特性中的平衡含水率、填充值和单叶重有极显著影响（P<0.01），可极显著影响烤后上部叶的总糖、还原糖、钾、烟碱、总氮含量，对氮碱比和糖碱比也有极显著影响（P<0.01）；从经济性状来看，二者混施可显著提高上部叶产值（P<0.05）；从上部叶中性香气成分来看，二者混施可极显著提高上部叶的类胡萝卜素降解产物含量（P<0.01）。鼠李糖脂与无机叶面钾肥混施可促进烤烟上部叶生长和钾素吸收、改善烤后烟叶品质、提高经济效益，效果优于单施叶面钾肥。

关键词：鼠李糖脂；烤烟；上部叶；生长；质量；叶面钾肥

中图分类号：S572.06

文献标志码：A

文章编号：1002-1302（2024）18-0121-07

收稿日期：2023-09-26

基金项目：江西省烟草公司吉安市公司项目（编号：吉烟科［2019］4号）；国家自然科学基金（编号：32300342）。

作者简介：付光明（1999—），男，河南郑州人，硕士研究生，主要研究方向烟草栽培生理研究。E-mail：ming00363926@163.com。

通信作者：姬小明，博士，教授，主要从事烟草栽培生理研究，E-mail：xiaomingji@henau.edu.cn；李红霞，硕士，中级农艺师，主要从事烟草栽培生理研究，E-mail：1252867541@qq.com。

在卷烟工业企业原料需求结构变化和下部叶不断优化的影响下，烤烟上部烟叶产量已由原来的占据总产量的35%～40%提高到40%以上^［1-2］。但由于上部叶存在叶片厚、结构紧密、内在化学成分不协调以及香气不足等问题，可用性一直较低^［3］。目前，在烤烟大田生产中，叶面钾肥喷施因具有省时省力和效果显著等特点，已成为上部烟叶提钾增质的常规措施，前人的研究表明，喷施叶面钾_{aMqLOwXo1q2GNQFLL5RQpg==}肥可有效改善烟株农艺性状和物理特性^［4］、协调烟叶化学成分^［5］、提高烤后烟叶的香气物质含量^［/L/pLkvJyHOOKu+Gs3Bgdw==^6］，且多次喷施效果更好，但提高了成本。烟叶表面蜡质层和角质层的存在使得喷施钾肥时叶面难以被润湿，这制约了叶片对于钾素的吸收和利用^［7］。

鼠李糖脂（rhamnolipid，RL）多由铜绿假单胞菌（Pseudomonas aeruginosa）产生，是一种常见的阴离子表面活性剂，其结构中同时具备亲水和亲油2种基团，使其能够有效降低水溶液的表面张力，且在碱性水溶液中的溶解性较好^［8-9］；作为一种糖脂类生物表面活性剂，鼠李糖脂具有易降解和环境相容性好等优点，在农业领域常被用于修复土壤重金属污染^［10］、防治真菌病害^［11］和提高肥料利用率^［12］，通过改善土壤环境、预防病害发生及促进肥料吸收，进而提高作物产质量。刘雅等的研究表明，与单施大豆叶面肥相比，鼠李糖脂和大豆叶面肥混施可有效提高大豆叶片对叶面肥中铁、锰、铜、锌等元素的吸收利用率，明显增加大豆整株生物量^［13］。王亚虹等的研究结果显示，蔗糖脂肪酸酯、茶皂素、洗衣粉3种表面活性剂辅助叶面钾肥喷施，能够明显促进烤烟叶面吸收钾肥，提高烤后烟叶总糖、还原糖含量，降低总氮、烟碱含量，提高糖碱比和钾氯比，使得化学成分更加协调^［14］。目前，表面活性剂在烟草中的应用较少，而针对鼠李糖脂表面活性剂混施叶面钾肥对烤烟上部叶生长和品质影响的研究更是未见报道。本试验采用3种叶面钾肥和鼠李糖脂对云烟87植株进行一次性叶面喷施，探讨其对烤烟上部叶生长发育，钾素吸收，烤后烟叶物理特性、化学成分以及香气物质等的影响，以期为上部特色优质烟叶的开发提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试烟草品种为云烟87。鼠李糖脂（60 g/L，西安瑞捷生物科技有限公司），NaHCO₃、K₂SO₄、KH₂PO₄、KNO₃（分析纯，国药集团化学试剂有限公司）。

1.2 试验方法

试验于2021年3—9月在江西省吉安市峡江县砚溪镇鹏溪村开展，试验地海拔54.20 m，地理坐标为115°02′19.91″E、27°38′35.05″N。试验地前茬作物为水稻，土壤为潮沙泥土，肥力中等，有机质含量37.84 g/kg，碱解氮含量82.41 mg/kg，速效钾含量62.85 mg/kg，速效磷含量14.85 mg/kg，pH值5.23。

采用双因素随机区组试验，设置2个鼠李糖脂施用量水平（RL₀：不施用鼠李糖脂；RL₁：施用250 mg/L鼠李糖脂，该浓度由前期预试验结果得到）和4个叶面钾肥施用处理（K₀：不施用叶面钾肥；K₁：施用0.5% K₂SO₄；K₂：施用0.5% KH₂PO₄；K₃：施用0.5% KNO₃，钾肥浓度均以K₂O计），共8个处理，分别为RL₀K₀，不施用鼠李糖脂和叶面钾肥；RL₀K₁，仅施用0.5% K₂SO₄；RL₀K₂，仅施用0.5% KH₂PO₄；RL₀K₃，仅施用0.5% KNO₃；RL₁K₀，仅施用250 mg/L 鼠李糖脂；RL₁K₁，250 mg/L鼠李糖脂与0.5% K₂SO₄混施；RL₁K₂，250 mg/L鼠李糖脂与0.5% KH₂PO₄混施；RL₁K₃，250 mg/L鼠李糖脂与0.5% KNO₃混施；各处理设3次重复，株距0.5 m，行距1.2 m，小区面积为72 m²，每个小区种120株左右，各处理间设保护行。试验地施纯氮284 kg/hm²，N∶P₂O₅∶K₂O=1∶0.9∶2.6，包括烟草专用复合肥（N、P₂O₅、K₂O含量分别为10%、8%、20%） 821 kg/hm²，基追肥比为6∶4；烟草专用生物发酵菜籽饼肥（含N 4.21%、P₂O₅ 2.16%、K₂O 1.66%） 900 kg/hm²，钙镁磷肥（P₂O₅含量≥12%）375 kg/hm²，全部用作基肥条施；氮钾二元复合肥（K₂O含量≥46.0%；N含量≥13.5%） 225 kg/hm²和硫酸钾（K₂O含量≥50%） 225 kg/hm²，全部用作追肥。打顶当天（6月5日）分别喷施各处理溶液，使烟叶正反面均匀润湿，无液滴滴落。其他田间管理按当地优质烟叶生产技术规范进行。

1.3 测试项目与方法

1.3.1 农艺性状测定

在上部叶统一采烤前，按照YC/T 142—2010《烟草农艺性状调查测量方法》测定各处理烟株上部叶（从上到下第4张叶片）的叶长、叶宽，计算长宽比和叶面积，其中叶面积=叶长×叶宽×0.634 5。

1.3.2 上部叶钾含量

打顶后每隔10 d，每个小区选取15株代表烟株，采集上部第4张叶片，用清水冲洗烟叶表面数遍，杀青烘干粉碎并过60目筛后用于钾含量测定，直至上部叶采收。

1.3.3 物理特性测定

选取各处理上橘二（B2F）等级烟叶，根据吉文书等的方法^［15］测定烟叶叶片厚度、含梗率、平衡含水率、单叶重等指标。

1.3.4 化学成分测定

选取各处理烘烤后B2F等级烟叶，粉碎，过60目筛，按照烟草及烟草制品化学成分连续流动法（YC/T 160—2002《烟草及烟草制品 总植物碱的测定 连续流动法》、YC/T 161—2002《烟草及烟草制品 总氮的测定 连续流动法》、YC/T 162—2002《烟草及烟草制品 氯的测定 连续流动法》、YC/T 216—2007《烟草及烟草制品 淀粉的测定 连续流动法》、YC/T 217—2007《烟草及烟草制品 钾的测定 连续流动法》）测定总糖、还原糖、烟碱、钾、氯、总氮含量，并计算氮碱比、糖碱比和钾氯比，分析仪器为Seal analytical AA3（德国布朗卢比公司）。

1.3.5 经济性状测定

以小区为单位单独采收烘烤计产，开烤前调查实收株数，记载各小区烟株上部叶叶片干重，最后统计各处理产量、产值、上等烟比例、上中等烟比例和均价。

1.3.6 香气成分测定

采用同时蒸馏法对各处理B2F等级烟叶进行前处理，用7890A-5977B气质联用仪（美国Agilent公司）测定，通过NIST14谱库检索定性，采用内标法定量^［16］。

1.4 数据处理与分析方法

试验数据采用Microsoft Excel 2019和DPS 7.05进行处理及差异显著性分析，多重比较采用双因素方差分析模块中的Duncan’新复极差法。

2 结果与分析

2.1 鼠李糖脂与叶面钾肥混施对上部叶农艺性状的影响

由表1可知，施用鼠李糖脂对上部叶的各生长指标无显著影响；施用叶面钾肥显著提高上部叶的叶面积（P<0.05），而对其他生长指标无显著影响；鼠李糖脂与叶面钾肥混施对上部叶各生长指标均无显著影响。在不施鼠李糖脂（RL₀）条件下，相较于不施叶面钾肥处理（K₀），施用3种叶面钾肥处理（K₁、K₂、K₃）的上部叶叶长显著增加，叶宽有所增加，但差异不显著，K₁处理的长宽比有所增加、K₂和K₃处理有所降低，但差异不显著，K₂处理的叶面积显著增加；相较于不施鼠李糖脂（RL₀）条件，在施用鼠李糖脂（RL₁）的条件下，各叶面钾肥处理（K₀、K₁、K₂、K₃）的叶长、叶宽和叶面积均有所提高，长宽比略有降低，但差异未达显著水平。

2.2 鼠李糖脂与叶面钾肥混施对上部叶钾吸收的影响

由表2可知，施用鼠李糖脂和叶面钾肥可极显著提高打顶后各时期的上部叶钾含量（P<0.01）；鼠李糖脂与叶面钾肥混施可显著提高打顶后10 d的上部叶钾含量（P<0.05），对打顶后20 d的上部叶钾含量无显著影响，极显著提高了打顶后30 d和采烤时上部叶钾含量（P<0.01）。

无论鼠李糖脂施用与否，施用叶面钾肥均对上部叶各时期钾含量有提高作用，除打顶后10 d外各时期上部叶钾含量均有显著增加；相较于不施鼠李糖脂（RL₀）条件，在施用鼠李糖脂（RL₁）条件下，不施叶面钾肥处理（K₀）各时期上部叶钾含量无明显差异，施用3种叶面钾肥处理（K₁、K₂、K₃）各时期上部叶钾含量均显著提高6/M9fQnkl91cRjA6ZK2tlJo7/5W7XoQD755hh165qyE=。鼠李糖脂与叶面钾肥混施能促进上部叶对叶面钾肥的吸收，且在生长后期效果更为明显。

2.3 鼠李糖脂与叶面钾肥混施对上部叶物理特性的影响

由表3可知，施用鼠李糖脂可极显著降低上部叶的厚度和含梗率（P<0.01），极显著提高上部叶的拉力、平衡含水率、填充值和单叶重（P<0.01），但对叶质重无显著影响；施用叶面钾肥对上部叶物理特性的影响与施用鼠李糖脂相同；鼠李糖脂和叶面钾肥混施仅对上部叶的平衡含水率、填充值和单叶重有极显著提高作用（P<0.01），对厚度、含梗率、叶质重和拉力无显著影响。

在不施鼠李糖脂（RL₀）条件下，相较于不施叶面钾肥处理（K₀），施用3种叶面钾肥处理（K₁、K₂、K₃）的上部叶厚度、含梗率、叶质重未见显著差异，拉力、平衡含水率、填充值和单叶重有显著提高。相较于不施鼠李糖脂（RL₀），在施用6/M9fQnkl91cRjA6ZK2tlJo7/5W7XoQD755hh165qyE=鼠李糖脂（RL₁）条件下，不施叶面钾肥处理（K₀）的上部叶拉力、平衡含水率和填充值有显著提高；施用3种叶面钾肥处理（K₁、K₂、K₃）的上部叶厚度和含梗率均显著降低，平衡含水率、填充值和单叶重均显著提高，叶质重未见明显变化；K₂处理的拉力显著提高。

2.4 鼠李糖脂与叶面钾肥混施对上部叶化学成分的影响

由表4可知，施用鼠李糖脂可极显著增加上部叶的总糖、钾和还原糖含量（P<0.01），极显著减少上部叶的总氮含量（P<0.01），但对烟碱、氯含量无显著影响，还可分别显著和极显著地影响糖碱比（P<0.05）和氮碱比（P<0.01）；施用叶面钾肥可极显著影响上部叶除氯外的其他化学成分含量，极显著增加总糖、钾、还原糖含量（P<0.01），极显著减少烟碱、总氮含量（P<0.01），还可分别显著和极显著地影响氮碱比（P<0.05）和糖碱比（P<0.01）；鼠李糖脂与叶面钾肥混施可极显著增加上部叶的总糖、钾、还原糖含量（P<0.01），极显著降低烟碱、总氮含量（P<0.01），并对氮碱比和糖碱比有极显著影响（P<0.01）。

在不施鼠李糖脂（RL₀）条件下，相较于不施叶面钾肥处理（K₀），施用3种叶面钾肥处理（K₁、K₂、K₃）上部叶总糖、钾和还原糖含量显著增加，烟碱含量显著降低，氮碱比和糖碱比显著提高，氯、总氮含量及钾氯比未见显著变化。相较于不施鼠李糖脂（RL₀）条件，在施用鼠李糖脂（RL₁）条件下，不施叶面钾肥处理（K₀）的总糖含量、还原糖含量以及糖碱比显著提高，烟碱含量显著降低；施用3种叶面钾肥处理（K₁、K₂、K₃）钾含量显著提高，总糖、还原糖含量除K₃处理外显著提高，总氮含量和氮碱比显著降低，烟碱、氯含量变化不大，钾氯比略有提高，但未表现出显著性差异。

2.5 鼠李糖脂与叶面钾肥混施对上部叶经济性状的影响

由表5可知，施用鼠李糖脂可极显著提高上部叶经济指标中的产量、产值、上中等烟比例和均价（P<0.01），显著提高上等烟比例（P<0.05）；施用叶面钾肥可极显著提高上部叶产量、产值、上等烟比例和均价（P<0.01），显著提高上中等烟比例（P<0.05）；而鼠李糖脂和叶面钾肥混施仅可显著提高上部叶的产值（P<0.05）。

在不施鼠李糖脂（RL₀）条件下，相较于不施叶面钾肥处理（K₀），施用3种叶面钾肥处理（K₁、K₂、K₃）的上部叶产量和产值显著增加，上等烟比例除K₁处理外均显著增加，上中等烟比例和均价整体上有所增加，但未表现出显著性差异。相较于不施鼠李糖脂（RL₀）条件，在施用鼠李糖脂（RL₁）条件下，不施叶面钾肥处理（K₀）的各项经济指标均有所提高，其中产值的增加达到显著水平；施用3种叶面钾肥处理（K₁、K₂、K₃）的产量和产值显著提高，K₁处理的上等烟比例显著提高，K₂和K₃处理的均价显著提高，上中等烟比例也有所增加，但差异不显著。

2.6 鼠李糖脂与叶面钾肥混施对上部叶香气成分的影响

由表6可知，施用鼠李糖脂可极显著提高上部叶中性香气成分中的类胡萝卜素降解产物含量和香气总量（P<0.01），显著提高新植二烯含量（P<0.05）；除西柏烷类降解产物和芳香族氨基酸降解产物外，施用钾肥对其余中性香气成分的含量和香气总量均有极显著提高作用（P<0.01）；而鼠李糖脂和叶面钾肥混施仅可极显著提高中性香气成分中的类胡萝卜素降解产物含量（P<0.01）。

在不施鼠李糖脂（RL₀）的条件下，相较于不施叶面钾肥处理（K₀），施用3种叶面钾肥处理（K₁、K₂、K₃）的上部叶中性香气成分中的类胡萝卜素降解产物、棕色化反应降解产物、新植二烯含量及香气总量显著增加，西柏烷类降解产物、芳香族氨基酸降解产物含量和其他香气成分含量总体也略有增加，但差异不显著。相较于不施鼠李糖脂（RL₀）条件，在施用鼠李糖脂（RL₁）条件下，不施叶面钾肥处理（K₀）的各类中性香气成分含量和总量未见明显变化；施用3种叶面钾肥处理（K₁、K₂、K₃）的类胡萝卜素降解产物含量显著提高，K₂处理的棕色化反应降解产物含量显著提高，K₂、K₃处理的香气总量显著提高，其余中性香气成分含量未表现出显著性差异。

3 讨论

单独喷施表面活性剂对于作物生长和产质量的影响因表面活性剂种类的不同而存在差异^［17-19］。邓杰勇等研究发现，喷施不同浓度的脂肽类枯草菌表面活性素可促进小白菜根和芽的伸长，且可显著提高小白菜的生物量^{［17-18］c78/kSqHS2A8EgPQYysbqw==}。腊贵晓等研究了甲硫氨酸和色氨酸分别与有机硅类表面活性剂（乙氧基改性三硅氧烷）混施对芥蓝生长以及芥子油苷成分与含量的影响，结果表明，单独喷施乙氧基改性三硅氧烷对于芥蓝生长、芥子油苷含量和组分无显著影响^［19］。在本研究中，单独喷施糖脂类表面活性剂鼠李糖脂主要影响烤烟上部叶的物理特性、化学成分和产值，分析其原因可能是鼠李糖脂作为一种微生物发酵产生的表面活性剂，是一种多组分混合物，其中部分物质可能通过烟叶表面通道进入细胞内被分解为小分子物质而被吸收，间接为烤烟提供营养需求^［20］。

喷施无机叶面钾肥对于上部烟叶的生长、烤后烟物理特性、化学成分及感官品质均有改善作用。韩玉环等的研究表明，喷施6种无机叶面钾肥能够提高上部烟叶的叶长、叶宽和叶面积，降低上部叶长宽比，使烤后烟叶的总糖、还原糖、钾含量及糖碱比普遍增加，烟碱含量有所降低，明显提高上部叶的经济性状^［21］；李强等发现，喷施叶面钾肥可提高烟叶的叶长和叶宽，不同程度地改善了烤烟的经济性状，烤后上部烟叶的总糖、还原糖和钾含量显著提高，烟碱含量显著降低，氯、总氮含量变化不大，钾氯比和氮碱比略微增加，但差异不显著，糖碱比显著提高^［22］；王祎的研究指出，喷施无机叶面钾肥能够有效改善上部叶生长、促进烟叶对钾素的吸收，提高产量；改善烤后烟物理特性，降低叶片厚度和含梗率，明显提高平衡含水率，但对单叶重影响不大；使烤后烟叶的化学成分更加协调，还原糖、总糖、钾含量及糖碱比显著提高，烟碱含量有所降低，中性香气物质含量有所增加^［23］。本研究中，打顶期单独喷施3种无机叶面钾肥对上部叶生长及烤后烟品质的影响与前人的研究结果^［21-23］基本一致。

表面活性剂与叶面肥混施能够提高作物叶面对于养分的吸收利用率，改善作物的产质量^［24-26］。张琳等在微量元素叶面肥中添加烷基多糖苷、烷基酚聚氧乙烯醚及两者复配的表面活性剂，3种表面活性剂的加入均能提高黄瓜幼苗对Fe、Mn、Cu、Zn等4种元素的吸收量，且明显增加幼苗生物量^［24］。施用1 μL/L S-240表面活性剂可提高油菜幼苗对营养物质的吸收，增加其叶长、株高、鲜重，略提高幼苗中氮、磷、钾积累量^［25］。在本研究中，鼠李糖脂对于钾肥的喷施效果有明显的改善作用。与单施3种叶面钾肥相比，鼠李糖脂与3种无机叶面钾肥混施提高了上部叶的叶长和叶面积；促进了烟叶对钾素的吸收；烤后烟的物理特性得到改善，平衡含水率、填充值和单叶重显著增加，厚度和含梗率显著降低；上部烟叶的化学成分更加协调，总糖、钾含量显著提高，总氮含量和氮碱比显著降低，钾氯比也有所提高；类胡萝卜素降解产物含量显著增加，西柏烷类和芳香族氨基酸降解产物的含量变化不大；上部叶产量、产值显著提高。这与前人的研究结果^［27］基本一致。

目前，在打顶期多次喷施无机叶面钾肥是烤烟上部叶提质增产的有效举措。本研究对烤烟进行鼠李糖脂和无机钾肥一次性混合喷施，在上部叶生长发育及烤后烟品质的提升方面取得了良好效果。

4 结论

于打顶期喷施鼠李糖脂在协调烤后上部叶化学成分和增产方面作用明显；3种无机叶面钾肥对上部叶生长和钾素吸收、烤后烟品质改善以及经济效益提高均有显著作用；鼠李糖脂与叶面钾肥混施可协同促进上部叶生长发育和钾素吸收，提高烤后烟品质和经济效益，且效果优于单施叶面钾肥。

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