劉 魁，田陽陽，王正旭，溫 健，馮佳薇，傅 皓，伍顯錄，楊繼周

（紅塔煙草（集團）有限責(zé)任公司，云南 玉溪 653100）

化肥作為一種速效養(yǎng)分含量高、肥效快的肥料， 在烤煙生產(chǎn)上得到廣泛的應(yīng)用。但隨著化肥長期大量的施用，土壤結(jié)構(gòu)發(fā)生板結(jié)，養(yǎng)分利用率降低，病害增加，不僅增加了生產(chǎn)投入成本，還影響了煙葉質(zhì) 量[1-2]。因此，如何保育土壤來保證煙葉質(zhì)量和風(fēng)格特色是目前亟待解決的問題之一。

2015 年2 月頒布的《到2020 年化肥使用量零增長行動方案》提出了“精、調(diào)、改、替”的施肥技術(shù)路徑，其中“替”即有機肥替代化肥。唐莉娜等[3]研究表明，有機肥與化肥配施可改善烤煙土壤微生態(tài)環(huán)境，提高土壤微生物PFLAs 多樣性；季璇等[4]研究表明，餅肥等氮替代30%化肥有助于提高土壤肥力和烤煙氮素利用率；李杰等[5]研究表明，化肥合理配施生物有機肥可有效促進煙株生長發(fā)育，改善煙葉品質(zhì)；張煥菊等[6]研究表明，生物有機肥替代30%化肥有利于改善烤煙經(jīng)濟性狀、化學(xué)成分協(xié)調(diào)性及各部位煙葉感官質(zhì)量。因此，在烤煙生產(chǎn)上常采用有機肥替代部分化肥的施肥方式來改善土壤環(huán)境和煙葉質(zhì)量，降低農(nóng)業(yè)面源污染，實現(xiàn)烤煙生產(chǎn)可持續(xù)發(fā)展。為此，筆者以NC297 品種為試驗材料，在玉溪山地?zé)焻^(qū)開展煙草專用商品有機肥替代部分化肥的田間試驗，研究有機肥替代部分化肥對烤煙生長及煙葉質(zhì)量的影響，以期為玉溪山地?zé)焻^(qū)減少化肥用量、提升煙葉品質(zhì)、減少農(nóng)業(yè)面源污染提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗地點與材料

試驗于2019 年4—9 月在云南省玉溪市峨山縣塔甸鎮(zhèn)瓦哨宗村進行，前作為油菜，土壤類型為紅壤，理化性質(zhì)為pH 值6.1、有機質(zhì)含量38.3 g/kg、全氮2.29 g/kg、水解氮 157.5 mg/kg、速效鉀459 mg/kg、有效磷88.2 mg/kg。

供試烤煙品種NC297 由玉溪中煙種子有限責(zé)任公司提供。供試有機肥為煙草專用商品有機肥，養(yǎng)分含量為pH 值6.1、有機質(zhì)61.6%、全氮1.81%、全磷3.42%、全鉀1.72%。

1.2 試驗設(shè)計

試驗采用完全隨機區(qū)組設(shè)計，共設(shè)置4 個處理，每個處理3次重復(fù)。CK：100%化肥（N-P-K=12-6-24）；T1：有機肥N 替代10%化肥N；T2：有機肥N 替代20%化肥N；T3：有機肥N 替代30%化肥N。各處理總氮用量相同，均為90 kg/hm2（純N）?？緹煼N植行株距為120 cm×50 cm，其他生產(chǎn)技術(shù)操作按照標(biāo)準(zhǔn)化煙葉生產(chǎn)技術(shù)方案執(zhí)行。

1.3 考察指標(biāo)及方法

1.3.1 農(nóng)藝性狀 依照YC/T 142—2010 煙草農(nóng)藝性狀調(diào)查測量方法，每個處理隨機選取10 株健康無病煙株，在烤煙封頂后7 d 時調(diào)查各處理煙株株高、葉數(shù)、莖圍、節(jié)距、最大葉長、最大葉寬等指標(biāo)。最大葉面積按公式（1）計算。

式中：W 為最大葉面積（cm2）；0.634 5 為烤煙葉面積常數(shù)；A 為最大葉長（cm）；B 為最大葉寬（cm）。1.3.2 外觀質(zhì)量 依據(jù)GB 2635—1992烤煙分級標(biāo)準(zhǔn)，對中部煙葉成熟度（30 分）、顏色（15 分）、結(jié)構(gòu)（20分）、油分（15 分）、身份（10 分）、色度（10 分）6項指標(biāo)進行評價打分，外觀質(zhì)量綜合得分為各項指標(biāo)得分之和。

1.3.3 化學(xué)成分 參照YC/T 159—2002 標(biāo)準(zhǔn)測定煙葉總糖、還原糖含量，參照YC/T 468—2013、YC/T 161—2002、YC/T2017—2007、YC/T 162—2011 標(biāo) 準(zhǔn)分別測定煙葉煙堿、總氮、鉀、氯離子等化學(xué)成分指標(biāo)。

1.3.4 感官質(zhì)量 由紅塔集團組織評吸專家對中部煙葉香韻（10 分）、香氣量（15 分）、香氣質(zhì)（15 分）、濃度（10 分）、刺激性（15 分）、勁頭（5 分）、雜氣（10 分）、干凈度（10 分）、濕潤感（5 分）、回味（5 分）10 項感官質(zhì)量指標(biāo)進行評價打分，綜合得分為各項指標(biāo)得分之和。

1.3.5 致香成分 致香成分參考常劍波等[7]的方法利用氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀采用內(nèi)標(biāo)法測定。

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析

分別采用SPSS 25.0 和Excel 365 軟件對試驗數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析和作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對烤煙農(nóng)藝性狀的影響

由表1 可知，不同處理對烤煙農(nóng)藝性狀的影響主要體現(xiàn)在株高、最大葉寬及最大葉面積等方面。其中，T2 處理烤煙株高、最大葉面積均顯著高于CK，而T1、T3 處理與CK 無顯著差異。

2.2 不同處理對烤煙外觀質(zhì)量的影響

由表2 可知，有機肥替代部分化肥均有利于提高中部煙葉外觀質(zhì)量。其中，各處理中部煙葉成熟度、顏色及葉片結(jié)構(gòu)無差異，均表現(xiàn)煙葉成熟，顏色橘黃，葉片結(jié)構(gòu)疏松；T1、T2 和T3 處理中部煙葉油分表現(xiàn)有，得分均高于CK；T2 和T3 處理身份表現(xiàn)中等，CK和T1處理身份表現(xiàn)中等偏薄；T2處理色度表現(xiàn)中，CK、T1 和T3 處理的色度表現(xiàn)中偏弱。整體外觀質(zhì)量得分表現(xiàn)為T2 ＞T3 ＞T1 ＞CK。

表1 各處理烤煙農(nóng)藝性狀的比較

2.3 不同處理對烤煙化學(xué)成分的影響

烤煙煙堿含量適宜范圍為1.5%～3.5%，還原糖含量適宜范圍為18%～22%，總氮含量適宜范圍為1.5%～3.0%，氮堿比一般為1 左右，糖堿比一般為6～10[8]。

由表3 可知，與CK 相比，各處理中部煙葉總糖和還原糖含量均有顯著增加；各處理煙堿和總氮含量均有下降，氮堿比和糖堿比均有增加，其中以T1處理與CK 均有顯著差異；各處理氯離子和鉀含量與CK 無顯著差異。

與烤煙化學(xué)成分適宜范圍相比，有機肥替代部分化肥處理中部煙葉煙堿含量均在適宜范圍內(nèi)，T1氮堿比更趨于協(xié)調(diào)，T2 處理還原糖和糖堿比在適宜范圍內(nèi)，T3 處理糖堿比在適宜范圍內(nèi)。由結(jié)果可見，有機肥替代部分化肥均有助于提升中部煙葉總糖和還原糖含量，改善煙堿含量，協(xié)調(diào)氮堿比和糖堿比。

2.4 不同處理對烤煙感官質(zhì)量的影響

由表4 可知，各處理中部煙葉香韻和香氣量較CK 均有所增加，表現(xiàn)為清甜香帶烤香，韻調(diào)豐富，香氣量較足。T1 處理僅在香韻和香氣量方面優(yōu)于CK；T2 處理煙氣濃度高于其他處理，但枯焦氣息稍顯；T3 處理感官質(zhì)量整體優(yōu)于CK，表現(xiàn)甜感明顯，香氣量較足且細膩綿延，刺激性稍顯，回味舒適。由上可見，有機肥替代部分化肥均有助于改善煙葉感官質(zhì)量，其中以有機肥N 替代30%化肥N 處理表現(xiàn)更優(yōu)。

2.5 不同處理對煙葉致香成分的影響

將各處理中部煙葉進行致香成分含量檢測分析，共檢測出47 種物質(zhì)，檢測結(jié)果按照官能團、致香成分來源于不同前體物2 種分類方法來進行歸類。

從官能團分類結(jié)果來看（表5），隨著有機肥用量的增加，中部煙葉致香成分總量呈增加趨勢，T1、T2 和T3 處理分別高出對照6.52%、13.73%和14.47%。其中，T1 處理與CK 醛類與雜環(huán)類物質(zhì)含量相近，T2 處理醇類物質(zhì)含量低于CK，除此之外其他物質(zhì)含量均要高于CK；T3 處理醇類、醛類、酮類、烴類及雜環(huán)類物質(zhì)含量均要明顯高于CK。

從前體物分類結(jié)果來看（表6），有機肥替代部分化肥處理苯丙氨酸類、類胡蘿卜素、葉綠素等降解產(chǎn)物及美拉德反應(yīng)產(chǎn)物含量均明顯高于CK，類西柏烷類降解產(chǎn)物含量均低于CK；其中苯丙氨酸類、類胡蘿卜素等降解產(chǎn)物含量以T3 處理最高，葉綠素降解產(chǎn)物及美拉德反應(yīng)產(chǎn)物含量以T2 處理最高。

表2 各處理烤煙外觀質(zhì)量的比較 （分）

表3 各處理中部煙葉化學(xué)成分含量的比較

表4 各處理中部煙葉感官質(zhì)量的比較 （分）

表5 各處理煙葉致香成分按官能團分類結(jié)果的比較 （μg/kg）

3 結(jié)論與討論

潘興兵等[9]研究表明，化肥配施有機肥有利于提高烤煙株高、節(jié)距及葉面積系數(shù)，促進煙株生長；劉天波等[10]研究表明，化肥配施有機肥可提高株高及最大葉面積，對莖圍及節(jié)距無顯著影響。筆者研究表明，當(dāng)有機肥N 替代20%化肥N 時，烤煙株高及最大葉面積較單施化肥均有顯著提高，對節(jié)距及莖圍無顯著影響?？梢姡袡C肥替代部分化肥有助于促進烤煙生長發(fā)育，促進煙葉開片。有研究表明，化肥減量配施有機肥能夠改善土壤結(jié)構(gòu)，活化土壤養(yǎng)分，提高烤煙對養(yǎng)分的吸收能力，進而增加煙葉內(nèi)含物質(zhì)，促進煙葉開片[11]。

表6 各處理煙葉致香成分按前體物分類結(jié)果的比較 （μg/kg）

在筆者研究中，有機肥替代部分化肥均有助于改善中部煙葉外觀質(zhì)量，尤其是煙葉油分要優(yōu)于單施化肥，這與易克等[12]的研究結(jié)果類似。分析原因可能是由于配施有機肥增加了烤煙葉片腺毛密度，提高了和西柏三烯醇類物質(zhì)的含量[13-14]。而西柏三烯醇類物質(zhì)是煙草腺毛分泌物的主要成分之一，與煙葉的油潤品質(zhì)有明顯的正相關(guān)關(guān)系[15]。

煙葉化學(xué)成分和感官質(zhì)量是評價煙葉工業(yè)可用性的重要指標(biāo)。研究結(jié)果表明，有機肥替代部分化肥后，煙葉總糖和還原糖含量均顯著增加，總氮和煙堿含量均降低到適宜范圍內(nèi)，糖堿比和氮堿比更趨協(xié)調(diào)，煙葉感官質(zhì)量有所提升，這與闞宏偉等[16]和施河麗等[17]的研究結(jié)果相似。其中，有機肥N 替代30%化肥N的處理能明顯改善煙葉香氣質(zhì)和香氣量，提升煙葉回味舒適度。但有機肥與無機肥配比的適宜比例會因有機肥種類的不同而有所差異，這是由于有機肥的組分、碳氮比等因素不同導(dǎo)致施入土壤后的有機物質(zhì)分解和養(yǎng)分釋放程度不同，從而導(dǎo)致施肥效果表現(xiàn)出一定差異[18-19]。因此，要根據(jù)實際情況合理配比。

煙葉中致香物質(zhì)具有不同的化學(xué)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，對煙草香味的形成及香氣質(zhì)量有不同的貢獻程度，與煙葉品質(zhì)密切相關(guān)[20-21]。按煙葉香氣前體物質(zhì)可將致香物質(zhì)劃分為美拉德反應(yīng)產(chǎn)物、苯丙氨酸類降解產(chǎn)物、類胡蘿卜素降解產(chǎn)物、類西柏烷類降解產(chǎn)物和新植二烯[22]，其中新植二烯是葉綠素降解產(chǎn)物，在煙草致香成分中含量最高，具有減少刺激性、醇含量和煙氣的作用[23]。在筆者研究中，各處理葉綠素降解產(chǎn)物新植二烯含量占到總量的77%以上。有機肥替代部分化肥處理致香成分總量較CK 均有明顯增加，特別是苯丙氨酸類、類胡蘿卜素及葉綠素降解產(chǎn)物的含量有明顯提升，這與張凱等[24]研究結(jié)果一致。這可能是由于有機肥的施用促進了土壤微生物生長繁殖，提高土壤養(yǎng)分供給，平衡煙株碳氮代謝，從而增加了葉面腺毛分泌物，促進了致香物質(zhì)的形成[25]。

綜上所述，有機肥替代部分化肥可以提升煙葉油分和總糖、還原糖含量，改善煙堿含量和化學(xué)成分協(xié)調(diào)性，提高煙葉香韻、香氣量及致香物質(zhì)總量，其中有機肥N 替代30%化肥N 時煙葉質(zhì)量表現(xiàn)更優(yōu)。