張璽謝晉黃浩高仁吉魯超周意霖梁增發(fā)王維

（1廣東中煙工業(yè)有限責(zé)任公司，510385，廣東廣州；2云南省煙草公司普洱市景東縣分公司，676200，云南普洱；3華南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，510642，廣東廣州）

煙葉的生產(chǎn)受栽培措施、生態(tài)環(huán)境和品種等諸多自然或人為因素的影響[1]，作為栽培措施的施氮量、氮肥基追比例及種植密度是影響煙株生長(zhǎng)發(fā)育和產(chǎn)質(zhì)量形成的重要因素[2]。氮素是煙株生長(zhǎng)發(fā)育所有必需營(yíng)養(yǎng)元素中限制煙草生長(zhǎng)和品質(zhì)的首要因子[3-4]，煙株整體形態(tài)的構(gòu)建、產(chǎn)量的高低以及質(zhì)量的優(yōu)劣均受氮素影響[5]，只有合理的供應(yīng)才能增加煙葉產(chǎn)量，促進(jìn)優(yōu)質(zhì)煙葉的形成[6-7]。氮素適量適時(shí)供應(yīng)很重要，樊紅柱等[8]研究指出，不同的氮肥基追比例會(huì)影響烤煙對(duì)氮素的吸收與轉(zhuǎn)化，氮肥用于基肥比例較大時(shí)，由于前期煙株較小不易被吸收利用，因而氮素易流失，進(jìn)而影響到烤煙旺長(zhǎng)期氮素的供給，而高追氮比例會(huì)影響煙株的前期發(fā)育，無(wú)法為烤煙產(chǎn)質(zhì)量的形成打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)[9]。密度也是烤煙大田種植中必須關(guān)注的重要因素之一，其主要通過(guò)影響植株養(yǎng)分吸收和營(yíng)養(yǎng)分布狀況對(duì)煙株群體干物質(zhì)生產(chǎn)及積累起作用[10-12]。

普洱煙區(qū)植煙年份較長(zhǎng)，種植品種以云煙85和云煙87為主。但近些年隨著生態(tài)條件的變化，從煙株田間表現(xiàn)，如長(zhǎng)勢(shì)及抗病性等方面來(lái)看，出現(xiàn)了品種退化、產(chǎn)質(zhì)量下降和抗病性減弱等問(wèn)題。因此，本研究從云南普洱的生態(tài)條件出發(fā)，通過(guò)對(duì)新品種云煙116開(kāi)展氮用量、氮肥基追比例和植煙密度的3因素L9(34)無(wú)交互正交試驗(yàn)，探討氮素運(yùn)籌和植煙密度對(duì)烤煙新品種產(chǎn)量及內(nèi)在化學(xué)指標(biāo)協(xié)調(diào)性的影響，為確立相應(yīng)的配套栽培技術(shù)提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況與材料

試驗(yàn)于2019-2020年在云南省普洱市景東彝族自治縣安定鎮(zhèn)沙拉村（100°43'E，24°42'N）進(jìn)行。試驗(yàn)所在地區(qū)平均海拔1640m，年均氣溫為15.3℃～20.2℃，年均降雨量為1300～1600mm，年均日照時(shí)數(shù)為1884～2188h。供試土壤基本理化性狀pH 5.85、有機(jī)質(zhì)2.64%、全鉀2.79%、堿解氮137.91mg/kg、速效磷22.28mg/kg、速效鉀202.94mg/kg。供試品種云煙116由云南省煙草農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院提供。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

本試驗(yàn)設(shè)置3個(gè)試驗(yàn)因素，均為3個(gè)水平。因素1為施氮量（A），分別為112.5（A1）、127.5（A2）和142.5kg/hm2（A3）；因素2為氮肥基追比例（B），分別為3:7（B1）、5:5（B2）和7:3（B3）；因素3為株距（C），分別為0.45（C1）、0.50（C2）和0.55m（C3），固定行距1.20m。試驗(yàn)采用正交優(yōu)化法，試驗(yàn)組合如表1所示，田間小區(qū)隨機(jī)排列，重復(fù)3次，試驗(yàn)田塊四周設(shè)保護(hù)行。本試驗(yàn)采用碳酸氫銨（17.72%）和硝酸鉀（N:K2O=13.5:44.5）調(diào)節(jié)施氮量，二者純氮用量相等，即銨態(tài)氮與硝態(tài)氮的比例為5:5，除改變施氮量外，不同處理間的純P2O5和K2O施用量與當(dāng)?shù)赜昧勘３忠恢拢≒2O5:K2O=1:3.12），不足部分分別用過(guò)磷酸鈣和硫酸鉀補(bǔ)足。基肥在移栽前7～10d開(kāi)溝條施，追肥分3次等量對(duì)水澆施，分別在移栽后7、15和25d施入，施肥均勻一致。其余管理措施按優(yōu)質(zhì)煙葉生產(chǎn)技術(shù)規(guī)范進(jìn)行。同項(xiàng)操作均在同一天內(nèi)完成。

表1 試驗(yàn)正交表Table 1 Orthogonal test table

1.3 測(cè)定項(xiàng)目與方法

1.3.1 經(jīng)濟(jì)性狀 按小區(qū)編竿掛牌烘烤，初烤煙葉下桿后，根據(jù)烤煙分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)（GB 2635-1992）對(duì)煙葉進(jìn)行分級(jí)，統(tǒng)計(jì)其產(chǎn)量、產(chǎn)值、均價(jià)和上中等煙比例，單位面積產(chǎn)量和產(chǎn)值由小區(qū)數(shù)據(jù)折算。

1.3.2 烤后煙葉常規(guī)化學(xué)成分 取烤后中桔三（C3F）煙葉，測(cè)定其淀粉、水溶性總糖、還原糖、總氮、煙堿、鉀和氯等常規(guī)化學(xué)成分含量。采用碘顯色法測(cè)定淀粉含量，采用苯酚-硫酸法測(cè)定水溶性總糖含量，采用3,5-二硝基水楊酸（DNS）比色法測(cè)定還原糖含量，采用凱氏定氮法測(cè)定總氮含量，分別采用蒸餾-紫外分光光度法和火焰分光光度法測(cè)定煙堿和鉀含量，采用連續(xù)流動(dòng)法測(cè)定氯。以上方法參考文獻(xiàn)[13]和[14]。

1.3.3 感官質(zhì)量評(píng)價(jià) 將煙葉樣品去梗切絲，制成單料中支卷煙，由廣東中煙工業(yè)有限責(zé)任公司評(píng)吸專家，按照標(biāo)準(zhǔn)方法（YC/T 138-1998）對(duì)香氣質(zhì)、香氣量、濃度、勁頭、雜氣、刺激性和余味等指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用SPSS和Excel對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理分析，并用Origin繪圖。參考文獻(xiàn)[15]的化學(xué)成分指標(biāo)賦值法，對(duì)烤后煙葉進(jìn)行化學(xué)品質(zhì)綜合評(píng)定（表2），其中，最佳化學(xué)指標(biāo)范圍參照廣東中煙普洱基地單元化學(xué)成分需求設(shè)定值，各化學(xué)成分指標(biāo)相應(yīng)的權(quán)重由綜合相關(guān)分析法和層次分析法計(jì)算結(jié)果確定，用Excel對(duì)分值范圍與指標(biāo)范圍進(jìn)行等比例取值建立線性模型，將試驗(yàn)測(cè)得化學(xué)指標(biāo)數(shù)據(jù)代入公式獲得對(duì)應(yīng)分值。最后采用指數(shù)和法對(duì)烤煙內(nèi)在化學(xué)成分的綜合協(xié)調(diào)性進(jìn)行評(píng)價(jià)，計(jì)算公式：P=∑Pi×Ci。

表2 烤煙化學(xué)成分指標(biāo)賦值方法（C3F）Table 2 The method of assigning values for chemical composition indexes of flue-cured tobacco(C3F)

P為烤煙化學(xué)成分質(zhì)量分值，Pi為第i個(gè)化學(xué)成分指標(biāo)的量化分值，Ci為第i個(gè)化學(xué)成分指標(biāo)的權(quán)重。

與化學(xué)成分評(píng)分相同，感官質(zhì)量量化分值亦采用指數(shù)和法進(jìn)行計(jì)算（表3），計(jì)算公式：M=(∑Ni×Oi)×11.1。

表3 感官質(zhì)量賦值方法Table 3 Sensory quality evaluation method

式中，M為烤煙感官綜合質(zhì)量分值，Ni為第i個(gè)感官質(zhì)量指標(biāo)的量化分值，Oi為第i個(gè)感官質(zhì)量指標(biāo)的權(quán)重[16]。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對(duì)煙葉經(jīng)濟(jì)性狀的影響

由表4可知，不同處理間產(chǎn)量無(wú)顯著性差異。產(chǎn)值最高的是A1B2C2處理，其與A1B1C1和A3B2C1處理差異不顯著，但與其他處理均存在顯著性差異。均價(jià)最高的也是A1B2C2處理，該處理與A1B1C1和A2B1C2處理差異不顯著，與其他處理均存在顯著性差異。上中等煙比例最高的是A1B1C1處理，其次是A1B2C2處理，最低的是A3B1C3處理，最高處理比最低處理提高43.55%。

表4 不同處理經(jīng)濟(jì)性狀Table 4 Economic indicators in different treatments

由圖1可知，不同試驗(yàn)因素的極差除產(chǎn)量表現(xiàn)為RA＞RB＞RC外，產(chǎn)值、均價(jià)以及上中等煙比例均表現(xiàn)為RC＞RA＞RB，即對(duì)于產(chǎn)量而言，3個(gè)試驗(yàn)因素的重要性依次是施氮量、氮肥基追比例和株距，而產(chǎn)值、均價(jià)和上中等煙比例，試驗(yàn)因素的影響力均表現(xiàn)為株距＞施氮量＞氮肥基追比例。此外，產(chǎn)量、產(chǎn)值、均價(jià)以及上中等煙比例4大指標(biāo)數(shù)值越大，表現(xiàn)越優(yōu)異，所以產(chǎn)量指標(biāo)、施氮量、氮肥基追比例以及株距的最優(yōu)水平分別為A3、B2和C3，產(chǎn)值、均價(jià)以及上中等煙比例最優(yōu)水平均依次為A1、B2和C2。綜合可知，產(chǎn)量最優(yōu)組合為A3B2C2處理，產(chǎn)值、均價(jià)以及上中等煙比例最優(yōu)組合均為A1B2C2處理。

圖1 經(jīng)濟(jì)性狀直觀分析-因素水平均值圖Fig.1 Intuitive analysis of economic traits-factor level average graphs

2.2 不同處理對(duì)煙葉常規(guī)化學(xué)成分含量的影響

云南優(yōu)質(zhì)煙葉化學(xué)成分的指標(biāo)要求為總氮與煙堿均為1.5%～3.5%，糖15%～35%，鉀1.5%～6%，淀粉4%～6%，糖堿比以接近10為宜，氮堿比0.8～1.0，鉀氯比≥4[17]。從表5可知，在9個(gè)處理中，烤后煙葉內(nèi)在化學(xué)成分協(xié)調(diào)性總分較高的依次為A1B2C2和A1B1C1處理，施氮量最低，追肥比例適中。從單個(gè)指標(biāo)來(lái)看，除氮堿比不在云南優(yōu)質(zhì)烤煙化學(xué)成分適宜范圍內(nèi)外，其余指標(biāo)均在適宜范圍內(nèi)?？偡肿畹偷氖茿2B3C1處理，其次是A3B3C2處理，施氮量較高，追肥比例最高。說(shuō)明在普洱煙區(qū)降低施氮量，適當(dāng)增加氮肥作為追肥的比例對(duì)云煙116烤后煙葉內(nèi)在化學(xué)成分的協(xié)調(diào)性更有利。

表5 不同處理常規(guī)化學(xué)成分的含量及分值Table 5 Contents and scores of routine chemical indicators in different treatments

2.3 不同處理對(duì)C3F煙葉感官評(píng)吸質(zhì)量的影響

按照評(píng)吸方法規(guī)定，勁頭和濃度作為煙葉的風(fēng)格特征，不計(jì)入評(píng)吸總分。由表6可知，勁頭方面，分值最高的是A1B2C2處理，其次是A3B3C2處理，其余處理分值相同，均為6.50；濃度方面，分值最大的是A3B3C2處理，為7.00，比A1B1C1、A2B1C2、A2B3C1及A3B1C3處理高出7.7%。對(duì)于感官質(zhì)量評(píng)分來(lái)說(shuō)，A1B2C2和A2B2C3處理烤后煙葉評(píng)吸總分分別排第一和第二，其香氣量足，余味突出，評(píng)吸總分最低的是A3B3C2處理。表明施氮量過(guò)高、追肥比例過(guò)大以及密度較小均不利于云煙116形成優(yōu)質(zhì)煙葉。

表6 不同處理烤后煙葉感官評(píng)吸質(zhì)量（C3F）Table 6 Sensory evaluation of smoking quality of flue-cured tobacco leaves in different treatments(C3F)

2.4 煙葉的化學(xué)成分協(xié)調(diào)性綜合得分與感官評(píng)吸綜合得分統(tǒng)計(jì)分析

從表7可知，PA、PB和PC均小于0.05，即施氮量、氮肥基追比例和株距對(duì)云煙116烤后煙葉的化學(xué)成分協(xié)調(diào)性均有顯著性影響，且影響程度表現(xiàn)為施氮量＞氮肥基追比例＞株距。R值表示極差，可反映試驗(yàn)因素的主次關(guān)系，極差越大，試驗(yàn)因素的主效應(yīng)越強(qiáng)，化學(xué)成分方面表現(xiàn)為RA＞RB＞RC，即不同的試驗(yàn)因素對(duì)云煙116化學(xué)成分協(xié)調(diào)性得分的影響程度表現(xiàn)為施氮量＞氮肥基追比例＞株距。K*值則反映各試驗(yàn)因素對(duì)應(yīng)水平上的綜合表現(xiàn)，對(duì)比各因素水平K*值可知，A1＞A3＞A2，B2＞B1＞B3，C2＞C3＞C1，因此3個(gè)試驗(yàn)因素對(duì)應(yīng)的最優(yōu)水平分別是A1、B2和C2，最優(yōu)試驗(yàn)組合為A1B2C2處理。感官評(píng)吸綜合得分方面，方差分析數(shù)據(jù)表明，PA、PB和PC均小于0.05，直觀分析數(shù)據(jù)顯示，極差為RB＞RA＞RC，即影響感官質(zhì)量的主導(dǎo)因素為氮肥基追比例，K*值方面，A1＞A2＞A3，B2＞B1＞B3，C2＞C3=C1，因此3個(gè)試驗(yàn)因素對(duì)應(yīng)的最優(yōu)水平同樣分別是A1、B2和C2，最優(yōu)試驗(yàn)組合為A1B2C2處理。

表7 化學(xué)成分協(xié)調(diào)性綜合得分與感官評(píng)吸綜合得分的統(tǒng)計(jì)分析Table 7 The statistical analysis of the comprehensive score of chemical composition coordination and the comprehensive score of sensory quality

2.5 綜合分析與優(yōu)化

從表8可知，由于不同指標(biāo)所對(duì)應(yīng)的主導(dǎo)試驗(yàn)因素和最優(yōu)試驗(yàn)組合并不完全統(tǒng)一，為尋求最佳的施氮量、氮肥基追比例以及株距組合，需要對(duì)主導(dǎo)因素和最優(yōu)組合進(jìn)行綜合分析與優(yōu)化。主導(dǎo)因素方面，產(chǎn)量、產(chǎn)值、均價(jià)以及上中等煙比例4個(gè)作為經(jīng)濟(jì)性狀的子指標(biāo)，統(tǒng)一歸為經(jīng)濟(jì)性狀，經(jīng)濟(jì)性狀內(nèi)A和C因素出現(xiàn)的次數(shù)分別為1和3，因此經(jīng)濟(jì)性狀的主導(dǎo)因素是C，即株距?；瘜W(xué)成分指標(biāo)和感官質(zhì)量指標(biāo)是與經(jīng)濟(jì)性狀平行的評(píng)價(jià)指標(biāo)，三大評(píng)價(jià)指標(biāo)的主導(dǎo)因素依次為因素A、B和C，即施氮量、氮肥基追比例和株距分別是影響云煙116化學(xué)成分、感官質(zhì)量以及經(jīng)濟(jì)性狀的主要因素。最優(yōu)組合方面，A1B2C2處理出現(xiàn)次數(shù)最多，且A3B2C2處理并未出現(xiàn)在已實(shí)施的9個(gè)試驗(yàn)組合之中，因此最優(yōu)組合選擇A1B2C2處理，即施氮量為112.5kg/hm2，氮肥基追比例為5:5，株距保持0.50m的適中水平為最優(yōu)組合。

表8 不同指標(biāo)主導(dǎo)因素及最優(yōu)組合統(tǒng)計(jì)Table 8 Different index leading factors and optimal combination statistics

3 討論

云煙116是2016年全國(guó)煙草品種審定委員會(huì)審定通過(guò)并推廣的品種，該品種以中間材料8610-711為母本、單育2號(hào)為父本進(jìn)行雜交，經(jīng)系譜選擇培育而成，具有較廣的適應(yīng)性，適宜在我國(guó)南方煙區(qū)種植[18]。本試驗(yàn)采用3因素L9(34)正交試驗(yàn)研究了施氮量、氮肥基追比例及株距對(duì)普洱煙區(qū)云煙116產(chǎn)質(zhì)量的影響，結(jié)果顯示，對(duì)于經(jīng)濟(jì)性狀而言，施氮量是影響產(chǎn)量的主導(dǎo)因素，施氮量越高，產(chǎn)量越大，而產(chǎn)值、均價(jià)以及上中等煙比例的主導(dǎo)因素則是株距。對(duì)于內(nèi)在化學(xué)成分協(xié)調(diào)性綜合得分以及感官質(zhì)量評(píng)吸綜合得分而言，其主導(dǎo)因素是施氮量。綜合分析得出的最優(yōu)試驗(yàn)組合為A1B2C2處理，即施氮量為112.5kg/hm2，氮肥的基追比例為5:5，株距為0.50m，在此條件下云煙116的經(jīng)濟(jì)性狀、化學(xué)成分協(xié)調(diào)性以及感官質(zhì)量表現(xiàn)最優(yōu)異。

氮素是煙株生長(zhǎng)發(fā)育不可或缺的元素之一，而株距則是協(xié)調(diào)個(gè)體與群體關(guān)系的關(guān)鍵因素，二者的配合對(duì)烤煙產(chǎn)質(zhì)量的形成至關(guān)重要。本研究結(jié)論與程智敏等[19]和汪代斌等[20]的減氮并適當(dāng)增密有利于云煙116株型為產(chǎn)質(zhì)量提高的結(jié)論一致。探其原因，云煙116株式塔型，葉長(zhǎng)橢圓形，葉角度中等，田間長(zhǎng)勢(shì)較強(qiáng)，因此株距不宜過(guò)小，避免植株間水肥競(jìng)爭(zhēng)加劇，加之普洱以山地為主，海拔較高，光照較強(qiáng)，故株距過(guò)大則不利于光照資源的充分利用。此外云煙116耐肥性偏弱[18]，普洱煙區(qū)植煙土壤堿解氮含量屬于高級(jí)別，氮含量豐富，因此烤煙種植可適當(dāng)減少施氮量，以避免氮素過(guò)多，導(dǎo)致煙株徒長(zhǎng)。

煙株對(duì)氮素的需求存在規(guī)律性，表現(xiàn)為伸根期需求量少，旺長(zhǎng)期需求量增加，因此氮素適時(shí)供應(yīng)至關(guān)重要。梁瓊月等[21]研究認(rèn)為，氮肥基追比例為5:5時(shí)提質(zhì)效果最佳，而基追比例降低則會(huì)導(dǎo)致煙葉的產(chǎn)量與感官質(zhì)量下降；馬興華等[22]利用N15同位素示蹤技術(shù)進(jìn)行了不同氮肥基追比例田間試驗(yàn)，結(jié)果表明，增加追肥比例提高了煙葉感官質(zhì)量，追肥比例為50%時(shí)是兼顧生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益的最佳氮肥運(yùn)籌方式，本研究結(jié)果與之類似。研究[23-24]表明，降雨集中易造成施入土壤氮素徑流損失及其向深層土壤淋溶量加大，普洱煙區(qū)屬亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，降雨集中，若基肥比例偏大，未被及時(shí)利用的氮素易被淋溶導(dǎo)致其大量流失，不利于煙株前期的生長(zhǎng)發(fā)育；而追肥比例偏大，后期氮素供應(yīng)充足，導(dǎo)致中上部葉落黃變緩，氮合成代謝不能及時(shí)向分解代謝轉(zhuǎn)換，影響光合產(chǎn)物和香氣前體物質(zhì)降解與轉(zhuǎn)化，造成煙葉品質(zhì)下降。因此氮肥基追比例為5:5時(shí)能有效提高云煙116的產(chǎn)量和質(zhì)量。

4 結(jié)論

綜上所述，普洱煙區(qū)云煙116應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格控制氮肥用量，施純氮112.5kg/hm2，用量比主栽品種云煙87低7.5～15.0kg/hm2為宜，氮肥基追比例可適當(dāng)調(diào)整，降低基肥比例，增加追肥比例，最佳比例為5:5，行距為1.20m，株距為0.50m，此條件下云煙116的經(jīng)濟(jì)性狀和綜合品質(zhì)表現(xiàn)最佳。