張海偉,劉潤生,王玉勝,葉為民,邵雪蓮,何寬信
(1.江西省煙葉科學(xué)研究所,江西 南昌 330025;2.贛州市煙草公司 瑞金分公司,江西 瑞金 342500;3.廣東中煙工業(yè)有限責(zé)任公司,廣東 廣州 510385)
靠近煙株下部的煙葉,由于光照不良易導(dǎo)致干物質(zhì)積累不足,煙葉素質(zhì)和工業(yè)可用性較差。國家煙草專賣局提出進(jìn)行下部葉優(yōu)化處理的根本目的在于提高煙葉質(zhì)量,提升產(chǎn)出煙葉的工業(yè)可用性。危阜斌等[1]研究表明:不同煙葉優(yōu)化結(jié)構(gòu)措施對(duì)大田煙株的株高、頂部葉面積,以及烤后煙葉的單葉重、葉片結(jié)構(gòu)、色度和感官評(píng)吸質(zhì)量的影響較大。歐陽磊等[2]認(rèn)為,打葉數(shù)對(duì)烤煙產(chǎn)量、產(chǎn)值、均價(jià)和中上等煙比例均有極顯著影響。具體到下部葉打葉時(shí)間和打葉數(shù)量的研究,郭芳軍等[3]認(rèn)為,打頂時(shí)優(yōu)化底腳葉的處理較好,烤后煙葉化學(xué)成分相對(duì)協(xié)調(diào)。鄒凱等[4]研究認(rèn)為,邵陽煙區(qū)烤煙以打頂時(shí)摘除下部2片煙葉效果最佳。馮玉龍[5]研究表明,在梅州煙區(qū),種植密度為16500株/hm2時(shí),以打頂時(shí)摘除3片下部葉,同時(shí)摘除1片頂葉的處理煙葉化學(xué)成分較為協(xié)調(diào)。江厚龍等[6]研究認(rèn)為,不同肥力煙田的烤煙下部葉處理技術(shù)應(yīng)有所差異,高肥力煙田打葉數(shù)量應(yīng)少于低肥力煙田。
綜合各方研究可以看出,優(yōu)化下部老化葉片有利于提升煙葉產(chǎn)質(zhì)量,但受到生態(tài)、土壤、施肥技術(shù)的影響,不同產(chǎn)區(qū)下部葉優(yōu)化處理的時(shí)間和數(shù)量有較大差異。有關(guān)下部葉處理對(duì)烤煙生長過程中各部位煙葉養(yǎng)分和碳氮代謝產(chǎn)物影響的研究相對(duì)較少,尤其是在東南多雨煙區(qū),類似的研究鮮有報(bào)道。本文擬將下部葉處理的時(shí)間和打葉數(shù)量2個(gè)因素進(jìn)行組合,深入研究不同措施對(duì)煙葉養(yǎng)分吸收分配、碳氮代謝產(chǎn)物的影響,探索適宜江西生態(tài)條件的下部煙葉處理技術(shù),為優(yōu)化煙葉等級(jí)結(jié)構(gòu)、提高煙葉品質(zhì)提供理論依據(jù)。
試驗(yàn)選擇在瑞金煙葉科技示范園進(jìn)行。供試烤煙品種為云煙87,包衣種濕潤育苗移栽。試驗(yàn)田土壤肥力中等、均勻、地面平整、靠近水源,近2年未做過農(nóng)作物肥料試驗(yàn),無病蟲害發(fā)生。土壤質(zhì)地為砂質(zhì),基本理化性質(zhì)為pH值為5.4、有機(jī)質(zhì)19.5 g/kg、速效氮91.5 mg/kg、速效磷24.0 mg/kg、速效鉀97.3 mg/kg、氯離子0.13 mg/kg、陽離子交換量18.4 cmol/kg。
按照摘除下部葉的時(shí)間和打葉數(shù)量不同設(shè)置6個(gè)處理(表1),各處理隨機(jī)區(qū)組排列,每個(gè)處理3次重復(fù)。各小區(qū)所用肥料相同,菜籽餅有機(jī)肥用量均為750 kg/hm2,純氮肥用量為135 kg/hm2,氮磷鉀比例為1∶1∶3。每個(gè)小區(qū)植煙60株,行株距為1.2 m×0.5 m,生產(chǎn)管理措施采用當(dāng)?shù)爻R?guī)方法。
表1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)
2015年3月7日移栽。追肥中的煙草專用肥于移栽后20 d干施于煙株根系周圍,硝酸鉀、硫酸鉀在移栽后第7、14、21、28 d分4次對(duì)水混勻澆施。各處理于5月1日統(tǒng)一摘除2片底腳葉,然后選擇代表性煙株對(duì)自下向上第6葉位(下部葉)、10葉位(中部葉)、16葉位(上部葉)煙葉進(jìn)行掛牌標(biāo)記。5月11日在小區(qū)內(nèi)有50%煙株中心花開放時(shí)一次性打頂。
分別于打頂后第6天和第15天,對(duì)各處理第6葉位葉片取樣,殺青烘干后測定氮、磷、鉀養(yǎng)分含量;于打頂后第6、15、30、45 d,各處理分別取第10葉位和第16葉位葉片殺青烘干,測定烤煙的氮、磷、鉀、碳水化合物和含氮化合物含量;煙葉采收烘烤后各處理分別取第10葉位和第16葉位煙葉1 kg,測定烤煙的常規(guī)化學(xué)成分。
采用SPASS 19.0軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和統(tǒng)計(jì)分析,采用Duncan法進(jìn)行多重比較,英文小寫字母a、b、c等表示5%差異顯著性水平。
由表2可知,摘除下部葉的時(shí)間和打葉數(shù)量對(duì)打頂后第6葉位養(yǎng)分含量均有一定影響。打葉數(shù)量相同時(shí),隨著打葉時(shí)間延遲,第6葉位的氮、鉀含量先升后降,磷含量變化較小。打頂后第1天摘除下部葉時(shí)第6葉位的氮、鉀含量最高。同一打葉時(shí)間摘除2片下部葉處理的第6葉位的氮、鉀含量均小于摘除5片葉的處理,磷含量變化較小。
表2 不同處理對(duì)第6葉位氮磷鉀含量的影響 %
注:同列數(shù)據(jù)后的小寫字母表示在0.05水平上的差異顯著性,字母不同則差異顯著,相同則不顯著。下同。
隨著煙葉的逐漸成熟,第10葉位氮含量逐漸降低,磷、鉀含量先升后降;第16葉位氮、磷、鉀含量總體呈先升后降趨勢(圖1~圖3)。同一打葉時(shí)間下,煙葉成熟時(shí),摘除5片葉處理的中部葉和上部葉氮、磷、鉀含量高于摘除2片葉處理。隨著打葉時(shí)間的推遲,第10葉位成熟時(shí)氮、磷、鉀含量呈升高趨勢,磷含量呈降低趨勢。打頂后第1天摘除下部葉時(shí),第16葉位成熟時(shí)的氮、鉀含量最高。
隨著煙葉的逐漸成熟,第10葉位總糖、還原糖含量逐漸升高,淀粉含量先降后升,第16葉位總糖、還原糖及淀粉含量先升后降(圖4~圖6)。在同一打葉時(shí)間下,煙葉成熟時(shí),摘除5片葉處理的中部葉和上部葉總糖、還原糖和淀粉含量均低于摘除2片葉處理。隨著打葉時(shí)間的延遲,第10葉位總糖、還原糖含量呈升高趨勢,淀粉含量呈降低趨勢,第16葉位總糖、還原糖和淀粉含量呈降低的趨勢。
圖1 不同處理對(duì)第10、16葉位氮含量的影響
圖2 不同處理對(duì)第10、16葉位磷含量的影響
圖3 不同處理對(duì)第10、16葉位鉀含量的影響
圖4 不同處理對(duì)第10、16葉位總糖含量的影響
摘除下部葉片后,第10葉位煙葉的煙堿先升高然后趨于穩(wěn)定,第16葉位煙葉煙堿含量呈升高的趨勢。在相同打葉時(shí)間下,摘除2片葉處理的第10葉位和第16葉位煙堿含量整體低于摘除5片葉的處理。隨著摘除下部葉時(shí)間的推遲,第16葉位成熟時(shí)煙葉煙堿含量呈先升后降的趨勢。第10葉位煙葉煙堿含量受打葉時(shí)間影響較小。
圖5 不同處理對(duì)第10、16葉位還原糖含量的影響
圖6 不同處理對(duì)第10、16葉位淀粉含量的影響
圖7 不同處理對(duì)第10、16葉位煙堿含量的影響
由表2可知,隨著打葉時(shí)間的延遲,第10葉位煙葉煙堿含量逐漸降低,鉀含量、總氮含量、糖堿比和氮堿比均呈升高趨勢,但打頂后第1天摘除下部葉的處理淀粉含量較低。在相同打葉時(shí)間下,摘除2片葉處理的煙堿、鉀、總氮和蛋白質(zhì)含量均低于摘除5片葉處理,但糖堿比大于摘除5片葉處理。由表3可知,第16葉位煙葉的煙堿、總氮含量及氮堿比隨打葉時(shí)間延遲先升后降,總糖和還原糖含量呈降低趨勢,打頂后第1天摘除下部葉淀粉含量較低。在相同打葉時(shí)間下,摘除2片葉處理的煙堿、鉀、總氮含量均低于摘除5片葉的處理。綜合來看,T3處理的烤后煙葉化學(xué)成分更協(xié)調(diào)。
表2 不同處理對(duì)中部烤后煙葉化學(xué)成分的影響(第10葉位)
表3 不同處理對(duì)上部烤后煙葉化學(xué)成分的影響(第16葉位)
植株各器官組成一個(gè)有機(jī)整體,任一器官的營養(yǎng)狀況發(fā)生改變,都會(huì)對(duì)其他組織的化學(xué)成分產(chǎn)生影響。研究表明[7-9],打頂會(huì)削弱煙株的頂端優(yōu)勢,降低養(yǎng)分向上部煙葉運(yùn)輸?shù)哪芰?,阻斷同化物質(zhì)向生殖器官轉(zhuǎn)移,使光合產(chǎn)物集中向煙葉中分配。另有研究表明[2,4,10],摘除下部不適用鮮煙葉后,其他新鮮煙葉的化學(xué)成分,包括氮含量、色素、香氣物質(zhì)含量等都會(huì)發(fā)生變化。本研究結(jié)果表明,摘除下部葉的時(shí)間和打葉數(shù)量對(duì)打頂后下部、中部和上部煙葉的養(yǎng)分含量均有一定影響,表明摘除下部煙葉使煙株養(yǎng)分在其他部位煙葉間進(jìn)行重新分配。在同一打葉時(shí)間下,摘除2片葉處理的各部位煙葉的N含量均小于摘除5片葉的處理。表明打葉數(shù)量越多,打葉后植株吸收的養(yǎng)分在其他葉片中分配的越多,這與江厚龍等[11]的研究結(jié)果一致。本研究結(jié)果還顯示,打葉時(shí)間對(duì)各部位煙葉的影響不同,其中打頂后第1天摘除下部葉的處理,第6葉位和第16葉位煙葉的氮含量最高,但打葉時(shí)間對(duì)第10葉位煙葉氮含量的影響較小。這可能與打頂引起煙株的主要生長點(diǎn)發(fā)生變化有關(guān)。打頂前和打頂后進(jìn)行下部葉處理,烤煙生長中的庫源關(guān)系也會(huì)產(chǎn)生差異[12],導(dǎo)致煙株吸收的養(yǎng)分在各葉位中的分配產(chǎn)生差異。因此,選擇適宜的時(shí)間進(jìn)行下部葉處理,可以調(diào)節(jié)煙株各部位葉片中化學(xué)成分的含量,促使煙株體內(nèi)的養(yǎng)分重新分配,達(dá)到更加協(xié)調(diào)的目的。
煙葉化學(xué)成分是衡量煙葉品質(zhì)和工業(yè)可用性的重要指標(biāo)。郭芳軍等[3]研究表明,較早優(yōu)化煙葉結(jié)構(gòu)的處理煙葉外觀質(zhì)量明顯好于較遲處理,以打頂時(shí)優(yōu)化下部葉的處理較好,化學(xué)成分相對(duì)協(xié)調(diào)。陳乾錦等[13]研究認(rèn)為,福建煙區(qū)打頂后5 d進(jìn)行優(yōu)化結(jié)構(gòu)處理煙葉化學(xué)成分最為協(xié)調(diào)。鄒凱等[4]研究表明,邵陽煙區(qū)現(xiàn)蕾期摘除下部葉會(huì)減少光合作用的葉面積,過遲摘除(封頂后10 d)對(duì)降低田間濕度不利,以打頂時(shí)摘除下部2片煙葉最好,烤后上部煙葉化學(xué)成分較協(xié)調(diào)。本試驗(yàn)中,延遲打葉時(shí)間使中部葉總糖、還原糖含量升高,淀粉含量降低,上部葉總糖、還原糖和淀粉含量降低;同一打葉時(shí)間下,摘除5片葉處理的中部葉和上部葉總糖、還原糖、淀粉及煙堿含量均低于摘除2片葉處理。表明下部葉打葉時(shí)間和數(shù)量引起了煙株體內(nèi)營養(yǎng)和生理變化的差異,導(dǎo)致煙葉碳氮代謝產(chǎn)物重新分配。周冀衡等[14]認(rèn)為,煙葉的煙堿由烤煙根部合成,再由莖運(yùn)輸向葉片分配,烤煙植株葉片數(shù)多,分?jǐn)偟礁魅~片的煙堿含量就相對(duì)要少。丁琳[15]認(rèn)為,田間不適用鮮煙葉摘除后,留葉數(shù)減少,分配到葉片的煙堿和總氮含量就會(huì)相對(duì)増加。本研究的結(jié)果也證實(shí)了上述觀點(diǎn)??竞鬅熑~化學(xué)成分結(jié)果表明,摘除下部5片葉處理的烤后煙葉化學(xué)成分較協(xié)調(diào),煙葉質(zhì)量較好,而打頂后第1天摘除下部葉有利于協(xié)調(diào)烤后煙葉化學(xué)成分,提升煙葉質(zhì)量。不同煙區(qū)研究結(jié)果的差異可能與當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境和土壤條件有關(guān)。陳志敏等[16]研究表明,優(yōu)化下部煙葉能夠改善田間通風(fēng)透光和煙葉的光合作用,進(jìn)而改善葉片營養(yǎng)狀況和化學(xué)成分。江西等東南煙區(qū)煙葉生長后期煙田空氣濕度較大,摘除下部葉改善了田間小氣候,對(duì)提升煙葉質(zhì)量的效果更明顯。另外,本試驗(yàn)供試土壤肥力中等,煙葉長勢正常,因此,本研究結(jié)果在江西煙區(qū)具有普遍應(yīng)用意義。但對(duì)于肥力較低或較高的煙田,仍需結(jié)合煙田煙株長勢適當(dāng)調(diào)整下部葉打葉數(shù)量,以獲取較好的煙葉質(zhì)量。
在本試驗(yàn)條件下,同一打葉時(shí)間摘除5片葉處理的中部葉和上部葉總糖、還原糖、淀粉低于摘除2片葉處理,而氮及煙堿含量高于摘除2片葉處理。打頂后第1天摘掉下部葉的處理,第6葉位和第16葉位煙葉的氮含量最高,但打葉時(shí)間對(duì)第10葉位煙葉的氮含量影響較小??竞鬅熑~化學(xué)成分結(jié)果表明,摘除下部2片葉烤后煙葉化學(xué)成分較協(xié)調(diào),煙葉質(zhì)量較好,而打頂后第1天摘除下部葉有利于協(xié)調(diào)烤后煙葉化學(xué)成分,提升煙葉質(zhì)量。綜合中上部煙葉化學(xué)成分,打頂后第1天摘除下部2片煙葉的生產(chǎn)模式烤后煙葉化學(xué)成分協(xié)調(diào)性最優(yōu)。