劉思彤, 艾應(yīng)偉*, 孟肖依, 傅冬晴, 顧 勇, 羅定棋, 王 波
(1.四川大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院生物資源與生態(tài)環(huán)境教育部重點實驗室,四川成都610065; 2.四川省煙草公司瀘州分公司,四川瀘州646000)
煙草種植業(yè)是我國財政收入的支柱性產(chǎn)業(yè).據(jù)統(tǒng)計,我國煙草行業(yè)在2016年實現(xiàn)了工商利稅10 795億元,種煙農(nóng)戶人均收入接近5萬元[1].全國的煙葉質(zhì)量欠佳是目前存在的主要問題,這也直接導(dǎo)致了中國煙草在國際市場上缺乏競爭力.煙草的產(chǎn)量和品質(zhì)不僅與自然條件下的溫度、降雨和光照強度息息相關(guān)[2],更受土壤特性、烤煙品種、施肥方法、栽培和烘烤技術(shù)等諸多因素的影響.微量元素可以滿足煙草生長過程中的營養(yǎng)平衡,與其他元素一樣對煙草有著重要的作用[3].研究表明,微量元素會影響煙葉的物理特性、農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量、產(chǎn)值及煙葉常規(guī)化學(xué)成分[4-7].若土壤微量元素缺乏,將造成煙葉產(chǎn)量低而不穩(wěn),煙葉品質(zhì)下降等不良后果.在土壤或葉面上補充煙草所需的微量元素,將起到顯著的增產(chǎn)作用.
現(xiàn)在投入使用的微肥中,大多數(shù)為磷酸鹽、鉬酸鹽、硼酸鹽和硫酸鹽等無機微肥[8],這些無機微肥施入土壤后其有效成分因氧化、沉淀和拮抗等原因難于溶解,使根系難以吸收.有機絡(luò)合態(tài)微肥則能有效解決此類問題,它們性能穩(wěn)定,不易氧化、沉淀和變質(zhì),持續(xù)時間長,在改良土壤、促進養(yǎng)分循環(huán)、提高肥料利用率等方面功效獨特[9-10].絡(luò)合劑可用于保持微量元素、土壤提取劑和水培實驗中金屬的可溶性,常用的絡(luò)合劑中 EDTA效果最佳[11-12],但這些絡(luò)合劑使用成本偏高,導(dǎo)致了有機絡(luò)合微肥在田間的推廣受阻.本研究利用自創(chuàng)的有機微量元素制備技術(shù)加工有機絡(luò)合態(tài)微量元素,進行有機絡(luò)合微肥在煙草上的應(yīng)用效果探究,以期為烤煙科學(xué)施肥和合理種植提供全新的技術(shù)解決途徑,提高煙區(qū)肥料利用率,生產(chǎn)出更加優(yōu)質(zhì)、高效和無公害的煙草,提升煙草產(chǎn)量,提高廣大煙農(nóng)收入,穩(wěn)定煙區(qū)發(fā)展.
1.1 試驗地點、時間和材料 本試驗于2016年4~10月在四川省瀘州市古藺縣箭竹鄉(xiāng)煙草實驗基地開展.供試驗地為黃壤土,肥力中等,土壤pH值5.01,有機質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)15.5 g/kg,全氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)1.49 g/kg,堿解氮質(zhì)量分?jǐn)?shù) 72.45 mg/kg,有效磷質(zhì)量分?jǐn)?shù) 9.09 mg/kg,有效鉀質(zhì)量分?jǐn)?shù)113.86 mg/kg.供試品種為云煙87.肥料為煙草復(fù)合肥質(zhì)量分?jǐn)?shù)(N∶P∶K=10∶20∶20)0.06 kg/m2,酒糟有機肥質(zhì)量分?jǐn)?shù)約0.075 kg/m2,無機微肥硫酸鋅質(zhì)量分?jǐn)?shù)1.5 g/m2,以及本項目組自主研發(fā)的有機絡(luò)合微肥質(zhì)量分?jǐn)?shù)(Cu+Fe+Mn+Zn+B+Mo≥10.0%)0.6 g/m2.
1.2 試驗設(shè)計 本試驗共設(shè)計了4種處理方式:①T1:常規(guī)施肥(CK);②T2:常規(guī)施肥+無機微肥;③T3:常規(guī)施肥+有機絡(luò)合微肥;④T4:9/10常規(guī)施肥+有機絡(luò)合微肥,其中9/10常規(guī)施肥是指N、P化肥按9/10用量施用.
實驗面積:20 m2(5 m×4 m).隨機區(qū)組設(shè)計,4次重復(fù),重復(fù)間距0.5 m,共計16個小區(qū).
1.3 試驗方法 本試驗采用大田試驗,于2016年4月17日進行小區(qū)劃分、底肥穴施.2016年4月26日進行煙苗移栽,田間每壟距1.5 m,每小區(qū)4壟,煙草株距為0.55 m,每壟種植7株,共種植28株,設(shè)置一行保護行.移栽18 d后進行追肥,30 d后進行揭膜培土,煙株中心的花開放過半時進行打頂,其他田間管理措施按照煙草GAP管理進行.
1.4 樣品采集及測定項目 農(nóng)藝性狀的調(diào)查:在每個小區(qū)按“z”字形選擇6株烤煙,調(diào)查每株烤煙分別在移栽后35、45和60 d這3個主要生長時期的株高、莖圍、節(jié)距、有效葉片數(shù)、最大葉長、葉寬等農(nóng)藝性狀,以及每個處理的長勢.
植株干物質(zhì)量的調(diào)查:在烤煙植株分別移栽后35、45和60 d分根、莖、葉各部位取樣,測定其干物質(zhì)量的積累情況,每次取樣2株.
經(jīng)濟性狀的調(diào)查:進入烤煙成熟期后,由田間管理人員將煙葉分上部、中部和下部進行采收烘烤.專業(yè)人員將烤后煙葉按國家標(biāo)準(zhǔn)《烤煙》(GB/T2635-92)[13]進行分級后,稱量并計算烤煙的產(chǎn)量產(chǎn)值,選取烤煙等級為B2F、C2F和X2F的煙葉進行烘干、粉碎和過篩后測定其化學(xué)性質(zhì).
化學(xué)指標(biāo)測定方法[14]:煙葉樣品煙堿的測定,采用紫外分光光度法;水溶性總糖的測定,采用蒽酮比色法;還原糖含量的測定,采用3,5-二硝基水楊酸(DNS)比色法;鉀含量的測定,采用火焰光度法;總氮含量的測定,使用過氧化氫-硫酸消化法;煙樣中有效態(tài)Zn含量的測定,使用高氯酸-硝酸消解-原子吸收分光光度計法.
所得數(shù)據(jù)采用 Excel2007、SPSS22.0進行統(tǒng)計分析和Graphpad Prism 5.0進行制圖分析.
表1 試驗設(shè)計Tab.1 Experimental design
2.1 增施有機絡(luò)合微肥對烤煙農(nóng)藝性狀的影響
從表2可以看出,在移栽后35 d,各個處理之間差異不太明顯;T3有最大株高;葉片數(shù)均為8;葉面積最大的是 T3 和 T1,分別為 442.15 和441.95 cm2,其余2個處理差異不明顯.
移栽后45 d,不同處理中的株高大小依次為T2>T1>T3>T4,差異不明顯;平均葉片數(shù)均在 14~15之間,差異不明顯;莖圍、節(jié)距無明顯差異;T4處理下有最大葉長、最大葉寬和最大葉面積.最高
表2 不同施肥處理烤煙植株各時期的農(nóng)藝性狀Tab.2 Agronomic traits of different growth period of flue-cured tobacco plants with different fertilization
移的栽是后6,0為d,各個處理,各的處表理現(xiàn)的比平較均明葉顯片:株數(shù)高均在T之3間,8差6.異15不c明m顯;莖圍在 之間,1差5~異1不6明顯;節(jié)距大小依次為7.2~8.0,差異不明顯;最大葉長、葉寬和T葉3面> 積T2均>是T4>T處1理最大, 處理次之T3有機絡(luò)T4合微肥對煙.株干物質(zhì)積累的影響 由
2表.2 可知:移栽 后,各處理間的根系干物重?zé)o明顯3差異;施用有35機d絡(luò)合微肥處理的、 的莖、葉干物重均多于 和 處理,差異明T3顯T4移栽后, 、 處理下T1的根T、2莖、葉干物重均顯.著多4于5 d,并T且3T4與其余個處理的差異達顯著水平;T和1處理T3下的根、莖3干物重?zé)o明顯差異結(jié)合圖T2可以T1看出,移栽 后,各處理的植株根.、莖、葉干1物重表現(xiàn)出明顯6差0異d, 常規(guī)施肥有機絡(luò)合微肥的 處理下的效果9最/1好0,其次是+T4T3.
表3 不同施肥處理下烤煙各時期的干物質(zhì)積累量Tab.3 Drymatteraccumulationofdifferentgrowth periodofflue-curedtobaccowithdifferentfertilization
圖1 不同施肥處理下烤煙各時期的干物質(zhì)積累量Fig.1 Drymatteraccumulationofdifferentgrowthperiodof flue-curedtobaccowithdifferentfertilization
2.3 增施有機絡(luò)合微肥對烤煙經(jīng)濟性狀的影響
由表4數(shù)據(jù)可知,在常規(guī)施肥條件下,增施有機絡(luò)合微肥能相應(yīng)增加烤煙的產(chǎn)量、產(chǎn)值和上中等煙比例.在復(fù)合肥減產(chǎn)10%單位基礎(chǔ)上,增施有機絡(luò)合微肥也能增加烤煙的產(chǎn)量和質(zhì)量.從表4可以看出,4種處理方式在產(chǎn)量上均表現(xiàn)出了顯著性差異,即T4>T3>T2>T1;T4的均價、上等煙比例和上中等煙比例均高于其他3個處理,T3和T2處理次之;T3、T4和T2處理與T1處理相對比,其產(chǎn)值分別提高了31.01%、33.05%和6.85%;均價分別提高了10.2%、8.2%和6.3%.如圖2 所示,T3、T4 和T2的上中等煙比例均高于對照組T1;上等煙比例分別提高了1.55%、1.76%和0.15%,上中等煙比例分別提高了5.94%、6.24%和4.54%.T3 和T4 處理下的烤煙各項經(jīng)濟性狀均與T1和T2達到了極顯著差異水平.由此可見,施用有機絡(luò)合微肥能提高烤煙的主要經(jīng)濟指標(biāo).
表4 不同施肥處理下烤煙的經(jīng)濟性狀Tab.4 Economiccharactersofflue-curedtobaccowith differentfertilization
圖2 不同施肥處理對烤煙等級比例的影響Fig.2 Effectsofdifferentfertilizationtreatmentson flue-curedtobaccogradeproportion
2.4 增施有機絡(luò)合微肥對烤后煙葉內(nèi)在化學(xué)成分的影響 實驗結(jié)果表明(表5),各種處理方式煙葉的總氮和煙堿質(zhì)量分?jǐn)?shù)變幅分別在1.63% ~2.25%和1.73% ~2.92%,均屬于適宜水平;其中增施有機絡(luò)合微肥的T3、T4處理結(jié)果值均高于T1、T2處理;各個處理間在不同煙葉部位總氮和煙堿質(zhì)量分?jǐn)?shù)又表現(xiàn)出相似的規(guī)律,即B2F>C2F>X2F;在X2F中,T4處理的煙堿和總氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)與其他組有差異顯著.從總體上看,煙葉總糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)在21.76% ~32.12%之間,還原糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)均在19%以上;就不同部位而言,烤后煙總糖和還原糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)在各個處理間均表現(xiàn)出C2F>B2F>X2F的規(guī)律;在同一部位中,不同處理間又表現(xiàn)出較為明顯的差異,X2F、C2F的還原糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)在T1處理中與T2、T3和T4處理表現(xiàn)出了顯著性差異.煙葉淀粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)在各部位的分布規(guī)律為:X2F>B2F>C2F.在不同處理下中部葉的鉀質(zhì)量分?jǐn)?shù)都達到了3.0%,其中T3、T4處理高于其他處理;不同處理不同部位煙葉的氯質(zhì)量分?jǐn)?shù)均低于1%,屬于正常水平.增施有機絡(luò)合微肥后,糖堿比均有不同程度地降低,氮堿比和鉀氯比有所增高,其中T4處理下效果明顯.在不同處理中,X2F煙葉的鋅質(zhì)量分?jǐn)?shù)表現(xiàn)為T3>T4>T2>T1,C2F和B2F煙葉的鋅質(zhì)量分?jǐn)?shù)則呈現(xiàn)出T4>T3>T2>T1的規(guī)律.
表5 不同處理煙葉內(nèi)在化學(xué)成分比較Tab.5 Comparisonofchemicalcomponentsofflue-curedtobaccowithdifferentfertilization
田間試驗結(jié)果表明,不同施肥處理對烤煙農(nóng)藝性狀的前期影響不大;移栽45d后,T2處理下的煙株有最大葉面積,增施有機絡(luò)合微肥的T3、T4處理未表現(xiàn)出優(yōu)勢;而移栽60d后,T3、T4處理均在株高、最大葉寬、最大葉長和最大葉面積上與其他處理表現(xiàn)出顯著差異性,這說明在常規(guī)施肥的基礎(chǔ)上加施有機絡(luò)合微肥,能對煙株后期的生長起到有效的促進作用.
在本研究中,烤煙移栽35d后,各個處理下的煙株根系干物質(zhì)積累量無顯著差異,這主要是因為煙苗前期較小,對養(yǎng)分的吸收利用較慢;隨著時間的推移,施用有機絡(luò)合微肥的T3、T4處理與常規(guī)處理T1相比,在一定程度上能促進煙株根、莖、葉干物質(zhì)的積累,因此,從烤煙干物質(zhì)積累量是其不同時期生長發(fā)育的衡量指標(biāo)來看[15],增施有機絡(luò)合微肥更有利于烤煙中后期的營養(yǎng)吸收和生長發(fā)育.
實驗結(jié)果表示,T3、T4處理下的烤煙各項經(jīng)濟性狀與T1、T2相比,都表現(xiàn)出了極顯著差異性,說明增施有機絡(luò)合微肥能相應(yīng)增加烤煙的產(chǎn)量、產(chǎn)值和提高上中等煙的比例;在復(fù)合肥減量10%并增施有機絡(luò)合微肥的T4處理下,烤煙的產(chǎn)量和質(zhì)量也能得到提高,同時還略高于常規(guī)施肥未減量的T3處理.因此,在保證烤煙產(chǎn)量和質(zhì)量均優(yōu)的前提下,施用有機絡(luò)合微肥可以減少常規(guī)肥的用量,以此減弱化肥對土壤的不利影響.
烤煙的化學(xué)成分與其品質(zhì)有極為重要的聯(lián)系.章新軍等[16]研究表明,煙堿對香氣量和評吸總分、總氮對香氣質(zhì)均有較大的負(fù)作用.在本實驗結(jié)果中,各部位煙葉的總氮和煙堿含量變幅均屬于適宜水平,其中T3、T4處理高于其他處理,說明增施有機絡(luò)合微肥能保證煙葉總氮和煙堿含量更接近優(yōu)質(zhì)煙葉的水平.
不同處理下各部位煙葉的糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)基本上都超過了最優(yōu)水平,這可能受到了試驗田土壤類型、氣候以及栽培措施的影響,同時也說明了云煙87本身含糖量較高,這與文獻[17-18]的研究結(jié)果一致.糖含量超出適宜范圍,過高或過低都會影響煙葉品質(zhì),只有當(dāng)還原糖與總糖的比值達到9/10以上時,煙葉成熟度才更好[19-20].通過分析數(shù)據(jù)可知,T3和T4處理能在一定程度上降低煙葉糖含量,并使兩糖差值減小,使烤煙品質(zhì)更優(yōu).
于海芹等[21]認(rèn)為煙絲內(nèi)的淀粉含量應(yīng)低于4%為宜.在本實驗中,4種處理方式煙葉的淀粉含量基本大于4%且無明顯差異,同時煙葉淀粉含量的部位分布表現(xiàn)出X2F>B2F>C2F的規(guī)律,可能是因為不同部位接受的光照程度不同造成的.
鉀和氯元素一樣,與煙草的燃燒性有著重要的關(guān)系[20,22-23].本研究表明增施有機絡(luò)合微肥能顯著提高鉀元素的含量,其中增幅最大的是T4處理下的B2F鉀含量,與T1處理相比提高了26%.氯元素含量在各個處理間均屬于正常水平,無明顯差異.
于建軍等[24]研究表明,適當(dāng)降低糖堿比和提高鉀氯比的含量,有助于香氣質(zhì)的提高.糖堿比、氮堿比和鉀氯比都會影響烤煙的靜燃速率,其中糖堿比的影響最大[25].在本研究中,增施有機絡(luò)合微肥能不同程度的降低煙葉中的糖堿比和增加煙葉中氮堿比、鉀氯比,提高煙葉內(nèi)在品質(zhì).
鋅是煙草生長過程中必須的微量元素,加施了硫酸鋅的T2處理相較于T1處理,中部葉和上部葉的糖含量明顯降低,這使得試驗地?zé)熑~的糖含量更接近優(yōu)質(zhì)水平,與伏秋庭的研究結(jié)果吻合[26].T2處理下,各級煙葉鋅含量都高于T1處理,說明施用鋅肥可以提高煙葉中的鋅含量.T3和T4處理的煙葉鋅含量高于T2處理,說明在不施用鋅肥前提下,有機絡(luò)合微肥的處理也能顯著提高煙葉鋅含量.這是因為有機絡(luò)合微肥中的絡(luò)合劑能使鋅在土壤中變成可溶性鹽,使煙株吸收得更充分[11].
本研究發(fā)現(xiàn),在普通施肥條件下,通過增施有機絡(luò)合微肥,能夠明顯提升烤煙大田生長期的農(nóng)藝性狀表現(xiàn),促進煙株的干物質(zhì)積累;提高煙葉產(chǎn)量、產(chǎn)值以及上中等煙比例;同時也能使煙葉的內(nèi)在化學(xué)元素比例更加協(xié)調(diào),從而提高了煙葉的內(nèi)在品質(zhì);在穩(wěn)定煙葉產(chǎn)量的前提下,有機絡(luò)合微肥的施用,還可使常規(guī)施肥量減少至少10%.綜上說明施用有機絡(luò)合微肥能提高烤煙的產(chǎn)量和質(zhì)量,為廣大煙農(nóng)帶來效益,同時能減弱化肥對土壤的不利影響,對生態(tài)環(huán)境的保護有貢獻作用,是值得推廣的施肥措施.
PromotingEffectofOrganicChelatingAgentMicroelementFertilizer onFlue-curedTobaccoYieldandQuality
LIUSitong
1, AIYingwei1, MENGX,iaoyi1, FUDongqing1, GUYong2,
(LUODingqi2WA,NGBo2,,,1.Key;LaboratoryofBio-ResourceandEco-EnvironmentofMinistryofEducationCollegeofLifeSciencesSichuanUniversityChengdu610065 Sichuan, , )2.TechnicalCenterofLuzhouBranchCompanyofSichuanTobaccoCompanyLuzhou646000Sichuan
Abstract:Using87astheexperimentalobject,theeffectsofaddingorganicchelatingagentmicroelementfertilizeronthebasisof conventionalfertilizeronyieldandqualityofflue-curedtobaccowerestudiedbymeansoffieldexperimentandlaboratoryanalysis.The resultshowsthatorganicchelatingagentmicroelementfertilizercanpromotethegrowthanddevelopmentofflue-curedtobaccoatthe laterstage,increasetheaccumulationofdrymatterinmiddleandlaterstagesoffluecuredtobacco.Comparedwiththecontrol,the yield,outputvalueandtheproportionofuppermiddletobaccohadincreasedby19.34%,33.05%and6.24%,respectively,when applying9 /10conventionalfertilizerandorganicchelatingagentmicroelementfertilizer.IntheB2F,C2FandX2Fleaves,thecontents oftotalsugar,reducingsugar,starchandchlorinehadreducedwhilethecontentsofnicotine,potassium,totalnitrogenandZinchad increasedwhenapplyingorganicchelatingagentmicroelementfertilizer.Comprehensiveanalysisresultsshowthatorganicchelatinga-gentmicroelementfertilizerhasobviouslyeffectonimprovingtheyield,qualityandeconomicbenefitsofflue-curedtobaccoandtheratio offertilizerutilization.Therefore,thisresearchtakesonagoodfuture.
Keywords:organicchelatingagentmicroelementfertilizer;flue-curedtobacco;yield;quality