任 杰，任百戰(zhàn)，龔鵬飛，劉 浩，高巨向，榮凡番，云 龍

(1中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院 煙草研究所，山東 青島 266101；2陜西省煙草公司延安市公司，陜西 延安 716000；3紅云紅河煙草(集團(tuán))有限責(zé)任公司，云南 昆明 650231)

沼液是秸稈和人畜糞便等經(jīng)厭氧發(fā)酵的殘留液體產(chǎn)物，含有一定量的有機(jī)質(zhì)、氮、磷、鉀、腐殖酸、微量營(yíng)養(yǎng)元素、多種氨基酸、酶類和有益微生物，是一種優(yōu)質(zhì)、高效的有機(jī)肥料。沼液中的某些物質(zhì)對(duì)病蟲(chóng)害有抑制作用，可以用作防治作物病蟲(chóng)害[1-2]。研究表明，沼液對(duì)玉米、番茄、葡萄等農(nóng)作物的產(chǎn)量和品質(zhì)均有一定改善作用[3-5]。國(guó)內(nèi)學(xué)者也開(kāi)展了一些關(guān)于沼液在煙葉生產(chǎn)上的應(yīng)用效果研究，結(jié)果表明，施用沼液能促進(jìn)煙株生長(zhǎng)，改善煙葉農(nóng)藝性狀和經(jīng)濟(jì)性狀[6-11]，葉面噴施沼液對(duì)煙草病毒病、黑脛病和赤星病有較好的防治效果[6]；沼液在起壟時(shí)與復(fù)合肥配合施用可提高煙葉煙堿含量[7,10]，改善化學(xué)成分協(xié)調(diào)性和評(píng)吸品質(zhì)[7]。但不同產(chǎn)區(qū)由于沼氣來(lái)源、施用量和施用方法不同，研究結(jié)果也有一定差異，如有研究發(fā)現(xiàn)，葉面噴施廢棄鮮煙葉發(fā)酵的沼液對(duì)病毒病的發(fā)生不但沒(méi)有抑制作用，反而會(huì)導(dǎo)致發(fā)病率的輕微上升[8]；也有研究認(rèn)為，在煙葉生長(zhǎng)過(guò)程中施用沼肥會(huì)導(dǎo)致煙堿含量降低[9]。因此，不同產(chǎn)區(qū)需結(jié)合實(shí)際情況開(kāi)展沼液的施用量及施用方式研究，以明確沼液在煙葉生產(chǎn)上的應(yīng)用效果。

隨著新能源在農(nóng)村的普及推廣，陜西延安煙區(qū)大多數(shù)農(nóng)戶都建有沼氣池，2010年沼氣池?cái)?shù)量已經(jīng)覆蓋了90.1%的村莊[12]。大量產(chǎn)生的沼液是農(nóng)村使用最普遍的有機(jī)肥料，而明確沼液在煙葉上的應(yīng)用效果及其在煙葉生產(chǎn)上的施用方法及施用量，是煙草科技工作者和煙農(nóng)最為關(guān)注的問(wèn)題。基于此，本試驗(yàn)于2017-2018年研究了葉面和根部施用沼液對(duì)延安煙葉產(chǎn)量與質(zhì)量的影響，明確沼液在延安煙葉生產(chǎn)上的應(yīng)用效果及施用方法，以期為充分利用沼液資源、提高植煙效益提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材 料

試驗(yàn)于2017-2018年在延安市直羅現(xiàn)代煙草農(nóng)業(yè)科技示范園進(jìn)行，供試烤煙品種為當(dāng)?shù)刂髟云贩N延安1號(hào)。試驗(yàn)地前茬作物為烤煙，土壤肥力中等。沼液取自當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)沼氣池，沼氣池正常產(chǎn)氣6個(gè)月以上，沼液經(jīng)紗布過(guò)濾后施用，pH為7.8，全氮質(zhì)量濃度1.10 g/L，全磷質(zhì)量濃度0.24 g/L，全鉀質(zhì)量濃度0.48 g/L，有機(jī)質(zhì)質(zhì)量濃度0.25 g/L。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)5個(gè)處理，分別為將沼液原液用清水稀釋至原水平的30%(T1)、25%(T2)、20%(T3)、15%(T4)以及清水對(duì)照(CK)。每個(gè)處理設(shè)3次重復(fù)，每小區(qū)面積333 m2。在當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)施肥基礎(chǔ)上，2017年施用方法為葉面噴施，在移栽后7，20，40和60 d進(jìn)行沼液葉面噴施處理，每次施用量為750 kg/hm2，對(duì)照噴施等量清水；沼液及清水噴施全部在上午10:00前或下午16:00后進(jìn)行。2018年施用方法為移栽時(shí)一次性根部穴施，施用量為15 000 kg/hm2。膜下移栽時(shí)間分別為2017年4月21日和2018年4月17日，其他操作技術(shù)按照《寶塔山烤煙綜合標(biāo)準(zhǔn)體系》執(zhí)行。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目及方法

1.3.1 經(jīng)濟(jì)性狀 依據(jù)烤煙GB 2635-92的標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)各處理烤后煙葉進(jìn)行分級(jí)，計(jì)算各等級(jí)煙葉質(zhì)量并折算每hm2產(chǎn)量，同時(shí)計(jì)算上等煙和下等煙比例；根據(jù)各等級(jí)煙葉收購(gòu)價(jià)格計(jì)算產(chǎn)值，并折算每hm2產(chǎn)值，根據(jù)產(chǎn)值和產(chǎn)量計(jì)算均價(jià)。

1.3.2 發(fā)病率和病情指數(shù) 在煙葉平頂期調(diào)查每個(gè)小區(qū)赤星病、氣候斑點(diǎn)病、角斑病、病毒病的發(fā)病率和病情指數(shù)，每個(gè)小區(qū)調(diào)查100株。發(fā)病率=(染病株數(shù)/調(diào)查總株數(shù))×100%。將染病煙株按照病情嚴(yán)重程度分為5級(jí)，統(tǒng)計(jì)每個(gè)病情級(jí)別的染病煙株數(shù)量，計(jì)算病情指數(shù)。病情指數(shù)=∑(各級(jí)病株數(shù)×相應(yīng)級(jí)數(shù))/(調(diào)查總株數(shù)×最高級(jí)別值)×100。

1.3.3 外觀質(zhì)量 根據(jù)1.3.1節(jié)煙葉分級(jí)結(jié)果，每小區(qū)取C3F等級(jí)煙葉，按照文獻(xiàn)[13]的方法對(duì)原煙顏色、成熟度、身份、結(jié)構(gòu)、油分、色度等外觀質(zhì)量指標(biāo)進(jìn)行量化賦分。

1.3.4 化學(xué)成分和感官質(zhì)量 根據(jù)1.3.1節(jié)煙葉分級(jí)結(jié)果，每小區(qū)取C2F和C3F等級(jí)煙葉各2.0 kg，混合均勻后送農(nóng)業(yè)農(nóng)村部煙草產(chǎn)業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試中心，進(jìn)行常規(guī)化學(xué)成分分析和感官質(zhì)量評(píng)價(jià)。還原糖、總糖、總植物堿、總氮、蛋白質(zhì)、K2O含量分別按照行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)YC/T 159-2019、YC/T 468-2013、YC/T 33-1996、YC/T 166-2003、YC/T 217-2007中的方法測(cè)定。感官質(zhì)量評(píng)價(jià)按照行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)YC/T 138-1998中的方法，對(duì)香氣質(zhì)、香氣量、余味、雜氣、刺激性、燃燒性和灰色等指標(biāo)進(jìn)行打分，各指標(biāo)分?jǐn)?shù)總和為感官質(zhì)量總得分。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用SPSS 13.0軟件用Duncan’s法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行差異顯著性多重比較分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同沼液施用處理烤后煙葉的經(jīng)濟(jì)性狀

從表1可以看出，隨著葉面噴施沼液水平的提高，煙葉產(chǎn)量和產(chǎn)值表現(xiàn)出逐漸提高的趨勢(shì)，但葉面噴施沼液處理煙葉整體質(zhì)量下降，表現(xiàn)出上等煙比例均低于CK處理。葉面噴施沼液以T2(25%)和T3(20%)處理經(jīng)濟(jì)性狀較好，在提高產(chǎn)值的同時(shí)可以兼顧上等煙比例。隨著根部穴施沼液水平的提高，煙葉產(chǎn)量和產(chǎn)值均表現(xiàn)出先升高后下降的趨勢(shì)，這可能是因?yàn)殡S著沼液穴施水平的提高，T1(30%)和T2(25%)處理煙株移栽后出現(xiàn)了燒苗現(xiàn)象(數(shù)據(jù)未列出)。綜合分析認(rèn)為，根部穴施沼液以T2(25%)和T3(20%)處理產(chǎn)值、產(chǎn)量和上等煙比例較高，經(jīng)濟(jì)性狀較優(yōu)。

表1 不同沼液施用處理烤后煙葉的經(jīng)濟(jì)性狀Table 1 Economic characters of cured tobacco leaves with different biogas slurry application treatments

2.2 不同沼液施用處理煙葉的發(fā)病率及病情指數(shù)

煙株移栽后葉面噴施或移栽時(shí)根部穴施不同水平沼液對(duì)煙葉發(fā)病的影響見(jiàn)表2。

從表2可以看出，葉面噴施沼液對(duì)赤星病和角斑病的發(fā)生有較大負(fù)面影響，隨葉面噴施沼液水平的提高，赤星病和角斑病的發(fā)病率和病情指數(shù)均有升高趨勢(shì)；但葉面噴施沼液對(duì)病毒病的發(fā)生具有明顯的抑制效果，病毒病發(fā)病率和病情指數(shù)顯著低于CK處理；另外，對(duì)氣候斑點(diǎn)病的發(fā)生也有一定抑制作用。與葉面噴施不同，根部穴施沼液對(duì)赤星病和角斑病的發(fā)生均無(wú)顯著影響；2018年煙葉氣候斑點(diǎn)病和病毒病發(fā)病較輕，但根部穴施沼液水平在20%(T3)以上時(shí)無(wú)氣候斑點(diǎn)病和病毒病發(fā)生。綜合分析認(rèn)為，沼液施用方式以根部穴施方式效果較好，可降低發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)。

2.3 不同沼液施用處理烤后原煙的外觀質(zhì)量

從表3可以看出，葉面噴施和根部穴施沼液對(duì)烤后煙葉的顏色、成熟度、身份和結(jié)構(gòu)無(wú)明顯影響，但對(duì)油分和色度指標(biāo)有一定影響。葉面噴施沼液處理(T3(20%)處理除外)烤后煙葉油分和色度指標(biāo)得分均顯著低于CK處理。隨著根部穴施沼液水平的提高，烤后煙葉油分指標(biāo)得分逐漸下降，沼液水平為30%(T1)時(shí)，油分指標(biāo)得分顯著低于CK。根部穴施沼液為15%～20%時(shí)對(duì)烤后煙葉色度影響不顯著。

表3 不同沼液施用處理烤后中部煙葉的外觀質(zhì)量得分(C3F)Table 3 Appearance quality of C3F cured tobacco leaves with different biogas slurry application treatments

2.4 不同沼液施用處理烤后煙葉的化學(xué)成分

從表4可以看出，葉面噴施和根部穴施沼液對(duì)烤后煙葉還原糖、總糖、總氮和蛋白質(zhì)含量均無(wú)顯著影響。施用沼液對(duì)烤后煙葉總植物堿含量有一定影響，隨沼液施用水平的提高，總植物堿含量表現(xiàn)出升高趨勢(shì)，但葉面噴施沼液水平達(dá)到30%(T1)、根部穴施沼液水平達(dá)到25%(T2)以上時(shí)，總植物堿含量與CK相比才具有顯著差異。隨沼液施用水平的提高，煙葉K2O含量也表現(xiàn)出逐漸升高的趨勢(shì)，但葉面噴施沼液水平達(dá)到20%(T3)以上時(shí)，煙葉鉀含量與CK的差異方達(dá)到顯著水平，根部穴施沼液各處理間煙葉鉀含量差異均未達(dá)到顯著水平。

表4 不同沼液施用處理烤后中部煙葉的化學(xué)成分及其含量

2.5 不同沼液施用處理烤后煙葉的感官質(zhì)量

從表5可以看出，隨著葉面噴施沼液水平的提高，烤后煙葉感官質(zhì)量得分表現(xiàn)出逐漸下降的趨勢(shì)，但質(zhì)量檔次均為中等，T3(20%)和T4(15%)處理感官質(zhì)量得分與CK基本相當(dāng)。隨著根部穴施沼液水平的提高，烤后煙葉感官質(zhì)量得分表現(xiàn)出先升高后下降的趨勢(shì)，T3(20%)和T4(15%)處理感官質(zhì)量得分與CK無(wú)明顯差異，質(zhì)量檔次均為中等+;T1(30%)和T2(25%)處理感官質(zhì)量明顯下降，質(zhì)量檔次下降為中等。

表5 不同沼液施用處理烤后煙葉的感官質(zhì)量Table 5 Sensory quality of cured tobacco leaves with different biogas slurry application treatments

3 討論與結(jié)論

沼液作為一種優(yōu)質(zhì)的有機(jī)肥料已經(jīng)在作物上廣泛應(yīng)用，但因耕作制度、作物類型和種植地域等因素的不同，其在種植業(yè)領(lǐng)域的資源化利用在不同區(qū)域存在較大差異，在煙葉生產(chǎn)上的應(yīng)用研究結(jié)論也不一致。本研究表明，不管是葉面噴施還是根部穴施沼液，均能提高煙葉的產(chǎn)量和產(chǎn)值，這與目前絕大部分研究結(jié)果一致，但在根部穴施過(guò)程中要注意施用水平，防止燒苗。葉面噴施沼液對(duì)煙葉病毒病的發(fā)生具有明顯的抑制作用，這可能是因?yàn)槿~面噴施沼液能有效減少煙蚜的蟲(chóng)口數(shù)量，達(dá)到防治煙蚜的效果[6]，從而阻斷了病毒病的傳播途徑。但本研究也發(fā)現(xiàn)，葉面噴施沼液提高了赤星病的發(fā)病率，這與目前大多數(shù)研究結(jié)果不一致。例如有研究表明，沼液對(duì)立枯絲核菌具有明顯的抑制效果[14]，從而可抑制赤星病的發(fā)生[6]。這可能是由于沼液產(chǎn)自厭氧發(fā)酵環(huán)境，所用發(fā)酵原料因種類、比例和條件不同，其所產(chǎn)沼液的成分、性質(zhì)、抗病防蟲(chóng)功效也有很大差異[15-16]。但2018年根部穴施沼液處理對(duì)煙葉赤星病的發(fā)生沒(méi)有明顯影響，推測(cè)可能是所用沼液中含有赤星病致病菌所致，因?yàn)檎右弘m經(jīng)厭氧發(fā)酵，仍然含有大量微生物[17]，葉面噴施會(huì)加重赤星病的發(fā)病。

施用沼液對(duì)烤后煙葉的總糖和還原糖含量沒(méi)有顯著影響，但能在一定程度上提高總植物堿和鉀含量，這與文獻(xiàn)[7,10]的研究結(jié)果一致，這可能是因?yàn)檎右褐泻幸欢康牡?、磷、鉀素[1-2]，相當(dāng)于在常規(guī)施肥基礎(chǔ)上增加了氮肥和鉀肥的施用量。但也有研究認(rèn)為，沼肥施用能提高總糖和還原糖含量，而降低總植物堿含量[9]。在一定水平范圍內(nèi)，葉面噴施和根部穴施沼液對(duì)烤后煙葉感官質(zhì)量沒(méi)有顯著影響，但施用水平超過(guò)一定范圍則會(huì)對(duì)感官質(zhì)量造成一定程度的不利影響。

綜上所述，施用沼液能夠提高煙葉經(jīng)濟(jì)性狀，抑制病毒病的發(fā)生，但葉面噴施方式會(huì)降低上等煙比例，加重赤星病和角斑病的發(fā)病率。隨著沼液施用水平的提高，煙葉外觀質(zhì)量逐漸下降，但沼液原液的15%～20%水平對(duì)外觀質(zhì)量無(wú)明顯影響。施用沼液對(duì)烤后煙葉總糖、還原糖、總氮和蛋白質(zhì)含量無(wú)明顯影響，可在一定程度上提高總植物堿和鉀含量。沼液原液15%～20%水平對(duì)煙葉感官質(zhì)量無(wú)明顯影響，隨施用水平提高，感官質(zhì)量呈下降趨勢(shì)。綜合分析認(rèn)為，延安煙區(qū)在常規(guī)施肥基礎(chǔ)上，煙葉移栽時(shí)根部穴施20%水平(15 000 kg/hm2)沼液，可在不影響烤后煙葉外觀質(zhì)量和感官質(zhì)量的同時(shí)，提高煙葉產(chǎn)量和產(chǎn)值，降低病毒病的發(fā)病率。