關(guān)羅浩,楊 欣,李 超,張艷玲,張廣富,李永亮,周漢平,王廣山,鐘 帥,戴華鑫
(1廣東中煙工業(yè)有限責(zé)任公司,廣州 510032;2中國煙草總公司鄭州煙草研究院,鄭州 450001;3云南省煙草公司保山市公司,云南 保山 678000)
煙葉是卷煙工業(yè)的基礎(chǔ),其產(chǎn)量和質(zhì)量對卷煙生產(chǎn)起著舉足輕重的作用。煙葉產(chǎn)質(zhì)量的形成是遺傳特性、生態(tài)因子和栽培措施等因素共同作用的結(jié)果,在烤煙品種、生態(tài)環(huán)境等因素一致時,栽培措施對烤煙的生長發(fā)育和產(chǎn)質(zhì)量起決定作用[1-2]。打頂留葉是烤煙栽培技術(shù)的主要手段之一,其通過控制單株葉片數(shù)量調(diào)節(jié)煙葉營養(yǎng)物質(zhì)分配,對烤煙農(nóng)藝性狀及產(chǎn)質(zhì)量等因素具有重要影響。多留葉可增加單位土地面積的煙葉數(shù)量和煙堿總量,但由于葉面積的沖淡效應(yīng),單片煙葉煙堿含量降低,有可能造成上部葉開片不佳,煙葉化學(xué)成分比例失調(diào),品質(zhì)下降[3]。反之,留葉數(shù)偏少可能導(dǎo)致煙葉煙堿含量過高,葉片結(jié)構(gòu)緊密,產(chǎn)量下降,工業(yè)可用性降低[4]。王正旭等[5-6]通過田間試驗發(fā)現(xiàn),在施氮量一致情況下,湖北恩施烤煙品種‘紅花大金元’和‘中煙100’的留葉數(shù)在18~22片時,田間長勢強(qiáng),經(jīng)濟(jì)性狀優(yōu),化學(xué)成分較協(xié)調(diào),感官質(zhì)量佳。劉碧榮等[7]在四川鹽源煙區(qū)發(fā)現(xiàn),與留葉數(shù)14片和18片相比,留葉數(shù)16片時煙葉中上等煙比例較高,外觀品質(zhì)和化學(xué)成分協(xié)調(diào)性較好,中部葉及上部葉感官品質(zhì)較好。汪代斌等[8]報道,隨著留葉數(shù)由15片增至19片,重慶煙區(qū)‘云煙116’上部葉長度逐漸下降,但不同留葉數(shù)水平對煙葉產(chǎn)量、產(chǎn)值的影響未達(dá)到顯著性水平。由此看出,烤煙適宜留葉數(shù)受品種、生態(tài)因素的影響較大,各產(chǎn)區(qū)需因地制宜開展當(dāng)?shù)刂髟云贩N的留葉數(shù)研究。云南是國內(nèi)烤煙主要產(chǎn)區(qū),騰沖是清甜香型烤煙的產(chǎn)地代表之一[9]。近年來隨著國內(nèi)烤煙生產(chǎn)水平的提高,煙株營養(yǎng)充足、發(fā)育充分,頂葉開面較好,煙葉產(chǎn)量高,但同時出現(xiàn)了總植物堿含量偏高,糖堿比、氮堿比失調(diào),尤其是上部葉可用性不高、吸食品質(zhì)下降的現(xiàn)象[10]。前人在研究不同留葉數(shù)處理差異時多未明確是去除底腳葉還是頂葉,同一留葉數(shù)可能因去除部位不同,造成煙葉品質(zhì)不一。針對上述問題,本研究結(jié)合騰沖烤煙生產(chǎn)生態(tài)實際,通過調(diào)整留葉數(shù)這一烤煙生長后期關(guān)鍵可控因素,探究其對煙株長勢、經(jīng)濟(jì)性狀及產(chǎn)質(zhì)量的影響,旨在探明適合本區(qū)域煙葉生產(chǎn)的合理留葉數(shù),為騰沖烤煙生產(chǎn)方案的制定及煙葉品質(zhì)提升提供支撐。
試驗于2020年4月25日在云南保山市騰沖縣界頭鎮(zhèn)進(jìn)行,試驗地肥力均勻一致,地勢平坦,排灌方便。試驗地前茬作物為萬壽菊,土壤類型為火山灰土,田間栽培措施與當(dāng)?shù)爻R?guī)管理一致。供試煙草品種為‘K326’,種植密度16500株/hm2,純氮用量135 kg/hm2。2020年4月試驗開始前采集基礎(chǔ)土樣,檢測土壤理化指標(biāo),分別為pH 5.69、有機(jī)質(zhì)30.7 g/kg、總氮1.48 g/kg、全磷1.02g/kg、全鉀2.96%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))、堿解氮161.2mg/kg、速效磷47.5 mg/kg、速效鉀121.8 mg/kg。
留葉數(shù)試驗設(shè)置4個處理,分別是留葉數(shù)22片(T1);底葉去除3片,留葉數(shù)19片(T2);底葉去除2片,頂葉去除1片,留葉數(shù)19片(T3);底葉去除4片,頂葉去除2片,留葉數(shù)16片(T4)。試驗采用隨機(jī)區(qū)組排列,重復(fù)3次,每小區(qū)面積約0.13 hm2,行株距為120 cm×50 cm,每個處理3行,每行180株左右。各處理田間煙葉成熟前,選取正常生長葉片掛牌標(biāo)記。采收后煙葉統(tǒng)一裝于烤房中部,按照當(dāng)?shù)爻R?guī)烘烤工藝烘烤,選取烤后C2F、B1F等級煙葉用于外觀、物理、化學(xué)及評吸質(zhì)量各指標(biāo)的測定。
1.2.1 農(nóng)藝性狀調(diào)查 按照《煙草農(nóng)藝性狀調(diào)查測量方法》(YC/T 142—2010),于煙草圓頂期在每個小區(qū)選擇有代表性的15株煙株,進(jìn)行株高、莖圍、節(jié)距、葉數(shù)、腰葉長寬、頂葉長寬等農(nóng)藝性狀考察。
1.2.2 煙葉質(zhì)量指標(biāo)評價 參考《中國煙草種植區(qū)劃》[11]建立的評分體系考察烤煙各項指標(biāo)。物理特性評價包括煙葉厚度(GB 451.3—2002)、填充值(YC/T 152—2001)、拉力 (GB/T 12914—2008)、含梗率 (GB/T 21136—2007)、平衡含水率(YC/T 31—1996)和葉面密度(YC/T 142—2010),其中厚度和填充值為參照因素不進(jìn)入評分體系,其余4個指標(biāo)權(quán)重分別為0.35、0.35、0.14、0.16。外觀質(zhì)量評價(GB 2635—1992)包括顏色、成熟度、葉片結(jié)構(gòu)、身份、油分、色度,均按10分制進(jìn)行打分,權(quán)重分別為0.30、0.25、0.15、0.12、0.10、0.08。化學(xué)成分評價主要包括總植物堿(YC/T 468—2013)、總糖及還原糖 (YC/T 159—2019)、總氮(YC/T 161—2002)、鉀(YC/T 217—2007)、氯(YC/T 162—2002)、淀粉(YC/T 216—2013)、糖堿比值、氮堿比值、鉀氯比值,其中總糖、氯為參照因素不進(jìn)入評分體系,其余指標(biāo)權(quán)重分別為0.17、0.09、0.14、0.08、0.07、0.25、0.11、0.09。感官質(zhì)量評價根據(jù)評吸需要,以《煙草及煙草制品感官評價方法》(YC/T 138—1998)為基礎(chǔ),參照其對煙草制品評價的一般要求、檢測方法及統(tǒng)計學(xué)技術(shù),采用單料煙9分制打分標(biāo)準(zhǔn)對主要評吸指標(biāo)進(jìn)行賦值,包括香型、濃度、勁頭、香氣質(zhì)、香氣量、雜氣、刺激性、余味等,其中香型、濃度、勁頭為參照因素不進(jìn)入評分體系,其余5個指標(biāo)權(quán)重分別為0.30、0.30、0.08、0.15、0.17??緹熅C合質(zhì)量評價指標(biāo)包括物理特性、外觀質(zhì)量、化學(xué)成分和感官質(zhì)量,其權(quán)重分別為0.06、0.06、0.22和0.66,分值越高質(zhì)量越好。
1.2.3 經(jīng)濟(jì)性狀測定 各處理小區(qū)煙葉單獨采收編桿,單獨計產(chǎn)。待各處理煙葉全部采收烘烤完畢后,根據(jù)烤煙國標(biāo)(GB 2635—1992)進(jìn)行分級并稱重,統(tǒng)計煙葉產(chǎn)量;依據(jù)2020年當(dāng)?shù)責(zé)煵葜鞴懿块T收購實際情況,統(tǒng)計煙葉上等煙、中等煙比例,參照煙葉不同等級收購價格計算產(chǎn)值和均價。
采用Microsoft Excel 2010和SPSS 20進(jìn)行數(shù)據(jù)整理和統(tǒng)計分析,單因素法方差分析和Duncan’s新復(fù)極差法比較檢驗顯著性差異。
隨著留葉數(shù)的降低,株高呈降低趨勢,腰葉長寬、頂葉長寬均呈增加趨勢(表1)。與留葉數(shù)22片相比,留葉數(shù)19、16片時烤煙株高下降顯著,降幅在6%~14%范圍之間;各處理間煙株莖圍、節(jié)距無顯著差異;與留葉數(shù)22片相比,留葉數(shù)16片時煙株腰葉長寬分別增加了4.18%和8.04%,頂片長寬分別增加了5.37%和8.93%。
表1 留葉數(shù)對圓頂期煙株農(nóng)藝性狀的影響
隨著留葉數(shù)的降低,煙葉產(chǎn)量、產(chǎn)值均呈下降趨勢(表2)。與留葉數(shù)22片相比,去除底葉3片后(T2)烤煙產(chǎn)量下降明顯,但產(chǎn)值無顯著區(qū)別;去除底葉2片頂葉1片后(T3)產(chǎn)量產(chǎn)值的分別顯著下降了8.01%和7.86%。隨著留葉數(shù)的增加,烤煙均價和上等煙比例呈先增加后降低趨勢,但無統(tǒng)計學(xué)差異。
表2 留葉數(shù)對煙葉經(jīng)濟(jì)性狀的影響
由表3可見,當(dāng)留葉數(shù)由22片降低至16片時,C2F煙葉單葉重、煙葉厚度、葉面密度、填充值分別增加了13.69%、18.85%、12.72%和14.39%,含梗率下降15.16%;不同處理間C2F煙葉的平衡含水率、拉力、伸長率等指標(biāo)變化不大;B1F煙葉單葉重顯著增加14.36%,伸長率有所降低,其他物理指標(biāo)的無明顯變化。
表3 留葉數(shù)對煙葉物理特性的影響
由表4看出,與留葉數(shù)22、16片的處理相比,留葉數(shù)為19片時(T2、T3)C2F煙葉顏色、成熟度指標(biāo)分值相對較高;此外,與留葉數(shù)22片相比,留葉數(shù)為16片時C2F身份分值相對較高。與中部葉不同,T3和T4處理時B1F煙葉顏色分值相對較高;留葉數(shù)22片時B1F身份、油分、色度指標(biāo)分值相對較高。不同處理間C2F、B1F外觀總分無顯著差異。
表4 留葉數(shù)對煙葉外觀質(zhì)量的影響
與留葉數(shù)22、19片相比,留葉數(shù)16片C2F煙堿含量較高,糖堿比及總分相對較低(表5)。與其他處理相比,留葉數(shù)22片時B1F煙葉還原糖含量、淀粉含量、糖堿比和總分相對較高。綜合來看,留葉數(shù)處理對煙葉總氮、總糖、鉀、氯、氮堿比、鉀氯比等指標(biāo)影響不大;隨著留葉數(shù)的減少,煙堿含量逐漸增加,糖堿比呈下降趨勢。
表5 留葉數(shù)對煙葉化學(xué)成分的影響
由表6可見,留葉數(shù)處理對煙葉濃度、勁頭的影響不大;單株留葉數(shù)22、19片時煙葉評吸質(zhì)量變化不大。留葉數(shù)16片時,C2F煙葉香氣質(zhì)、雜氣、刺激、余味等指標(biāo)分值相對較低,評吸質(zhì)量下降顯著;B1F煙葉香型程度減弱顯著,香氣量、雜氣、刺激性、余味等指標(biāo)得分及評吸總分下降較大。綜合來看,留葉數(shù)19、22片時的評吸質(zhì)量相對較好。
表6 留葉數(shù)對煙葉評吸質(zhì)量的影響
綜合考慮煙葉物理特性、外觀質(zhì)量、化學(xué)成分和評吸質(zhì)量指標(biāo),按照相關(guān)權(quán)重計算得出不同留葉數(shù)處理后的煙葉綜合質(zhì)量得分(圖1)。結(jié)果顯示,留葉19片(T2)C2F綜合質(zhì)量得分最高(68.53),T1和T3處理次之,留葉數(shù)16片得分最低(65.67)。留葉數(shù)22、19片時B1F煙葉綜合得分差別不大,分別為66.60和66.42,留葉數(shù)16片時得分最低(63.76)。從煙葉綜合質(zhì)量判斷,留葉數(shù)19片(去除底葉3片)和22片效果較好。
圖1 留葉數(shù)對煙葉綜合質(zhì)量的影響
留葉數(shù)影響了煙株株高、腰葉和頂葉長寬等農(nóng)藝性狀,煙葉產(chǎn)量、產(chǎn)值隨著留葉數(shù)下降呈降低趨勢。當(dāng)留葉數(shù)由22片降至16片時,C2F煙葉單葉重、厚度、葉面密度、填充值顯著增加,含梗率下降明顯。煙葉顏色、身份等受留葉數(shù)因素影響,但不同處理間外觀總分無顯著差異。隨著留葉數(shù)的增加,煙堿含量降低,糖堿比指標(biāo)趨向合理區(qū)間。與其他處理相比,留葉數(shù)16片時煙葉香氣質(zhì)、香氣量、雜氣、刺激、余味等指標(biāo)得分較低,評吸質(zhì)量較差。綜合判斷,留葉數(shù)22片和19片(去除底腳葉3片)時的騰沖煙葉質(zhì)量較好。
烤煙生產(chǎn)栽培技術(shù)方案的形成與生態(tài)環(huán)境密切相關(guān)。騰沖植煙土壤以火山灰土為主,土壤物理性狀優(yōu)良[12],年平均降雨量在1500 mm左右,主要分配在烤煙生長季的5—9月;由于雨水對大田氮肥具有稀釋作用,加之種煙密度較高,為保證烤煙正常生長開片,當(dāng)?shù)氐适┯昧颗c國內(nèi)其他產(chǎn)區(qū)比較相對較高[13-14];與此同時,如果降雨時期或降雨量與烤煙生長時期匹配不當(dāng),煙葉易出現(xiàn)總植物堿含量偏高,化學(xué)成分協(xié)調(diào)性和評吸質(zhì)量降低的狀況[8]。另一方面,減少氮肥用量面臨著烤煙旺長期雨水過多導(dǎo)致氮素供應(yīng)偏少、煙株發(fā)育不足、產(chǎn)量下降和煙農(nóng)收入受損的風(fēng)險。因此,培育營養(yǎng)良好、生長健壯的個體,構(gòu)建結(jié)構(gòu)合理、大小適宜的群體,使個體具有一定的營養(yǎng)面積和空間,使群體具有應(yīng)有的光合面積和光合生產(chǎn)率,控制烤煙生長后期的個體留葉數(shù)是調(diào)控?zé)熤陚€體營養(yǎng)及群體生產(chǎn)率、保證騰沖產(chǎn)區(qū)煙葉產(chǎn)量、提升煙葉品質(zhì)的有效途徑[15]。葉片是作物進(jìn)行光合作用的重要器官,與物質(zhì)生產(chǎn)、養(yǎng)分吸收和產(chǎn)量形成密切相關(guān)[16]。研究認(rèn)為,隨著留葉數(shù)的增加,株高提高,中部葉變窄,葉面積變小,適當(dāng)多留葉可減小葉面積系數(shù)并起到增產(chǎn)增值的目的[17-18]。本研究發(fā)現(xiàn),隨著留葉數(shù)的增加,烤煙腰葉、頂葉長寬明顯下降,其原因可能是留葉數(shù)較少時,頂葉部位下移,中上部葉片受光較好,群體發(fā)育充分;反之留葉數(shù)較多時中下部葉片受光通風(fēng)不良,煙株營養(yǎng)供應(yīng)及生長發(fā)育受影響[19-21]。本研究中,烤煙產(chǎn)量效益隨著留葉數(shù)增加呈逐漸增高趨勢,產(chǎn)值以留葉數(shù)22片和19片(T2)表現(xiàn)較佳;此外,同樣是留葉數(shù)19片,T2處理后的產(chǎn)值、感官評吸及綜合得分均優(yōu)于T3,這可能是因為T2上部葉片開片較好,株型較好,葉片光合作用效率高,香味物質(zhì)積累量高,單葉重和外觀品質(zhì)均相對較高。
煙葉質(zhì)量是煙葉色、香、味的一個綜合概念,主要包括煙葉的物理特性、外觀特征、化學(xué)成分、感官質(zhì)量等4個部分,每部分又有若干指標(biāo)組成,它們從不同側(cè)面反映煙葉的質(zhì)量特征[11]。研宄表明,留葉數(shù)顯著影響豫西地區(qū)‘云煙87’上部葉的單葉重、葉面積和厚度,其中以留葉數(shù)為19~22片/株的處理外觀物理特性較好[22];隨著留葉數(shù)的增加,許昌襄城烤煙‘NC297’中部葉單葉重、葉厚逐漸降低,含梗率上升明顯[23];盡管不同留葉數(shù)間烤煙葉片的顏色、身份、油分等指標(biāo)存在差異,但外觀總體質(zhì)量差異不大[24],上述結(jié)論與本研究的結(jié)果相對一致。此外,筆者發(fā)現(xiàn)中部葉的葉面密度、填充值隨著留葉數(shù)的增加呈下降趨勢,這可能是因為留葉數(shù)改變了煙株營養(yǎng)分配導(dǎo)致葉片細(xì)胞內(nèi)干物質(zhì)積累差異[2-3]。一般認(rèn)為,煙葉總糖18%~22%,還原糖16%~18%,總氮1.5%~3.5%,煙堿1.5%~3.5%,鉀2.0%以上,氯1.0%以下,糖堿比8~12,氮堿比1或略小于1,較為協(xié)調(diào)[11]。由于煙葉總糖、還原糖含量增加可在一定程度上提高評吸品質(zhì),近年來很多中煙工業(yè)公司放寬了對這2項指標(biāo)的要求,主要關(guān)注點多集中在煙堿含量過高,引起糖堿比、氮堿比失調(diào),最終導(dǎo)致煙葉雜氣重、刺激性大、余味不適等。本研究發(fā)現(xiàn),增加留葉數(shù)可降低煙堿含量,提高煙葉糖堿比,提升評吸質(zhì)量,這是因為較多的葉片可稀釋根系運輸至地上部的煙堿總量,降低單片煙葉煙堿含量[25-26]。然而,本試驗中單株留葉22片煙堿含量雖有降低,但仍高于優(yōu)質(zhì)煙葉的適量范圍,因此對于騰沖煙葉生產(chǎn)來說,在利用留葉數(shù)調(diào)控?zé)熑~煙堿含量的同時,可適當(dāng)減少基肥中氮素比例,依據(jù)煙葉生長期雨水狀況調(diào)整氮素追肥比例和次數(shù)。總體計算煙葉物理、外觀、化學(xué)和感官綜合質(zhì)量,以留葉數(shù)22片和去除3片底腳葉的19片處理得分相對較高。如果考慮到煙葉的采收、烘烤、分級等勞力成本因素,去除3片底腳葉的19片留葉數(shù)可能較為合適。
筆者將騰沖煙葉物理、外觀、化學(xué)、感官等綜合質(zhì)量指標(biāo)與大田農(nóng)藝、經(jīng)濟(jì)性狀相結(jié)合,同時針對打頂留葉實際操作,首次關(guān)注同一留葉數(shù)不同打頂部位對煙葉產(chǎn)質(zhì)量的影響,研究提出烤煙大田生產(chǎn)的合理留葉數(shù),具有一定的理論和實際應(yīng)用價值。盡管增加留葉數(shù)可一定程度地降低煙堿含量,但根本上解決煙堿含量偏高的問題不能僅限于調(diào)控打頂留葉單一措施,應(yīng)將氣候因素(降雨、溫度)和氮素在土壤-煙草系統(tǒng)中的遷移轉(zhuǎn)化吸收規(guī)律相結(jié)合,研究緩釋氮肥應(yīng)用效果,做到精準(zhǔn)調(diào)控?zé)熑~煙堿含量,提高煙葉品質(zhì)。需要指出的是,本研究針對代表性煙田,得出結(jié)論僅為騰沖煙區(qū)整體上合理留葉提供依據(jù),至于全市具體地塊的烤煙精準(zhǔn)打頂留葉,還有待于大規(guī)模的調(diào)查和采樣分析。