陳曉恒 楊彥磊 黃瑞寅 趙 莉 彭金良 張 震 許紫陽 郭 維*
(1衡陽市煙草公司衡南縣分公司,湖南衡南 421131;2華南農(nóng)業(yè)大學(xué)煙草研究室,廣東廣州 510642;3廣東中煙工業(yè)有限責(zé)任公司,廣東廣州 510310)
煙草是我國重要的經(jīng)濟作物,其總產(chǎn)量和種植面積均居世界第一[1]。近年來,隨著烤煙種植區(qū)域的改變,煙葉品質(zhì)和工業(yè)可用性已經(jīng)受到嚴重影響[2]。通過施用無機化學(xué)肥料來快速補充作物養(yǎng)分成為一種有效的手段[3],但是長期施用無機化學(xué)肥料會破壞土壤結(jié)構(gòu),導(dǎo)致養(yǎng)分不協(xié)調(diào),降低肥料利用率和肥效,對煙葉產(chǎn)質(zhì)量造成負面影響[4]。近年來,國內(nèi)在烤煙生產(chǎn)中進行增施生物有機肥、生物菌肥等代替無機化肥的試驗,取得了較好的效果。張 勇等[5]研究表明,生物有機肥對煙葉生物學(xué)性狀、產(chǎn)量、產(chǎn)值、抗病性和原煙質(zhì)量等都具有良好的效果;李 亮等[6]研究表明,生物有機肥可以改善土壤肥力、提高化肥利用率、調(diào)節(jié)土壤微生態(tài)環(huán)境、加快煙株生長發(fā)育和提升煙葉產(chǎn)質(zhì)量等,并指出在煙草上應(yīng)用生物有機肥符合煙葉生產(chǎn)可持續(xù)發(fā)展的要求;湯海雄等[7]綜述了生物有機肥對煙株生長、抗病性、品質(zhì)和土壤環(huán)境等的影響,展望了生物有機肥向微生物有機肥、專用生物有機肥、多功能生物有機肥和混施生物有機肥方向發(fā)展的未來。
腐殖酸是土壤腐殖質(zhì)中的主要成分之一,與生物有機肥結(jié)合而成的腐殖酸有機肥能夠提高土壤中微生物的活性、增加微生物的數(shù)量,還能夠提高脲酶、磷酸酶、過氧化氫酶和蔗糖酶等土壤酶活性,從而促進植物根系生長,增強土壤抗逆性[8]。徐宗昌等[9]研究發(fā)現(xiàn),增施有機肥可以提高土壤基本養(yǎng)分含量,改善物理性狀,增加土壤微生物量,從而保證煙株內(nèi)的養(yǎng)分平衡,加強煙葉內(nèi)在化學(xué)成分的協(xié)調(diào)性,提高煙葉品質(zhì)。腐殖酸有機肥在其他作物中也具有重要作用。項國棟等[10]研究表明,腐殖酸有機肥能提高葡萄產(chǎn)量、改善葡萄品質(zhì)、增加葡萄葉綠素a和葉綠素b含量。因此,本試驗以云煙87為試驗材料,研究不同用量腐殖酸有機肥對衡陽市烤煙生長及產(chǎn)質(zhì)量的影響,旨在篩選出能促進衡陽市烤煙生長及產(chǎn)質(zhì)量形成的腐殖酸有機肥適宜用量。
試驗在湖南省衡南縣何祠村進行,試驗地塊為煙—稻輪作田,地勢平坦,肥力均勻,灌排方便,交通便利。移栽前土壤基本理化性質(zhì):pH值6.8、有機質(zhì)30.12 g/kg、全氮 1.163 g/kg、全磷 1.193 g/kg、全鉀1.348 g/kg、有效磷 56.55 mg/kg、速效鉀 66.41 mg/kg。供試烤煙品種為云煙87。
試驗共設(shè)置4個處理,分別為腐殖酸有機肥225 kg/hm2(H1)、450 kg/hm2(H2)、675 kg/hm2(H3),以當?shù)爻R?guī)施肥作對照(CK)。3次重復(fù),隨機區(qū)組排列。
控制純N施用量為165 kg/hm2,腐殖酸有機肥與煙草專用肥混勻作基肥在移栽前一次性施入,各處理保持N、P、K用量完全一致,其他大田管理按照《廣東中煙衡陽市衡南縣寶蓋基地單元2021年高端卷煙原料定制化開發(fā)技術(shù)方案》進行。
于圓頂期測定各處理農(nóng)藝性狀,各小區(qū)隨機選取5株進行掛牌定株,按照《煙草農(nóng)藝性狀調(diào)查測量方法》(YC/T 142—2010)要求,在打頂后15 d測定煙株的農(nóng)藝性狀,如株高、莖圍、葉片數(shù)、最大葉長、最大葉寬、最大葉面積等。使用SPAD葉綠素儀在旺長期和成熟期分別測定每片煙葉以主脈為對稱的葉基、葉中、葉尖共6個點的SPAD值,測定部位為葉緣和主脈間的中間部位,測定的SPAD值的加權(quán)平均值為該片煙葉的SPAD值。取各處理C3F和B2F煙葉樣品,用近紅外光譜儀進行常規(guī)化學(xué)成分分析,測定總糖、還原糖、煙堿、總氮、總鉀、總氯等常規(guī)化學(xué)成分。各處理分開采摘、烘烤計產(chǎn)、分級,記錄經(jīng)濟性狀。
由表1可以看出,隨著生育期推進,煙株的株高、莖圍、葉片數(shù)、最大葉面積等農(nóng)藝性狀均呈現(xiàn)明顯的上升趨勢。在伸根期,處理H3的株高、莖圍、葉片數(shù)和最大葉面積均高于CK,其中最大葉面積比CK 大 39.35 cm2。處理 H1、H2的株高、莖圍、葉片數(shù)和最大葉面積與CK相差不大,且各處理之間差異不顯著。在旺長期,除了處理H1的株高、莖圍、葉片數(shù)和最大葉面積比CK高之外,其他施肥處理均比CK低,處理H1株高比CK高2.24 cm,葉面積比CK增加20.16%。在成熟期,處理H2的株高、莖圍、葉片數(shù)和最大葉面積均高于CK,其中最大葉面積比CK增加14.59%,但差異不顯著,其他施肥處理均低于CK。
表1 不同處理對烤煙農(nóng)藝性狀的影響
SPAD值能夠間接反映葉片葉綠素的相對含量,其主要受光照強度和氮素的影響,是反映煙株生長過程中光合能力和氮素營養(yǎng)的重要生理指標。由表2可以看出,從整體而言,隨著生育時期的推進,不同部位SPAD值下降的趨勢不明顯。在旺長期,所有施肥處理的上部葉和中部葉的SPAD值均比CK高,其中處理H3的上部葉、中部葉SPAD值分別比CK高2.93、2.28;下部葉的SPAD值均低于 CK;各處理之間差異不顯著。在成熟期,所有施肥處理的SPAD值均比CK高,處理H3的上部葉SPAD值比CK高6.26,處理H2的中部葉SPAD值比CK高7.03,但各處理之間差異不顯著。
表2 不同處理對煙葉SPAD值的影響
由表3可以看出,對于上部葉而言,處理H1、H2的總糖、還原糖、糖堿比和氮堿比均高于CK,其中處理H1的糖堿比較CK高34.82%,總糖高16.84%,所有施肥處理的煙堿均比CK低。對于中部葉而言,除了處理H3的總糖和還原糖高于CK之外,其他處理均低于CK,所有施肥處理煙堿含量與CK相近。對于下部葉而言,只有處理H3的總糖、還原糖、糖堿比和氮堿比明顯高于CK,其中總糖比CK高11.14%,糖堿比較CK高40.91%;其他處理均低于CK。
表3 不同處理對烤后煙葉常規(guī)化學(xué)成分的影響
由表4可以看出,處理H1、H3的產(chǎn)量均低于CK,均價、上等煙比例和中上等煙比例均高于CK,但各處理之間差異不顯著。處理H2的產(chǎn)量、產(chǎn)值、均價、上等煙比例和中上等煙比例均高于CK,產(chǎn)量比CK增加12.5%,產(chǎn)值比CK增加29.08%。
表4 不同處理對烤煙經(jīng)濟性狀的影響
腐殖酸有機肥可以促進烤煙植株不同部位葉片的生長發(fā)育,表現(xiàn)為葉片寬大、肥厚、質(zhì)地飽滿。增施不同的有機肥雖然不一定能增加烤煙產(chǎn)量,但是能夠不同程度地提高烤煙品質(zhì)。通過增施腐殖酸有機肥可明顯改善烤煙的農(nóng)藝性狀、提高烤煙產(chǎn)量、改善烤煙品質(zhì)。腐殖酸有機肥中釋放的養(yǎng)分受礦化等作用的影響,具有養(yǎng)分釋放緩慢、肥效較持久等特點,在煙株生長后期仍然可以為煙株提供充足的有效養(yǎng)分,促進上部葉開片[11]。腐殖酸有機肥肥效較持久,可以減少追肥,降低成本,促進煙株生長,提高產(chǎn)質(zhì)量[12]。有關(guān)研究表明,生物有機肥不僅能夠提高煙葉的SPAD值、增加煙葉鮮重和酶活性,而且還能夠延緩煙葉的成熟期??緹熯M行香氣前體物質(zhì)的生理生化轉(zhuǎn)化過程主要在成熟期,而成熟期長短會決定這種轉(zhuǎn)化是否能夠充分進行,從而對烤煙內(nèi)在品質(zhì)產(chǎn)生重大影響。生物有機肥延緩了煙葉中葉綠素的降解速度,延長了煙葉的成熟期,有利于葉片干物質(zhì)的積累以及化學(xué)成分和內(nèi)含物的轉(zhuǎn)化[13]。腐殖酸是一類芳香稠環(huán)聚合程度不同的雜環(huán)化合物,具有許多含氧功能團,因而具有弱酸性、吸附性、膠體性、絡(luò)合性和氧化還原性等特點。腐殖酸能與土壤中無機膠體形成有機無機復(fù)合體,提高土壤保肥與供肥的能力,形成團粒結(jié)構(gòu),改善土壤結(jié)構(gòu),使土壤肥力得到明顯提高[14]。大量試驗結(jié)果表明,腐殖酸在促進作物生長發(fā)育、增強抗逆性、提高作物品質(zhì)和提高產(chǎn)量方面具有良好的效果,目前已經(jīng)在多種作物上試驗應(yīng)用[15]。
研究表明,增施腐殖酸有機肥能夠改善煙株生長的土壤環(huán)境,提供無機營養(yǎng),也能增強煙株的抗病能力,提升煙葉的香氣量,改善煙葉品質(zhì)[16]。本研究結(jié)果表明,施用適量腐殖酸有機肥對烤煙生長發(fā)育有一定影響,可以促進煙株生長,增加烤煙葉片葉綠素含量,提高上等煙比例和中上等煙比例,促進經(jīng)濟性狀提升。同時,腐殖酸來源于土壤,以腐殖酸為原料制成的肥料屬于綠色肥料,相比無機肥而言,可以改良土壤,提高肥力,促進根系發(fā)育,提高煙株抗寒、抗病、抗旱等抗性[17]。綜合來看,施用腐殖酸有機肥450 kg/hm2或675 kg/hm2可以提高產(chǎn)量、增加產(chǎn)值。