王成己 李靜超 郝 東 張建忠 王 濤 胡忠良 唐莉娜
(1福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所/農(nóng)業(yè)農(nóng)村部福州農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)觀測(cè)實(shí)驗(yàn)站,福建 福州 350013; 2南平市煙草公司建陽(yáng)分公司,福建 南平 354200;3福建省煙草公司三明市公司,福建 三明 365000; 4福建省煙草專賣局煙草科學(xué)研究所,福建 福州 350003)
烤煙(NicotianatabacumL.)是世界上栽培面積最大的煙草類型,是我國(guó)重要的經(jīng)濟(jì)作物[1]。烤煙對(duì)肥料反應(yīng)敏感,因此需要嚴(yán)格控制養(yǎng)分吸收。長(zhǎng)期施用化肥使植煙土壤板結(jié)、養(yǎng)分失調(diào)、土壤微生境失衡[2-3],導(dǎo)致煙葉產(chǎn)量降低、品質(zhì)下降[4-6]。為解決化肥過(guò)量施用對(duì)土壤和環(huán)境帶來(lái)的不利影響,我國(guó)制定了一系列化肥減量增效政策并開展了大量研究[7-9]。相關(guān)研究表明,化肥減量配施有機(jī)肥在培育土壤肥力的同時(shí)改善了煙葉品質(zhì),成為烤煙栽培中有效的提質(zhì)增效措施[10-12]。因此,針對(duì)不同煙區(qū)生產(chǎn)實(shí)際,研究化肥減量配施有機(jī)肥的施用效果,對(duì)烤煙施肥管理和優(yōu)質(zhì)適產(chǎn)具有重要指導(dǎo)作用。
生物炭是生物質(zhì)材料在少氧條件下熱裂解產(chǎn)生的富碳固體物質(zhì)[13]。炭基有機(jī)肥具有改善土壤微生境、提高養(yǎng)分利用率、提升作物品質(zhì)的特性,成為我國(guó)煙區(qū)化肥減量增效的重要途徑[6]。但有機(jī)肥替代化肥的農(nóng)學(xué)及環(huán)境效應(yīng)因有機(jī)肥種類、替代率、作物類型和土壤條件不同而異。因此,明確不同有機(jī)肥施用情景下化肥減施量及其效果對(duì)實(shí)現(xiàn)我國(guó)化肥負(fù)增長(zhǎng)具有重要意義。
福建省是我國(guó)“武夷丘陵生態(tài)區(qū)—清香型”區(qū)域[14],是我國(guó)主要煙區(qū)之一。翠碧1 號(hào)(NicotianatabacumL.cv.Cuibi No.1)是福建煙區(qū)清香型風(fēng)格煙葉的典型代表,是福建省三明市、南平市、龍巖市及江西部分煙區(qū)大面積推廣的主栽品種,煙葉香氣清雅、吃味醇和、品質(zhì)優(yōu)良、工業(yè)可用性高[15]。
調(diào)查發(fā)現(xiàn),近年來(lái)翠碧1 號(hào)香氣特色風(fēng)格弱化、品質(zhì)下降。其原因可能是肥水運(yùn)籌不當(dāng),導(dǎo)致煙株生長(zhǎng)過(guò)旺、株型偏大,從而影響煙葉風(fēng)格和品質(zhì)。研究人員針對(duì)不同移栽深度和移栽期[16-17]、不同施肥[18-19]以及不同采收成熟度[20]對(duì)翠碧1號(hào)生長(zhǎng)發(fā)育及產(chǎn)質(zhì)量的影響展開了研究,但化肥減量配施煙稈炭基有機(jī)肥對(duì)翠碧1 號(hào)生長(zhǎng)發(fā)育及煙葉產(chǎn)質(zhì)量的影響還鮮有報(bào)道。因此,本研究以氮素調(diào)控為主線,探討化肥減量配施煙稈炭基有機(jī)肥對(duì)植煙土壤肥力、烤煙生長(zhǎng)及烤后煙葉產(chǎn)量和品質(zhì)的影響,并構(gòu)建氮素調(diào)控與煙葉產(chǎn)質(zhì)量提升方案,以期為福建及江西清香型特色烤煙翠碧1 號(hào)的優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)提供技術(shù)參考。
試驗(yàn)地位于福建省南平市建陽(yáng)區(qū)徐市鎮(zhèn)煙草科研基地。該區(qū)域?qū)儆趤啛釒Ъ撅L(fēng)性氣候,年均氣溫18.1 ℃,無(wú)霜期322 d,年均降雨量1 742 mm,年均日照時(shí)數(shù)1 802 h。土壤為山地丘陵紅壤。試驗(yàn)前土壤養(yǎng)分狀況:pH值5.07,有機(jī)質(zhì)29.01 g·kg-1,全氮1.63 g·kg-1,全磷0.80 g·kg-1,全鉀12.25 g·kg-1,堿解氮120.63 mg·kg-1,有效磷34.57 mg·kg-1,速效鉀127.01 mg·kg-1。根據(jù)陳江華等[21]的分類方法,本研究試驗(yàn)地土壤為中高肥力水平。耕作制度為煙-稻復(fù)種連作種植。
供試烤煙品種為翠碧1 號(hào)(CB-1),由福建省煙草科學(xué)研究所南平煙科分所(南平市煙草公司技術(shù)中心)提供??緹熜芯?.2 m,株距0.48 m,移栽密度17 400 株·hm-2(每小區(qū)定植4行,每行20 株)。試驗(yàn)所用煙稈炭基有機(jī)肥由貴州金葉豐農(nóng)業(yè)科技有限公司提供,其原料組成為煙稈生物炭30%、酒糟20%、菌菇渣50%;炭基有機(jī)肥中有機(jī)質(zhì)含量72%,pH 值8.4,氮磷鉀總養(yǎng)分7.7%,其中氮(N)2.4%、磷(P2O5)2.1%、鉀(K2O)3.2%。
試驗(yàn)設(shè)6個(gè)處理:不施肥(TJ1)、單施化肥(TJ2)、化肥未減量+炭基肥(TJ3)、化肥減量10%+炭基肥(TJ4)、化肥減量20%+炭基肥(TJ5)、化肥減量30%+炭基肥(TJ6)?;蕼p量是以當(dāng)?shù)卮浔? 號(hào)常規(guī)氮肥用量(83.40 kg·hm-2純N)為基礎(chǔ),從基肥的煙草專用肥中按比例扣減,磷(P2O5)、鉀(K2O)比例也相應(yīng)發(fā)生變化;炭基有機(jī)肥作為基肥一次施入,用量為2 400 kg·hm-2。
除TJ1 處理外,其他處理化肥用量分為基肥和追肥兩部分,其中基肥包括煙草專用肥(N∶P2O5∶K2O=12.5∶8∶22.5)、氫氧化鎂、硼砂(質(zhì)量分?jǐn)?shù)>95%)、鈣鎂磷肥(P2O512%);追肥包括煙草專用肥、硝酸鉀(N 12%、K2O 46%)、硫酸鉀(K2O 50%)。除基肥中煙草專用肥用量因試驗(yàn)處理存在差異外,其他肥料施用量和施用方式均相同,并按照優(yōu)質(zhì)煙葉管理方式進(jìn)行管理。具體施肥方案見表1。煙苗移栽前將配合好的化肥與炭基肥呈寬帶狀均勻施入條溝。施肥深度15~18 cm,寬度18 cm,施肥后隨即覆土蓋膜。試驗(yàn)田土壤肥力均勻,各小區(qū)隨機(jī)區(qū)組排列,每處理3 次重復(fù),小區(qū)面積216 m2(長(zhǎng)36 m,寬6 m)。
表1 施肥方案Table 1 Fertilization scheme/(kg·hm-2)
1.4.1 煙田土壤理化性質(zhì)測(cè)定 于烤煙收獲后采集土壤樣品。采用5 點(diǎn)取樣法,每個(gè)小區(qū)分別在兩株煙的壟中間采集0~20 cm 土層混合土樣1 kg,自然風(fēng)干,去除砂礫、根系等雜物,過(guò)2 mm 方孔篩備用。土壤理化性質(zhì)參考《土壤農(nóng)業(yè)化學(xué)分析方法》[22]進(jìn)行測(cè)定,其中pH值測(cè)定采用電位法;有機(jī)碳含量測(cè)定采用重鉻酸鉀容量法;全氮含量測(cè)定采用凱氏法;堿解氮含量測(cè)定采用堿解擴(kuò)散法;全磷含量測(cè)定采用碳酸鈉熔融法;有效磷含量測(cè)定采用碳酸氫鈉浸提-鉬銻抗比色法;全鉀含量測(cè)定采用氫氧化鈉熔融火焰光度法;速效鉀含量測(cè)定采用醋酸銨浸提-火焰光度法。
1.4.2 烤煙農(nóng)藝性狀 依據(jù)《YC/T 142—2010煙草農(nóng)藝性狀調(diào)查測(cè)量方法》[23]調(diào)查烤煙農(nóng)藝性狀,記錄烤煙生育期表現(xiàn),打頂后每小區(qū)選取5 株代表性煙株,測(cè)定煙株株高、莖圍、節(jié)距、有效葉片數(shù)、最大葉長(zhǎng)寬及葉面積等農(nóng)藝性狀。
1.4.3 煙葉產(chǎn)質(zhì)量調(diào)查 按小區(qū)面積分別測(cè)產(chǎn),計(jì)算產(chǎn)量、產(chǎn)值、均價(jià)、上等煙比例、上中等煙比例。
1.4.4 煙葉化學(xué)成分測(cè)定 烤后煙葉去除雜色、含青煙葉后,選取中部(C3F)和上部(B2F)初烤樣品各3 kg測(cè)定總糖、還原糖、總氮、煙堿、鉀和氯含量,并據(jù)此計(jì)算糖堿比、氮堿比和鉀氯比??偺呛坎捎幂焱壬y(cè)定,還原糖含量采用3,5-二硝基水楊酸比色法測(cè)定,總氮含量采用過(guò)氧化氫—硫酸消化凱氏定氮法測(cè)定,煙堿含量采用紫外分光光度法測(cè)定,鉀含量采用火焰光度法測(cè)定,氯含量采用莫爾法測(cè)定[24]。
1.4.5 煙葉感官質(zhì)量評(píng)價(jià) 稱取C3F 和B2F 初烤樣品,按照《YC/T 138—1998 煙草及煙草制品 感官評(píng)價(jià)方法》[25]由感官評(píng)吸專家進(jìn)行感官質(zhì)量評(píng)價(jià)。評(píng)吸指標(biāo)包括香型、甜感、香氣質(zhì)、香氣量、雜氣、細(xì)膩度、濃度、勁頭、刺激性及余味等10項(xiàng),參照王成己等[26]的方法評(píng)價(jià)計(jì)分。
采用Microsoft Excel 2021 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)整理,T 檢驗(yàn)方法進(jìn)行差異顯著性分析。試驗(yàn)數(shù)據(jù)以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差形式表示,并統(tǒng)計(jì)處理間差異顯著性(P<0.05)。
表2 為不同處理煙田土壤理化性質(zhì)??傮w來(lái)看,所有施肥處理(TJ2~TJ6)土壤pH 值、有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷、全鉀、堿解氮、有效磷、速效鉀含量均高于未施肥處理(TJ1),而化肥減量配施炭基肥處理(TJ3~TJ6)上述指標(biāo)則或大或小于單施化肥處理(TJ2)。TJ3~TJ6處理中,土壤pH 值隨化肥減施量(0~30%)的增加而增加,TJ4~TJ6 較TJ3 的增幅為0.20%~1.77%,但所有處理間無(wú)顯著差異(P>0.05,下同);而土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷、全鉀、堿解氮、有效磷、速效鉀含量均隨化肥減施量(0~30%)的增加而降低,TJ4~TJ6 較TJ3 的降幅分別為2.27%~7.57%、1.97%~4.43%、4.59%~19.27%、2.36%~8.79%、0.71%~17.62%、8.31%~16.79%、4.67%~30.23%。TJ3~TJ6土壤有機(jī)質(zhì)和全氮含量均顯著高于TJ1和TJ2(P<0.05,下同),但TJ4、TJ5、TJ6 處理間無(wú)顯著差異。說(shuō)明化肥減量配施炭基肥能提高土壤肥力,配施炭基肥時(shí)化肥減量10%~20%未顯著降低煙田土壤肥力。
表2 各處理煙田土壤理化性質(zhì)Table 2 Physicochemical properties of tobacco field soil under different treatments
表3為打頂后烤煙農(nóng)藝性狀,總體來(lái)看,所有施肥處理(TJ2~TJ6)煙株株高、莖圍、節(jié)距、有效葉片數(shù)、最大葉長(zhǎng)寬和葉面積均大于未施肥處理(TJ1),增幅分別為1.89%~14.73%、3.64%~16.94%、1.69%~6.78%、1.42%~13.01%、2.18%~8.83%、7.09%~14.26% 和8.98%~23.97%。且化肥減量配施炭基肥處理(TJ3~TJ6)上述指標(biāo)均大于單施化肥處理(TJ2),增幅分別為2.56%~12.59%、0.73%~12.87%、1.73%~5.07%、4.83%~11.45%、1.16%~6.52%、0.57%~6.68%、2.07%~13.76%。TJ5處理烤煙株高、莖圍、葉面積均顯著高于TJ1 和TJ2,但TJ3~TJ6 處理間上述指標(biāo)無(wú)顯著差異。進(jìn)一步分析得知,上述7 項(xiàng)農(nóng)藝性狀指標(biāo)最大值均出現(xiàn)在TJ5 處理(化肥減量20%+炭基肥),其次為TJ4或TJ6處理,而非施肥量最大的TJ3 處理(化肥未減量+炭基肥)。說(shuō)明化肥減量20%配施2 400 kg·hm-2炭基肥對(duì)煙株生長(zhǎng)具有積極的促進(jìn)作用,而過(guò)量施肥則對(duì)煙株生長(zhǎng)產(chǎn)生一定的抑制作用。
表3 各處理烤煙打頂后農(nóng)藝性狀Table 3 Agronomic characters of flue-cured tobacco after topping under different treatments
烤煙生產(chǎn)中不但關(guān)注烤后煙葉內(nèi)在化學(xué)成分含量,更注重?zé)熑~化學(xué)成分的協(xié)調(diào)性。不同處理烤后煙葉化學(xué)成分及化學(xué)協(xié)調(diào)性如表4 所示。國(guó)際上優(yōu)質(zhì)煙葉內(nèi)在化學(xué)成分含量為總糖18%~22%,還原糖16%~20%,總氮1.5%~3.5%,煙堿1.5%~3.5%,鉀2.0%~3.5%,氯0.3%~0.8%,糖堿比8~12,氮堿比≤1,鉀氯比≥4[27]??傮w上,本研究各處理烤后煙葉總糖含量為16.00%~38.03%,還原糖含量為12.17%~22.36%,總氮含量為1.37%~2.72%,煙堿含量為1.29%~2.32%,鉀含量為1.75%~2.20%,氯含量為0.14%~0.45%,糖堿比為3.67~17.33,氮堿比為0.82~1.15,鉀氯比為4.62~13.40。
表4 各處理烤煙化學(xué)成分及其協(xié)調(diào)性Table 4 Chemical composition and coordination of flue-cured tobacco under different treatments
2.3.1 不同等級(jí)間煙葉化學(xué)成分比較 由表4 可知,所有試驗(yàn)處理C3F 等級(jí)煙葉總糖(35.37%,均值,下同)、還原糖(20.90%)含量及糖堿比(13.49)均高于B2F等級(jí)總糖(18.14%)、還原糖(14.38%)含量及糖堿比(5.46),而C3F 等級(jí)煙葉總氮(1.50%)及煙堿(1.59%)含量則均低于B2F 等級(jí)總氮(2.55%)及煙堿含量(2.77%)。
各試驗(yàn)處理C3F 和B2F 等級(jí)煙葉鉀、氯含量及氮堿比、鉀氯比變化規(guī)律不盡相同,但C3F等級(jí)煙葉鉀含量(2.05%)、氮堿比(0.95)、鉀氯比(11.18)均高于B2F等級(jí)鉀含量(1.87%)、氮堿比(0.94)、鉀氯比(5.47),而氯含量則表現(xiàn)為C3F 低于B2F 等級(jí),均值分別為0.19%和0.36%。C3F和B2F等級(jí)煙葉TJ3和TJ4處理鉀含量均顯著高于TJ5 和TJ6 處理,但TJ3 和TJ4 間、TJ5 和TJ6 間均無(wú)顯著差異;與TJ3 和TJ4 處理相比,TJ5 和TJ6 處理降低了煙葉氯含量;TJ4 和TJ5 處理氮堿比更合理。
2.3.2 同一等級(jí)不同處理間煙葉化學(xué)成分比較 各試驗(yàn)處理C3F和B2F等級(jí)煙葉總糖、還原糖、總氮、煙堿、鉀、氯含量及糖堿比、氮堿比、鉀氯比的變化規(guī)律相同。TJ3~TJ6處理中,隨著化肥減施量的增加,煙葉總糖、還原糖含量及糖堿比、氮堿比、鉀氯比呈增加趨勢(shì),而總氮、煙堿、氯含量呈降低趨勢(shì),鉀含量則無(wú)明顯變化規(guī)律。
C3F 等級(jí)煙葉總糖和還原糖含量、糖堿比和氮堿比最高值出現(xiàn)在TJ6 處理,總氮、煙堿、鉀、氯含量最高值出現(xiàn)在TJ3 處理,鉀氯比最高值出現(xiàn)在TJ1 處理。B2F 等級(jí)煙葉總糖和還原糖含量、鉀氯比最高值出現(xiàn)在TJ2 處理,總氮、煙堿、鉀、氯含量最高值出現(xiàn)在TJ3處理,糖堿比和氮堿比最高值出現(xiàn)在TJ6 處理。說(shuō)明過(guò)量施肥(TJ3 處理)在提高煙葉鉀含量的同時(shí)也增加了總氮、煙堿、氯含量,而適宜的化肥減量配施炭基有機(jī)肥方案可以增加煙葉有益化學(xué)成分,降低總氮、煙堿、氯含量,提高煙葉化學(xué)成分協(xié)調(diào)性。
不同處理烤后煙葉感官質(zhì)量得分如表5 所示??傮w來(lái)說(shuō),各處理烤后煙葉感官質(zhì)量綜合得分表現(xiàn)為C3F 等級(jí)>B2F 等級(jí),C3F 等級(jí)得分較B2F 增加0.66%~3.69%(最大值均出現(xiàn)在TJ4)。所有施肥處理(TJ2~TJ6)烤后煙葉感官質(zhì)量綜合得分均高于未施肥處理(TJ1),C3F和B2F等級(jí)增幅分別為3.03%~13.31%和3.12%~10.15%;而化肥減量配施炭基肥處理(TJ3~TJ6)上述指標(biāo)均高于單施化肥處理(TJ2),C3F 和B2F 等級(jí)增幅分別為1.85%~9.98%和1.91%~6.82%。
表5 各處理烤后煙葉感官質(zhì)量(得分)Table 5 Sensory quality of cured tobacco leaves under different treatments (score)
C3F 和B2F 等級(jí)烤煙風(fēng)格特征得分變化趨勢(shì)基本一致,風(fēng)格特征得分最大值均出現(xiàn)在TJ3~TJ5 處理。C3F 等級(jí)烤煙香氣質(zhì)、香氣量及香氣特征得分最大值均出現(xiàn)在TJ4 處理,而B2F 等級(jí)各施肥處理烤煙香氣質(zhì)和香氣量得分基本無(wú)差異。煙氣特征和口感特征得分變化趨勢(shì)不一致,但C3F 和B2F 等級(jí)煙葉煙氣特征和口感特征得分最大值均出現(xiàn)在TJ4處理。
TJ3~TJ6 處理(化肥減量0~30%、總養(yǎng)分減量0~14%)C3F 和B2F 等級(jí)煙葉感官質(zhì)量綜合得分較TJ2 處理(單施化肥)分別增加1.85%~9.98% 和1.91%~6.82%。說(shuō)明化肥減量10%~30%配施2 400 kg·hm-2炭基肥對(duì)煙葉感官質(zhì)量綜合得分的不利影響有限。
表6 為烤煙主要經(jīng)濟(jì)性狀,總體來(lái)看,所有施肥處理(TJ2~TJ6)烤煙產(chǎn)量、產(chǎn)值、均價(jià)、上等煙比例、上中等煙比例均顯著高于不施肥處理(TJ1),增幅分別為9.22%~19.08%、22.41%~34.14%、12.11%~12.65%、15.51~23.59 和18.37~22.84 個(gè)百分點(diǎn)?;蕼p量配施炭基肥處理(TJ3~TJ6)上述指標(biāo)均大于單施化肥處理(TJ2),增幅分別為5.25%~9.03%、5.62%~9.59%、0.05%~0.48%、2.64~8.08 和3.07~4.47 個(gè)百分點(diǎn)。與TJ1和TJ2處理相比,化肥減量配施炭基肥具有明顯的增產(chǎn)增效作用。
表6 各處理烤煙主要經(jīng)濟(jì)性狀Table 6 Main economic characters of flue-cured tobacco under different treatments
TJ3~TJ6 處理中,烤煙產(chǎn)量、產(chǎn)值、均價(jià)、上等煙比例、上中等煙比例均隨化肥減施量(0~30%)的增加呈先增加后降低的趨勢(shì),最高值均出現(xiàn)在TJ5 處理(化肥減量20%+炭基肥),且TJ5 處理烤煙產(chǎn)量、產(chǎn)值、上等煙比例均顯著高于TJ1 和TJ2 處理。與TJ3 處理(化肥未減量+炭基肥)相比,TJ4、TJ5、TJ6處理上述指標(biāo)變化范圍分別為-1.03%~2.52%、-0.73%~2.99%、0.28%~0.43%、-1.70%~4.84%、-0.90%~0.60%。相對(duì)于化肥未減量的TJ3 處理,化肥減量10%~20%時(shí)(TJ4 和TJ5處理)烤煙產(chǎn)量和產(chǎn)值分別增加了1.55%~2.50%和1.95%~2.99%,而化肥減量30%時(shí)(TJ6處理)則分別降低1.05%和0.73%。說(shuō)明化肥減量10%~20%配施2 400 kg·hm-2炭基肥均可實(shí)現(xiàn)烤煙增產(chǎn)增效,而化肥減量30%導(dǎo)致烤煙減產(chǎn)降效,但TJ6 處理產(chǎn)量、產(chǎn)值、均價(jià)、上等煙比例、上中等煙比例均高于TJ1、TJ2處理。
本研究顯示,TJ5處理各項(xiàng)農(nóng)藝性狀均最好,其次為TJ4 或TJ6 處理,說(shuō)明化肥減量20%配施2 400 kg·hm-2炭基肥可有效改善煙株農(nóng)藝性狀,表現(xiàn)在農(nóng)藝性狀協(xié)調(diào)性較好,葉面積較大,莖稈粗壯,田間長(zhǎng)勢(shì)中等,滿足翠碧1號(hào)的“株型”要求[28]?;蕼p量20%配施炭基肥對(duì)煙株生長(zhǎng)的不利影響較小,這與何曉冰等[29]的研究結(jié)果一致。
本研究表明,不施肥處理(TJ1)烤煙產(chǎn)量為1 725 kg·hm-2,顯著低于其他5 個(gè)處理,較TJ2(單施化肥)和TJ6(化肥減量30%+炭基肥)分別降低8.44%和13.01%。雖然TJ1處理未施化肥,但仍保持一定產(chǎn)量,說(shuō)明上一年施肥效應(yīng)依舊存在,但若繼續(xù)不施肥、單施化肥或者大幅度減施化肥,烤煙產(chǎn)量也會(huì)下降,這需要今后通過(guò)長(zhǎng)期試驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證。
已有研究表明,中等肥力土壤上,利用生物有機(jī)肥替代20%化肥可顯著改善煙葉產(chǎn)質(zhì)量[30]。張建忠等[31]研究表明,施氮量為58.50~136.50 kg·hm-2時(shí),翠碧1號(hào)產(chǎn)量為1 768~2 682 kg·hm-2,最高產(chǎn)量出現(xiàn)在施氮量最大的處理。本研究顯示,施氮總量(化肥氮+炭基肥氮)為83.40~129.45 kg·hm-2時(shí),翠碧1 號(hào)產(chǎn)量為1 884~2 054 kg·hm-2,最高產(chǎn)量并未出現(xiàn)在施氮量最大處理(TJ3),而是出現(xiàn)在TJ5 處理(化肥減量20%+炭基肥,總氮112.65 kg·hm-2),這與劉宇[32]關(guān)于化肥減量10%~20%配施有機(jī)肥處理煙葉產(chǎn)量最優(yōu)的結(jié)果相似。本研究表明,化肥減量20%配施炭基肥可實(shí)現(xiàn)烤煙增產(chǎn)增效,而化肥減量30%時(shí)烤煙增產(chǎn)效應(yīng)有所降低,但產(chǎn)量、產(chǎn)值、均價(jià)、上等煙比例、上中等煙比例均高于TJ1、TJ2 處理。如前所述,本研究供試土壤為中高肥力水平,當(dāng)土壤肥力水平較高時(shí),通過(guò)施肥提升烤煙產(chǎn)量的空間較小,施肥的增產(chǎn)效應(yīng)逐漸下降[33]。
煙葉化學(xué)成分是煙葉香味風(fēng)格和質(zhì)量特征形成的物質(zhì)基礎(chǔ)[34-35]。本研究顯示,配施2 400 kg·hm-2炭基肥時(shí),隨著化肥減施量的增加,煙葉總糖、還原糖含量及糖堿比、氮堿比、鉀氯比呈增加趨勢(shì),而總氮、煙堿、氯含量呈降低趨勢(shì)。本研究所有試驗(yàn)處理C3F等級(jí)煙葉平均總糖、還原糖含量及糖堿比均高于B2F等級(jí),而C3F 等級(jí)煙葉總氮及煙堿含量則低于B2F 等級(jí)。說(shuō)明化肥減量配施炭基有機(jī)肥可以增加煙葉有益化學(xué)成分,降低總氮、煙堿、氯含量,提高煙葉化學(xué)成分協(xié)調(diào)性,這與陳懿等[36]的研究結(jié)果一致。研究表明,在一定范圍內(nèi),總糖和還原糖含量增加可提高煙葉彈性、使其不易破碎[37]。鉀素能顯著改善煙葉燃燒性,提升煙葉香氣與吃味[34];鉀氯比越高(一般在4.0以上),煙葉燃燒性越好[38]。本研究所用煙稈炭基有機(jī)肥含鉀(K2O)3.2%,對(duì)煙葉鉀素及鉀氯比提升具有積極作用。
本研究中其他化學(xué)成分指標(biāo)均基本在優(yōu)質(zhì)煙葉標(biāo)準(zhǔn)[27]的適宜范圍,而C3F 等級(jí)煙葉總糖(35.37%)、還原糖含量(20.90%)均高于優(yōu)質(zhì)煙葉標(biāo)準(zhǔn)。雖然這是南方煙區(qū)的共同特點(diǎn),但煙葉糖含量并非越高越好。B2F 等級(jí)煙葉糖堿比(5.46)低于優(yōu)質(zhì)煙葉標(biāo)準(zhǔn),這可能是翠碧1 號(hào)的獨(dú)有特點(diǎn)或是需肥特性所致[31,39],今后需深化翠碧1 號(hào)煙葉化學(xué)成分及其風(fēng)格特征研究,為卷煙配方提供技術(shù)參考[40]。
煙葉感官質(zhì)量是煙葉化學(xué)成分在煙氣特征上的具體表現(xiàn),煙葉內(nèi)在化學(xué)成分及其協(xié)調(diào)性也會(huì)影響煙葉感官質(zhì)量[41]。本研究表明,C3F 和B2F 等級(jí)煙葉感官質(zhì)量綜合得分表現(xiàn)為TJ4>TJ5=TJ3>TJ6>TJ2>TJ1,且TJ3~TJ6 處理(化肥減量0~30%,總養(yǎng)分減量0~14%)綜合得分較TJ2 處理(單施化肥)分別增加1.85%~9.98%和1.91%~6.82%。說(shuō)明化肥減量10%~30%配施2 400 kg·hm-2炭基肥對(duì)煙葉感官質(zhì)量的不利影響有限,這與劉宇[32]的研究結(jié)果類似。炭基有機(jī)肥配施化肥可以提升煙葉感官質(zhì)量,充分體現(xiàn)了炭基肥的緩釋效應(yīng)[42]。因此,在“雙減”及“雙碳”背景下,化肥減量配施高碳炭基肥[43]及煙稈炭基肥[44-45]對(duì)促進(jìn)煙草提質(zhì)增效、實(shí)現(xiàn)煙草種植業(yè)綠色低碳發(fā)展具有重要意義。
本研究表明,化肥減量配施炭基有機(jī)肥對(duì)翠碧1號(hào)生長(zhǎng)及煙葉產(chǎn)質(zhì)量具有不同程度影響?;蕼p量10%~20%配施炭基有機(jī)肥可使煙葉總糖和還原糖含量維持在合適區(qū)間,同時(shí)降低總氮、煙堿、氯含量,提高煙葉化學(xué)成分協(xié)調(diào)性?;蕼p量10%~20%對(duì)煙葉感官質(zhì)量的不利影響有限,并且可實(shí)現(xiàn)烤煙增產(chǎn)增效,而化肥減量30%時(shí)烤煙減產(chǎn)降效。綜上,推薦化肥減量20%配施2 400 kg·hm-2煙稈炭基有機(jī)肥在福建及江西清香型特色烤煙翠碧1號(hào)種植區(qū)推廣使用。