陳亞茹,陳增敏,趙正雄,林云紅,熊 茜,甘影秋,李麗華
(1.云南農(nóng)業(yè)大學(xué)煙草學(xué)院,云南 昆明 650201;2.紅塔(煙草)集團(tuán)楚雄卷煙廠,云南 楚雄 675000)
【研究意義】云南省是全國(guó)重要的優(yōu)質(zhì)煙葉生產(chǎn)基地。據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì),2017 年云南省共有13個(gè)州市103個(gè)縣2 000 余萬(wàn)農(nóng)戶(hù)種植煙葉,煙葉生產(chǎn)一直是云南省農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的重要支柱產(chǎn)業(yè)[1-2]。鉀含量是烤煙重要的品質(zhì)指標(biāo)之一。鉀含量高的煙葉色澤呈深桔黃色,富有彈性和韌性,填充性強(qiáng),陰燃持火力和燃燒性好[3]。而且鉀能通過(guò)增強(qiáng)煙葉中糖類(lèi)、色素類(lèi)、芳香類(lèi)等與品質(zhì)有關(guān)的物質(zhì)合成和積累,影響烤煙的香氣質(zhì)和香氣量[4-5]。從對(duì)云南烤煙鉀含量特征的分析結(jié)果來(lái)看,云南煙區(qū)烤煙鉀含量平均為1.96%,僅有13.24%的煙葉鉀含量大于2.5%,且烤煙鉀含量區(qū)域差異巨大[6]。打頂是煙草種植過(guò)程中一項(xiàng)重要的農(nóng)藝措施,打頂會(huì)導(dǎo)致植株頂端產(chǎn)生的生長(zhǎng)素減少,影響植株對(duì)同化物和礦質(zhì)養(yǎng)分的吸收、運(yùn)輸和分配[7-9]。已有研究表明,打頂會(huì)導(dǎo)致烤煙葉片含鉀量下降[10]。劉彥中等[11]研究表明,烤煙成熟期鉀吸收積累減緩甚至下降,是云南烤煙煙葉鉀含量較低的關(guān)鍵。可見(jiàn),在土壤供鉀水平并非為煙葉鉀含量限制因子的條件下,調(diào)控?zé)熤晟笃趯?duì)鉀素的吸收、積累能力具有重要意義。【前人研究進(jìn)展】腐殖酸類(lèi)物質(zhì)是動(dòng)、植物殘骸通過(guò)微生物經(jīng)一系列化學(xué)反應(yīng)分解形成的具有多種性質(zhì)和結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性有機(jī)大分子[12-14]。研究發(fā)現(xiàn),腐殖酸可以顯著促進(jìn)重茬烤煙根系生長(zhǎng)和氮素吸收,顯著提高煙株地上部各器官內(nèi)氮積累量,提高氮在上部葉和莖部中的分配比例[15]。焦玉生等[16]研究發(fā)現(xiàn)增施腐殖酸可以顯著提高烤煙葉片和莖中煙堿積累量,并降低煙堿在莖內(nèi)的分配比例、提高下部葉煙堿的分配比例?!颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】黃腐酸鉀是一種常見(jiàn)的腐殖酸肥料,黃腐酸鉀中的黃腐酸成分具有優(yōu)良的生物活性,能夠增強(qiáng)作物體內(nèi)諸多生物酶的活性,調(diào)節(jié)作物體內(nèi)的代謝活動(dòng),增強(qiáng)作物對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收轉(zhuǎn)化及合成,促進(jìn)作物生長(zhǎng)并改善作物品質(zhì)[17-19]?!緮M解決的關(guān)鍵問(wèn)題】為了探明黃腐酸鉀對(duì)烤煙生育后期干物質(zhì)和鉀素累積的調(diào)控作用,為本地區(qū)推廣應(yīng)用提供試驗(yàn)依據(jù),于2018年在楚雄州牟定縣開(kāi)展了烤煙根區(qū)施用黃腐酸鉀技術(shù)研究。
供試煙草品種為K326,黃腐酸鉀為云南尼昂生物科技開(kāi)發(fā)有限公司產(chǎn)品,其主要成分為黃腐酸(以干基計(jì))≥60%,全氮含量≥3.0%、全磷含量≥0.4%、全鉀含量≥11.3%。
試驗(yàn)于2018 年4—9月在云南省楚雄州牟定縣共和鎮(zhèn)進(jìn)行。試驗(yàn)田塊地勢(shì)相對(duì)平坦,試驗(yàn)所在地位于101°51′51″N、25°33′49″E,海拔1 786 m。前茬作物為蠶豆,土壤類(lèi)型為粘壤土,其土壤基礎(chǔ)肥力狀況為:pH 6.11,速效鉀238.95 mg/kg,緩效鉀362.71 mg/kg,土壤全鉀2.57%,交換性鈣37.75 cmol/kg,交換性鎂2.57 cmol/kg,陽(yáng)離子交換量19.03 cmol/kg。
田間試驗(yàn)設(shè)施用黃腐酸鉀0(對(duì)照)、75、150、225 kg/hm24個(gè)處理。施肥方法:移栽時(shí)拌塘施用煙草專(zhuān)用復(fù)合肥(15-15-18)450 kg/hm2和黃腐酸鉀,移栽后10 d、25 d分別追施煙草復(fù)合肥(12.5-0-22.5)各150 kg/hm2。試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì),每個(gè)處理3次重復(fù),小區(qū)面積40 ㎡。在試驗(yàn)過(guò)程中,除了施肥以外,其他管理均按照當(dāng)?shù)厣a(chǎn)情況進(jìn)行。
1.3.1 干物質(zhì)量和鉀含量測(cè)定 每個(gè)小區(qū)于煙株打頂后各取樣2株,按照上部葉、中部葉、下部葉、莖部、根部分部位殺青烘干(105 ℃殺青0.5 h,65 ℃烘干至恒重)并測(cè)量干重。煙樣粉碎過(guò)篩后測(cè)量鉀含量,鉀含量參照《煙草及煙草制品鉀的測(cè)定連續(xù)流動(dòng)法》(YC/T 217—2007)測(cè)定。
1.3.2 經(jīng)濟(jì)效益 煙葉成熟時(shí)按小區(qū)正常采收和烘烤,根據(jù)2018年楚雄州牟定縣煙葉收購(gòu)價(jià)格和煙葉分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)參照《烤煙》(GB 2635—1992)計(jì)算各處理煙葉產(chǎn)量、產(chǎn)值、均價(jià)、上等煙比例及中上等煙比例。
1.3.3 煙葉化學(xué)成分檢測(cè) 選取各處理中橘三(C3F)等級(jí)煙葉各2 kg,測(cè)定其化學(xué)成分,其中總糖、還原糖含量參照《煙草及煙草制品水溶性糖測(cè)定》(YC/T 32—1996)測(cè)定,煙堿含量參照《煙草及煙草制品總植物堿的測(cè)定光度法》(GB/T 23225—2008)測(cè)定,總氮的含量參照標(biāo)準(zhǔn)《煙草及煙草制品總氮的測(cè)定連續(xù)流動(dòng)法》(YC/7561—2002)測(cè)定,鉀含量參照《煙草及煙草制品鉀的測(cè)定連續(xù)流動(dòng)法》(YC/T 217—2007)測(cè)定。
試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel、SPSS 23.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。
試驗(yàn)結(jié)果表明,與對(duì)照相比,施用黃腐酸鉀可以顯著增加打頂時(shí)煙株干物質(zhì)累積量。黃腐酸鉀施用量為75、150、225 kg/hm2時(shí)煙株干物質(zhì)積累量分別比對(duì)照高9.7%、20.44%和16.44%。從表1可以看出,施用黃腐酸鉀煙株中部葉、下部葉及莖部干物質(zhì)累積量顯著高于對(duì)照煙株,且隨著黃腐酸鉀施用量的增加,煙株干物質(zhì)累積量呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢(shì)。當(dāng)黃腐酸鉀施用量為150 kg/hm2時(shí),煙株上部葉、中部葉、下部葉及莖部干物質(zhì)累積量最高,分別比對(duì)照煙株高45.16%、25.81%、36.46%和24.62%。說(shuō)明黃腐酸鉀對(duì)烤煙有很好的肥效。
從表2可以看出,與對(duì)照相比,施用黃腐酸鉀對(duì)打頂時(shí)煙株上部葉鉀含量影響不大,但是煙株中部葉、下部葉和莖部鉀含量得到明顯提高。黃腐酸鉀施用量為150 kg/hm2時(shí),煙株中部葉鉀含量最高。黃腐酸鉀施用量為75 kg/hm2時(shí),煙株下部葉和莖部鉀含量最高。與對(duì)照相比,黃腐酸鉀施用量為150、225 kg/hm2時(shí),煙株根部鉀含量顯著增加。說(shuō)明施用黃腐酸鉀可以有效提高煙株中部葉、下部葉鉀含量,改善煙葉品質(zhì)。
表1 打頂時(shí)煙株體內(nèi)干物質(zhì)累積量(g/株)Table 1 Dry matter accumulation in tobacco plants during topping (g/plant)
表2 打頂時(shí)煙株體內(nèi)鉀含量Table 2 Potassium content in tobacco plants during topping (%)
從表3可以看出,施用黃腐酸鉀可以提高煙株的鉀素累積量。與對(duì)照相比,黃腐酸鉀施用量為75、150、225 kg/hm2時(shí)煙株鉀素累積量分別提高27.62%、38.12%和38.12%。施用黃腐酸鉀煙株葉片及莖部鉀素累積量明顯高于對(duì)照煙株,且葉片鉀素累積量隨著黃腐酸鉀施用量的增加呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢(shì)。黃腐酸鉀施用量為150 kg/hm2時(shí),煙株上部葉鉀素累積量顯著高于75、225 kg/hm2處理,中部葉鉀素累積量顯著高于75 kg/hm2處理。相比中上部葉片,黃腐酸鉀對(duì)提高下部葉鉀素累積量的作用更為明顯,黃腐酸鉀施用量為75、150、225 kg/hm2處理煙株下部葉鉀素累積量分別比對(duì)照煙株高49.30%、54.23%和26.76%。
表3 打頂時(shí)煙株體內(nèi)鉀素累積量(g/株)Table 3 Accumulation of potassium in tobacco plants during topping (g/plant)
產(chǎn)量、產(chǎn)值、均價(jià)、上等煙比例、中上等煙比例是煙葉的主要經(jīng)濟(jì)性狀,綜合反映了煙葉的質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益。從表4可以看出,施用黃腐酸鉀能提高煙葉產(chǎn)量、產(chǎn)值和均價(jià),且黃腐酸鉀施用量為150 kg/hm2時(shí)效益最好,產(chǎn)量和產(chǎn)值相比于對(duì)照分別提高30.64%和57.64%。與對(duì)照相比,黃腐酸鉀施用量為75 kg/hm2時(shí),提高了上等煙葉的比例,隨著黃腐酸鉀施用量的增加,上等煙葉比例顯著下降。
表4 煙葉經(jīng)濟(jì)性狀比較Table 4 Comparison of economic characteristics of tobacco leaves
煙葉中各項(xiàng)化學(xué)成分指標(biāo)含量適宜、成分之間協(xié)調(diào)是形成優(yōu)質(zhì)煙葉的前提。從化學(xué)成分分析結(jié)果來(lái)看,施用黃腐酸鉀有利于提高煙葉中總糖、還原糖、煙堿和全鉀的含量,總氮含量和糖堿比略有降低。黃腐酸鉀施用量為225 kg/hm2時(shí),煙葉還原糖含量顯著高于其他處理。煙葉中的鉀是影響燃燒性的重要礦質(zhì)元素。從表5可以看出,施用黃腐酸鉀可以提高煙葉鉀含量,且黃腐酸鉀施用量為150 kg/hm2時(shí)作用最明顯。黃腐酸鉀施用量為75 kg/hm2時(shí),煙葉中氮堿比和兩糖差顯著高于對(duì)照,隨著黃腐酸鉀施用量的增加,煙葉氮堿比下降且低于對(duì)照。
表5 初烤煙葉化學(xué)成分比較Table 5 Comparison of chemical compositions of flue-cured tobacco leaves
干物質(zhì)積累量可以反映煙株生長(zhǎng)發(fā)育狀況。研究表明,黃腐酸鉀可以有效提高土壤中有效氮供應(yīng)量,改善土壤通透性和根際營(yíng)養(yǎng)狀況,增強(qiáng)根系對(duì)水分和礦質(zhì)養(yǎng)分的吸收利用[20]。配施黃腐酸鉀能加快肥料的肥效釋放速度,有利于煙株生長(zhǎng)發(fā)育和干物質(zhì)積累??緹煾晌镔|(zhì)的90%以上來(lái)源于光合作用,肖瑤等[21]研究表明適量的腐殖酸肥料可以提高烤煙葉綠素含量和光合性能。本試驗(yàn)結(jié)果表明,施用黃腐酸鉀可以顯著提高打頂后煙株干物質(zhì)累積量,這與霍昭光等[20-22]的研究結(jié)果相似。
黃腐酸鉀是一種腐殖酸肥料,內(nèi)核含有許多具有高生物活性的未知促長(zhǎng)因子。嚴(yán)格意義上說(shuō)黃腐酸鉀不含激素類(lèi)物質(zhì),但使用過(guò)程中卻表現(xiàn)出與化學(xué)合成的生長(zhǎng)素、細(xì)胞分類(lèi)素、脫落酸等多種植物激素相類(lèi)似的作用且對(duì)植物的生長(zhǎng)發(fā)育起著全面的調(diào)節(jié)作用[23]。研究發(fā)現(xiàn),增施腐殖酸可以顯著提高芹菜和平邑甜茶各個(gè)器官氮素的含量和累積量[24-25],促進(jìn)玉米對(duì)K2O的吸收,提高氮素和鉀素在莖部和葉片中的分配[26]。本試驗(yàn)結(jié)果表明,塘施黃腐酸鉀能明顯提高煙株葉片和莖部鉀素累積量,同時(shí)打頂時(shí)煙株中下部葉片鉀含量也均高于對(duì)照煙株,這與賴(lài)洪敏等[27]的研究結(jié)果一致。周爽等[28]研究發(fā)現(xiàn),腐殖酸鉀的水溶性很好,不會(huì)限制植物吸收,使鉀素肥效更持久,腐殖酸進(jìn)入土壤后可以活化被固定的鉀素,促進(jìn)緩效鉀等其他形態(tài)向速效鉀轉(zhuǎn)化。且黃腐酸鉀具有改良土壤、刺激根部生長(zhǎng)發(fā)育、活化土壤中的養(yǎng)分等優(yōu)點(diǎn),這些因素都有利于煙株對(duì)鉀素的吸收和累積。
黃腐酸鉀作為一種新型肥料,在小麥、玉米等作物[29-31]上研究較多且應(yīng)用廣泛,并被多次證明具有提高作物產(chǎn)量的作用。研究發(fā)現(xiàn),腐殖酸肥可促進(jìn)烤煙生育期腺毛密度和石油醚提取物含量的增加,可促進(jìn)煙葉油分及香氣物質(zhì)的生成,進(jìn)一步提升煙葉品質(zhì)[32]。本試驗(yàn)結(jié)果表明,塘施黃腐酸鉀可以提高初烤煙葉總糖、還原糖和氧化鉀含量,且當(dāng)黃腐酸鉀施用量為150 kg/hm2時(shí),煙葉中鉀含量是最高的。適量施用黃腐酸鉀能夠提高煙葉產(chǎn)量、產(chǎn)值和上等煙比例, 使煙葉化學(xué)成分更加協(xié)調(diào),這與陳澤斌、王金星等[33-34]的研究結(jié)果一致。本試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn),黃腐酸鉀施用量為150 kg/hm2和225 kg/hm2時(shí),上等煙葉比例反而下降,從田間觀察現(xiàn)象來(lái)看,這兩個(gè)處理的煙株下部葉到成熟期時(shí)落黃較早,煙葉后期干物質(zhì)消耗過(guò)多,導(dǎo)致葉片身份較薄、質(zhì)量欠缺,這可能是由于施用過(guò)多的黃腐酸鉀會(huì)加快煙株生育前期肥料的釋放速度,導(dǎo)致成熟期煙株脫肥下部葉早熟引起的。
黃腐酸鉀作為一種腐殖酸肥料,可以有效促進(jìn)煙株生長(zhǎng)后期對(duì)干物質(zhì)和鉀素的積累,改善鉀素營(yíng)養(yǎng)。黃腐酸鉀施用量為150 kg/hm2時(shí),煙株干物質(zhì)量和鉀素累積量最高,分別比空白對(duì)照高20.44%和38.12%。
黃腐酸鉀施用量為150 kg/hm2時(shí)效益最好,產(chǎn)量和產(chǎn)值比空白對(duì)照分別提高30.64%和57.64%,初烤煙葉含鉀量也最高,達(dá)到2.36%。適量施用黃腐酸鉀可改善煙葉品質(zhì),提高經(jīng)濟(jì)效益,建議在當(dāng)?shù)赝茝V使用。