張 陽,屠乃美,王 旋,何 偉,鄧瀏平,陳舜堯,謝會雅,李瑾潔,陳怡璇
(1 湖南農(nóng)業(yè)大學農(nóng)學院,長沙 410128;2 湖南省煙草公司株洲市公司,株洲 412002; 3 湖南省煙草公司茶陵縣公司,茶陵 412400)
氯是植物進行光合作用的重要元素,有生命元素之稱[1]。氯元素是烤煙生長的必需元素之一,同時煙葉氯離子含量也是煙草質量評價的重要指標之一[2,3]。過量的氯會導致煙葉吸食性差,彈性和燃燒性下降,同時對煙葉的內在品質和外觀質量產(chǎn)生負面影響[4~6]。南方煙區(qū)烤煙氯含量普遍低于北方煙區(qū)烤煙;一般中下部煙葉氯含量低于上部煙葉[7,8]。張翔等[9]對中國主要煙區(qū)烤煙氯含量研究發(fā)現(xiàn),烤煙吸收的總氯量中 61.80%來自土壤。由于對氯的片面理解,在我國烤煙生產(chǎn)上沒有施用氯肥的習慣,導致植煙土壤缺氯嚴重。如湖南煙區(qū)土壤水溶性氯含量為13.55±7.75 mg/kg,低于優(yōu)質煙葉種植土壤要求的氯含量(25~30 mg/kg)[10]。研究表明,在氯素含量偏低的植煙土壤,適量增施氯肥能夠提高煙葉氯含量,能有效促進煙葉生長發(fā)育,改善外觀質量,進一步協(xié)調化學成分,改善煙葉內在品質,提高煙葉產(chǎn)量和產(chǎn)值[11,12]。
施氯量對烤煙農(nóng)藝性狀、化學成分和經(jīng)濟性狀等方面影響的研究[13~15]表明,不同品種、不同煙區(qū)的適宜施氯量不同。茶陵縣屬湘中煙區(qū),常年烤煙種植面積在1670 hm2左右,所生產(chǎn)的烤煙具備典型的濃香型特征,主要供應云南中煙紅塔、紅云紅河集團,而對該煙區(qū)的烤煙施氯量研究尚未開展。據(jù)此,筆者以湖南茶陵稻茬烤煙云煙87為研究對象,分析施氯量對其生長發(fā)育和產(chǎn)質量的影響,為湘中煙稻復種區(qū)烤煙適宜施氯量提供參考。
供試烤煙品種為云煙87,試驗安排在茶陵縣界首鎮(zhèn)廟前村。試驗區(qū)土壤肥力指標為:pH值5.57、有機質38.70 g/kg、水溶性氯7.16 mg/kg、全氮1.98 g/kg、全磷0.31 g/kg、全鉀11.90 g/kg、堿解氮205.40 mg/kg、有效磷10.30 mg/kg、速效鉀160.00 mg/kg。
試驗在等氮、磷、鉀養(yǎng)分的基礎上設6個施氯量處理,CK:0 kg/hm2;T1:7.15 kg/hm2;T2:10.72 kg/hm2;T3:14.30 kg/hm2;T4:17.87 kg/hm2;T5:21.44 kg/hm2。試驗中所需氯肥為氯化鉀(各處理氯化鉀用量對應為0、15.0、22.5、30.0、37.5、45.0 kg/hm2),氯肥作追肥分2次等量施用,分別在移栽后11 d(4月1日)和20 d(4月10日)兌水澆施。重復3次,隨機區(qū)組排列,小區(qū)面積65 m2,行距為120 cm,株距為50 cm,移栽時間2015年為3月21日。各處理除氯施用量有差異外,其他田間管理措施一致。施氮量、氮磷鉀比例均按照株洲市優(yōu)質煙葉肥料施用配方設置(表1),田間管理按株洲市優(yōu)質煙栽培技術規(guī)范進行。
表1 株洲市優(yōu)質煙葉肥料施用配方 kg/hm2
(1)農(nóng)藝性狀調查和測定。參照《煙草農(nóng)藝性狀調查測量方法》[16]進行測定。每個小區(qū)隨機選擇5株掛牌記錄煙株最大葉長、最大葉寬、株高、莖圍、有效葉數(shù)。
(2)煙葉化學成分檢測。各小區(qū)選取B2F、C3F、X2F各1.50 kg初烤煙葉,測定總糖、還原糖、淀粉、煙堿、總氮、鉀、氯,并計算糖堿比、氮堿比、鉀氯比、兩糖差。
(3)煙葉化學成分綜合評價。參照齊永杰[17]等方法選擇烤煙化學成分指標并確定權重??緹熁瘜W成分指標的隸屬函數(shù)類型和拐點值見表2。各指標隸屬度按公式(1)、(2)計算。
表2 烤煙化學成分指標的隸屬函數(shù)類型和拐點值
計算隸屬度:
(1)
(2)
(4)經(jīng)濟指標。各處理在烘烤時做好標記,烘烤結束等待煙葉自然回潮到適宜含水量,解竿后按烤煙標準分級,統(tǒng)計產(chǎn)量、產(chǎn)值、均價、上中等煙比例。
采用Excel和SPSS 19.0進行基本統(tǒng)計分析和方差分析等。
由表3可知,增施氯肥造成了烤煙大田生育期延長。施氯量為7.15 ~14.30 kg/hm2時,大田生育期延長2 d,施用17.87和21.44 kg/hm2氯肥后生育期延長了5 d。生育期的延長主要表現(xiàn)在初烤期推遲,施氯量17.87和21.44 kg/hm2處理均推遲了4 d。
表3 不同施氯量處理的云煙87生育期
施氯量為0~14.30 kg/hm2,株高隨著施氯量的增加而升高,施氯量為14.30 kg/hm2時株高顯著高于對照;當施氯量大于14.30 kg/hm2時,株高有降低的趨勢,但施用17.87和21.44 kg/hm2的處理株高并無明顯差異。施氯量為14.30 kg/hm2時成熟期最大葉長為72.90 cm,顯著高于對照,但其他處理與不施氯肥處理無顯著差異,其中施用氯肥21.44 kg/hm2時最大葉長最低,為69.90 cm。各處理間的最大葉寬、有效葉數(shù)差異不顯著。氯對煙株莖圍有一定影響,施氯能增加煙株的莖圍,施氯量為0~14.30 kg/hm2,莖圍隨著施氯量的提高而遞增,各處理中,施用氯肥14.30 kg/hm2的莖圍最大,為9.20 cm;施氯量大于14.30 kg/hm2后,煙株莖圍隨施氯量的增加而降低(表4)。
表4 成熟期各處理煙株農(nóng)藝性狀
不同施氯量處理云煙87主要化學成分結果見表5。上部煙葉總糖含量均處于20%~25%的適宜范圍內,以施用氯肥7.15 kg/hm2處理的上部煙葉總糖含量最高,為24.68%,施氯量為14.30 kg/hm2時總糖含量最低,為20.67%,兩者間差異顯著。中部煙葉總糖含量高于上部煙葉,不同處理間的變化規(guī)律與上部煙葉相似,不同的是,中部煙葉總糖含量最低值出現(xiàn)在施氯量為17.87 kg/hm2時。施氯降低了下部煙葉總糖含量,但各處理間無明顯變化規(guī)律。上部煙葉還原糖含量變化規(guī)律與總糖相似,均隨施氯量的增加先降低,后升高,施氯量為14.30 kg/hm2時還原糖含量最低,施氯量為21.44 kg/hm2時最高,兩者差異顯著。中部煙葉還原糖含量最高的是施氯10.72 kg/hm2處理,最低的是施用氯7.15 kg/hm2處理。而施氯后下部煙葉還原糖變化無明顯規(guī)律。
表5 不同供氯水平下烤煙化學成分分析結果 %
上部煙葉淀粉含量隨施氯量的增加先上升后下降(CK除外),施氯量為14.30和17.87 kg/hm2時,淀粉含量最高,施氯量低于14.30 kg/hm2的處理間,淀粉含量無顯著差異。中部煙葉淀粉含量隨施氯量增加呈先降后升趨勢,施氯量為14.30 kg/hm2時,淀粉含量最低。下部煙葉淀粉含量最高的是施氯14.30 kg/hm2處理,顯著高于其他處理。優(yōu)質初烤煙葉淀粉含量以低于4%最為適宜[17],而各處理上、中、下部煙葉淀粉含量均在4%以下。
云煙87煙堿含量規(guī)律是上部煙葉>中部煙葉>下部煙葉。與對照相比,施用氯肥顯著降低了上部煙葉的煙堿含量,施氯量為17.87 kg/hm2時煙堿含量最低,為2.72%。中部煙葉煙堿含量最低的也是施氯量為17.87 kg/hm2的處理。下部煙葉煙堿含量各處理均在2.0%以下,施氯量為14.30 kg/hm2時,煙堿含量最高,為1.95%。研究表明,烤煙總植物堿含量以1.5%~3.5%適宜[17],下部煙葉T1處理總植物堿含量為1.39%,含量偏低,其余處理均處于適宜范圍。
云煙87氯離子含量隨施氯量的增加而提高,上、中、下部位煙葉規(guī)律一致。前人認為烤煙氯含量一般以0.30%~0.80%適宜[18],當施氯量為0~17.87 kg/hm2時,云煙87氯離子含量處在適宜范圍內。
烤煙糖堿比要求在8~13較為適宜[18]。施氯量為17.87 kg/hm2時,上部煙葉糖堿比為8,較為適宜,而無論是否施用氯肥,中部和下部煙葉糖堿比都偏大。烤煙氮堿比值一般在0.80~1之間較為適宜,增施氯肥并未增加上部煙葉氮堿比,中部煙葉則在施用10.72~17.87 kg/hm2的氯肥后達到適宜值,氯肥顯著促進了下部煙葉氮堿比的增加。鉀氯比值大于1時,煙葉不熄火,比值大于2時燃燒性好,鉀氯比值為4~10比較適宜。由表6可知,各部位鉀氯比均隨施氯量的增加呈下降趨勢,在施氯處理中,上部葉鉀氯比以0~7.15 kg/hm2的氯肥施用量較好,中部葉鉀氯比以17.87 kg/hm2的氯肥施用量較好,下部葉鉀氯比在施氯量0~17.87 kg/hm2的范圍內均適宜。上部葉、中部葉兩糖差隨施氯量的增加呈先上升后降低的趨勢,上部葉兩糖差在施氯量14.30 kg/hm2時達到最高,中部葉施氯量10.72 kg/hm2時達到最高值。而下部葉兩糖差變化規(guī)律不明顯。當施氯量大于17.87 kg/hm2時,上部、中部和下部煙葉兩糖差均為適宜值。
表6 不同供氯水平下烤煙化學成分協(xié)調性比較
由表7可知,施用氯肥7.15 kg/hm2處理上部葉質量顯著高于對照,而中部葉、下部葉質量顯著低于對照;施用氯肥10.72 kg/hm2處理,上部葉質量優(yōu)于對照但差異不顯著,下部葉質量低于對照,但差異不顯著,而中部葉顯著低于對照;施用氯肥14.30 kg/hm2處理與對照相比,上部葉質量顯著下降,中部葉質量顯著提高,下部葉質量差異不顯著。施用氯肥17.87 kg/hm2處理與對照相比,上部葉質量顯著提升,中部葉質量得到提高,但差異不顯著,下部葉質量顯著下降;施用氯肥17.87 kg/hm2處理,上、中、下部葉質量與對照相比差異不顯著。隨著煙葉生產(chǎn)的發(fā)展,下部葉已基本無需求,因此煙農(nóng)和煙葉生產(chǎn)工作者更關注上、中部煙葉質量,就中上部煙葉平均質量得分而言,施氯7.15~14.30 kg/hm2的處理與對照無顯著差異,而施氯17.87 kg/hm2處理顯著高于對照。
表7 不同供氯水平下烤煙質量綜合評分
隨著施氯量的增加,產(chǎn)量呈先升后降趨勢,氯肥施用量為10.72 kg/hm2時,云煙87的產(chǎn)量、產(chǎn)值、均價、中上等煙比例均顯著高于其他處理。結果表明,施用氯肥能提高煙葉經(jīng)濟性狀,施氯量為適宜值時經(jīng)濟性狀達到最佳。
表8 不同供氯水平下烤煙經(jīng)濟性狀
本研究選取煙稻復種區(qū)土壤氯含量背景值較低的地塊進行不同施氯量對云煙87產(chǎn)質量的影響研究,綜合分析結果表明,在茶陵煙稻復種區(qū)施用10.72~14.30 kg/hm2的氯肥有利于云煙87生長發(fā)育,促使了田間農(nóng)藝性狀的提升,同時延長了其大田生育期,提高了煙葉成熟度,使烤后煙葉化學成分協(xié)調性得到提高,產(chǎn)量、中上等煙比例、均價均得到提高。
通過增施氯肥能夠提高煙葉中的氯含量,可能是因為氯肥能提高土壤的水溶性氯含量,從而提高了煙葉中氯含量[19]。因此,適當提高供氯量,不僅滿足了烤煙生長的需要,同時也可以提高土壤中氯含量。適量的氯離子能促進煙株同化作用[20],生育期內淀粉、糖類積累多,后期成熟推遲,故而與不施氯肥相比,大田生育期延長。當施氯量為0~14.30 kg/hm2時,株高、葉長、葉寬、莖圍、葉數(shù)均隨氯肥施用量的增加而提高,這可能與適量的氯素提高烤煙前期光合作用有關。當氯肥施用量超過14.30 kg/hm2后,各農(nóng)藝性狀有下降的趨勢,研究結果與余金龍等[15]在桂陽的試驗及田飛等[21]在桃源的試驗一致,表現(xiàn)為“低促高抑”。劉智炫等[18]對湖南煙區(qū)中部葉化學成分比較分析指出,總氮、煙堿、鉀和淀粉等指標大部分都在優(yōu)質煙葉的適宜范圍內,而湖南濃香型烤煙下部葉淀粉含量顯著低于上中部葉淀粉含量[22],與本試驗結果一致。增施氯肥后上部煙葉煙堿含量顯著降低,煙葉氯離子含量隨施氯量的增加而增大,鉀氯比呈現(xiàn)降低的趨勢,同時增施一定量的氯肥能降低兩糖差,可能是因為施用一定量氯肥后,煙葉整體成熟度得到提高。
土壤中的氯離子易淋失,且茶陵縣雨水充足,導致水稻田中的氯離子含量減少,同時植煙前翻耕曬坯可能促進了土壤中氯離子的流失。茶陵縣烤煙種植前水稻栽培期施用K、Ca、P、硝銨等肥料較多,此類肥料也會降低煙株對氯的吸收[23]。氯化鉀用量降低會直接導致土壤中氯含量減少,從而無法滿足烤煙植株所需氯,相反,氯化鉀用量較大會使土壤中氯含量增加,但不同烤煙品種對氯元素吸收具有差異,所以應根據(jù)烤煙品種確定適宜含氯化肥的施用量。
綜上所述,煙稻復種區(qū)的土壤條件、氣象因子、栽培措施以及煙農(nóng)施肥習慣對烤煙農(nóng)藝性狀、化學成分和經(jīng)濟性狀均有影響,因此氯肥用量應結合當?shù)厮幸蛩鼐C合考量,以達到提高煙葉產(chǎn)質量的積極作用。