孫興權(quán)，黃鶴鳴，劉 宏，許山河，劉羿男，盧 平，袁修堂，鄭 武，王柱石

（1云南瑞升煙草技術(shù)（集團(tuán)）有限公司，昆明 650106；2福建中煙工業(yè)有限責(zé)任公司，福建廈門 361012；3云南省煙草公司楚雄州公司，云南楚雄 675500）

0 引言

灌溉與施肥是調(diào)控烤煙生長(zhǎng)發(fā)育的關(guān)鍵農(nóng)事措施，兩者相互協(xié)同和制約影響煙葉產(chǎn)、質(zhì)量的形成[1]。受限于穴灌或噴、滴灌等技術(shù)設(shè)備較高的實(shí)施成本[2-3]，以及煙區(qū)勞動(dòng)力日益短缺等因素，簡(jiǎn)便、經(jīng)濟(jì)的漫灌栽培模式在部分水利基礎(chǔ)設(shè)施較好的煙區(qū)仍被普遍采用，因此，研究漫灌配套施肥技術(shù)在現(xiàn)階段煙葉生產(chǎn)中具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。腐殖酸是一種來(lái)源天然、綠色環(huán)保的高分子有機(jī)肥原料，可通過(guò)激發(fā)土壤和肥料中的養(yǎng)分轉(zhuǎn)化，固持與活化營(yíng)養(yǎng)元素使之不易隨水淋洗，從而促進(jìn)肥料的有效性和緩釋性能，提高其利用率[4]。薛超群等[5]在化肥和餅肥配施的基礎(chǔ)上增施腐殖酸，‘云煙87’烤煙產(chǎn)量、產(chǎn)值隨投入量的增加而提高，烤煙化學(xué)成分的協(xié)調(diào)性和抽吸品質(zhì)得到改善；李志鵬等[6]認(rèn)為增施腐殖酸能提高‘云煙97’煙葉的鉀、氯離子和煙堿含量；黃元炯等[7]將餅肥與腐殖酸配施，提高了總糖、煙堿和鉀離子含量；葉協(xié)鋒等[8]則認(rèn)為增施腐殖酸可極顯著降低‘中煙100’的煙堿含量。研究表明，增施腐殖酸可進(jìn)一步提高種煙收益、改善煙葉品質(zhì)，但漫灌栽培條件下，增施腐殖酸對(duì)烤煙產(chǎn)質(zhì)量的影響和適宜用量的研究鮮有報(bào)道。在漫灌栽培條件下，通過(guò)增施不同用量腐殖酸，考察其對(duì)烤煙種植效益、化學(xué)成分、致香物質(zhì)和感官質(zhì)量的影響，以期為探索漫灌栽培模式配套施肥技術(shù)、保障優(yōu)質(zhì)煙葉原料生產(chǎn)能力提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地點(diǎn)和供試材料

試驗(yàn)地位于云南省楚雄彝族自治州牟定縣江坡鎮(zhèn)高平村龍川江灌區(qū)（海拔1760 m，25o26′N，101o58′E）。地塊為玉米和烤煙隔年輪作，前茬撂荒。土壤類型為紫色土，pH 5.33，有機(jī)質(zhì)17.58 g/kg，全氮1.00 g/kg，全磷0.59 g/kg，全鉀6.22 g/kg，堿解氮85.63 mg/kg，有效磷48.92 mg/kg，速效鉀170.48 mg/kg，氯離子43.62 mg/kg。

供試烤煙品種為‘K326’。供試肥料包括烤煙專用復(fù)合肥(N:P2O5:K2O=15:15:18)、鈣鎂磷肥(P2O5≥15.0%)、普通商品有機(jī)肥（有機(jī)質(zhì)59.68%、N:P2O5:K2O=1.21:2.45:1.36、游離腐殖酸3.79%）、農(nóng)用硝酸鉀(N:P2O5:K2O=13.5:0:44.5)、腐殖酸（干基計(jì)水溶性腐殖酸≥70.0%，N:P2O5:K2O=0.05:0.06:0.15）。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)共設(shè)7 個(gè)處理。H0為常規(guī)對(duì)照(CK)，總純氮用量按113 kg/hm2計(jì)，總氮磷鉀比例約為1:1:2，其中基肥按純氮用量68 kg/hm2計(jì)算，以有機(jī)無(wú)機(jī)肥配施方式，施用專用復(fù)合肥255 kg/hm2，商品有機(jī)肥2475 kg/hm2，鈣鎂磷105 kg/hm2，硝酸鉀330 kg/hm2。H1為H0+225 kg/hm2（H0基礎(chǔ)上增施水溶性腐殖酸225 kg/hm2，下 同），H2為H0+450 kg/hm2，H3為H0+675 kg/hm2，H4為H0+900 kg/hm2，H5為H0+1125 kg/hm2，H6為H0+1350 kg/hm2。每個(gè)小區(qū)面積65.0 m2，每小區(qū)植煙90 株，株行距0.6 m×1.2 m，壟高0.4 m，小區(qū)之間以保護(hù)行隔開，每處理3次重復(fù)，隨機(jī)區(qū)組排列。2020 年5 月1 日移栽，將復(fù)合肥、鈣鎂磷肥、商品有機(jī)肥和腐殖酸充分混勻后作為基肥打大塘一次性穴施。按當(dāng)?shù)剞r(nóng)戶習(xí)慣，栽煙覆膜后開溝引水順壟澆灌，逐壟堵住溝尾灌水至壟高1/2處停止，在還苗期、團(tuán)棵期以同樣方法各澆灌1次。還苗期、團(tuán)棵期灌水后分別追施農(nóng)用硝酸鉀150、180 kg/hm2。田間管理按當(dāng)?shù)貎?yōu)質(zhì)煙葉生產(chǎn)技術(shù)規(guī)范實(shí)施，煙葉烘烤采用密集型烤房進(jìn)行三段式調(diào)制。

1.3 樣品檢測(cè)和數(shù)據(jù)分析方法

各小區(qū)初烤煙葉自然回潮后按GB 2635—1992分級(jí)、測(cè)產(chǎn)，價(jià)格依據(jù)為2019 年二價(jià)區(qū)‘K326’品種烤煙收購(gòu)價(jià)格。

選取C3F（中桔三）樣品1.5 kg，按照YC/T 159—2002、YC/T 160—2002、YC/T 161—2002、YC/T 162—2002和YC/T 173—2003等標(biāo)準(zhǔn)，測(cè)定煙葉常規(guī)化學(xué)成分（總氮、煙堿、總糖、還原糖、鉀離子及氯離子含量），并計(jì)算派生指標(biāo)糖堿比（總糖與煙堿含量之比）、氮堿比（總氮與煙堿）、鉀氯比（鉀與氯）。依據(jù)各項(xiàng)指標(biāo)對(duì)應(yīng)的隸屬函數(shù)類型及相應(yīng)參數(shù)范圍值（表1），按S 型[式(1)]、拋物線形[式(2)]、協(xié)調(diào)性指數(shù)[式(3)]公式，計(jì)算協(xié)調(diào)性指數(shù)(I)以表征常規(guī)化學(xué)成分的綜合協(xié)調(diào)性[9]。

表1 煙葉化學(xué)成分指標(biāo)隸屬函數(shù)類型、拐點(diǎn)值與權(quán)重值

式中，Ni和Wi分別為第i種指標(biāo)隸屬度值與權(quán)重值。I值越大表示煙葉化學(xué)成分協(xié)調(diào)性越好。

煙葉致香成分檢測(cè)依據(jù)為TCJC—ZY—014012《煙草及煙草制品致香成分的測(cè)定同時(shí)蒸餾萃取—?dú)庀嗌V質(zhì)譜聯(lián)用法》，按不同官能團(tuán)將檢測(cè)到的65 種致香物質(zhì)分為酮類、醇類、酯（內(nèi)酯）類、酸類、醛類、酚類、雜環(huán)類和新植二烯[10]，并計(jì)算新植二烯與其他類別致香物質(zhì)含量的比值。

參照YC/T 138—1998 制備單料煙試樣，組織7 名評(píng)吸專家進(jìn)行感官評(píng)吸，以9分制法對(duì)樣品7項(xiàng)感官指標(biāo)（香氣質(zhì)、香氣量、余味、刺激性、雜氣、濃度和燃燒性）進(jìn)行賦值量化，計(jì)算香氣質(zhì)、香氣量、刺激性、余味和雜氣的加權(quán)指數(shù)和以表征煙葉感官質(zhì)量綜合得分，5項(xiàng)指標(biāo)權(quán)重依次為0.30、0.30、0.08、0.15和0.17[11]。

數(shù)據(jù)整理、分析采用Excel 2010和SPSS 21.0完成。

2 結(jié)果與分析

2.1 增施腐殖酸對(duì)烤煙經(jīng)濟(jì)效益的影響

由表2可知，與常規(guī)施肥相比(H0)，除處理H1（增施225 kg/hm2）外，在漫灌條件下增施腐殖酸能夠顯著提高烤煙產(chǎn)量(P=0.000)，其中處理H4（增施900 kg/hm2）產(chǎn)量最高，為2688.0 kg/hm2，較處理H0(CK)增產(chǎn)295.5 kg/hm2，產(chǎn)量提高12.35%。

表2 不同處理的烤煙經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

產(chǎn)值與產(chǎn)量相同，除H1外，其他處理與H0(CK)存在顯著差異。凈效益除處理H1和H6（增施225 kg/hm2和1350 kg/hm2）外較H0(CK)顯著提高，但各處理間凈效益差異不顯著(P=0.496)，其中處理H4最高，產(chǎn)值較H0(CK)提高9049.93元/hm2，提高17.16%，凈效益較H0(CK)提高4909.92 元/hm2，提高9.31%。說(shuō)明在一定范圍內(nèi)增施腐殖酸對(duì)烤煙產(chǎn)量和收益的效應(yīng)遵循一定規(guī)律。

由表3 可知，典型一元二次模型能夠擬合腐殖酸增施量與烤煙產(chǎn)量、產(chǎn)值和增施凈效益的關(guān)系(P<0.01)，烤煙產(chǎn)量、產(chǎn)值和增施凈效益對(duì)應(yīng)的最優(yōu)增施量分別為924.56、935.94、706.46 kg/hm2，表明漫灌條件下增施706.46～935.94 kg/hm2腐殖酸可獲得較高的烤煙單產(chǎn)和種植收益。

表3 腐殖酸增施量與烤煙經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的回歸分析

2.2 增施腐殖酸對(duì)煙葉常規(guī)化學(xué)成分的影響

由表4可知，相較于處理H0(CK)，增施腐殖酸提高了煙葉總氮含量，其中處理H4、處理H5和處理H6與處理H0(CK)存在顯著差異，較處理H0(CK)分別提高17.47%、22.89%、16.27%；提高煙葉的總糖含量，處理H1、處理H2和處理H3與處理H0(CK)存在顯著差異，分別提高13.34%、14.05%和15.42%；顯著提高煙葉煙堿含量，各處理與處理H0(CK)存在顯著差異，提高21.53%～43.06%；除處理H6外，各處理煙葉鉀氯比均顯著提高。相較于處理H0(CK)，增施腐殖酸顯著降低煙葉的氯離子含量，降低24.80%～55.20%；降低煙葉的糖堿比，其中處理H4、處理H5和處理H6與處理H0(CK)存在顯著差異；顯著降低各處理氮堿比。增施腐殖酸各處理煙葉還原糖和鉀離子含量與處理H0(CK)均無(wú)顯著差異。增施腐殖酸各處理煙葉化學(xué)成分的協(xié)調(diào)性指數(shù)(I)均顯著高于處理H0(CK)。說(shuō)明在漫灌栽培條件下，增施腐殖酸可不同程度提高烤煙總氮、總糖和煙堿含量，降低氯離子含量，從而提高鉀氯比，降低糖堿比、氮堿比，顯著改善煙葉化學(xué)成分的協(xié)調(diào)性。

表4 不同處理的初烤煙葉常規(guī)化學(xué)成分

2.3 增施腐殖酸對(duì)煙葉致香物質(zhì)的影響

2.3.1 煙葉不同類別致香物質(zhì)含量 由表5 可知，與處理H0(CK)相比，增施不同量的腐殖酸，可提高煙葉酮類致香物質(zhì)含量，其中處理H6與處理H0(CK)存在顯著差異；除處理H1外，各處理均顯著提高了醇類致香物質(zhì)含量；處理H5和處理H6顯著提高煙葉酯（內(nèi)酯）類致香物質(zhì)含量，分別提高55.80%和49.79%；處理H4、處理H5和處理H6顯著提高酸類致香物質(zhì)含量，分別提高79.70%、117.74%和195.12%；處理H1、處理H2和處理H3顯著提高新植二烯含量；除處理H1外，其他處理均顯著提高了不同類別致香物質(zhì)總含量（除新植二烯），其中最高為處理H6；處理H1、處理H2、處理H3和處理H6煙葉的總致香物質(zhì)含量顯著高于處理H0(CK)。增施腐殖酸對(duì)煙葉醛類、酚類和雜環(huán)類致香物質(zhì)含量沒有顯著影響。

表5 不同處理的煙葉致香物質(zhì)含量 μg/g

2.3.2 煙葉新植二烯和不同類別致香物質(zhì)含量的比值由表6 可知，相較于處理H0(CK)，處理H2、處理H4、處理H5和處理H6新植二烯與醇類致香物質(zhì)的比值顯著降低；處理H3、處理H4、處理H5和處理H6新植二烯和酸類物質(zhì)比值顯著下降；處理H5和處理H6新植二烯和酯類（內(nèi)酯類）、其他物質(zhì)總量（除新植二烯）的比值均顯著降低。增施腐殖酸對(duì)烤煙新植二烯與酮類、醛類、酚類和雜環(huán)類致香物質(zhì)比值的影響均不顯著。

表6 不同處理煙葉新植二烯與各類致香物質(zhì)的比值

2.4 增施腐殖酸對(duì)單料煙感官質(zhì)量的影響

不同處理單料煙試樣的感官評(píng)價(jià)結(jié)果（表7）表明，處理H1除香氣量較足外與處理H0(CK)整體相當(dāng)；處理H2和處理H3表現(xiàn)為清甜香輔以焦香，香氣量、雜氣、濃度和燃燒性均優(yōu)于處理H0(CK)；處理H4為清甜香帶焦香，香氣量、濃度和燃燒性優(yōu)于處理H0(CK)，但余味甜感稍差、略有殘留；處理H5和處理H6清甜香帶焦香、干草香，香氣量和燃燒性優(yōu)于處理H0(CK)，但香氣質(zhì)感稍粗糙，其中處理H5處理甜感稍差、有殘留，處理H6雜氣稍重、刺激和殘留均較明顯。從感官評(píng)吸綜合得分看，處理H1、處理H2、處理H3和處理H4不同程度優(yōu)于處理H0(CK)，但差異不顯著，處理H5和處理H6低于處理H0(CK)，其中處理H6與處理H0(CK)存在顯著差異。

表7 不同處理單料煙的感官質(zhì)量

3 結(jié)論

漫灌栽培條件下增施腐殖酸能提高烤煙的產(chǎn)量和產(chǎn)值，促進(jìn)化學(xué)成分協(xié)調(diào)并增加致香物質(zhì)含量，在提升香氣量和豐富性的同時(shí)可能對(duì)煙葉香吃味產(chǎn)生負(fù)面影響。綜合而言，以基肥的形式添加706～900 kg/hm2的水溶性腐殖酸，具有較好的增產(chǎn)提質(zhì)價(jià)值，有利于提高農(nóng)戶種煙積極性，保障優(yōu)質(zhì)煙葉的有效供給。

4 討論

前人研究表明，以基肥的形式增施腐殖酸，可積極影響土壤微生物區(qū)系，提高相關(guān)酶活性，改善根系構(gòu)型，促進(jìn)煙株生長(zhǎng)或地上部分的干物質(zhì)積累，從而提高烤煙產(chǎn)量和產(chǎn)值[7,12-13]。本研究結(jié)果也表明，在漫灌條件下添加450 kg/hm2以上的水溶性腐殖酸，對(duì)烤煙的產(chǎn)量和產(chǎn)值有顯著提高作用。但增施量超過(guò)900 kg/hm2烤煙產(chǎn)量開始下降，增施量超過(guò)1125 kg/hm2產(chǎn)值開始下降，增施量超過(guò)900 kg/hm2增施凈效益開始下降，增施量較高時(shí)不僅增加成本，腐殖酸具有不易被淋洗的特性，可能會(huì)在根系周圍形成“保護(hù)層”，不利于根系和土壤環(huán)境間物質(zhì)的順暢交換[14]，限制產(chǎn)量和產(chǎn)值的提高。通過(guò)二次相關(guān)關(guān)系分析，最高產(chǎn)量、產(chǎn)值和增施凈效益對(duì)應(yīng)的最優(yōu)增施量分別為924.56、935.94、706.46 kg/hm2。

試驗(yàn)結(jié)果顯示，增施腐殖酸顯著影響初烤煙葉的總糖、總氮、煙堿和氯離子含量，相對(duì)較低的增施水平(225～675 kg/hm2)提高了總糖含量，過(guò)量則沒有影響，說(shuō)明腐殖酸的處理濃度可能對(duì)烤煙碳水化合物的利用和轉(zhuǎn)換產(chǎn)生不同作用[15]，或?qū)扇苄钥偺呛勘憩F(xiàn)出濃度特異性[16]；較高的增施水平(900～1350 kg/hm2)使煙葉總氮含量提高，不同增施水平均能提高煙堿含量、降低氯離子含量，在漫灌栽培條件下，氮素的淋溶流失以及蒸騰作用引起的合成代謝減弱等原因[17-18]，可能對(duì)煙株生理生化代謝產(chǎn)生復(fù)雜的不利影響，同時(shí)供試土壤的氯離子含量較高[19]，導(dǎo)致常規(guī)施肥烤煙總氮、煙堿和氯離子含量不符合適宜范圍要求[11]，而腐殖酸通過(guò)干預(yù)有機(jī)碳營(yíng)養(yǎng)吸收提高煙株對(duì)氮素的利用效率，明顯強(qiáng)化氮素的合成代謝[20-21]，在土壤氯含量較高時(shí)，可能通過(guò)激發(fā)Na+或磷酸鹽的交換、吸附作用，阻滯煙葉對(duì)土壤氯化物的過(guò)量吸收[22]。增施腐殖酸對(duì)煙葉還原糖和鉀離子含量的影響不大，這與類似研究的結(jié)論有差異[6-7]，原因可能是腐殖酸在促進(jìn)漫灌體系煙株生長(zhǎng)和干物質(zhì)積累的同時(shí)，還原糖的消耗以及鉀元素的“稀釋效應(yīng)”增強(qiáng)[23]，因此煙葉還原糖和鉀離子含量維持在與常規(guī)施肥相當(dāng)?shù)乃?。通過(guò)一系列的影響效應(yīng)，增施腐殖酸表現(xiàn)出不同程度降低煙葉糖堿比、氮堿比和提高鉀氯比的作用，顯著改善烤煙化學(xué)成分協(xié)調(diào)性，佐證了腐殖酸在烤煙化學(xué)成分調(diào)控方面的優(yōu)越性[24]。

試驗(yàn)顯示增施腐殖酸不同程度提高了初烤煙葉的酮類、醇類、酯（內(nèi)酯）類、酸類和總致香物質(zhì)含量，用量超過(guò)450 kg/hm2時(shí)其他類別致香物質(zhì)的含量顯著提高，新植二烯含量則表現(xiàn)為較低增施水平下的提高效應(yīng)(225～675 kg/hm2)，增施量超過(guò)900 kg/hm2，對(duì)新植二烯含量的影響較小，甚至出現(xiàn)下降趨勢(shì)。敖金成等[25]的研究也有類似結(jié)果，說(shuō)明腐殖酸對(duì)氮代謝較強(qiáng)的激發(fā)效應(yīng)，也會(huì)引起漫灌體系煙株碳、氮代謝失調(diào)，從而抑制新植二烯的降解[26]。試驗(yàn)結(jié)果表明，增施腐殖酸一定程度上提高了單料煙的香氣量和香氣豐富性，原因可歸結(jié)為腐殖酸對(duì)煙葉酮、醇、酯（內(nèi)酯）、酸類致香物質(zhì)含量的提高作用[26]，在增施量不超過(guò)900 kg/hm2時(shí)，香氣的協(xié)調(diào)性和質(zhì)感細(xì)膩性尚能保持，但較高的增施量下(1125、1350 kg/hm2)，含氮化合物的提高加重了單料煙雜氣和刺激性，使余味舒適度下降[27-28]，而酸類致香物質(zhì)的增加也可能對(duì)烤煙香韻和口感特征產(chǎn)生負(fù)面影響[29-30]，新植二烯與其他類別致香物質(zhì)含量的比例顯著降低，或?qū)е虑逑阈涂緹熜轮捕┡c各類致香物質(zhì)組分的配伍性和協(xié)調(diào)性不佳[31-32]，降低了單料煙的感官評(píng)吸質(zhì)量。

種植烤煙是煙區(qū)主要經(jīng)濟(jì)收入，增加凈效益是解決煙區(qū)農(nóng)民脫貧脫困的有效途徑之一。通過(guò)二次相關(guān)關(guān)系分析，烤煙最高產(chǎn)量、產(chǎn)值和增施凈效益對(duì)應(yīng)的最優(yōu)增施量分別為924.56、935.94、706.46 kg/hm2，三者最優(yōu)增施量不同，有待研究探索出產(chǎn)量、產(chǎn)值、增施凈效益以及品質(zhì)都能實(shí)現(xiàn)最優(yōu)的增施量。