不同种植密度及有机肥用量对生态烟产量及品质的影响

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  摘要 为探讨贵州省黔西南烟区有机生态烟栽培中种植密度耦合有机肥用量对烤烟农艺性状、经济特性和内在化学品质、评吸质量的影响,为地区有机生态烤烟生产确定合理的栽培技术措施提供科学的理论依据。以云烟87及自制有机肥为材料,设计4个处理组合,即处理A1B1(行株距100 cm×50 cm、施有机肥7 500 kg/hm2),处理A1B2(行株距100 cm×50 cm、施有机肥9 000 kg/hm2),处理A2B1(行株距110 cm×50 cm、施有机肥7 500 kg/hm2),处理A2B2(行株距110 cm×50 cm、施有机肥9 000 kg/hm2),考察各处理农艺性状、经济特性、常规化学成分、评吸质量的差异。结果显示,处理A1B1的各项农艺性状、经济特性均达最优水平,且与其他处理间存在显著性差异;各叶位中,处理A1B1的烟碱含量最小,总糖、还原糖含量及钾/氯比值均最大,常规化学成分含量最为协调,且烟叶评吸质量效果最好。综合分析可得,兼顾自制有机肥成本,以行株距100 cm×50 cm、施有机肥7 500 kg/hm2为最佳的生态烤烟栽培措施。
  关键词 有机生态烤烟;有机肥;种植密度;产量;品质
  中图分类号 S572 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2016)15-0015-03
  Abstract In order to study the effect of the different plant density and organic fertilizer application on the agronomic characteristics,economic characteristics,internal chemical quality and smoking quality of organic flue-cured tobacco in Qian Xi′nan tobacco-growing area,to provide scientific theory for determining reasonable planting measures in organic flue-cured tobacco production. Taking Yunyan 87 and homemade organic fertilizer as research material,the agronomic characteristics,economic characteristics,main chemical components and smoking quality of organic flue-cured tobacco were analyzed. Designed four treatments,which were A1B1 treatment(plant-row-line-spacing was 100 cm×50 cm,organic fertilizer application was 7 500 kg/hm2),A1B2 treatment(plant-row-line-spacing was 100 cm×50 cm,organic fertilizer application was 9 000 kg/hm2),A2B1 treatment(plant-row-line-spacing was 110 cm×50 cm,organic fertilizer application was 7 500 kg/hm2) and A2B2 treatment(plant-row-line-spacing was 110 cm×50 cm,organic fertilizer application was 9 000 kg/hm2).The results showed that the agronomic characteristics and economic characteristics of A1B1 reached significant level among the all treatments,and there were significant differences between A1B1 and other treatments. The nicotine content of A1B1 was the minimum,the total sugar,reducing sugar content and potassium/chloride ratios were the largest,the main chemical components content of A1B1 was the most harmonious and the smoking quality reached the most optimal level. According to comprehensive analysis,the A1B1(plant-row-line-spacing was 100 cm×50 cm,organic fertilizer application was 7 500 kg/hm2)was the best ecological flue-cured tobacco cultivation measures.
  Key words organic ecological flue-cured tobacco;organic fertilizer;plant density;yield;quality
  化肥、農药等生产资料的广泛使用,为农业生产的高产提供了可能。但是,这一方面已经造成了严重的土壤营养失衡、土壤板结、有机质严重下降、农药残留等现实问题;另一方面,广泛增强农作物及土壤中害虫的抗药性,且大量害虫天敌遭到杀伤,破坏了农田生态平衡,污染了生态环境。因此,对消费者而言,追求更多“原生态”的消费品,已发展为一种趋势。对烟草而言,绿色、环保、安全的烟草产品将是人们的最终追求[1],这取决于生态有机烤烟的种植模式,其基础在于生物有机肥的广泛施用。生物有机肥是指特定功能微生物与主要以动植物残体(如畜禽粪便、农作物秸秆等)为来源并经无害化处理、腐熟的有机物料复合而成的一类兼具有微生物肥料和有机肥效应的肥料[2]。目前,生物有机肥已经广泛应用于大农业生产中,长期施用生物有机肥可以显著增加土壤中有机质含量,提高土壤氮素矿化率,从而提高土壤肥力[3],施用有机肥对冬小麦功能叶片叶绿素含量和光合效率有提高作用,可增加植株干物质积累和小麦的产量[4]。在烤烟生产上也有诸多报道,施用有机肥可增强烟株抗病性,减少青枯病和黑胫病的发病率[5],有利于缩小烟叶部位之间的质量差异,有效降低上部烟叶烟碱含量,提高烟叶可用性[6],提高烟叶内在品质及经济效益,烟叶内在物质成分更加协调[7]。在烤烟有机栽培研究中,以往的诸多报道多集中于有机肥用法、用量、植烟密度等单一的研究,而有关烤烟种植密度与有机肥用量的双因子耦合研究还未见报道,因此本研究探索有机生态烟的不同种植密度对有机生态烟品质、质量的影响,耦合有机肥的施用量,旨在探索出一种有机生态烟合理的种植密度和最佳的有机肥施用量,为有机生态烟的生产、推广提供理论依据和前期研究基础。   1 材料与方法
  1.1 试验概况
  试验烤烟品种为当地主栽品种云烟87,于2015年在贵州省黔西南州兴义市猪场坪基地单元种植,严格按照有机生态烤烟种植规程操作。供试有机肥由兴义市烟草分公司自制,以甘蔗渣、玉米秸秆和牲口粪便混合堆制而成,养分为纯N 3.88%、P2O5 1.46%、K2O 2.83%、有机质58.15%,pH值7.42。试验地块平坦且向阳,排水方便,土壤质地为黄壤土,土层深厚,土壤有机质含量为21.328 g/kg,全氮含量为2.316 g/kg,全磷含量为2.186 g/kg,全钾含量为24.014 g/kg,土壤速效氮含量为201.193 mg/kg,速效磷(P2O5)含量为49.785 mg/kg,速效钾(K2O)含量为186.760 mg/kg,土壤pH值6.34。移栽时间为4月20日,采用井窖式移栽技术进行,田间农事操作及管理严格按照有机生态烤烟种植范化栽培措施进行。
  1.2 试验设计
  试验采用裂区设计,种植密度为主区(以A表示),设计2个处理,分别为处理A1(行株距100 cm×50 cm),处理A2(行株距110 cm×50 cm);有机肥的不同施用量为副区(以B表示),设计2个处理,分别为处理B1(施有机肥7 500 kg/hm2),处理B2(施有机肥9 000 kg/hm2)。种植密度耦合不同有机肥施用量,共设计4个处理组合,分别为处理A1B1:行株距100 cm×50 cm、施有机肥7 500 kg/hm2,处理A1B2:行株距100 cm×50 cm、施有机肥9 000 kg/hm2,处理A2B1:行株距110 cm×50 cm、施有机肥7 500 kg/hm2,处理A2B2:行株距110 cm×50 cm、施有机肥9 000 kg/hm2。试验共设3次重复,每个重复小区120株,小区设有保护行(2行)。
  1.3 试验方法
  肥料的施用量作一次性基肥的方式施用。除种植密度、施肥量为变量外,其他与生态烟生产一致。烘烤时,试验各处理分别挂牌标记置于同一烤房、同一位置中烘烤,按照常规烘烤操作技术规程进行。
  1.4 测定项目与方法
  1.4.1 烟叶农艺性状的测定分析。各重复小区选择长势相对一致的代表性烟株10株,打顶后,用不同颜色的毛线将每片烟叶捆绑标记。于采烤前1~2 d,测定各烟株的有效叶片数、茎围、株高以及第10叶位及倒2叶位的叶长和叶宽,并计算单叶叶面积大小,单叶叶面积(cm2)=叶长(cm)×叶宽(cm)×0.625。
  1.4.2 烤后烟叶经济学性状的分析。各处理烟叶烘烤完成后,按国标进行分部位并定级,统计并计算各处理产量、产值、上中等烟率、均价等主要指标。
  1.4.3 常规化学成分含量的测定。各处理烟叶烘烤完成后,各叶位中选取上桔二、中桔三、下桔二进行常规化学成分的测定分析。烟叶中总糖、还原糖含量的测定方法参照中华人民共和国烟草行业标准YC/T 159—2002方法进行,蛋白质、烟碱、总氮、钾、氯含量的测定分别参照YC/T 166—2003、YC/T 160—2002、YC/T 161—2002、YC/T 217—2007和YC/T 162—2002方法进行。
  1.4.4 烟叶评吸。试验处理烘烤结束后,取样送至广西中烟工业有限责任公司技术中心评吸专家进行评吸打分,取平均值。
  1.5 数据处理
  试验数据采用SPSS 17.0和Microsoft Excel 2007进行处理和统计分析。
  2 结果与分析
  2.1 有机肥用量及种植密度对生态烟农艺性状的影响
  采烤前2 d对各处理烟株的有效叶片数、茎围、株高及叶长、叶宽(第10叶位及倒2叶位)进行测量,计算其单叶叶面积,求平均值,结果如表1所示。由表1可知,与其他处理相比,处理A1B1的各项农艺性状均达最优水平,其中,处理A1B1的有效叶片数最大,与处理A1B2差异不显著,与其他2个处理差异均达到显著水平,茎围大小各处理之间差异不显著,处理A1B1的株高与A2B1差异达到显著水平,在单叶叶面积上,处理A1B1较其他处理增加37.4~126.0 cm2(中部叶)及28.9~36.4 cm2(上部叶),其中,第10叶位叶面积与处理A2B2差异显著,倒2叶位与其他处理间均达到差异显著水平。
  2.2 有机肥用量及种植密度对生态烟经济性状的影响
  由表2可知,不同的种植密度及有机肥施用量,各处理间对比,处理A1B1的平均产量、平均产值、中上等烟率及均价均优于其他处理。其中,平均产量、平均产值及均价上,处理A1B1>处理A2B1>处理A1B2>处理A2B2,处理A1B1与其他处理相比较,均存在显著性差异(平均产量除外),各指标的最大差异分别达到214.02 kg/hm2、8 930.77元/hm2、1.62元/kg,處理A1B2与A2B1的均价接近;处理A1B1中上等烟比例与处理A1B2及A2B2相比,差异显著,与处理A2B1差异不显著,处理A1B2与处理A2B2接近。综上所述,行株距100 cm×50 cm、施有机肥7 500 kg/hm2(处理A1B1)对生态烟的经济性状影响效果最佳。
  2.3 有机肥用量及种植密度对生态烟常规化学成分的影响
  由表3可知,不同有机肥施用量及种植密度对生态烟常规化学成分的影响较大,各叶位中,除了氯含量差异不显著之外,其他各成分差异均存在差异显著的情况。各叶位中,烟碱的最小含量、糖类(总糖和还原糖)的最大含量均是处理A1B1,且与其他各处理均差异显著。总氮含量上,在中、上部烟叶中,处理A2B1的含量最大,且与处理A1B1差异显著,与其他2个处理差异不显著,在下部叶中,处理A1B1的含量最大。蛋白质含量上,中、上部烟叶中,处理A1B1的含量最大,而在下部叶中,处理A2B1的含量最大,处理A2B2的蛋白质含量各叶位中均最小。烟叶中钾素含量的高低直接影响着烟叶品质,各叶位中,处理A1B1的钾均最大,且其上部叶含量与其他各处理达到显著水平。各叶位中,处理A1B1的钾/氯比值均达最大。综合以上分析可见,在各处理中,以处理A1B1(行株距100 cm×50 cm、施有机肥7 500 kg/hm2)的化学成分含量较适中,各成分比例较为协调,且烟叶燃烧性较好。   2.4 有机肥用量及种植密度对生态烟评吸质量的影响
  由表4可知,各处理香气质、香气量、杂气、刺激性、透发性、柔细度、余味、劲头等评吸质量均存在一定差别,不同叶位中,处理A1B1的香气质、香气量均最高,杂气、刺激性及劲头的表现适中,在透发性、柔细度、甜度上,处理A1B1表现出最佳效果。不同葉位的总分趋势上,上部叶表现为处理A1B1>处理A1B2>处理A2B1>处理A2B2,而中、下部叶表现为处理A1B1>处理A1B2>处理A2B2>处理A2B1。总体而言,各处理间相比,处理A1B1(行株距100 cm×50 cm、施有机肥7 500 kg/hm2)的评吸质量效果最佳。
  3 结论与讨论
  据以往研究,烟叶产量和品质与内部主要化学成分(如糖类、总氮、烟碱、钾、氯等)、叶片厚度[8]、不同的耕作模式(种植密度、施肥量、施肥时间、打顶等)[9-10]、土壤肥力等理化性质[11]、气象因素[12]等密切相关。生产上改良栽培措施可对烟叶产量、香气物质、经济性状和相关化学成分起到改善作用,提高烤后烟叶的外观质量[13-14]。合理的种植密度,与其他栽培技术措施相配合,可充分利用光、温、热和土地资源,充分协调烟叶生长发育与环境条件、烟叶产量和质量的关系,达到高产质优的目的。种植密度及留叶数对单叶重、产量、产值、中上等烟比例均有显著影响[15],汪 丽等[16]研究认为,烤烟种植密度行株距为110 cm×50 cm,钾肥施用量为292.50~341.25 kg/hm2对提高烤烟烟叶的品质最为有利。目前,有机肥在烤烟生产中已得到了广泛的应用,前人研究结果表明,烤烟生产中,有机肥的施用能够促进烟株干物质积累,增加烟叶钾素含量,增强烟株抗病能力,提高烟叶产量和品质。施用有机肥使得烟株叶面积、鲜叶品质和叶片内在干物质积累显著增加[17],烤后烟叶钾含量明显提高[18],显著降低烟碱、总氮及蛋白质含量[19],就对烟叶评吸质量影响上,施用有机肥能明显提升烟叶香气质,提高香气量,增强烟气柔细度和愉悦感,减轻刺激性和杂气,明显改善烟叶的评吸质量[20];另外,对上部叶厚度等物理特性还可起到明显的改善作用,烟叶糖碱比和氮碱比更趋于协调,营养成分更加平衡,可显著改善烟叶的内在品质[7]。
  本研究结果表明,有机生态烟栽培模式中,行株距100 cm×50 cm、施有机肥7 500 kg/hm2处理的各项农艺性状(茎围、有效叶片数、株高、叶面积)、经济特性(产量、产值、均价、中上等烟率)均达到最优水平,这与汪 丽等[16]的研究结果趋于一致。在有机肥施用量相同情况下,行距减小,烟株茎围、有效叶片数、株高、叶面积均增大,与王付锋等[15]的研究结果一致,说明对叶片的开片生长、叶内细胞的伸长扩展起积极作用。在常规化学成分含量上,行株距100 cm×50 cm、施有机肥7 500 kg/hm2处理的烟碱含量最小,总糖、还原糖含量及钾/氯比值均最大,常规化学成分含量最为协调,烟叶评吸质量效果最好,研究结果与介晓磊等[18]、叶协锋等[19]的研究结果相似。这说明在种植密度相同的情况下,有机肥施用量的提高不利于烟叶内在品质的改善。
  综合分析可得,各处理中,以行株距100 cm×50 cm、施有机肥7 500 kg/hm2对提升有机生态烤烟的产量和质量最为显著,因此在有机生态烤烟的生产栽培中,可适当考虑调节种植密度和有机肥用量的使用效果。本研究中针对有机生态烤烟种植密度和有机肥用量问题进行的研究,所得到的结果还较初步,试验结果是否具有普遍性,还有待进一步研究探索。另外,本试验烟区所使用的有机肥用量还较大,应加大力度对有机肥肥力效果的研究探索,以降低有机生态烟栽培的肥料投入成本,从而提高烟农的产值和收益。
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