不同水肥一体化模式对烤烟生长发育与品质的影响

刘 流, 刘 园, 李 鹏, 吴 疆, 薛子钟, 牛莉莉, 王 辉,李 倩, 程玉渊, 乔 翔

(河南省烟草公司 南阳市公司, 河南 南阳 473000)

0 引言

【研究意义】钾是烟草生长发育所必需的一种矿质元素,是多种酶的活化剂,可提高烤烟抗逆性和改善烟叶品质,美国津巴布韦的优质烤烟含钾量为4%～6%[1-2],而河南烟区烟叶含钾量很少超过2%[3-7]。氯是烟草整个生育期必需的微量元素,适宜的氯含量有利于提高烟叶品质,一般认为烟叶较适宜的氯含量为0.3%～0.8%。烟叶钾氯比越大,燃烧性越好,适宜的钾氯比为4～10,钾氯比过高或过低均影响烟叶的燃烧性和香气味[8-12]。目前,河南省部分地区烟叶氯离子含量较高,钾离子含量较低,钾氯比不协调[13],因此,开展水肥一体化对烤烟生长发育和品质尤其是钾氯含量的影响研究具有重要现实意义。【前人研究进展】水肥一体化技术可实现大田水肥的综合管理,有效提高作物对养分的吸收利用效率[14-19]。尤晓莹[20]研究发现,在烤烟生产中,水肥一体化技术可降低烤后烟叶的氯含量;丁亚会等[21-22]研究表明,采用水肥一体化方式追施的钾离子易被烟株根系吸收,从而提高烟叶对钾离子的吸收利用;李强等[23]认为,土壤中的钾离子和追施的钾肥会被干旱的土壤固定,在一定程度上影响烟叶对其有效吸收,同时在烟株打顶后生长中心转移,烟叶中钾离子回流至根,从而造成叶片钾含量降低。【研究切入点】目前,关于烤烟施肥技术研究主要集中于采用水肥一体化施肥技术对烤烟品质的影响,而有关水肥一体化条件下钾肥不同施用时间对烤烟品质的影响研究鲜有报道。【拟解决的关键问题】以云烟87为试验对象,研究不同水肥一体化模式对烤烟生长发育及品质的影响,旨在为烤烟栽培提钾降氯及烟区可持续发展提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验在邓州市张村镇进行,试验地肥力均匀,地面平整,排灌方便。土壤为黄棕壤,pH 7.08,碱解氮60.33 mg/kg,速效磷31.26 mg/kg,速效钾142.69 mg/kg,有机质18.25 g/kg,氯35.12 mg/kg。

1.2 试验材料

1.2.1 烤烟 参试品种为云烟87,由玉溪中烟种子有限责任公司生产。

1.2.2 肥料 烟草专用肥(N∶P2O5∶K2O=10∶10∶18,总养分≥40%)购自湖北香青化肥有限公司;芝麻饼肥(有机质65%,N 6.7%,P2O53.4%,K2O21%)购自驻马店汝南鑫鑫肥业有限公司;K2SO4(水溶性K2O≥50%),购自青上化工(惠州)有限公司;液态钾肥(N≥10 g/L,K2O≥400 g/L)购自河南普利农业科技开发有限公司。

1.2.3 仪器设备 FUTUR-AA2 连续流动分析仪购自法国 AMS Alliance公司。FP640火焰光度计购自上海精密科学仪器有限公司。

1.3 试验方法

1.3.1 试验设计 采用完全随机区组排列,共设3个处理:CK,常规施肥+滴灌,滴灌方式为灌水2 h,水量为150 m3/hm2;T1,常规施肥+移栽后50 d和60 d滴入专用液体钾肥150 kg/hm2,滴灌方式为30 min水+45 min肥+45 min水;T2,常规施肥+移栽后40 d、50 d和60 d滴入专用液体钾肥150 kg/hm2,滴灌方式为30 min水+30 min肥+60 min水。于4月15日移栽烤烟,每处理植烟1 100株,不设置重复,试验面积667 m2,行距120 cm,株距50 cm,小区间设置保护行。移栽前基施烟草专用肥450 kg/ hm2、芝麻饼肥600 kg/hm2、K2SO4375 kg/hm2。根据当地实际情况在移栽后20～30 d滴灌,全生育期共进行6次灌溉,每隔10 d灌溉1次,每次2 h,水量为150 m3/hm2,其中,T1和T2处理液体钾肥分别分2次和3次进行,均共计90 min。

1.3.2 调查项目及方法

1) 农艺性状。每小区按“S”形随机选取长势一致的烟株10株并标记,参照《烟草农艺性状调查测量方法》(YC/T 142—2010)[24]在圆顶期测定烟株的打顶株高、有效叶数、茎围、节距、最大腰叶长和宽。

2) 常规化学成分。采用“S”形采样方法,烤烟打顶后留叶22片,C3F 10～17片,B2F 18～22片,在移栽后60 d、80 d和100 d随机选取新鲜中、上部烟叶样品各1 kg,105 ℃杀青15 min,60 ℃烘干备用。选取各处理C3F和B2F烤后烟叶各2 kg采用连续流动分析法测定总糖、还原糖、烟碱、总氮和氯含量;用火焰光度法测定钾含量[25]。

1.4 数据统计与分析

采用Excel 2016对试验数据进行统计分析与绘图。

2 结果与分析

2.1 不同处理圆顶期烤烟的农艺性状

从表1看出,不同处理圆顶期烤烟的农艺性状存在差异。烤烟打顶株高130.5～147.3 cm,为T2>T1>CK;有效叶数21.5～21.6片,为T2>T1=CK;茎围8.9～9.1 cm,为T2>T1>CK;节距4.5～4.8 cm,为T2>T1>CK;最大腰叶长67.3～71.2 cm,为T2>T1>CK;最大腰叶宽32.0～33.7 cm,为T1>T2>CK。与CK比,T1和T2均可有效提高烟株农艺性状,除有效叶片数和最大腰叶宽外,其余指标均以T2表现最佳。

表1 不同处理圆顶期烤烟的农艺性状

2.2 不同处理烤烟上部叶和中部叶的氯离子含量

由图1可知,不同处理烤烟上、中部叶的氯离子含量有所差别。B2F:烤烟移栽后60 d、80 d和100 d烟叶氯离子含量分别为1.33%～1.86%、1.48%～2.16%和1.68%～2.35%,均依次为T2

图 1 不同处理烤烟上部叶和中部叶的氯离子含量

2.3 不同处理烤烟上部叶和中部叶的钾离子含量

由图2可知,不同处理烤烟上部叶和中部叶的钾离子含量不同。B2F:烤烟移栽后60 d烟叶钾离子含量1.58%～1.62%,为CK

图 2 不同处理烤烟上部叶和中部叶的钾离子含量

2.4 不同处理烤后烟叶的常规化学成分

从表2看出,不同处理不同部位烤后烟叶的常规化学成分存在差异。B2F:氯1.55%～1.80%,均高于优质烟叶适宜范围;钾1.73%～1.78%,略低于优质烟叶适宜范围;烟碱2.36%～3.99%,T2在优质烟叶适宜范围;总糖和还原糖分别为18.19%～23.30%和17.24%～21.91%,均在优质烟叶适宜范围;钾氯比和糖碱比分别为0.98～1.13和4.32～9.28。C3F:氯1.25%～1.27%,均高于优质烟叶适宜范围;钾1.42%～1.89%,略低于优质烟叶适宜范围,其中T1和T2烟叶的钾含量较CK明显增加;烟碱3.05%～3.20%,略高于优质烟叶适宜范围;总糖和还原糖分别为14.31%～23.36%和13.13%～20.61%,T1和T2均在优质烟叶适宜范围;钾氯比和糖碱比分别为1.12～1.49和4.24～6.44。与CK比,T1和T2的B2F烟碱含量和C3F钾离子、总糖含量提升较为明显,从而使得烤后烟叶化学成分更加协调。

表2 不同处理烤后烟叶的常规化学成分

3 讨论

烟草是我国重要的经济作物,钾氯比是衡量烟叶品质的重要因素。河南烟区土壤中氯含量变幅较大,土壤氯含量平均为30.13 mg/kg,略高于适宜种植烤烟的土壤氯含量(30 mg/kg)[26]。影响烤烟对氯吸收的主要有土壤氯、灌溉水、降水量和肥料,其中,土壤氯是烟株氯吸收的主要来源。本试验在烤烟移栽后60 d采用不同水肥一体化方式进行灌溉,在移栽后60 d、80 d和100 d分别测定烟叶氯含量结果显示,与CK比,常规施肥基础上滴入专用液体钾肥150 kg/hm2处理可明显降低烟叶氯含量,抑制烟株对土壤氯离子的吸收,从而提升烟叶钾氯比,与杜甫等[27]的研究结果一致。对于烤后烟叶,常规施肥+移栽后40 d、50 d和60 d滴入专用液体钾肥150 kg/hm2(30 min水+30 min肥+60 min水)处理能降低上部叶的氯离子含量,提高钾离子含量,常规施肥+移栽后50 d和60 d滴入专用液体钾肥150 kg/hm2(30 min水+45 min肥+45 min水)和常规施肥+移栽后40 d、50 d和60 d滴入专用液体钾肥150 kg/hm2(30 min水+30 min肥+60 min水)处理均能提高中部烟叶钾离子含量,从而提升钾氯比,与童铸[28]的研究结论相似。水肥一体措施能有效调控烟叶的内在化学成分,使其接近优质烤烟范围,有利于改善烟叶品质,主要原因是水肥一体化技术可根据烟草的需钾规律精准施肥,通过在生育中、后期补施钾肥以降低钾素被“稀释”的速率,同时随水施肥提高了烟草对钾素的吸收利用效率。

4 结论

常规施肥基础上滴入专用液体钾肥150 kg/hm2可有效提高烟株农艺性状,降低烟叶氯离子含量,提高钾离子含量,改善烤后烟叶化学成分协调性,从而提高烤烟品质。以常规施肥+移栽后40 d、50 d和60 d滴入专用液体钾肥150 kg/hm2(30 min水+30 min肥+60 min水)处理最佳。