肥料增效劑對烤煙生長發育及上部煙葉產質量的影響

張文軍，熊橙梁，張慶富，姚未遠，夏滔，郭松，楊柳

(湖南省煙草公司長沙市公司，湖南 長沙 410000)

長沙煙區是湖南省烤煙主產區之一，烤煙為焦甜醇甜香型，種植烤煙歷史悠久，吃味醇和，濃度勁頭適中，深受中煙公司喜愛。但由于普遍存在上部煙葉耐熟性偏低、成熟度把握不當、可用性有待提高等問題，致使煙葉質量潛力未能充分挖掘，上部煙葉表現僵硬、刺激性強、香氣質較差，還原糖含量偏低，特色也不能充分彰顯，因此，提高長沙上部煙葉可用性，消除煙葉質量提升瓶頸，促進長沙煙區煙葉可持續發展具有重要意義。

長沙煙區肥料使用量相對比較大，但是化肥的施用卻不盡合理，導致了肥料利用率低[1]，肥料增效劑不僅可以減少土壤養分的損失，提高肥料的利用率，促進作物對養分的吸收，而且不會留下有害的殘余物質，對環境無污染[2]。

肥料增效劑，是一類化學物質，它能增加施用化肥的效率，并改善土壤的物理化學特性，進而使作物生產率得以提升。該組分中存在著極其豐富的有價值的活菌，對土壤產生解磷、釋鉀、固氮的作用[3]。肥料增效劑是由微量元素、殺蟲劑、抑制劑、穩定劑、生產促進劑以及生物菌等配制而成，其種類大多數是多聚氨基酸類以及其他天然、化學合成的產物[4]。目前研究最多的肥料增效劑是γ-聚谷氨酸和聚天冬氨酸。

由張世根等[5]首先發現的γ-聚谷氨酸，簡稱γ-PGA，是由D型谷氨酸和L型谷氨酸脫水縮合形成的多肽分子[6]。在農業方面，γ-聚谷氨酸因為其良好的吸水性能，可作為土壤、植物的保水劑，當其與土壤結合后，改善土壤團粒，能提高土壤的保墑、保肥以及保水性[7]。呂亞瓊等[8]研究發現，肥料增效劑能促進烤煙對養分的吸收，促進烤煙對鉀素的吸收，提高煙葉的品質。噴施肥料增效劑可以增大上部煙葉的糖堿比，能夠提高上部煙葉的可用性[9]，使煙葉化學成分趨于協調，提高鉀氯比，改善煙株的碳氮代謝[10]。

大量的研究都已發現肥料增效劑能夠促進煙草種子的生長發育、提高植物對土壤養分以及肥料的吸收利用率，使烤煙的產量能夠明顯增加，提高了煙農收入[11]。本試驗以湖南寧鄉地區的烤煙為研究對象，分析了在團棵期和旺長前期噴施肥料增效劑對肥料利用率、煙株生長發育及烤后煙葉外觀質量、化學成分、評吸效果、經濟性狀的影響，明確了肥料增效劑的施用時期，為長沙優質烤煙生產提供技術依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試品種為云煙87。

肥料增效劑γ-PGA：由西安四季生物科技有限公司生產，是含量為25%的農業級γ-PGA，其外觀為淡黃色精細粉末。

1.2 試驗地概況

試驗于2021年在湖南省長沙市寧鄉市大屯營鎮大屯營村梅沖塘開展，試驗地土壤為肥力均勻、水平中等的旱作土壤，地勢較平整，光照及排水條件良好。

試驗地于2021年2月1日起壟，在起壟前條施底肥：667 m2施用煙草專用復合肥80 kg、餅肥30 kg、鈣鎂磷肥12 kg；煙苗于3月9日移栽，并于1個月內施入全部追肥：667 m2施用硝酸鉀20 kg、硫酸鉀20 kg、煙草專用復合肥20 kg(N 10%，P2O58.3%，K2O 27%)。

1.3 試驗設計

本研究采用隨機區組設計，設置4個處理：即CK，空白對照，不用肥料增效劑；T1，團棵期增施肥料增效劑γ-聚谷氨酸；T2，旺長前期增施肥料增效劑γ-聚谷氨酸；T3，團棵期和旺長前期均增施肥料增效劑γ-聚谷氨酸，3次重復。γ-聚谷氨酸濃度為100 mg·kg-1，每次每株噴施200 mL，其他栽培措施按照當地優質烤煙生產技術方案執行。

在當地常規施肥的基礎上，在煙株生長的團棵期(4月18日)對T1和T3處理施用肥料增效劑γ-聚谷氨酸；在煙葉生長的旺長前期(5月3日)對T2和T3處理施用肥料增效劑γ-聚谷氨酸；CK按照當地的常規施肥。

1.4 測定項目及方法

1.4.1 肥料利用率

試驗開始時取移栽煙苗20株，室內烘干稱重，記錄煙苗莖、葉干重，測定各部分總氮、總磷和總鉀含量；于團棵期、現蕾期和采收結束，在采集根系的同時，每處理取5個地上部整株樣品，分煙葉和煙稈，于105 ℃下殺青15 min，60 ℃烘干，稱取各部分干重。成熟期煙葉分下部、中部和上部3次采收，上部葉采收時進行莖稈取樣。煙株莖、葉中總氮、總磷和總鉀含量測定參照鮑士旦[12]的方法，分別采用凱氏定氮法、釩鉬黃比色法和火焰光度計法進行測定。

1.4.2 農藝性狀調查

在烤煙移栽后60 d，每個處理隨機選取10株有代表性的煙株進行株高、莖圍、葉數、頂葉及倒六葉的長和寬的測定，記錄并計算其各個性狀的平均值，并計算葉面積，葉面積系數為0.634 5[13]。

1.4.3 煙葉外觀質量

根據國家標準GB 2635—1992[14]對煙葉樣品外觀質量進行鑒定。采用專家打分的方式，測定的項目包括：顏色、成熟度、葉片結構、油分、身份、色度、葉面組織特征、柔韌性和光澤度等指標，各指標所占權重如表1所示。

表1 上部葉外觀質量各項指標所占權重Table 1 Weight of each index of the appearance quality of the upper leaf

1.4.4 煙葉感官質量

烤后上部煙葉感官質量指標主要包括香氣質、香氣量、濃度、余味、柔細度、雜氣、刺激性、燃燒性、勁頭和灰色，并按照“9分制”對各項指標進行打分，按權重進行計算。香氣質、香氣量權重為2.4，濃度、余味權重為1.6，柔細度、雜氣、刺激性權重為1。

1.4.5 煙葉化學成分

對煙葉總糖、還原糖、煙堿、總氮、鉀、氯的含量分別采用煙草行業標準方法進行測定[15-19]。并計算兩糖比、糖堿比、氮堿比、鉀氯比。

1.4.6 經濟性狀

統一按國家42級標準分級，價格按當地收購價格進行計算。統計全部原煙各等級比例、質量，計算產量、均價、產值、上等煙比例、中上等煙比例等。

1.5 數據處理

使用DPS 7.05軟件，采用Duncan新復極差法比較不同處理間各種指標之間的差異；使用OriginPro 8.5進行相關數據統計分析。

2 結果與分析

2.1 肥料增效劑對肥料利用率的影響

由表2可知，增施肥料增效劑γ-聚谷氨酸有利于提高氮磷鉀肥料利用率。與對照相比，不同肥料增效劑處理的氮磷鉀肥料利用率均較高，其中以團棵期和旺長前期增施γ-聚谷氨酸的T3處理最高，其次是團棵期增施γ-聚谷氨酸的T1處理，T3處理氮磷鉀肥料利用率分別比對照高了4.16、1.42和7.19百分點。

表2 肥料增效劑處理對煙株肥料利用率的影響Table 2 Effects of fertilizer synergist treatment on fertilizer utilization rate of tobacco plants 單位：%

2.2 肥料增效劑對烤煙農藝性狀的影響

由表3可知，增施肥料增效劑γ-聚谷氨酸對烤煙移栽后60 d煙株農藝性狀有顯著影響。在團棵期和旺長前期增施肥料增效劑γ-聚谷氨酸的T3處理株高顯著高于其他所有處理，比CK提高了7.75%；不同增施肥料增效劑γ-聚谷氨酸處理煙株莖圍顯著高于CK，其中以團棵期增施肥料增效劑γ-聚谷氨酸的T1處理最大，其次是旺長前期增施肥料增效劑γ-聚谷氨酸的T2處理；所有處理以T1處理的節距最小，顯著低于其他處理；與CK相比，不同增施肥料增效劑γ-聚谷氨酸處理頂葉面積和倒三葉面積均較高，T3處理頂葉和倒三葉面積分別比對照增大了29.45%和15.63%。綜合而言，增施肥料增效劑γ-聚谷氨酸能促進煙株生長發育，特別是在團棵期和旺長前期增施肥料增效劑γ-聚谷氨酸的T3處理顯著增加株高，增大頂葉面積和倒三葉面積。

表3 肥料增效劑處理對烤煙移栽后60 d煙株農藝性狀的影響Table 3 Effects of fertilizer synergist treatments on agronomic traits of flue-cured tobacco plants on 60 days after transplanting

2.3 肥料增效劑對烤煙上部煙葉SPAD值的影響

由表4可知，不同肥料增效劑處理對煙葉SPAD值有顯著影響。各處理煙葉各點SPAD值差別不大，基本遵循葉尖SPAD值最低，葉中其次，葉基最高的規律，不同肥料增效劑煙葉SPAD平均值均顯著大于對照，其中以在團棵期和旺長前期增施肥料增效劑γ-聚谷氨酸的T3處理最大，其次是在旺長前期增施肥料增效劑γ-聚谷氨酸的T2處理。

表4 肥料增效劑處理對烤煙移栽后110 d倒三葉SPAD值的影響Table 4 Effects of fertilizer synergist treatments on SPAD value of the third leaf from the top of tobacco on 110 d after transplanting

2.4 肥料增效劑對烤煙上部葉經濟性狀的影響

噴施肥料增效劑使烤煙生長發育良好，能夠提升煙葉的產量和產值，提高煙葉均價和上等比例[20]。由表5可知，增施肥料增效劑γ-聚谷氨酸對烤后上部煙葉經濟性狀有較大影響。與CK相比，不同增施肥料增效劑γ-聚谷氨酸處理烤后上部煙葉的產量、均價、產值和上等煙比例均較高，其中T3處理的產量、產值和上等煙比例均最高，分別比對照顯著提高了32.05%、34.35%和5.70百分點。綜合而言，增施肥料增效劑γ-聚谷氨酸，特別是在團棵期和旺長前期增施肥料增效劑γ-聚谷氨酸的T3處理，有利于提高烤后上部煙葉經濟性狀，顯著增加煙葉產量和產值，提高煙葉等級結構。

表5 肥料增效劑處理對烤煙上部葉經濟性狀的影響Table 5 Effects of fertilizer synergist treatments on economic properties of upper leaves of flue-cured tobacco

2.5 肥料增效劑對烤煙上部葉外觀質量影響

噴施肥料增效劑對烤煙的上部煙葉的外觀質量影響不大，陳雷等[21]研究發現，當烤煙的施肥量減少一定量時，噴施肥料增效劑，烤煙的外觀質量并不會有所降低。由表6可知，增施肥料增效劑γ-聚谷氨酸烤后上部煙葉外觀質量總分均低于CK，不同增施肥料增效劑γ-聚谷氨酸處理烤后上部煙葉外觀質量以T3處理最好，略低于CK，其次是T1處理。

表6 肥料增效劑處理對烤煙上部葉外觀質量的影響Table 6 Effects of fertilizer synergist treatments on appearance quality of upper leaves of flue-cured tobacco

2.6 肥料增效劑對烤煙上部葉常規化學成分的影響

研究[22]表明，烤煙的煙葉品質與煙葉的常規化學成分存在較為緊密的聯系。糖的含量是影響煙氣醇和度和吃味的主要因素，氨基酸含量與香氣量和勁頭呈正相關。適宜的糖氮比能夠賦予煙草充足的香氣和豐富的吃味。鉀含量能夠提高煙葉的燃燒性和吸濕性，改善煙葉的顏色和身份[23]。

由表7可知，增施肥料增效劑γ-聚谷氨酸對烤后上部煙葉常規化學成分及協調性有顯著影響。T2處理烤后上部煙葉總糖和還原糖含量顯著高于其他處理，T1、T3處理總糖、還原糖含量均低于CK，其中T3處理與CK間差異不顯著；T1處理煙堿含量顯著高于其他處理，而以T3處理最低，其值為3.07%；總氮含量高低依次為T1>T3>CK>T2；鉀含量以T3處理最高，但與其他處理間差異均不顯著；氯含量差異不顯著，且均在適宜范圍內；烤后上部煙葉常規化學成分協調性指標中的兩糖比、氮堿比和鉀氯比均以T3處理最大，而糖堿比以T2處理最大。綜合而言，在團棵期和旺長前期增施肥料增效劑γ-聚谷氨酸的T3處理烤后上部煙葉總糖和還原糖含量適宜，煙堿含量降低，鉀含量增加，化學成分總體基本協調。

表7 肥料增效劑處理對烤煙上部葉常規化學成分及其協調性的影響Table 7 Effects of fertilizer synergist treatments on conventional chemical components and coordination of upper leaves of flue-cured tobacco

2.7 肥料增效劑對烤煙上部葉感官質量的影響

γ-PGA肥料增效劑的施用對煙葉感官質量沒有不利影響。肥料增效劑在一定用量范圍內能使煙葉兩糖、總植物堿、糖堿比、總氮、鉀、氯等化學成分間比例協調性良好，從而得到煙葉香氣質好，香氣量充足，余味舒適，雜氣少，煙葉內在質量好[24]。

由表8可知，在團棵期和旺長前期增施肥料增效劑γ-聚谷氨酸的T3處理烤后上部煙葉感官質量總分最高，而T1、T2處理均小于CK。T3處理烤后上部煙葉感官質量表現為香氣質好，香氣量足，濃度和勁頭中等，雜氣和刺激性小，余味舒適?？傮w而言，在團棵期和旺長前期增施肥料增效劑γ-聚谷氨酸的T3處理烤后上部煙葉感官質量較好。

表8 肥料增效劑處理對烤煙上部葉感官質量的影響Table 8 Effects of fertilizer synergist treatments on sensory quality of upper leaves of flue-cured tobacco

3 結論與討論

羅玲等[25]研究發現，增效劑不僅能提高烤煙葉片的質體色素含量，并且對烤煙根系活力有一定的促進作用，也可以適當延遲根系活力的下降；使煙葉的碳氮代謝更加協調，從而提高烤煙的品質。陳雷等[21]研究發現，在施用普通肥料時或將肥料增效劑減少到一定范圍內均能促進植株對肥料的吸收，有效地提高肥料利用率。

在大田生長期間，肥料增效劑在團棵期和旺長前期都噴施，肥料利用率提高，煙株的田間長勢最好，在烤煙株高、莖圍、葉面積等方面表現出明顯的優勢，上部煙葉SPAD值較高，說明在烤煙的生長發育期團棵期和旺長前期都施用肥料增效劑對煙葉的生長發展起到促進作用。在烤煙的經濟性狀方面，在烤煙的團棵期和旺長前期都噴施肥料增效劑對烤煙的增產增值效果最好。在烤煙外觀質量方面，3個處理與CK相差不大，未表現出顯著差異。在烤煙常規化學成分方面，除T1處理煙堿含量偏高外，其他處理煙堿含量均較適宜，其中以T3處理最低，施用肥料增效劑的煙葉常規化學成分之間表現得較為協調，尤其是T3處理；在烤煙感官質量方面，在團棵期和旺長前期都噴施增效劑，會使烤煙在香氣質、香氣量、濃度、余味、刺激性等方面有明顯的優勢，使得整個處理的煙葉感官質量最好。

綜上所述，在烤煙生長發育方面，化學常規分析中，團棵期和旺長前期噴施肥料增效劑時，其煙堿、還原糖含量較高，化學成分之間的比值也比較協調，所以團棵期噴施肥料增效劑有助于烤煙對土壤養分吸收和生長發育。團棵期和旺長前期噴施肥料增效劑，使得烤煙的碳氮代謝協調，煙葉的內在品質得到提高。在烤煙上部葉產質量方面，團棵期和旺長前期噴施肥料增效劑，上部煙葉的產量有明顯的提高，并且上等煙葉的比例也較高，評吸后綜合得分最高。由此得出，在團棵期和旺長前期噴施肥料增效劑對烤煙的生長發育和上部煙葉產質量有明顯的促進和提高作用。