施硫水平對遵義煙區烤煙生長及常規化學成分的影響

莫仁超　芶劍渝　馬雪蓮　劉明宏　趙建　彭玉龍　黃鶯

摘 要：為探究遵義煙區適宜的硫肥用量，以烤煙K326為試驗材料，采用大田試驗，設計7個硫素水平：0、2.4、4.8、7.2、9.6、19.2、38.4 kg/667m2，測定煙株不同時期的農藝性狀、干物質積累量和煙葉含硫量，選取成熟期煙樣測定其常規化學成分。結果表明：伸根期、團棵期及旺長中期硫肥對烤煙株高和莖圍無明顯影響;現蕾期葉片數及莖圍隨施硫量的增加而減少，葉面積以不施硫處理最高。施入7.2 kg/667m2硫時，干物質積累量最高，較不施硫處理增加了76.38%;施入4.8 kg/667m2硫時，煙葉化學成分含量最高，其中全氮、全磷及全鉀含量較不施硫處理分別增加了7.14%、24.13%和33.80%，還原糖、總糖、糖堿比及鉀氯增加量分別為78.91%、74.09%、81.13%和38.06%。遵義煙區硫肥用量與糖堿比、鉀氯比的關系符合GuassAmp方程，分別為y=3.45+2.98×exp{-0.5×[（x-3.93）/1.2]2}、y=7.65+3.14×exp{-0.5×[（x-6.52）/3]2}，根據方程計算最佳施硫量范圍為3.25～4.25 kg/667m2。

關鍵詞：烤煙;硫;農藝性狀;化學成分

中圖分類號：S572

文獻標識碼：A

文章編號：1008-0457（2019）05-0030-07 國際DOI編碼：10.15958/j.cnki.sdnyswxb.2019.05.005

Effects of sulfur application rates on growth and conventional chemical constituents of flue-cured tobacco in Zunyi tobacco-growing

MO Ren-chao1，2，GOU Jian-yu3，MA Xue-lian1，2，LIU Ming-hong3，ZHAO Jian3，PENG Yu-long3，HUANG Ying1，2*

（1.College of Agriculture， Guizhou University， Guiyang， Guizhou 550025，China; 2.Guizhou Key Laboratory for Tobacco Quality， Guiyang，Guizhou 550025， China; 3.Guizhou Tobacco companies Zunyi County branch， Zunyi， Guizhou 563000， China）

Abstract：In order to explore the appropriate amount of sulfur application rates in Zunyi tobacco area， flue-cured tobacco K326 was used as the test material， and the field test was designed 7 sulfur fertilization dosages： 0， 2.4， 4.8， 7.2， 9.6， 19.2， and 38.4 kg/667m2. The agronomic traits， dry matter accumulation and sulphur content of tobacco plants in different periods were determined， and the conventional chemical components were determined by selecting mature tobacco samples. The results showed that the amount of sulphur fertilizer had no significant effect on the plant height and stem circumference during root extending stage， resettling growth stage and rapid growth stage.，The number of leaves and stem circumference decreased with the increase of sulfur application， and leaf area was the highest without sulphur in the maturity stage. When sulphur application was 7.2 kg/667m2， dry matter accumulation was the highest， which was 76.38% higher than that without sulfur treatment. The chemical content of tobacco leaves was the highest when sulphur application was 4.8 kg/667m2， and the total nitrogen， total phosphorus and total potassium content were increased by 7.14%， 24.13% and 33.80%， respectively. The increased reducing sugar， total sugar， sugar-to-alkali ratio and potassium chloride were 78.91%， 74.09%， 81.13% and 38.06%， respectively. The relationships between the amount of sulfur fertilizer and the ratio of sugar to alkali and the? ratio of potassium to chlorine in Zunyi tobacco area fit into the GuassAmp equations： y=3.45+2.98×exp{-0.5×[（x-3.93）/1.2]2}，y=7.65+3.14×exp{-0.5×[（x-6.52）/3]2}，and the optimal sulfur application range was 3.25～4.25 kg/667m2 according to the equation.

Key words：flue-cured tobacco; Sulphur; agronomic traits; chemical content

硫（S）是烤煙正常生長發育必需的礦質元素之一，其可調控烤煙生長發育，提高烤煙產量和品質。目前，大部分研究主要是關于大量元素對烤煙的影響，然而中量元素硫對烤煙生長影響的研究較少，加上近年烤煙田間管理水平及方式和氣候變化波動較大，導致土壤有效硫含量處于新的水平，因此，研究硫肥對烤煙生長的影響具有重要意義。

近年來，較多研究表明，施入一定硫肥，有利于烤煙生長，對烤煙株高、莖圍、葉面積及干物質積累量有促進作用[1];此外，李玉梅等[2]發現施硫能增加煙葉內可溶性蛋白質及氨基酸的含量，其煙葉產量和產值相比缺硫處理明顯增加;冷璐、曹殿云等[3-4]的研究也發現適量硫肥有利于作物對養分的吸收且煙葉內6-磷酸葡萄糖脫氫酶、異檸檬酸裂解酶活性升高。這些成分在很大程度上決定著烤煙內在品質，并影響著烤煙的生長發育。

劉崇群等[5]認為中國南方土壤每年隨肥料帶入的硫為16.99 kg/hm2，有不少煙區為滿足烤煙對鉀的需求，施加大量K2SO4，其中磷素又以普鈣或重鈣的形式提供，而每一季硫素都會殘留在土壤中;加之貴州常年受到酸雨的危害，而酸雨中往往含有硫[6-7]。工業鍋爐的燃燒占我國燃煤量的37%，約為3.7億t/a，產生的煙塵和二氧化硫直接排向大氣[8]，再者貴州土壤大多是由石灰巖、第四紀紅色黏土發育而來，硫含量本底值較高，約為66.7 mg/kg[5]。這些情況都會造成土壤中硫富余，導致土壤酸化，S042-濃度過高，使煙葉中硫含量過高[1，9-11]。硫肥過量會抑制烤煙葉片的橫向生長，降低烤煙葉面積和干物質積累量，破壞烤煙體內養分的均衡性，降低煙葉糖分，從而對煙葉產質量造成較大不利影響[2，9，12-14]。目前，關于硫肥對烤煙生長及產質量的影響雖已有報道，但對于遵義煙區土壤高硫背景下硫肥效應研究卻尚未見報道。因此，本研究對遵義煙區烤煙配施不同質量分數硫濃度，從而測定硫肥對烤煙農藝性狀及其煙葉品質的影響，以期為遵義煙區合理施肥、平衡煙葉體內養分含量、提高煙葉品質提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試烤煙品種為K326。試驗地點在遵義市湄潭縣抄樂鎮。供試土壤為遵義煙區典型植煙土壤（黃壤），其基本理化性質見表1。

1.2 試驗設計

田間小區試驗采用隨機區組設計，設置7個處理：0 kg/667m2（S1）、2.4 kg/667m2（S2）、4.8 kg/667m2（S3）、7.2 kg/667m2（S4）、9.6 kg/667m2（S5）、19.2 kg/667m2（S6）、38.4 kg/667m2（S7）。每處理3次重復，每小區面積37.5 m2。

烤煙種植及田間管理按遵義市烤煙種植技術規范進行。2017年2月28日進行漂浮育苗，3月31日（7葉1心）選取生長一致的健壯苗移栽。肥料分2次施用，移栽時施用純N 4.95 kg/667m2，N∶P2O3∶K2O=9∶9∶25用作基肥;5月27日（團棵期）施用純N 2.25 kg/667m2，N：P2O3：K2O=15：0：30，用作追肥。肥料中硫總施用量按處理設置濃度施用，基肥中體現差異，追肥中施用量相同。

氮以尿素（N≥46.4%）形式提供;鉀肥按試驗方案硫用量折算成硫酸鉀（分析純）施用，鉀不足部分以磷酸二氫鉀（分析純）形式提供;磷肥以磷酸二氫鉀和磷酸二氫鈣（分析純）形式提供;鈣肥按試驗方案折算成硫酸鉀提供，不足部分用硫酸鈣（分析純）補足。

1.3 測定項目及方法

土壤樣品采集與測定方法：于烤煙移栽前采用“S”型五點混合取樣法，將土樣風干祛除雜物后，研磨過2 mm、0.25 mm篩。土樣養分分析方法[15]如下：有效硫-EDTA浸提BaCl2比濁法;有機質—重鉻酸鉀容量法;全氮—凱氏定氮法;速效磷—鉬藍比色法;速效鉀—火焰光度法;堿解氮—堿氏擴散法;pH—酸度計法;質地—比重計法（卡欽斯基制）。

于烤煙伸根期（5月13日）、團棵期（5月27日）、旺長中期（6月11日）、現蕾期（7月4日）、采烤期（8月20日）選取代表性樣品3株，取其中部葉混合，烘干后制成分析樣品。煙草品質分析方法[16]如下：氮—凱氏定氮法;磷—釩鉬黃比色法;鉀—火焰光度法;氯—莫爾法;還原糖和水溶性總糖-3，5-二硝基水楊酸比色法;煙堿—紫外分光光度法;硫—BaCl2比濁法。

1.4 數據統計與分析

采用WPS 2019對數據進行整理，Origin 9.0進行制圖，DPS 7.5軟件進行統計分析，應用Ducan’s進行多重比較。

2 結果與分析

2.1 硫對烤煙農藝性狀的影響

表2是不同硫肥用量下烤煙的株高、葉片數和莖圍。硫用量對伸根期、團棵期和旺長中期的株高無顯著影響，現蕾期的葉片數及莖圍隨硫用量的增加而呈現減少的趨勢，但差異不顯著，其中以S1烤煙的株高、葉片數及莖圍較高。除團棵期外，硫肥對烤煙葉面積的影響較大，但規律不明顯，在現蕾期同樣以S1表現最好。

在烤煙的旺長中期，干物質積累量隨施硫量的增加呈先增加后降低的趨勢（圖1），在S1至S4范圍內，干物質積累量逐漸增加，S4最高為13.11 g，較S1處理增加了76.38%，超過S4時，干物質積累量開始降低，其中S6最低為9.98 g，較S4顯著降低。說明施入7.2 kg/667m2硫肥時，烤煙的光合作用較強，從而提高干物質積累量，為后期產量的保證提高有利的基礎。

2.2 硫對烤煙葉片含硫量的影響

田間試驗表明（圖2），施硫能顯著增加煙葉硫含量，在烤煙不同時期表現不盡相同。在烤煙伸根期，隨著施硫量的增加，煙葉硫含量先增加后降低。S3相比S1增加了58.46%，S4和S5增幅最顯著，與S1相比分別增加了137.60%和125.15%，繼續增施硫肥，煙葉硫含量顯著降低，S6、S7僅為0.15%、0.17%;在烤煙團棵期和旺長中期，硫肥用量增加，煙葉硫均呈遞增趨勢。這是由于團棵期和旺長中期是烤煙生長快速的時期，尤其是旺長中期，煙株長勢較大，吸收的硫也較多。在烤煙現蕾期，S1至S4范圍內，隨著施硫量增加，煙葉硫含量逐漸增加，至S4達到極大值，為0.29%，較S1處理增加了46.57%;繼續增施硫肥，煙葉硫含量下降，S6、S7處理硫含量僅為0.22%、0.21%。在烤煙成熟期，在S1至S5范圍內，煙葉硫含量有隨施硫量增加而增加的趨勢，S6顯著低于S5、S7。

施硫量過高時，不同生育期煙葉硫含量變化不同。這是由于在烤煙伸根期，煙株根系處于高硫濃度條件下，單鹽毒害嚴重降低了烤煙主、側根系活力[13]，而由烤煙莖部形成的大量不定根較主、側根出現的時間較晚，根部幼嫩且活力強，吸收養分能力也強[17]，因此伸根期時，高硫濃度下煙葉硫含量較低，而團棵期和旺長期煙葉硫含量逐漸升高，現蕾期是形成干物質積累量的關鍵時期，依靠不定根吸收硫素已不能滿足烤煙的需求，進而在現蕾期高硫條件下煙葉硫含量下降。

2.3 硫對烤煙化學成分的影響

氮對煙草品質的作用在于氮是蛋白質、煙堿的重要組成成分，優質煙葉氮含量在1.50%～3.00%[18-19]。硫肥增加，煙草對氮的吸收先增加后減少，說明在一定范圍內，硫能促進烤煙對氮的吸收，超過這一范圍，起抑制作用。在S1至S3范圍內，煙葉全氮增加，S2、S3分別為2.32%、2.40%，較S1分別增加了3.57%、7.14%;硫用量在S3至S7范圍內，全氮持續降低，S7最低為2.10%。由此，4.8 kg/667m2硫肥處理能較大程度地促進煙葉對氮的吸收，超過該用量，起抑制作用，但各處理煙葉氮含量均居于優質煙葉氮含量范圍。

優質煙葉磷含量在0.30%～0.90%[20]。增施一定硫肥，有利于煙葉對磷的吸收;硫過多，則會抑制煙葉對磷的吸收。S1磷吸收量為0.29%，S2、S3較S1分別增加了17.24%、24.13%，除S5外，S4、S6、S7均降低。說明在S1至S3處理范圍內，施硫有利于烤煙對磷的吸收，超過這一范圍，抑制對磷的吸收。這是由于磷和硫元素都是以陰離子的形式被吸收，離子間的相互競爭導致在高硫量環境下，煙葉磷含量降低[21]。因此，2.4 kg/667m2和4.8 kg/667m2硫肥用量能促進烤煙對磷的吸收，使其含量處于優質煙葉磷含量范圍之內。

氯對烤煙生理作用尤其在維持電荷平衡方面起重要作用，貴州遵義煙區煙葉氯含量較全國平均值低，居于0.03%～0.15%[20，22]。煙葉氯含量對硫肥的響應與氮、磷不同，增施一定硫肥對煙葉氯含量有一定抑制作用，但差異不明顯，繼續增施硫肥，氯含量顯著增加。在S1至S3范圍內，氯含量從0.20%降至0.17%，與優質煙葉氯水平較為接近。繼續增施硫肥，除S5外，S4、S6、S7氯含量均增加且高于優質煙葉氯水平，S6、S7煙葉氯含量分別為0.21%、0.27%。這可能是由于氯離子膜滲透性較高[23]，因而植株能吸收較多的氯。

鉀作為烤煙的品質元素，對提高煙葉燃燒性起重要作用，貴州煙區鉀含量居于1.00%～2.00%[20，24]。施入一定硫肥，煙葉鉀含量增加，繼續增施硫肥，鉀含量突然降低后又重新增加。S1鉀吸收量最低，為1.42%，S2、S3煙葉鉀含量較S1分別增加了28.87%、33.80%;施硫量增至S4時，煙葉鉀含量突然降低為1.46%，而S5、S6為1.61%、1.83%，其中S6與S2、S3無明顯差異，S7超過煙葉最佳含鉀量。這可能是因為成熟期煙葉在較高硫濃度下吸收大量硫、氯后，煙株體內陰離子濃度高，為保證煙株體內電荷平衡，故對鉀的吸收增加。

優質煙葉還取決于還原糖、總糖、煙堿含量及糖堿比、鉀氯比值等是否處于較適宜水平，研究表明優質煙葉還原糖含量：16.00%～22.00%;總糖含量：20.00%～26.00%;煙堿：1.50%～3.50%;糖堿比：6.00～8.00;鉀氯比：4.00～10.00;氮堿比：約0.70[19-20]。在S1至S7范圍內，煙葉還原糖、總糖、糖堿比、鉀氯比值等與施硫量的關系呈現先增加后降低的規律，在S1至S3范圍內，以上指標均顯著增加并達極大值，在S4至S7范圍內，以上各指標均降低。與不施硫肥比較，施硫肥處理還原糖增加1.81%～78.91%、總糖增加3.20%～74.09%、糖堿比增加3.77%～81.13%，鉀氯比增加2.71%～38.06%，其中以4.8 kg/667m2硫肥處理效果較好，2.4 kg/667m2硫肥處理次之。

2.4 硫肥對煙葉品質的耦合效應

糖堿比是判斷烤煙化學品質重要的因子之一，以硫肥用量對糖堿比進行函數擬合，得硫肥肥料效應函數方程。由圖3可知，硫肥用量與糖堿比的關系符合GuassAmp方程：y=3.45+2.98×exp{-0.5×[（x-3.93）/1.2]2}，相關系數為0.90，達到極顯著水平。由該函數方程可知，在S1至S2范圍內，糖堿比急劇增加，S2至S3范圍內，糖堿比出現峰值，S3至S4范圍內，糖堿比急劇下降且低于優質煙葉水平，當施硫量在S4以上時，糖堿比始終處于較低的水平且基本不再變化。為保證糖堿比居于優質煙葉范圍內，應當施入硫肥3.25～4.61 kg/667m2，當硫肥用量為3.93 kg/667m2時，糖堿比最高為6.43%。

3 結論與討論

硫肥可為煙株的生長提供充足的營養，但當供硫超過煙株自身調節能力后，則會影響煙株的正常生長、代謝，抑制植株細胞的橫向分裂，降低烤煙株高和干物質積累量。目前，有研究表明施硫量在

100～200 kg/hm2，對煙株莖圍影響較小[22]。然而適量硫肥能促進烤煙株高及葉片干物質積累量，但過量將導致葉片干物質積累顯著降低[1，13]。本研究發現，在伸根期、團棵期及旺長中期，硫肥對烤煙株高和莖圍無明顯影響，但到現蕾期，施硫有一定抑制作用，適宜施硫有助于提高烤煙干物質積累量，其中，7.2 kg/667m2硫肥對干物質積累量形成較為明顯。

施硫量過高時，在不同生育期煙葉硫含量變化不同。這是由于在烤煙伸根期，煙株根系處于高硫濃度條件下，單鹽毒害嚴重降低了烤煙主、側根系活力[13]，而由烤煙莖部形成的大量不定根較主、側根出現的時間較晚，根部幼嫩且活力強，吸收養分能力也強[23]，因此伸根期時，高硫濃度下煙葉硫含量較低，而團棵期和旺長中期煙葉硫含量逐漸升高，現蕾期是形成干物質積累量的關鍵時期，依靠不定根吸收硫素已不能滿足烤煙的需求，進而在現蕾期高硫條件下煙葉硫含量下降。

不施硫會抑制煙葉對氮、磷、鉀等養分的吸收，阻礙糖分的合成，從而使糖堿比、鉀氯比及氮堿比值較小，不利于提高煙葉品質;適量施入硫肥能增加煙葉對養分的吸收，提高煙葉中糖分含量，促使三比值的提升，有利于提高煙葉品質;過量施硫會對煙葉植株產生毒害，抑制部分元素吸收和糖分的合成，以致對煙葉品質產生不利影響。本研究發現，施硫量在0～4.8 kg/667m2范圍內，煙葉氮、磷含量逐漸增加，糖堿比、鉀氯比也逐漸增加并達最大值，養分協調性更佳，這與劉勤[9]和李玉梅等人[2]研究相一致。在4.8～39.2 kg/667m2范圍內，氮、磷含量均降低，糖分含量及三比值趨于下降。這是由于氮、磷及硫元素都是以陰離子的形式被吸收，離子間的相互競爭導致在高硫量環境下，煙葉氮、磷含量降低[24]。這與溫玉轉[25]等研究結果一致。

氯、鉀含量變化不同，隨著硫用量的增加，氯、鉀含量均有不同程度的增加，這可能是由于氯離子膜滲透性較高[26]，在吸收大量硫、氯后，煙株體內陰離子濃度高，為保證煙株體內電荷平衡，故對鉀的吸收增加。

由此可見，施入4.8 kg/667m2硫時，對于促進烤煙對養分的吸收，平衡煙草體內養分，提高煙葉品質具有良好效果。此外，通過對施硫量和煙葉糖堿比相關性進行耦合，得出適宜施硫量分別為3.25～4.61 kg/667m2。而在遵義煙區優質烤煙種植規程中，根據磷肥、鉀肥用量折算的施硫量為6.24kg/667m2，這說明在生產上施硫量過大，應當減少其用量，可以采用含硫量較低的重鈣、草木灰替代普鈣、硫酸鉀。

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