海拔與施氮水平對云煙87產質量的影響

王廷賢， 王念磊， 謝利忠， 練華珍， 葛惠華， 白洪峰

(1.南平市煙草公司 建甌市煙草分公司， 福建 南平 353100； 2.江西省煙草科學研究所， 江西 南昌 330025)

烤煙在大田生長過程中，煙株及葉片的生長發育會受多種因素的共同影響，主要有煙草基因型、煙株所在生態氣候條件和大田栽培水平等因素。其中，生態環境尤為重要，其決定煙株的生長發育水平[1]。在現有條件下，烤煙的生長發育及產質量除受基因及栽培措施的影響外，還受氣象、土壤和海拔等生態環境因素的影響。海拔是生態環境因素中對烤煙生長發育及產質量影響程度更大的因子，隨著海拔高度的變化，光照強度、光照時間、有效積溫和降雨量等生態因子也相應發生變化，最終反映到烤煙產質量的差異[2-4]。氮是煙草生長發育的最重要營養元素，與煙草產量和品質關系密切[5-6]。前人[7-11]對氮肥用量的相關研究表明，在一定范圍內隨施氮水平的升高其煙葉產質量也提高。建甌是福建省南平市的一個老煙區，種煙布局較廣，海拔200～1 000 m區域(村鎮)均有烤煙種植，而不同海拔植煙區的耕作制度、土壤及生態環境等因素相差較大，其肥料配比、施肥方式及其施用量等也存在很大區別。為此，研究不同海拔下各施氮水平對烤煙生長發育及其產質量的影響，以弄清不同海拔高度下實現烤煙優質適產的適宜施氮量，為建甌及類似煙區烤煙的優化布局及其適宜的施氮水平提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 供試品種 供試烤煙品種為云煙87，種子由南平市煙草公司煙科分所提供，采用包衣種漂浮育苗。

1.1.2 供試肥料 煙草專用肥(N∶P2O5∶K2O為10∶8∶20)，福建三明金明農資有限公司；硝酸鉀(N∶P2O5∶K2O為13.5∶0∶44.5)和硫酸鉀(N∶P2O5∶K2O為0∶0∶50)，國投新疆羅布泊鉀鹽有限責任公司；鈣鎂磷肥(N∶P2O5∶K2O為0∶12∶0)，湖北省鐘祥市鐘洋磷化有限公司；有機肥為菜籽餅(N∶P2O5∶K2O為2.0∶2.0∶2.5)，福建省圣農實業有限公司有機肥廠。

1.2 試驗地概況

試驗于2015年在福建省建甌市水源鄉布尾村(低海拔：219 m)和水源鄉忠溪村(高海拔：1 002 m)進行。試驗田土壤類型為砂壤土，前茬作物均為水稻，肥力分布均勻，近兩年未做過農作物肥料試驗，病蟲害發生較少。土壤基礎肥力見表1。

表1 試驗地土壤的基礎肥力

注：各指標參照文獻[12-14]的方法測定。

Note: Measurement of all the indicators referred to references [12-14].

1.3 方法

1.3.1 試驗設計 試驗設海拔和施氮量2個因素，海拔設低海拔和高海拔2個水平，施氮量設133.5 kg/hm2(低氮)、148.5 kg/hm2(中氮)和163.5 kg/hm2(高氮)3個水平。共6個處理，完全隨機排列，3次重復，小區面積50 m2，每小區植煙90株，行株距為120 cm×50 cm。

低海拔試驗田煙苗于2月25日移栽，高海拔試驗田煙苗于3月31日移栽，除氮用量外，磷、鉀用量各處理均一致，分別為148.5 kg/hm2、445.5 kg/hm2。在煙草專用肥、硝酸鉀、硫酸鉀、鈣鎂磷肥和有機肥(菜籽餅)5種肥料中，磷肥和有機肥全部作基肥施用(作追肥的復合肥中的部分磷除外)，部分煙草專用肥也用作基肥。基肥：在移栽前7～10 d開溝條施，溝深15～20 cm；追肥：在移栽后在第5 天、第15～20 天、第25～30 天結合煙株根系伸展范圍打穴，穴深10～15 cm，采用穴施方式分3次施用。其余田間管理與建甌市當年生產技術方案一致。

1.3.2 煙葉樣品的選取 各處理嚴格成熟采收，并進行單獨采收、烘烤及分級計產，統計各處理煙葉產量、產值、上等煙比例、中下等煙比例及均價等經濟性狀。各處理取C3F 煙葉1 kg，用于檢測其化學成分含量。

1.3.3 項目測定

1) 煙株主要生育期的植物學性狀。清除奶腳葉，并在打頂后3～5 d進行下部葉不適用煙葉處理之后，選擇生長一致、代表性較強的煙株進行農藝性狀調查，調查內容主要包括下部葉采收前各處理株高、莖圍、節距、有效葉片數、腰葉長、腰葉寬及腰葉面積。調查記錄參照文獻[15]的方法進行。

2) 化學成分含量。煙葉的煙堿、總氮、總糖、還原糖、鉀、氯和淀粉等主要化學成分含量均參照文獻[16-20]的方法進行。

1.3.4 化學成分的協調性評價 以煙堿、總氮、還原糖、鉀和淀粉含量及糖堿比、氮堿比和鉀氯比等8個指標作為化學成分協調性的評價指標，綜合相關分析法和層次分析法計算結果確定各化學成分指標相應的權重，8個指標權重賦值分別為0.17、0.09、0.14、0.08、0.07、0.25、0.11和0.09。每個指標最適范圍賦值100分，高于或者低于最適范圍依次降低分值，以指數和法確定化學成分協調性狀況。

為直觀地比較海拔與施氮量互作各處理化學成分的協調性，結合《中國煙草種植區劃》、卷煙工業企業要求以及專家意見構建烤煙化學成分評價體系，其評價方法參照文獻[21]的方法進行。

1.4 數據處理

采用Excel 2013和SPSS 20.0處理數據及系統分析。

2 結果與分析

2.1 海拔與施氮量對煙株農藝及經濟性狀的影響

2.1.1 農藝性狀 從表2可知，在不同海拔及施氮水平下，煙株莖圍、葉片數和腰葉寬等農藝性狀的變化。

1) 低海拔。株高、節距和腰葉長，不同施氮水平分別為122.9～124.3 cm、8.4～8.6 cm和93.5～95.9 cm，且低氮、中氮處理和高氮處理間差異不顯著；莖圍和葉片數，不同施氮水平分別為11.1～11.6 cm和14.3～15.7片/株，高氮處理顯著高于低氮處理和中氮處理，低氮處理與中氮處理間差異不顯著；腰葉寬和腰葉面積，不同施氮水平分別為40.2～43.0 cm和2 393.2～2 620.4 cm2，高氮處理顯著高于中氮處理，低氮處理與中氮處理間差異不顯著。

2) 高海拔。株高、節距、莖圍、葉片數和腰葉寬，不同施氮水平分別為123.0～126.7 cm、6.4～6.9 cm、9.9～10.0 cm、13.6～14.3片/株和27.1～28.9 cm，低氮處理、中氮處理和高氮處理間差異不顯著；腰葉面積，不同施氮水平為1 484.5～1 610.8 cm2，高氮處理顯著高于中氮處理，低氮處理與中氮處理間差異不顯著。

綜合看，海拔對煙株節距、莖圍、葉片數、腰葉長、腰葉寬和腰葉面積的影響達極顯著水平，施氮量對煙株葉片數、腰葉寬和腰葉面積的影響達極顯著水平，海拔與施氮量互作僅對煙株莖圍的影響達極顯著水平，對葉片數的影響達顯著水平(表3)。

表2 不同海拔與施氮量下烤煙的農藝性狀

注：相同海拔同列不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05),下同。

Note: Different lowercase letters in the same column at the same elevation indicate significant difference atP<0.05. The same below.

表3 海拔/施氮量及其互作與煙株農藝性狀的相關性(F測驗)

注：*和**分別表示相關性達顯著和極顯著水平,下同。

Note: * and ** indicate significant difference atP<0.05 andP<0.01 level respectively. The same below.

2.1.2 經濟性狀 從表4可知，在不同海拔及施氮水平下，煙株產量、產值和均價等經濟性狀的變化。

1) 低海拔。產量，高氮處理最高，為2 184.2 kg/hm2，顯著高于中氮處理和低氮處理；低氮處理最低，為1 954.6 kg/hm2，與中氮處理間差異顯著。產值，中氮處理最高，為53 625.1 元/hm2，與低氮處理間差異不顯著，顯著高于高氮處理；高氮處理最低，為50 940.0元/hm2，顯著低于低氮處理。均價，低氮處理最高，為27.2元/kg，顯著高于中氮和高氮處理；高氮處理最低，為23.3元/kg，顯著低于中氮處理，低氮處理與中氮處理間差異顯著。上等煙比例，中氮處理最高，為61.2%，顯著高于高氮處理，與低氮處理差異不顯著；高氮處理最低，為45.0%，顯著低于中氮處理和低氮處理，低氮處理與中氮處理間差異不顯著。中下等煙比例，高氮處理最高，為55.0%，顯著高于低氮處理和中氮處理，低氮處理與中氮處理間差異不顯著；中氮處理最低，為38.8%；顯著低于高氮處理，與低氮處理間差異不顯著。

2) 高海拔。產量，高氮處理最高，為2 341.1 kg/hm2，顯著高于中氮處理和低氮處理；低氮處理最低，為2 116.7 kg/hm2，與中氮處理間差異顯著。產值，中氮處理最高，為61 660.7 元/hm2，顯著高于高氮處理，與低氮處理差異不顯著；高氮處理最低，為59 266.7元/hm2，與低氮處理差異不顯著。均價，低氮處理最高，為28.3元/kg，顯著高于中氮處理和高氮處理；高氮處理最低，為25.3元/kg，顯著低于中氮處理。上等煙比例，中氮處理最高，為59.8%，顯著高于低氮處理和高氮處理；高氮處理最低，為47.4%，顯著低于低氮處理。中下等煙比例，高氮處理最高，為52.6%，顯著高于中氮處理和低氮處理；中氮處理最低，為40.2%；顯著低于低氮處理。

綜合看，海拔對煙株產量、產值及均價的影響達極顯著水平，施氮量對煙株產量、產值、均價、上等煙比例和中下等煙比例的影響達極顯著水平，海拔與施氮量互作對煙株均價、上等煙比例和中下等煙比例的影響達極顯著水平(表5)。

表4 不同海拔與施氮量下烤煙的經濟性狀

表5 海拔/施氮量及其互作與煙株經濟性狀的相關性(F測驗)

2.2 海拔與施氮量對烤煙中部葉(C3F)化學成分含量及其協調性的影響

從表6可知，在不同海拔及施氮水平下，中部葉(C3F)主要化學成分的含量及其協調性的變化。

2.2.1 化學成分含量

1) 低海拔。煙堿及總氮含量，不同施氮水平分別為2.35%～2.56%和2.03%～2.21%，均隨著施氮量的增加呈逐漸升高趨勢，且處于優質煙葉的適宜范圍。還原糖含量，不同施氮水平為17.55%～22.07%，隨著施氮量的增加呈逐漸降低趨勢，低氮處理和中氮處理處于優質煙葉的適宜范圍，高氮處理略低于其適宜范圍。淀粉含量，不同施氮水平為4.04%～6.17%，隨著施氮量的增加呈逐漸升高趨勢，各施氮水平均高于優質煙葉的適宜范圍。糖堿比，不同施氮水平為7.19～9.39，隨著施氮量的增加呈逐漸降低趨勢，低氮處理處于優質煙葉的適宜范圍，中氮處理和高氮處理均略低于其適宜范圍。氮堿比，不同施氮水平為0.81～0.91，隨著施氮量的增加呈先降后升趨勢，各施氮水平均略低于優質煙葉的適宜范圍。鉀氯比，不同施氮水平為9.72～12.35，隨著施氮量的增加呈先降后升趨勢，各施氮水平均處于優質煙葉的適宜范圍；鉀離子和氯離子含量，不同施氮水平變化不大，且均處于優質煙葉的適宜范圍。

2) 高海拔。煙堿及總氮含量，不同施氮水平分別為2.88%～3.37%和2.41%～2.57%，隨著施氮量的增加，煙堿呈逐漸升高趨勢，總氮呈先升后降趨勢，二者均略高于優質煙葉的適宜范圍。還原糖含量，不同施氮水平為15.58%～18.86%，隨著施氮量的增加呈逐漸降低趨勢，低氮處理和中氮處理處于優質煙葉的適宜范圍，高氮處理略低于其適宜范圍。淀粉含量，不同施氮水平為5.32%～7.06%，隨著施氮量的增加呈先降后升趨勢，各施氮水平均高于優質煙葉適宜范圍。糖堿比，不同施氮水平為4.62～6.55，隨著施氮量的增加呈逐漸降低趨勢，各施氮水平均低于優質煙葉適宜范圍。氮堿比，不同施氮水平為0.74～0.89，隨著施氮量的增加呈先升后降趨勢，各施氮水平均低于優質煙葉適宜范圍。鉀氯比，不同施氮水平為4.92～8.09，隨著施氮量的增加呈先升后降趨勢，各施氮水平基本處于優質煙葉的適宜范圍；鉀離子和氯離子含量，不同施氮水平變化不大，且均處于優質煙葉的適宜范圍。

2.2.2 化學成分的協調性 中部葉(C3F)化學成分進行評分，低海拔不同施氮水平中部葉(C3F)化學成分協調性綜合得分分別為91.51分、95.24分和94.43分，高海拔不同施氮水平分別為91.16分、91.21分和73.67分。除高海拔高氮處理外，不同海拔其余處理得分均在90.0分以上，化學成分協調性好，低海拔和高海拔均以中氮處理得分最高(95.24分和91.21分)，相同施氮水平下，低海拔地區得分均高于高海拔。

表6不同海拔與施氮量下中部葉(C3F)主要化學成分的含量及其協調性綜合得分

Table 6 The main chemical component content and its harmony comprehensive score of C3F at different altitudes and nitrogen application rates

海拔Altitude施氮水平Nitrogen application rate煙堿/% Nicotine總氮/% Total nitrogen還原糖/% Reducing sugar淀粉/% Starch鉀/%Potassium氯/%Chlorine糖堿比Sugar-nicotine ratio氮堿比Nitrogen-nicotine ratio鉀氯比Potassium-chlorine ratio得分/分Score低海拔 Low altitude低氮2.352.0322.074.04 3.340.27 9.390.8612.3591.51中氮2.562.0820.056.12 3.010.317.830.819.7295.24高氮2.442.2117.556.17 3.480.29 7.190.9111.9994.43高海拔 High altitude低氮2.882.4118.866.27 2.920.406.550.847.3091.16中氮2.902.5718.205.32 2.910.36 6.280.898.0991.21高氮3.372.50 15.587.06 2.220.45 4.620.744.9273.67

3 結論與討論

海拔高度和施氮量對煙株的生長有較大的影響，海拔高度對煙株節距、莖圍、葉片數、腰葉長、腰葉寬和腰葉面積的影響均達極顯著水平，施氮量對煙株葉片數、腰葉寬和腰葉面積的影響達極顯著水平，而海拔與施氮量互作效應影響較小，僅對煙株莖圍和葉片數產生影響，其中對莖圍的影響達極顯著水平，對葉片數的影響達顯著水平。原因主要是不同海拔高度下，煙株生長環境有明顯的差異，對其產生的影響則更大；與之相比，在相同的外界環境下，只要施氮量合理，對其影響相對較小。胡廷會等[22]研究表明，低海拔條件下花生主莖高、側枝長大于高海拔，花生產量隨海拔高度升高大體呈先增后減趨勢。研究結果表明，隨著施氮量的改變，不同海拔生產煙葉的產量、品質及其化學成分協調性也有顯著差異。相同海拔條件下，增加施氮量，煙葉產量增加，但均價、產值等均有所降低，上等煙比例也呈下降趨勢。低海拔條件下的相同施氮水平，煙葉產量、產值和均價等經濟性狀均優于高海拔條件。低海拔各施氮水平煙葉化學成分的協調性整體好于高海拔，施氮量不同，其對煙葉化學成分協調性的影響也不同。說明海拔高度不同，其光照時數、光照強度、空氣濕度和降雨等因子均不同，因此煙株生長適宜的營養水平也有所不同。凌天孝等[23]研究發現，烤煙煙堿含量與海拔高度呈負相關，氮堿比、糖堿比和鉀含量與海拔高度呈正相關，但海拔高度對總氮、總糖和還原糖等碳水化合物含量無明顯影響。王躍能等[24]研究認為，海拔對煙葉主要化學成分影響相對較小；隨著海拔升高，大田期均溫的降低，煙葉氯離子和還原糖含量呈下降趨勢。韓敏等[25]研究表明，2個美引品種在低海拔(1 489 m)煙區種植的均價和上等煙比例等經濟性狀均高于高海拔(1 883 m)煙區；在較低海拔區域種植，NC196在中等或較高施氮水平下烤煙的經濟性狀均好，NC471僅在較高施氮水平下烤煙經濟性狀較好。陳麗萍等[26]研究認為，在一定海拔范圍內，相同部位煙葉總糖和還原糖含量均與海拔高度呈正相關；下部葉淀粉含量呈下降趨勢，中、上部葉淀粉含量呈先降后升趨勢；蛋白質、總氮和煙堿含量隨海拔升高呈下降趨勢；鉀含量的變化規律不明顯，氯含量呈先降后升趨勢，且鉀含量和氯含量整體偏低。

不同海拔與施氮量對烤煙農藝性狀、經濟性狀和化學成分協調性均有一定的影響。試驗結果表明，建甌煙區在海拔219 m區域種植烤煙，施氮133.5 kg/hm2處理煙株生長發育狀況較好，產值、均價和上等煙比例等主要經濟性狀表現均較好，化學成分協調性也最好；在海拔1 002 m區域種植烤煙，施氮148.5 kg/hm2處理煙株生長發育狀況較好，產值、均價和上等煙比例等主要經濟性狀均表現較好，化學成分也更為協調。在煙草生產進程中，應根據烤煙品種的特性，結合合理的施肥措施，優化布局，以生產出彰顯當地特色的高質量煙葉。