不同種類鎂肥對烤煙生長和產質量的影響

楊振綱，李文卿，陳 祥，鄭朝元，郭金平

(1.中國煙草總公司 福建省公司，福建 福州 350003；2.福建省煙草專賣局 煙草科學研究所，福建 福州 350013； 3.中國煙葉購銷公司，北京 100055；4.福建農林大學 資源與環境學院 國際鎂營養研究所，福建 福州350002)

鎂是烤煙正常生長發育的必需營養元素之一，是葉綠素的組成成分, 對光合作用有重要作用[1]。鎂對煙草的生長以及產量和品質的形成具有重要影響[2]。大量研究表明，適量施用鎂肥可以有效促進烤煙生長發育，提高煙葉產質量，并較好地協調煙葉中的化學成分[3-6]。陳江華等[7]研究表明，全國主要煙區土壤養分普查中，有16%的土壤交換性鎂含量低于50 mg/kg，有20.6%的土壤交換性鎂含量在50～100 mg/kg之間。福建植煙土壤交換性鎂含量為11.1～788.2 mg/kg，37.5%的植煙土壤交換性鎂含量偏低[8]。隨著煙田耕種年限的增加，土壤中的鎂素缺乏日益嚴重，這制約了煙葉品質的提高，而卷煙工業企業對高品質煙葉的需求在不斷增加。因此，施用鎂肥對于提高福建煙葉品質、滿足卷煙工業企業高端原料需求具有重要作用，選擇適宜的鎂肥種類在烤煙生產中應用具有現實意義。

不同種類的鎂肥對烤煙生長發育的影響不同。肖志鵬[9]研究了鈣鎂磷肥、七水硫酸鎂、硫酸鉀鎂對烤煙產質量的影響，結果表明施鈣鎂磷肥和七水硫酸鎂可以提高產量。吳華建[10]研究表明，每666.7 m2施用氧化鎂5 kg或白云石粉100 kg可以不同程度地提高煙葉的產量、產值、均價和中上等煙比例，且差異顯著。李永忠等[11]研究表明磷酸銨鎂對增加煙葉含Mg率、改善吸食品質有較好效果，其次是硫酸鎂和氯化鎂，蛇紋石肥效緩慢。選擇適宜的鎂肥還要根據不同的土壤狀況，硫酸鎂、硫酸鉀鎂在中性或堿性土壤上施用效果較好，白云石、菱鎂礦、蛇紋石適于在酸性土壤上施用[12]。陳潔宇等[13]研究表明施用白云石粉和鈣鎂磷肥能起到改善土壤酸化的作用，施用硫酸鎂會導致本來已經偏酸性的煙田土壤酸化程度加重。福建煙區土壤以酸性為主，梁頒捷等[14]研究表明福建煙區土壤pH值在4.6～7.5的范圍內，pH值小于5.5的土樣占所調查樣品數的82.1%。福建煙區生產上使用的鎂肥種類主要有氧化鎂、氫氧化鎂和硫酸鎂，其中氧化鎂和氫氧化鎂屬于堿性肥料，理論上有利于改善土壤酸性；硫酸鎂因為帶入較多的硫，對煙葉生產的影響需要進一步明確。同時，福建煙稻輪作條件下容易造成氯流失，三明煙區植煙土壤水溶性氯含量平均為15 mg/kg[15]，全省平均為26 mg/kg[16]，整體較低，有必要研究MgCl2在生產中的使用效果。因此，本文研究了福建煙區不同鎂肥種類對烤煙生長發育和產質量的影響，旨在為確定適宜的鎂肥種類，合理施用鎂肥，提高煙葉品質提供科學參考。

1 材料與方法

1.1 試驗設計

試驗于2018年在福建省煙科所試驗田進行，土壤為沙壤土，有機質含量28.72 g/kg，全氮含量1.38 g/kg，全磷含量0.59 g/kg，全鉀含量26.55 g/kg，pH值4.68，速效氮含量77.47 mg/kg，速效磷含量26.95 mg/kg，速效鉀含量148.34 mg/kg，全硫含量289.28 mg/kg，水溶性氯含量8.64 mg/kg。供試烤煙品種為CB-1。

單因素設計，共設5個處理：T1，施用MgO；T2，施Mg(OH)2；T3，施MgSO4·7H2O；T4，施MgCl2·6H2O；T5，對照，不施任何鎂肥。每處理種植98株左右，隨機區組排列，重復3次，共計15個小區。每公頃施純氮1462.5 kg/hm2，N∶P2O5∶K2O=1∶0.74∶2.9；基肥占63%，追肥占37%；所用肥料分別為煙草專用肥(N∶P2O5∶K2O=12∶8∶22)、硫酸鉀復合肥(N∶P2O5∶K2O=15∶15∶15)、硫酸鉀(N∶P2O5∶K2O=0∶0∶54)。不同種類鎂肥統一按MgO折算，施用量為39 kg/hm2。除試驗處理不同外，其余措施均參照當年優質煙生產技術方案。于1月24日移栽、4月1日團棵、4月24日現蕾、5月15日開始下部葉采收，6月20日采收結束。

1.2 檢測項目與方法

1.2.1 農藝性狀測定 打頂后7 d測定煙株農藝性狀，每個小區定點測量有代表性的煙株1株，記錄株高、莖圍、節距、有效葉數、葉面積(長×寬×0.6345)。

1.2.2 經濟性狀調查 統計各小區烤后煙葉的上等煙比例、中等煙比例、上中等煙比例、單位面積產量、單位面積產值、均價、單葉重等(所有有效葉均入烤房烘烤并計產)。

1.2.3 化學成分分析 每個小區烤后煙葉選取X2F、C3F、B2F等級煙葉，測定煙葉化學成分，測定項目包括煙堿、氯、總糖、還原糖、鉀、總氮含量。

1.2.4 感官評吸質量評價 每個處理取C3F等級煙葉進行評吸，評價煙葉風格特征和質量特征。

1.3 統計分析

試驗數據統計分析和圖表制作采用SPSS 18.0和Excel 2010，顯著性檢驗的多重比較采用Duncan氏新復極差法。

2 結果與分析

2.1 不同種類的鎂肥對煙株農藝性狀的影響

從表1可知，打頂后不同處理的煙株農藝性狀中節距和葉面積有顯著差異，葉片數、株高和莖圍差異不顯著。在節距方面，施用鎂肥的處理均低于對照，從高到低分別是T5>T4>T1>T2>T3；其中T2、T3處理與T5對比有顯著差異。在葉面積方面，施用鎂肥的處理明顯高于對照，從高到低分別是T2>T4>T1>T3>T5，T2處理顯著高于T5處理；其中以施Mg(OH)2提高葉片面積的效果最好，施用MgCl2和MgO的效果次之，施用MgSO4的效果較差。烤煙的主要經濟價值在于葉片，試驗結果表明施用鎂肥可以促進葉片的生長發育，增加葉片面積。從表1還可以看出，在4種不同的鎂肥處理中，MgSO4的各項農藝性狀指標均低于其他3種鎂肥，說明MgSO4在煙株農藝狀態方面表現較差。

表1 施用不同種類鎂肥下煙株農藝性狀情況

2.2 不同種類的鎂肥對烤煙經濟性狀的影響

從表2可見，在煙葉等級結構方面，雖然方差分析差異不顯著，但施用鎂肥的上等煙比例與對照相比分別提高了5.29～9.69個百分點，從高到低排序是T1>T2>T4>T3>T5。上等煙比例最高的是T1處理，比對照提高了9.69個百分點，說明施用鎂肥可以有效提高上等煙比例。T1、T2和T43個處理的產量分別比對照提高了7.04%、7.69%和9.08%，T3處理比對照下降了0.98%，5個處理間差異不顯著。在產值方面，T1、T2、T3和T4處理分別比對照提高了18.61%、16.86%、6.24%、14.93%，其中，T1處理與對照相比有顯著差異。上等煙比例與產值的變化趨勢完全一致。煙葉均價高低排序表現為T1>T2>T3>T4>T5，T1、T2、T3和T4處理的均價分別比對照提高了11.20%、8.62%、7.06%和5.32%，最高的T1處理比對照提高了2.51元/kg。施用不同種類鎂肥對烤煙經濟性狀、上等煙比例、均價和產值指標的影響明顯，且均以T1處理最高、對照最低，說明施用鎂肥可以明顯提高煙葉的經濟性狀。

從圖1可知，施用不同種類的鎂肥對烤后煙葉單葉重有明顯影響。施鎂的4個處理下部葉X2F和中部葉C3F等級平均單葉重均高于對照；其中，T1、T2、T3和T4處理下部葉平均單葉重分別比對照提高了11.51%、9.21%、9.68%和9.99%；中部葉平均單葉重分別比對照提高了3.49%、1.59%、2.04%和4.28%；但5個處理間差異均不顯著。上部葉B2F等級單葉重最高的為T1處理，比對照提高了8.37%；其次是T4和T3處理，分別比對照提高了7.18%和5.60%；T3處理比對照下降了3.54%；T1和T4處理顯著高于T3處理。可見，總體上施用鎂肥的煙葉單葉重高于對照，僅T3處理的B2F等級單葉重低于對照,說明施用鎂肥可以有效增加葉片物質積累。

圖1 不同鎂肥種類對烤后煙葉平均單葉重的影響

2.3 不同種類的鎂肥對烤煙化學成分的影響

對施用不同種類鎂肥的3個等級烤煙化學成分進行比較，結果表明(表3)。在下部葉(X2F)中，各處理總糖、還原糖和鉀含量沒有顯著差異。煙堿最高的是對照T5處理，由高到低排序是T5>T2>T1>T3>T4，T4處理顯著低于T1、T2和T53個處理。T4處理氯含量最高，極顯著高于其他4個處理。T1處理總氮含量最高，由高到低排序是T1>T5>T2>T3>T4，其中T1處理與T3、T4間差異極顯著。說明施用MgCl2不利于下部葉煙堿的合成，施用MgSO4和MgCl2不利于提高下部葉的總氮含量。氮堿比在0.84～1.03之間，各處理之間差異不明顯；糖堿比最高的是T4處理，與其他處理差異顯著，主要是T4煙堿含量低；鉀氯比最低的是T4處理，達9.16，與其他處理差異極顯著，其他處理的鉀氯比在40左右。

表3 施用不同種類鎂肥的不同等級烤煙化學成分比較

在中部葉(C3F)中，煙堿含量各處理間沒有顯著差異，最高的是對照T5。T4處理氯含量最高，與其他處理有極顯著差異。總糖和還原糖含量由高到低排序均是T2>T4>T3>T1>T5，施鎂各處理均高于對照，其中總糖和還原糖含量T2與T5處理間差異極顯著；說明施用鎂肥可以提高中部煙葉總糖和還原糖含量。對照T5的鉀含量最高，顯著高于T3處理。T1處理的總氮含量最高，由高到低排序表現為T1>T5>T2>T4>T3，其中T1處理與T3之間有極顯著差異，T1處理與T4之間有顯著差異。糖堿比在12.61～16.22之間；氮堿比在0.66～0.74之間；鉀氯比最低的是T4處理(7.98)，與其他處理差異極顯著，其他處理的鉀氯比在27.06～33.96之間。

在上部葉(B2F)中，各處理的總糖、還原糖和鉀含量沒有顯著差異。T1處理煙堿含量最高，從高到低排序為T1>T2>T5>T3>T4；其中，T1與T4處理間有顯著差異。T4處理的氯含量最高，與其他處理之間有極顯著差異。T1處理的總氮含量最高，從高到低排序表現為T1>T2>T3>T5>T4，其中T1與T4處理間有顯著差異。糖堿比最高的是T4處理，為15.9，T1與T4處理間有極顯著差異，其他處理與T4處理差異顯著；氮堿比在0.59～0.70之間，T4處理最高，為0.7，與其他處理差異顯著；鉀氯比以T4最低，為5.51，與其他處理差異極顯著。

2.4 不同種類的鎂肥對煙葉感官評吸質量的影響

從表4看出，在C3F等級煙葉的感官評吸質量評價中，各處理均體現為清香型煙葉風格，甜感特征為清甜蜜甜香型，綜合得分(總分100分)，從高到低排序是T1>T5>T3>T2>T4，T1、T3、T5總體均較好；T1煙香更豐富，甜感較好，得分最高的T1處理比其他處理高出1.56～7.80分；除T1處理高于對照外，其他處理的得分均低于對照；T2勁頭、刺激性較大，煙氣粗糙；T3細膩度、甜度略好于T5；T4雜氣較大，清香特征不彰顯。說明施用MgO可以提高煙葉感官評吸質量，施用Mg(OH)2、MgSO4對于改善煙葉感官評吸質量不明顯，而施用MgCl2會明顯降低煙葉感官評吸質量，這主要因為是施用MgCl2明顯提高了煙葉氯含量。

表4 施用不同種類鎂肥對C3F等級煙葉感官評吸質量的影響

3 討論

在等量鎂的情況下，施用不同種類鎂肥均可以提高葉面積，以施用Mg(OH)2提高葉片面積的效果最好，與對照相比有顯著差異；施用MgCl2和MgO的效果也較顯著，但施用MgSO4的各項農藝性狀指標均低于其他3種鎂肥。烤煙的主要經濟價值在于葉片，試驗結果表明施用鎂肥可以促進葉片的生長發育，增加葉片面積。這與馮小虎等的研究結果，“施用硝酸鎂、氧化鎂能提高葉片單葉面積，而施用硫酸鎂、碳酸鎂的效果較差”[17]一致；與李娟等[18]的盆栽試驗研究結果“在等量鎂的情況下，各處理中以MgO處理的長勢最好，各處理長勢從好到差的順序為MgO>硫酸鎂>白云石粉>鈣鎂磷肥”也相似。因此，從促進烤煙葉片生長的角度考慮，在生產上宜施用MgO和Mg(OH)2，不宜施用MgSO4。

本研究表明，施用不同種類鎂肥可以明顯提高烤煙的上等煙比例、均價以及產值，施用MgO較其他處理有較大優勢，產量、產值和均價均比對照明顯提高；施用MgSO4的產值僅提高了6.24%，效果最差。因此，施用鎂肥可以明顯增加烤煙生產效益，從提高煙葉種植效益角度，生產上宜選擇MgO。這與魏秋蘭等[19]的研究結果一致，施用鎂肥可以在一定的程度上提高煙葉的產量和產值, 且不同的鎂肥的施用效果以氧化鎂較顯著。施用MgCl2對提高烤煙經濟效益也具有一定的效果，主要是因為施用一定量的氯之后可以較好地改進煙葉的外觀質量，上等煙比例和均價有所提高，這與已有的研究結果[20-23]類似。

本研究表明，施用不同種類鎂肥的烤煙化學成分有顯著差異。在煙堿含量中，X2F、C3F等級煙葉施用鎂肥處理的煙堿均低于對照，總體上施用不同種類鎂肥有降低煙堿的趨勢，這與范才銀[24]、姚莉[25]等的研究結果相接近，施用鎂肥對降低煙葉中煙堿含量有一定效果。其原因可能是Mg抑制了煙株對NH4+的吸收和硝酸鹽的同化，降低了煙堿的含量[26]。在總氮含量上，各處理也有所差異，以施用MgO最高，MgSO4、MgCl2最低。在氯含量上，施用MgCl2煙葉氯含量明顯提高，與其他處理差異達到極顯著水平，但其煙葉氯含量在0.23%～0.34%之間，還在適宜的范圍內，也有研究認為氯營養對烤煙生產極為重要，優質煙葉中氯含量一般在0.4%～0.6%之間[27]；另有一個突出表現是，施用MgCl2的煙葉氯含量最高，煙堿含量均最低，且X2F和B2F等級中總氮含量也最低，這與曾兆佳等[28]的研究結果相接近，煙葉氯含量與煙堿、總氮呈負相關，但不顯著。在鉀含量上，總體上施用鎂肥處理的鉀含量低于對照，其中對照與施用MgSO4處理的C3F等級鉀含量差異顯著，這可能是因為鎂與鉀之間的拮抗作用，影響了煙葉對鉀的吸收。因此，從化學成分角度，施用MgO的煙葉化學成分相對協調，施用MgCl2煙葉化學成分較不協調。

本研究表明，施用不同種類鎂肥對烤煙感官評吸質量的影響有所差異，綜合得分最高的是MgO，其他鎂肥處理得分均低于對照。因此，從煙葉使用角度，施用MgO可以改善煙葉吸食品質，施用Mg(OH)2、MgSO4改善效果不明顯，但與對照較為接近；而施用MgCl2會明顯降低煙葉感官評吸質量，這主要是因為施氯后導致雜氣較大，清香特征不彰顯，需要在施用量上做進一步優化。許嘉陽等[18]研究表明，煙葉氯含量與煙葉的灰色、燃燒性和評吸總分均呈顯著負相關，煙葉氯含量與煙葉刺激性呈顯著正相關。

綜上，在煙葉生產上選擇適宜的鎂肥，不僅能提高煙葉產值，也能提高煙葉品質和質量，從而產生良好的經濟效益。在福建煙區烤煙種植中，施用MgO效果最好，經濟性狀最優，煙葉化學成分相對協調，煙葉感官評吸質量得到改善；施用MgSO4經濟性狀和農藝性狀均較差，主要是烤煙生產需要較多的鉀肥，由于煙株忌氯，鉀肥一般以硫酸鉀的形態施入土壤，導致土壤中硫含量偏高，再施用硫酸鎂會進一步增加土壤中硫含量，不利于煙株營養平衡；另外，南方為酸性土壤，長期施用硫酸鎂會進一步加劇土壤酸化；因此，鎂肥應盡量不采用硫酸鎂的形式施用。在本試驗田水溶性氯含量較低的情況下，雖然MgCl2處理的產值尚可，且其化學成分中氯含量也還在相對合理的區間內，但煙葉感官評吸質量最差，從卷煙工業企業使用角度考慮應謹慎施用，具體的使用量還有待進一步研究。

4 結論

在等量鎂的情況下，施用鎂肥可以明顯增加葉片面積，提高煙葉單葉重和產值，促進烤煙化學成分更加協調,提高烤煙的感官評吸質量。各處理中以施用MgO效果最優，其產量、產值和均價分別比對照提高了7.04%、18.61%和11.20%，X2F、C3F和B2F平均單葉重分別比對照提高了11.51%、3.49%和8.37%，感官評吸綜合得分提高了1.6分；施用MgCl2感官評吸質量最差且低于對照。因此，在福建煙區酸性水稻田種植烤煙，烤煙生產上鎂肥種類以施用MgO為宜，避免施用MgSO4和MgCl2。