根層空間對烤煙品質和均質化的影響

于祥全 蔡憲杰 薛琳 曹亞凡 閆寧 張繼光 李世金 楊悅章 梁軍偉 薄國棟 申國明

摘要：為明確亞熱帶季風性濕潤氣候下不同根層空間對烤煙品質和均質化的影響，在皖南煙區設計不同壟高（25、35、45 cm）和壟寬（60、70、80 cm）雙因素試驗，共9個處理，通過烤煙長勢和理化指標確定不同處理對煙葉品質的作用，通過烤煙理化指標變異系數確定煙葉均質化水平。結果表明：Ⅲ處理（25 cm×80 cm）有助于團棵期烤煙生長，Ⅴ處理（35 cm×70 cm）、Ⅵ處理（35 cm×80 cm）對平頂期長勢促進作用較大;35 cm壟高對煙葉的品質促進作用明顯，其中Ⅳ處理（35 cm×60 cm）的煙葉產值最高，Ⅴ處理（35 cm×70 cm）的單株干物質積累最大，Ⅵ處理（35 cm×80 cm）外觀評價和化學成分適宜性最好;且Ⅵ處理（35 cm×80 cm）的煙葉物理指標和化學指標的均質化水平最高。

關鍵詞：根層空間;壟高;壟寬;烤煙品質;均質化

中圖分類號：S572.04?? 文獻標志碼： A

文章編號：1002-1302（2021）22-0071-05

收稿日期：2021-03-19

基金項目：上海煙草集團有限責任公司科技項目（編號：20183100001-40875）。

作者簡介：于祥全（1995—），男，山東菏澤人，碩士研究生，主要從事農產品質量與食物安全研究。E-mail：1146129263@qq.com。

通信作者：申國明，碩士，研究員，主要從事煙草綜合應用研究。E-mail：shenguoming@caas.cn。

壟作是一種較為傳統的農作方式，在眾多作物的生產中被廣泛應用，包括蔬菜、水果、糧食、藥材等領域[1-4]，其中以根莖類作物方面的技術較為成熟，且種植方式逐漸向“壟式+覆膜”方向發展[5]。相關研究表明，不同的壟高、壟寬會使土壤的供肥能力產生一定的差別，適宜的壟高、壟寬可以調節土壤溫度、濕度，涵養土壤肥力[6]。

受壟作模式的影響，煙株的根層空間主要由壟體大小控制，同時壟作又可以對土壤的理化性狀進行調整，如活化根層土壤養分，改善根際土壤結構，調節土壤群落構成，實現對煙葉產質量的綜合調控[7-8]。在干旱地區，壟作可以增加表層土壤的疏松度，減少底層土壤毛管水的流失，提升抗寒能力[9-10];在雨水充沛地區，壟體可以提升作物根部水勢，降低澇害風險[11]。此外壟作還可以增加煙株行間的氣體流通，促進煙株的光合作用，增強煙株的抗逆能力，從而減小病害的發生[12-14]。壟體獨特的弧面結構能使土壤接觸陽光的角度變大，更容易提升土壤溫度，促使煙株早生快發，并能提升烤煙的抗逆性[15-16]。

雖然壟作對于烤煙種植有較大的促進作用，但不同地區的煙葉起壟標準不一。針對我國特有的亞熱帶海洋性濕潤氣候，適宜煙草種植的壟體研究還未見報道，故以皖南煙區為代表，通過比較不同根層空間對烤煙品質和均質化水平的影響，確定最佳壟高、壟寬搭配，并為烤煙區域化栽培提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗設計

試驗于2019年在安徽省宣城市宣州區黃渡鄉（30°48′N，118°50′E）進行。土壤平均有機質含量為22.80 g/kg，總氮含量為1.38 g/kg，堿解氮含量為135.77 mg/kg，速效鉀含量為103.11 mg/kg。地塊平整，肥力均勻。壟高設置3個水平分別為25、35、45 cm，壟寬設置3個水平分別為60、70、80 cm，共9個處理，3次重復，共27個小區（表1）。每個小區面積50 m2，試驗小區面積共1 350 m2，保護行面積150 m2，試驗地面積1 500 m2，烤煙品種為云煙87。

1.2 樣品采集與測定

1.2.1 農藝性狀測定 根據（YC/T 142—1998煙草農藝性狀調查方法）測定烤煙大田農藝性狀。

1.2.2 生物量測定

生物量采集在煙葉采烤期，各處理選擇代表該處理平均長勢的煙株3株，3個部位取樣，分別取下部葉、中部葉、上部葉各4片，并在采烤結束后取根、莖于105 ℃殺青30 min，然后在 70 ℃ 下烘干稱質量。

1.2.3 烤煙產量 按18 000株/hm2計算各處理煙葉的產量、均價、產值、上等煙比例、上中等煙比例。

1.2.4 烤煙化學指標 選取C3F等級煙葉參照《煙草化學》[17]進行檢測，鉀含量測定采用火焰光度法，總糖、還原糖、煙堿、總氮和氯含量測定采用連續流動分析法。

1.2.5 烤煙物理指標 選取C3F等級煙葉，分處理進行葉長、葉寬、單葉質量、含梗率、拉力、填充值、平衡含水率的測定。

1.2.6 數據處理及分析 采用SPSS 24和Microsoft Excel 2016 對數據進行整理和分析，Graphpad prism 5進行作圖。

2 結果與分析

2.1 根層空間對團棵期烤煙農藝性狀的影響

由圖1可知，相同壟寬條件下， 25 cm壟高處理對團棵期煙株的長勢最為有利，隨著壟高的增加，煙葉的長勢呈現下降趨勢，相同壟高下的最大葉長、最大葉寬、葉數隨壟寬的增大整體呈現增大的趨勢，處理Ⅲ的株高、葉數、葉片長勢均為最大，且煙株間的差異性最小。

2.2 根層空間對采烤期煙株生物量的影響

在煙葉到達采烤期（圖2），各處理對采烤期煙株總生物量的積累沒有顯著影響，處理Ⅴ的干物質積累總量最大，處理Ⅳ的煙葉干物質積累最大，處理Ⅲ的干物質積累總量和煙葉干物質積累均最小。

2.3 根層空間對烤煙經濟性狀的影響

相同壟寬條件下，35 cm壟高處理高于其他壟高處理產量（表1），其中以處理Ⅴ產量最高，為 2 325.9 kg/hm2，但由于上等煙比例略低，造成產值略低于處理Ⅳ的最大產值63 295.1 元/hm2。

2.4 根層空間對中部煙葉化學指標和均勻性的影響

由表2可知，煙葉化學成分的變化主要由壟高因素造成，35 cm壟高的煙葉淀粉、還原糖、總糖、糖堿比等含量較低，氮堿比和鉀氯比處于較為適宜范圍內[18]，各處理對比，以處理 Ⅳ、Ⅴ化學指標配比最佳。

累積變異系數在一定程度上反映了樣本整體的均勻性水平，由圖3可知，處理Ⅳ烤煙化學指標的累積變異系數最大，處理Ⅵ的累積變異系數最小;在35 cm壟高處理下，隨著壟寬的增加，煙葉化學成分的累積變異系數呈下降趨勢。

2.5 根層空間對中部煙葉物理特性和均勻性的影響

由表3可以看出，各處理間的拉力指標、填充值、平衡含水率沒有顯著性差異，整體拉力值處于1.00 N左右，填充值在3.00 cm3/g上下波動，平衡含水率位于0.13%～0.14%之間。

由圖4可以看出，處理Ⅷ烤煙的物理指標累積變異系數最大，處理Ⅵ的累積變異系數最小，不同處理間變異系數的差別主要由拉力、葉質重和單葉質量等因素引起。

3 討論與結論

3.1 對烤煙田間農藝性狀的影響

受季風性氣候的影響，烤煙長勢前期降雨較少，降低壟體高度能顯著提高根際土壤的水分含量，促進團棵期煙株的生長發育[19-20]。本研究認為，25 cm 壟高可以促進煙株團棵期生長，且長勢隨壟高的增大呈現下降趨勢，原因可能是25 cm壟高促進了土壤養分的溶解，使土壤具有更好的供水供肥能力?？緹熯M入平頂期的同時也伴隨著雨季的來臨。本研究認為，平頂期以35 cm壟高處理的烤煙長勢較好，而25 cm壟高烤煙長勢最差，這與官宇等的研究[21]類似，原因可能是25 cm壟高不足以滿足烤煙排水的需求，造成根際土壤水分過飽和，影響了烤煙根系的呼吸能力，從而降低了土壤的根系活力;且根據現場觀察，25 cm壟高下的烤煙不定根數量明顯增多。整體上表現為35 cm壟高能更好地調節烤煙對土壤水肥的吸收，促進烤煙生物量的合成。

3.2 對烤煙產質量和理化性狀的影響

適宜的根層空間可以提高根際土壤養分含量，調節土壤pH值，提高煙葉品質[22-23]。通過對烤后煙葉產質量的分析，煙葉產質量的差異主要由壟高因素引起，35 cm壟高處理可以增加煙葉產量和產值，平均產值可以達到6萬元/hm2以上。而25 cm壟高根際土壤空氣相對較少，容易引起烤煙抗逆機制的表達，造成烤煙早熟、產量下降[24];45 cm壟高土壤前期養分釋放較少，隨后期雨水的增大，土壤養分（尤其是氮）的釋放量劇增，引起煙株的貪青晚熟，降低了烤煙的品質[25]。通過對中部煙葉化學成分的檢測，35 cm壟高處理的化學配比最合理，尤其是鉀元素較多，對提升煙葉口感和可燃性有重要意義[26]。

3.3 對烤煙均勻性的影響

烤煙理化性狀的均勻性在一定程度上會影響烤煙的工業適配性。相關研究表明，不同采烤方式、種植地區、施肥方式均會在不同程度上影響煙葉的均勻性[27-28]。本研究通過比較不同處理中部煙葉理化指標的累積變異系數發現，在35 cm壟高處理前提下，壟寬越大，烤煙化學成分的均勻性就越好，處理Ⅵ最有利于調節烤煙的化學成分的均勻性，同時有利于提升烤煙物理指標的均勻性。

根據烤煙的生長需求和地區氣候條件，調控煙壟高度和寬度，可以為烤煙提供適宜的根層空間，促進烤煙生長和提高煙葉品質。針對皖南煙區等典型的亞熱帶季風性氣候地區，采用35 cm壟高搭配適宜的壟寬，可以有效增加烤煙產量和質量，提高煙葉的均質化水平。同時我國煙草種植南北跨度大，涵蓋多個氣候帶，針對不同氣候的壟作研究還有待進一步發掘。

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