鎂肥施用量對(duì)楚雄烤煙產(chǎn)量及品質(zhì)的影響

周芳芳，蔡憲杰，龍 偉，楊 策，馬愛國(guó)，楊文松，曹加園，張曉龍，閆 鼎

（1.云南五佳生物科技有限公司，云南 昆明 650106；2.上海煙草集團(tuán)有限責(zé)任公司，上海 200083；3.云南省煙草公司楚雄州公司 675000；4.楚雄州煙草公司楚雄市公司，云南 楚雄 675000；5.華環(huán)國(guó)際煙草有限公司，安徽 滁州 233121）

鎂是植物生長(zhǎng)的必需元素之一，是葉綠素的成分，能夠促進(jìn)葉綠素的合成，增強(qiáng)煙葉光合作用，促進(jìn)碳水化合物的合成與轉(zhuǎn)化[1-4]。缺鎂會(huì)影響煙草正常生長(zhǎng)發(fā)育、生理代謝，造成煙草產(chǎn)量和品質(zhì)降低。為了追求高產(chǎn)出、高利益，大多數(shù)煙農(nóng)不斷增加氮、磷、鉀大量元素的施用[5]，但忽視了中微量元素的施用，加之我國(guó)南方紅壤地區(qū)受高溫、多雨及土壤酸性較強(qiáng)等因素影響，土壤中鎂容易淋溶損失，造成南方某些煙區(qū)植煙土壤缺鎂現(xiàn)象越來(lái)越嚴(yán)重，導(dǎo)致煙葉產(chǎn)量降低，品質(zhì)變劣。一般認(rèn)為，土壤交換性鎂臨界值為1 cmol/kg。研究認(rèn)為，湘東北煙區(qū)土壤交換性鎂平均含量為0.81 cmol/kg、湖南瀏陽(yáng)交換性鎂為0.5 cmol/kg，而重慶市植煙區(qū)鎂缺乏土壤占比為88.89%[6]。隨著烤煙技術(shù)的發(fā)展，越來(lái)越多的科研工作者認(rèn)識(shí)到鎂肥的重要性，關(guān)于增施鎂肥的研究也逐漸增多[5，7]，但不同地區(qū)植煙土壤養(yǎng)分存在較大差異，因地制宜增施鎂肥才能平衡植煙土壤養(yǎng)分，指導(dǎo)生產(chǎn)實(shí)際，提高烤煙產(chǎn)質(zhì)量。

本試驗(yàn)針對(duì)楚雄煙區(qū)土壤養(yǎng)分特點(diǎn)，開展增施鎂肥技術(shù)研究，旨在為楚雄烤煙生產(chǎn)中增施鎂肥提供技術(shù)支撐。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試烤煙品種為云煙87。

1.2 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2020年4—9月在楚雄市蒼嶺鎮(zhèn)大西村進(jìn)行。試驗(yàn)地位于北緯25°5′49″°，東經(jīng)101°37′55″，海拔1 747.11 m。烤煙生育期（4—9 月）平均降雨量為105.24 mm，平均氣溫（4—9 月）為20.86 ℃。土壤類型為紫色土，pH值為6.16，有機(jī)質(zhì)27.62 g/kg，有效磷14.61 mg/kg，速效鉀136.94 mg/kg，堿解氮102.29 mg/kg，交換性鈣6.98 cmol/kg，交換性鎂0.78 cmol/kg。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

移栽期施用煙草專用復(fù)合肥作為基肥，施用量為300 kg/hm2，基肥氮、磷、鉀養(yǎng)分比例為15%∶15%∶18%；團(tuán)棵期和旺長(zhǎng)期追施煙草專用復(fù)合肥450 kg/hm2，專用追肥氮、鉀養(yǎng)分比例為12.5%∶33.5%。在此施肥基礎(chǔ)上，試驗(yàn)共設(shè)1個(gè)對(duì)照（CK）和3 個(gè)處理（T1～T3），其中，T1 為增施60 kg/hm2硫酸鎂；T2為增施90 kg/hm2硫酸鎂；T3為增施120 kg/hm2硫酸鎂，CK為不施硫酸鎂。鎂肥于團(tuán)棵期隨追肥進(jìn)行增施。采用隨機(jī)區(qū)組排列，小區(qū)面積為200 m2，每個(gè)處理設(shè)3 次重復(fù)，一個(gè)小區(qū)為一個(gè)重復(fù)，每個(gè)重復(fù)種植烤煙300株。于烘烤結(jié)束時(shí)，取各處理中部煙葉為試驗(yàn)樣品。各處理和對(duì)照烤煙的田間管理參照楚雄烤煙綜合標(biāo)準(zhǔn)DB53T-272.1-37執(zhí)行。

1.4 指標(biāo)測(cè)定與感官評(píng)價(jià)

1.4.1 煙葉外觀質(zhì)量評(píng)價(jià) 煙葉外觀質(zhì)量根據(jù)GB 2635—1992 對(duì)樣品的顏色、身份、色度、成熟度、油分和組織結(jié)構(gòu)按10分制打分。

1.4.2 煙葉物理特性分析 煙葉物理特性指標(biāo)包括煙葉抗張力、煙葉厚度、平衡含水率、葉面密度和含梗率，其中煙葉厚度、葉面密度、含梗率和抗張力等物理指標(biāo)測(cè)定參照楊麗平等[8]的方法進(jìn)行，平衡水分測(cè)定參照蔡健榮等[9]的方法進(jìn)行。

1.4.3 煙葉常規(guī)化學(xué)成分的測(cè)定 試樣制備根據(jù)YC/T 31—1996 規(guī)定，采用烘箱法；煙葉總糖、總植物堿、還原糖、氯離子和總氮根據(jù)YC/T 159～162—2002 規(guī)定，采用連續(xù)流動(dòng)法進(jìn)行檢測(cè)；鉀離子含量根據(jù)YC/T 217—2007采用連續(xù)流動(dòng)法測(cè)定。

1.4.4 感官評(píng)吸分析 將各處理煙葉切絲后卷制成長(zhǎng)70 mm、圓周27.5 mm 的煙支，經(jīng)過(guò)挑選、平衡水分后，由鄭州煙草研究院7 名評(píng)吸專家按照YC/T 138—1998 煙草及煙草制品感官評(píng)價(jià)方法為基礎(chǔ)，按單料煙“標(biāo)度值”標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一進(jìn)行感官質(zhì)量評(píng)吸鑒定，并采用“9 分制”標(biāo)準(zhǔn)打分，刺激性、濃度、余味、燃燒性、香氣質(zhì)、香氣量、灰色、雜氣均為9 分，勁頭采用文字描述，不計(jì)分。

1.4.5 煙葉經(jīng)濟(jì)性狀分析 依據(jù)GB2635—1992分級(jí)后，分別統(tǒng)計(jì)各處理不同等級(jí)煙葉的葉片數(shù)量，計(jì)算等級(jí)結(jié)構(gòu)。

1.5 數(shù)據(jù)分析

采用Excel 2010、SPSS 17.0 對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析，顯著性水平P＜0.05。煙葉外觀質(zhì)量、物理特性、感官評(píng)吸質(zhì)量以及綜合品質(zhì)均參照《中國(guó)煙草種植區(qū)劃》選取對(duì)應(yīng)的指標(biāo)，采用賦值權(quán)重和指數(shù)和法進(jìn)行評(píng)價(jià)[10]，計(jì)算綜合得分（IFI）。煙葉常規(guī)化學(xué)成分采用模糊數(shù)學(xué)隸屬函數(shù)的數(shù)據(jù)模型進(jìn)行評(píng)價(jià)，煙葉常規(guī)化學(xué)成分的綜合指數(shù)（Ⅰ）劃分為5個(gè)等級(jí)，即高（Ⅰ≥75）、較高（65≤Ⅰ＜75）、中（55≤Ⅰ＜65）、較低（45≤Ⅰ＜55）和低（Ⅰ＜45）[11-12]。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同鎂肥處理烤后煙葉物理特性分析

參照優(yōu)質(zhì)煙葉物理特性要求[13]，4 個(gè)處理中部葉平衡含水率均高于12%，達(dá)優(yōu)質(zhì)煙葉要求，4個(gè)處理煙葉厚度均高于優(yōu)質(zhì)煙葉要求，但葉面密度低于優(yōu)質(zhì)煙葉要求，以T1處理葉面密度最高，其次為T3處理；T1 和T3 處理含梗率分別較CK 降低了2.53%和5.54%。從綜合得分來(lái)看，T1＞T3＞CK＞T2，T1和T3 處理綜合得分分別較對(duì)照提升了6.26%和5.02%（表1）。綜上可見，T1 和T3 處理有助于改善烤后煙葉物理特性，提高葉面密度，降低含梗率，改善煙葉平衡含水率。

表1 不同處理烤煙物理特性比較Tab.1 Physical characters of tobacco of different treatments

2.2 不同鎂肥處理烤后煙葉外觀品質(zhì)分析

鎂會(huì)影響酚類物質(zhì)含量，進(jìn)而影響烤煙色度，且鎂會(huì)嚴(yán)重影響烤煙的身份和成熟度等指標(biāo)[14-15]。由表2可知，T1、T2、T3處理綜合得分均高于CK，且分別較CK 提高了5.11%、3.30%和4.05%，并以T1提升效果更佳。具體表現(xiàn)為T1 處理顏色橘黃，成熟度較好，結(jié)構(gòu)疏松，油分較足，CK 顏色檸檬偏橘黃，成熟度稍欠，結(jié)構(gòu)尚疏松，油分稍有。綜上可見，增施鎂肥有助于提升煙葉外觀品質(zhì)。

表2 增施鎂肥對(duì)烤后煙葉外觀品質(zhì)的影響Tab.2 The effect of increasing magnesium fertilizer on tobacco appearance quality

2.3 不同鎂肥處理烤后煙葉化學(xué)成分分析

由表3可知，增施鎂肥能夠提升烤煙鉀離子含量，降低氯離子含量，提升鉀氯比，提高煙堿含量；T1 處理鉀離子、鉀氯比高于CK 及其他處理，糖堿比在優(yōu)質(zhì)煙葉適宜范圍，綜合得分最高，較CK提高了18.76%；T2 處理煙葉煙堿、鉀離子、鉀氯比高于CK，綜合得分較CK 提高了6.41%；T3 處理煙葉綜合得分低于對(duì)照，表現(xiàn)為總氮偏低、煙堿偏低，糖堿比偏高，不利于提升煙葉內(nèi)在化學(xué)成分協(xié)調(diào)性。綜上所述，T1 處理對(duì)煙葉化學(xué)成分協(xié)調(diào)性改善效果較好，其次為T2處理。

表3 增施鎂肥對(duì)烤后煙葉化學(xué)成分的影響Tab.3 The effect of increasing magnesium fertilizer on tobacco chemical component

2.4 不同鎂肥處理煙葉感官質(zhì)量分析

煙草感官評(píng)吸的好壞直接影響烤煙等級(jí)的優(yōu)劣。由表4 可知，感官評(píng)吸總分大小依次為T1＞CK＞T2＞T3。其中，T1 處理香氣質(zhì)足，香氣量豐富，雜氣較小，余味干凈舒適，灰色好；CK 香氣質(zhì)足，香氣量風(fēng)格，雜氣略有，余味稍干凈；T2和T3處理香氣質(zhì)和香氣量略低于CK 和T1，刺激性明顯，余味略差。

表4 增施鎂肥對(duì)烤后煙葉感官品質(zhì)的影響Tab.4 The effect of increasing magnesium fertilizer on sensory quality

2.5 不同處理烤煙理化性質(zhì)綜合得分

從外觀質(zhì)量、物理特性、化學(xué)成分和感官質(zhì)量4 個(gè)方面對(duì)3 個(gè)鎂肥處理進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，結(jié)果顯示（表5），T1、T2 處理有助于提升烤煙綜合品質(zhì)，2 個(gè)處理總分分別較對(duì)照提升了4.660%和0.068%；T3處理不利于提升烤煙綜合品質(zhì)。可見，適宜的鎂肥增施量有助于改善楚雄烤煙綜合品質(zhì)，過(guò)量的鎂肥不利于提升煙葉品質(zhì)。

表5 不同處理烤煙感官品質(zhì)分析Tab.5 The analysis of sensory quality on different treatments

2.6 不同鎂肥處理對(duì)烤煙經(jīng)濟(jì)性狀的影響

對(duì)各處理烤后煙葉經(jīng)濟(jì)性狀各項(xiàng)指標(biāo)分析可知（表6），4 個(gè)處理產(chǎn)值大小依次是T1＞T3＞T2＞CK，T1和T3處理公頃產(chǎn)值分別較對(duì)照分別提高了2.85%和2.78%，提升幅度相近。對(duì)上等煙占比、中上等煙占比、產(chǎn)量、均價(jià)進(jìn)行詳細(xì)分析發(fā)現(xiàn)，3個(gè)增施鎂肥處理中，T1 處理中上等煙占比及均價(jià)高于其他處理，T2 處理產(chǎn)量最高，但均價(jià)較低，不利于提升烤煙經(jīng)濟(jì)效益。

表6 不同鎂肥處理烤煙產(chǎn)質(zhì)量的影響Tab.6 The effect of increasing magnesium fertilizer on tobacco yields and values

3 結(jié)論與討論

有研究發(fā)現(xiàn)，土壤鎂含量地域差異較大，一般北方煙區(qū)高于南方煙區(qū)[16]，大多數(shù)南方煙區(qū)由于土壤風(fēng)化強(qiáng)烈，土壤中的鎂被淋失，鎂含量偏低[17]，且在烤煙生產(chǎn)中重視大量元素施用，不注重中微量元素補(bǔ)充，隨著烤煙連作年限不斷增加，對(duì)鎂消耗量增加，補(bǔ)充不足，進(jìn)而影響烤煙品質(zhì)提升。針對(duì)楚雄蒼嶺煙區(qū)土壤狀況，本研究開展增施不同濃度鎂肥技術(shù)研究，結(jié)果表明，在楚雄煙區(qū)増施鎂肥60 kg/hm2有助于降低煙葉含梗率，改善煙葉成熟度和組織結(jié)構(gòu)，提高鉀離子含量，降低氯離子含量，鉀氯比升高，糖堿比在優(yōu)質(zhì)煙葉適宜范圍，且該處理香氣質(zhì)細(xì)膩，香氣量足，其物理特性、外觀品質(zhì)、化學(xué)成分和烤煙綜合品質(zhì)得分分別較對(duì)照提升了6.26%、5.11%、18.76%和4.66%。對(duì)該處理產(chǎn)值和產(chǎn)量進(jìn)行分析可知，其中上等煙比例、均價(jià)和產(chǎn)值高于對(duì)照和其他處理，其公頃產(chǎn)值較對(duì)照提高了2.85%。增施90 kg/hm2硫酸鎂對(duì)烤煙物理特性、外觀品質(zhì)和感官品質(zhì)改善效果不明顯，烤煙理化性質(zhì)綜合得分與對(duì)照差異較小，但能夠提升鉀離子含量，降低氯離子含量，糖堿比適中，改善化學(xué)成分協(xié)調(diào)性，該處理產(chǎn)量最高，中上等煙比例和均價(jià)較低，低于對(duì)照，其產(chǎn)值與對(duì)照相差較小。增施120 kg/hm2硫酸鎂煙葉厚度和葉面密度明顯增加，改善煙葉成熟度、組織結(jié)構(gòu)和身份，但煙堿和氮含量降低，化學(xué)成分協(xié)調(diào)性略有改善，抽吸品質(zhì)表現(xiàn)為香氣質(zhì)稍細(xì)膩，余味稍差，其產(chǎn)量和產(chǎn)值較高，優(yōu)于對(duì)照。

在楚雄煙區(qū)增施60 kg/hm2硫酸鎂煙葉綜合品質(zhì)優(yōu)于增施90 kg/hm2和120 kg/hm2，說(shuō)明增施適量的鎂肥能夠改善煙葉品質(zhì)，但施鎂過(guò)量對(duì)煙葉品質(zhì)改善效果不顯著，同時(shí)還造成鎂肥浪費(fèi)，增加烤煙種植成本，其原因可能與鎂和鈣、鐵存在拮抗作用有關(guān)[18]。且本研究發(fā)現(xiàn)，增施鎂肥有助于提升煙葉外觀質(zhì)量，協(xié)調(diào)化學(xué)成分，增加作物產(chǎn)量和產(chǎn)值，與前人研究結(jié)果較一致[19-21]，說(shuō)明因地制宜施用鎂肥對(duì)提質(zhì)增效具有良好效果。增施60 kg/hm2硫酸鎂能夠提升煙葉成熟度、組織結(jié)構(gòu)和身份，可能是缺鎂會(huì)導(dǎo)致葉綠素褪色引起早衰和假熟，烤煙未達(dá)到正常成熟，內(nèi)含物轉(zhuǎn)化不充分，影響烤煙身份和成熟度等指標(biāo)[3]，對(duì)煙葉化學(xué)成分的影響可能與鎂影響硝酸還原酶活性有關(guān)，促進(jìn)氮代謝，增加煙堿積累[22]。有研究表明，鎂與烤煙香氣指標(biāo)有直接關(guān)系，能夠增加葉綠醇含量[23]，這可能是本研究中增施鎂肥改善烤煙抽吸品質(zhì)的原因，但增施120 kg/hm2硫酸鎂烤煙感官質(zhì)量和綜合品質(zhì)均表現(xiàn)較差，可能是由于鎂肥供應(yīng)量超過(guò)烤煙營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)臨界期。綜上可見，鎂肥增施對(duì)烤煙品質(zhì)的影響與其施用量有關(guān)，其施用量與植煙土壤實(shí)際情況密切相關(guān)，因此，不同植煙區(qū)增施鎂肥量要根據(jù)植煙土壤實(shí)際情況進(jìn)行，開展相關(guān)研究能夠指導(dǎo)生產(chǎn)實(shí)際，在經(jīng)濟(jì)原則下有效改善煙葉品質(zhì)、產(chǎn)量和產(chǎn)值。