不同海拔施氮量與移栽密度對烤煙質量的影響

戢 飛， 丁才夫， 文 濤， 吳寶成， 譚 華， 張華林， 毛圣華

(恩施州煙草公司 建始縣煙葉分公司， 湖北 建始 445300)

0 引言

【研究意義】煙葉是卷煙工業的基礎，由于近年來卷煙企業品牌的競爭日益激烈，卷煙工業對優質煙葉原料的需求也在不斷提高，烤煙作為卷煙的主要原料之一，其品質好壞直接影響卷煙的質量[1-2]。煙葉品質不僅受烤煙品種和栽培措施等因素影響，海拔高度和氣候等生態條件也是主要影響因子[3]。研究不同海拔高度煙區適宜的施氮量和移栽密度組合對提高烤煙產質量具有重要意義。【前人研究進展】施氮量在所有肥料中對烤煙產量和質量影響最大，施氮量高低直接影響煙葉的產量、內在化學成分和外觀品質[4]。種植密度可以改善煙田微氣候，改變植株光合利用效率和營養狀況，進而影響煙葉的產量和品質[5-7]。可見，合理的施氮量和種植密度是保證烤煙品質的重要栽培措施[8]。海拔高度不同會導致當地光照量、晝夜溫差和相對濕度的差異，進而導致煙葉在各生長發育階段所處的氣候生態條件不同，從而影響烤煙在大田期的生長發育和后期品質特征的形成[9]。因此，在一定的海拔高度下，選擇適宜的施氮量和適應當地的種植密度是提高煙葉經濟性狀、內在品質和商品價值的重要途徑之一。【研究切入點】目前，國內外針對烤煙質量提升的田間栽培研究多集中在平衡施肥、合理密植、科學打頂等方面，而海拔高度、施氮量和移栽密度3個因素互作對烤煙質量提升的研究鮮有報道。【擬解決的關鍵問題】以海拔高度、施氮量和移栽密度為研究因子，設2因素3水平小區試驗，研究不同海拔高度下施氮量和移栽密度互作對烤煙質量提升的影響，篩選出不同海拔高度下施氮量和移栽密度的最佳組合，以期為當地煙區優質烤煙原料生產提供理論依據和技術支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗地選擇在建始縣長梁鎮龍潭村、官店鎮滴水巖村和龍坪鄉彭家坦村，其海拔高度分別為875 m、1 150 m和1 350 m。龍潭村土壤類型為黃壤土，土壤氮素供肥能力中等偏低，耕層有機質21.15 g/kg，堿解氮90.07 mg/kg，速效磷42.98 mg/kg，速效鉀221.34 mg/kg，pH 5.74；滴水巖村土壤類型為黃壤土，土壤氮素供肥能力中等，耕層有機質28.30 g/kg，堿解氮119.21 mg/kg，速效磷55.14 mg/kg，速效鉀332.50 mg/kg，pH 5.64；彭家坦村土壤類型為黃壤土，土壤氮素供肥能力偏低，耕層有機質21.36 g/kg，堿解氮83.45 mg/kg，速效磷49.38 mg/kg，速效鉀313.28 mg/kg，pH 5.56。

1.2 材料

供試烤煙品種為云煙87，由玉溪中煙種子有限責任公司提供；肥料為復合肥，N∶P∶K為8∶16∶24，湖北香青化肥有限公司生產。

1.3 方法

1.3.1 試驗設計 3個試驗點均各設9個處理(表1)，以施氮量和種植密度為因子進行2因素3水平小區試驗，即施氮量，依次為82.5 kg/hm2(N1)、97.5 kg/hm2(N2)和112.5 kg/hm2(N3)，折合施用復合肥675 kg/hm2、900 kg/hm2和1 125 kg/hm2；移栽密度，依次為13 890株/hm2(M1)、15 150株/hm2(M2)和16 665株/hm2(M3)。隨機排列，不設重復，單個小區面積150 m2，5行區，四周留2行保護行。其他肥料用量均為煙草秸稈生物有機肥750 kg/hm2、磷肥375 kg/hm2、硝銨磷肥75 kg/hm2和硫酸鉀150 kg/hm2。其他農事操作嚴格按照當地煙葉生產技術方案執行。

表1 烤煙不同施氮量和移栽密度試驗設計

1.3.2 指標測定 打頂后10 d進行中部和上部最大葉長寬等農藝性狀調查；經濟性狀根據現行分級標準和當年煙葉收購價格進行計產計值和統計其上中等煙率。根據《煙草和煙草制品化學成分連續流動法》測定煙葉的煙堿、總糖、還原糖、氯和鉀等化學成分含量。采取C3F等級樣品1.5 kg送往恩施州煙草公司科技中心進行外觀質量評價。

S=Ldω

式中，S為葉面積、L為葉長、d為葉寬、ω為葉面積指數(0.634 5)。

1.4 數據統計與分析

采用Excel 2010和SPSS 22對試驗數據進行統計分析，顯著性檢驗用Duncan新復極差法。

2 結果與分析

2.1 3個海拔下不同施氮量和移栽密度處理煙株的葉面積

從圖1看出，隨海拔升高中部葉和上部葉面積各處理的變化存在差異。中部葉面積。隨海拔升高除T1(逐漸增大)和T3(逐漸減小)外均呈先增后減趨勢，且在海拔1 150 m時均能獲得較大葉面積。其中，海拔875 m時，各處理中部葉的面積為1 034.6～1 402.4 cm2，表現為T8>T7>T4>T9>T1>T5>T3>T2>T6；海拔1 150 m時，各處理中部葉的面積為1 081.9～1 532.7 cm2，表現為T8>T7>T9>T4>T5>T1>T6>T2>T3；海拔1 350 m時，各處理中部葉的面積為968.6～1 388.1 cm2，表現為T8>T7>T1>T4>T2>T9>T6>T5>T3。上部葉面積。隨海拔升高各處理的上部葉面積表現不一，T1和T2呈先減后增趨勢，T3、T4、T6、T7和T8呈遞減趨勢，T5和T9呈先增后減趨勢。其中，海拔875 m時，各處理上部葉的面積為828.7～1 183.9 cm2，表現為T8>T7>T4>T1>T6>T5>T3>T2>T9；海拔1 150 m時，各處理上部葉的面積為727.9～1 063.3 cm2，表現為T7>T5>T8>T4>T9>T3>T6>T2>T1；海拔1 350 m時，各處理上部葉的面積為617.5～969.0 cm2，表現為T8>T7>T1>T4>T5>T2>T6>T9>T3。大部分處理在海拔875～1 150 m能獲得較大的上部葉面積。

圖 1 3個海拔下不同施氮量和移栽密度處理煙株的中部葉及上部葉面積

從表2看出，3個海拔下煙株的中、上部葉面積基本表現出隨施氮量增加而增大(中部葉N2+海拔1 350 m除外)，隨移栽密度增大而減小(中部葉M2+海拔1 150 m除外)的規律，在N3和M1水平下可獲得較大中部和上部葉面積；而N2、N3間(中部葉海拔1 150 m除外)及M1、M2間的中、上部葉面積無顯著性差異。極差分析顯示，海拔875 m，施氮量對中部葉面積的影響大于移栽密度影響，移栽密度對上部葉面積影響大于施氮量影響；海拔1 150 m，施氮量對中、上部葉面積的影響大于移栽密度影響；海拔1 350 m，移栽密度對中、上部葉面積的影響大于施氮量影響。

表2 3個海拔下不同施氮量和移栽密度處理中部及上部葉面積的邊際值和極差

2.2 3個海拔下不同施氮量和移栽密度處理煙葉的經濟性狀

從圖2和表3看出，不同海拔高度各處理煙葉的產量、產值和上中等煙率存在差異。隨海拔增大相同處理煙葉的產量、產值和上中等煙率呈先增后減趨勢(M3水平除外)，在海拔1 150 m時能獲得較好的煙葉產量、產值。

圖2 3個海拔下不同施氮量和移栽密度處理煙葉的產量、產值和上中等煙率

表3 3個海拔下不同施氮量和移栽密度處理中部葉經濟效益的邊際值和極差

2.2.1 低海拔(875 m)煙區 各處理煙葉產量為1 534.95～2 103.30 kg/hm2，表現為T9>T8>T6>T7>T3>T5>T4>T2>T1；產值為42 245.55～54 001.65元/hm2，表現為T9>T6>T8>T7>T3>T5>T4>T2>T1；上中等煙率為82.67%～89.94%，表現為T6>T5>T4>T3>T1>T2>T7>T8>T9。隨施氮量和移栽密度增加產量和產值均呈遞增趨勢，在N3和M3水平可獲得最大值；N2與N3水平、N1與N2水平煙葉的產量和產值均無顯著差異，N3水平煙葉的產量和產值顯著高于N1水平。上中等煙率隨施氮量增加呈先增后減趨勢，隨移栽密度增大呈先減后增趨勢，在N2和M3水平煙葉的上中等煙率最高。總體看，低海拔煙區施氮量對產量、產值和上中等煙率的影響大于移栽密度影響；N2M3(T6)的產量、產值和上中等煙率較好。

2.2.2 中海拔(1 150 m)煙區 各處理煙葉產量為1 728.60～2 200.80 kg/hm2，表現為T8>T9>T7>T5>T6>T3>T4>T2>T1；產值為48 331.20～56 024.40元/hm2，表現為T8>T9>T7>T5>T6>T3>T2>T1>T4；上中等煙率為81.10%～90.80%，表現為T5>T2>T4>T1>T6>T3>T7>T8>T9。煙葉產量和產值隨施氮量增加呈遞增趨勢，N3水平煙葉的產量和產值顯著高于N1與N2；上中等煙率隨施氮量增加呈先增后減趨勢，N2水平煙葉上中等煙率最高，與N1水平無顯著差異，二者均顯著高于N3水平。煙葉產量、產值和上中等煙率隨移栽密度增大均呈先增后減趨勢，M2水平可獲得最大煙葉產量、產值和上中等煙率，但與其余水平的差異不顯著。總體看，中海拔煙區施氮量對產量、產值和上中等煙率的影響大于移栽密度影響；N2M2(T5)可獲得最高上中等煙率及較好的煙葉產量和產值。

2.2.3 高海拔(1 350 m)煙區 各處理煙葉產量為1 475.70～1 927.05 kg/hm2，表現為T8>T7>T9>T5>T6>T4>T3>T2>T1；產值為40 597.20～53 037.15元/hm2，表現為T8>T7>T9>T5>T6>T4>T3>T2>T1；上中等煙率為82.80%～88.88%，表現為T8>T7>T4>T5>T6>T2>T9>T3>T1。煙葉產量、產值和上中等煙率隨施氮量增加呈遞增趨勢，N3與N2水平煙葉的產量和產值均無顯著差異，二者顯著高于N1水平；N3水平煙葉上中等煙率顯著高于N1水平，其余水平差異不顯著。隨移栽密度增大產量、產值和上中等煙率均呈先增后減趨勢。總體看，海拔1350 m煙區施氮量對產量、產值和上中等煙率的影響大于移栽密度影響；N3M2(T8)煙葉的產量、產值和上中等煙率最高。

2.3 3個海拔下不同施氮量和移栽密度處理煙葉的化學成分

由表4可見，3個海拔不同施氮量和移栽密度處理煙葉的化學成分變化。

表4 3個海拔不同施氮量和移栽密度處理中部葉的化學成分

2.3.1 海拔875 m煙區 各處理總糖含量為22.63%～27.12%，表現為T5>T8>T6>T2>T9>T3>T7>T4>T1，均超過適宜范圍(18%～22%[10-12])；還原糖含量為16.02%～22.30%，表現為T6>T8>T2>T5>T1>T9>T4>T3>T7，其中，T1、T9、T4、T3、T7的還原糖含量在適宜范圍(16%～20%)；煙堿含量為2.14%～3.04%，表現為T7>T4>T5>T9>T8>T6>T2>T3>T1，均在適宜范圍內(1.5%～3.5%[10-12])；氯含量為0.23%～0.49%，表現為T3>T5>T1>T9>T7>T4>T2>T6>T8，除T8外其余均在適宜范圍(0.3%～0.8%)內；鉀含量為1.09%～2.50%，表現為T3>T9>T6>T7>T8>T4>T1>T2>T5，其中，僅T3、T6、T7和T9的鉀含量大于2%(適宜范圍>2%)；糖堿比為5.40～9.27，表現為T1>T6>T2>T3>T8>T5>T9>T4>T7，僅T1、T6的糖堿比在適宜范圍(8～10)內；鉀氯比為2.79～8.13，表現為T8>T6>T7>T9>T3>T4>T2>T1>T5，除T5外其余均在適宜范圍(4～10)內。總體看，各處理的化學成分均有個別指標不在適宜范圍，就衡量煙葉品質優劣的糖堿比和鉀氯比指標來看，僅T1、T6的糖堿比和鉀氯比在適宜范圍，但T1鉀含量較低，影響燃燒性，綜合分析，T6的化學成分較為協調。方差分析結果(表5)表明，施氮量對煙堿含量的影響極顯著，移栽密度顯著影響總糖和鉀含量。

表5 3個海拔下不同施氮量和移栽密度處理中部葉化學成分的方差分析結果

2.3.2 海拔1 150 m煙區 各處理總糖含量為29.63%～32.45%，表現為T3>T8>T4>T7>T1>T6>T2>T5>T9，均超過適宜范圍；還原糖含量為18.72%～22.29%，表現為T8>T9>T7>T3>T6>T1>T5>T4>T2，均超過適宜范圍；煙堿含量為1.98%～3.62%，表現為T9>T8>T7>T6>T5>T1>T2>T4>T3，均在適宜范圍內；氯含量為0.29%～0.52%，表現為T9>T8>T5>T2>T3>T6>T4>T7>T1，除T1外其余均在適宜范圍內；鉀含量為1.84%～2.17%，表現為T3>T9>T5>T4>T2>T6>T1>T7>T8，除T1、T7、T8外其余均在適宜范圍；糖堿比為5.69～9.88，表現為T3>T4>T2>T1>T6>T5>T8>T7>T9，僅T2、T3、T4的糖堿比在適宜范圍；鉀氯比為3.91～6.79，表現為T1>T4>T6>T7>T3>T2>T5>T9>T8，除T8外其余均在適宜范圍。總體看，T2、T3、T4、T5、T6的糖堿比和鉀氯比在適宜范圍，但T3、T4總糖含量過高，煙堿含量較低，相應影響香吃味和勁頭，綜合分析，T2、T5、T6的化學成分較為協調。方差分析結果(表5)表明，施氮量對煙堿含量的影響極顯著，且顯著影響還原糖和糖堿比，而移栽密度對中部葉化學成分含量的影響不顯著。

2.3.3 海拔1 350 m煙區 各處理總糖含量為28.69%～32.96%，表現為T7>T3>T1>T8>T5>T6>T4>T2>T9，均超過適宜范圍；還原糖含量為18.48%～24.43%，表現為T1>T7>T4>T3>T2>T9>T8>T5>T6，除T6外其余均超過適宜范圍；煙堿含量為2.23%～3.28%，表現為T4>T2>T1>T6>T8>T5>T9>T3>T7，均在適宜范圍內；氯含量為0.15%～0.30%，表現為T8>T5>T1>T7>T9>T2>T3>T4>T6，僅T8在適宜范圍；鉀含量為1.80%～2.45%，表現為T8>T2>T5>T3>T7>T9>T6>T4>T1，除T1、T4、T6外其余均在適宜范圍；糖堿比為6.33～10.58，表現為T7>T3>T9>T5>T1>T8>T2>T4>T6，僅T1、T3、T5、T9的糖堿比在適宜范圍；鉀氯比為6.92～13.56，表現為T3>T6>T4>T2>T7>T5>T9>T8>T1，除T2、T3、T4、T6外其余均在適宜范圍。總體看，T1、T5、T9的糖堿比和鉀氯比在適宜范圍，但氯含量均低于適宜范圍，僅T8的氯含量適宜，糖堿比略低。方差分析結果(表5)表明，移栽密度顯著影響中部葉的鉀含量，而施氮量對中部葉化學成分含量的影響不顯著。

2.4 3個海拔下不同施氮量和移栽密度處理煙葉的外觀品質

從表6看出，綜合葉片顏色、成熟度及身份等6項外觀指標的評價得分，海拔875 m煙區各處理的綜合得分為47.87～48.98分，依次為T6>T5>T1>T2>T3>T4>T7>T8>T9，即T6的外觀質量最好，T5其次(48.87分)。海拔1 150 m煙區各處理的綜合得分為47.79～48.91分，依次為T5>T2>T1>T3>T4>T6>T8>T7>T9，即T5的外觀質量最好，T2其次(48.74分)。海拔1 350 m煙區各處理的綜合得分為47.80～48.39分，依次為T8>T7>T4>T5>T2>T9>T6>T3>T1，即T8的外觀質量最好，T7其次(48.28分)。

表6 不同海拔下施氮量和移栽密度處理中部葉的外觀品質

3 討論

海拔作為生態環境中重要的生態因子，能明顯影響地域的光照強度、光照時間、有效積溫和降雨量[13-15]，適宜的海拔高度，其地域環境的光照時數、有效積溫、空氣濕度及降雨等因子均有利于煙葉生長。本研究中，海拔1 150 m試驗點日照充足，溫暖濕潤，雨量充沛，年降雨量1 300～1 500 mm，年平均氣溫在16～20℃，其煙葉的農藝性狀和經濟性狀優于其他海拔試驗點，是當地較為適宜的煙葉種植區域。

研究結果表明，同一海拔下，烤煙葉面積與施氮量呈正相關，與移栽密度呈負相關；不同海拔下，施氮量和移栽密度對中上部葉面積的影響程度不同。氮素是烤煙生長發育必需營養元素，氮素的增加可有效促進煙葉生長，但隨著移栽密度增大，煙株個體和群體的冠層光截獲及光分布受限，相應導致煙株各部位葉面積減小[16]。不同海拔下，加入生態環境等復雜因素，施氮量和移栽密度對葉面積的影響作用相應發生改變，當海拔≤1 150 m時，施氮量對葉面積的影響大于移栽密度影響；海拔1 350 m時，移栽密度影響大于施氮量影響的規律。

王智[17]研究認為，隨著施氮量和移栽密度增加，烤煙產量指標均相應增加，并顯著影響產值。該研究表明，煙葉產量和產值與施氮量呈正相關，與移栽密度呈正相關(海拔875 m)和先增后減趨勢(海拔1 150 m和1 350 m)；上中等煙率隨施氮量增加呈先增后減(海拔875 m和1 150 m)和遞增趨勢(海拔1 350 m)，隨移栽密度增加呈先減后增(海拔875 m)和先增后減趨勢(海拔1 150 m和1 350 m)，說明即使是不同海拔，施氮量和移栽密度仍是煙葉產量和產值重要的制約因素，在一定范圍內呈正相關關系，但超過一定范圍后，呈下降趨勢；煙葉質量即上中等煙率因海拔因素加入，施氮量和移栽密度對其影響效應發生改變，然而并未完全呈現出隨施氮量和移栽密度增加而先增后減的規律。

任何煙葉品種均有一定的時效性、區域性和生產適應性，在相對時期、相對區域和適宜栽培措施下，才能發揮該品種的最佳潛能和效益最大化[18]。在一定海拔條件下，選擇適宜施氮量和移栽密度，保證群體結構合理，是煙葉生產中用來調節煙葉產量和品質矛盾的有效農藝措施[19]。研究結果表明，龍潭試驗點海拔較低，氣溫、降雨量和日照時數能滿足煙葉大田期生長需要，土壤供氮能力中等偏低，選擇施氮量97.5 kg/hm2、移栽密度16 665株/hm2的中氮密植栽培方式，在保證一定品質的條件下還可增加煙葉產量。滴水巖試驗點海拔適中，土壤供氮能力中等，屬于優質煙葉生產區域，選擇施氮量97.5 kg/hm2、移栽密度15 150株/hm2的中氮中密栽培方式，有利于提升煙葉質量。彭家坦試驗點海拔較高，全生育期≥20℃持續天數和無霜期較少，煙葉生育期相對較長，土壤供氮能力偏低，選擇112.5 kg/hm2和15 150株/hm2的高氮中密栽培方式，才能保證一定產量和品質。

4 結論

不同海拔條件下施氮量與移栽密度互作對烤煙的產質量有明顯影響。研究結果表明，建始縣低海拔(875 m)煙區宜選擇施氮量97.5 kg/hm2、移栽密度16 665株/hm2的中氮密植栽培方式；中海拔(1 150 m)煙區宜選擇施氮量97.5 kg/hm2、移栽密度15 150株/hm2的中氮中密栽培方式；高海拔(1 350 m)煙區宜選擇施氮量112.5 kg/hm2、移栽密度15 150株/hm2的高氮中密栽培方式。適宜的施氮量與移栽密度搭配才有利于保證煙葉產量，提升煙葉質量。