銨態氮肥配施量對宜賓煙區烤煙產質量的影響

郭 沖， 楊懿德， 楊 洋， 鄢 敏， 劉 雷， 周方貴， 劉雅潔， 曾淑華*

(1.四川農業大學 農學院， 四川 成都 611130； 2.四川省煙草公司 宜賓市公司， 四川 宜賓 644002)

0 引言

【研究意義】氮素是煙草生長發育所必需的營養元素之一，是植物細胞內各種氨基酸、蛋白質、生物堿、酰胺等含氮化合物的重要組成部分，在煙草生育期內對煙株的化學物質合成、能量轉換、信號傳遞等生理過程都有一定影響。烤煙生產上主要施用的氮肥形態包括硝態氮和銨態氮兩種，不同形態的氮素配比對烤煙的產質量有顯著影響。銨態氮在烤煙生長和煙葉品質形成中發揮著重要作用，而硝態氮在土壤中易于淋失，特別是在南方多雨地區損失更為嚴重，且煙草生長前期對氮素的需求較后期小[1]，因此在煙草生長前期增加銨態氮的施用可以起到緩釋效果，從而提高氮肥的利用率[2]。但關于銨態氮肥具體配施量對烤煙產質量影響的相關理論研究較少。因此，開展硝態氮肥與不同銨態氮配施對烤煙產質量影響研究，對煙區氮肥高效利用和優質煙葉生產具有重要意義。【前人研究進展】有研究認為，銨態氮有利于烤后煙葉總糖、還原糖、氨基酸、氯離子等的合成積累[3-4]，當其比例超過硝態氮后，不利于煙堿的積累[5]，同時對于提高烤后煙葉糖堿比及吸食品質也有重要影響[6]。【研究切入點】宜賓煙區當前氮肥施用以煙草專用復合肥和硝酸鉀為主，而煙草專用復合肥是銨態氮肥的唯一來源，根據當地煙草專用復合肥施用生產實踐計算得到施入土壤的銨態氮肥的量僅為100～200 kg/hm2[7-10]，這極有可能是導致當地烤后煙葉化學成分不協調、外觀及感官質量較差的重要原因。【擬解決的關鍵問題】參照宜賓煙區實際的銨態氮肥配施量，在控制施純氮總量(105 kg/hm2)相同的條件下，以增加銨態氮肥的配施量為變量開展試驗，明確宜賓煙區適宜的銨態氮肥配施量，為宜賓煙區氮肥的合理施用提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗于2019年4—10月在宜賓市興文縣周家鎮進行。試驗地地勢較平坦，土壤肥力基本一致，前茬作物大蒜。土壤為黃棕色壤土，基本理化性質：pH6.57，有機質26.4 g/kg，水溶性氯16.8 mg/kg，堿解氮132.5 mg/kg，全氮1.62 g/kg，有效鉀613.7 mg/kg，有效磷79.6 mg/kg。

1.2 試驗材料

供試烤煙品種為云煙87，由宜賓市煙草公司提供。供試肥料為煙草專用復合肥(銨態氮占純氮60%)、KNO3(K2O 50.0%，N 13.5%)、NH4HCO3(N 17.1%)、K2SO4(K2O 50.0%)和過磷酸鈣(P2O512.0%)，購自四川金葉化肥有限公司。

1.3 試驗設計

在控制施純氮總量105 kg/hm2且N ∶P2O5∶ K2O=1∶1∶3條件下，以硝態氮肥配施不同用量銨態氮肥為試驗因子，設置5個銨態氮肥(NH4HCO3)配施量處理。處理1，銨態氮肥100 kg/hm2，提供純氮17.1 kg/hm2;處理2，銨態氮肥200 kg/hm2，提供純氮34.2 kg/hm2;處理3，銨態氮肥300 kg/hm2，提供純氮51.3 kg/hm2;處理4，銨態氮肥400 kg/hm2，提供純氮68.4 kg/hm2;處理5，銨態氮肥500 kg/hm2，提供純氮85.5 kg/hm2),各處理肥料配置見表1。田間小區采用隨機區組設計，設置3次重復，共計15個小區，每個小區栽煙100株，小區面積60 m2。肥料運籌：基肥為70%的氮肥和鉀肥及全部磷肥，移栽前施入；追肥為30%的氮肥和鉀肥，培土上廂時追施。

表1 各處理肥料配置

1.4 測定指標

農藝性狀按照《煙草農藝性狀調查測量方法》(YC/T 142-2010)規定調查記錄。烤后煙葉分級參照《烤煙》(GB 2635-1992)規定進行，計算烤煙產量、中上等煙葉比例，并以當地收購價計算均價和產值。外觀質量參考《煙草術語 第4部分：品質質量和檢測》(GB/T 18771.4-2015)對煙葉的顏色、成熟度、結構、身份、油分、色度進行量化評分。采集烤后中部葉測定其化學成分。總糖含量采用蒽酮比色法測定，還原糖含量采用乙醇提取-DNS顯色法測定，煙堿含量采用紫外分光光度法測定，總氮含量采用凱氏定氮法測定，鉀含量采用火焰光度法測定，氯含量采用莫爾法測定[11-12]。取C3F煙葉卷制成單料煙，按照《卷煙 第4部分:感官技術要求》(GB 5606.4-2005)規定進行感官評吸評價。化學成分協調性及烤煙品質評價參照王彥亭等[13]的烤煙品質綜合評價方法。

2 結果與分析

2.1 不同處理煙株的農藝性狀

由表2可知，銨態氮不同配施量處理煙株農藝性狀存在一定差異。株高：煙株高度在96.89～108.83 cm，銨態氮肥配施量為100～400 kg/hm2時，株高隨銨態氮肥配施量增加呈下降趨勢，處理1株高顯著高于處理3、處理4和處理5。有效葉片數：煙株葉片數在18.61～19.0片，各處理間差異不顯著。莖圍：煙株莖圍在9.10～9.66 cm，處理2和處理3顯著大于處理1。最大葉長：煙葉最大葉長在71.33～73.90 cm，各處理間差異不顯著。最大葉寬：煙葉最大葉寬在24.95～28.09 cm，處理3顯著大于處理1和處理4。表明，銨態氮肥施用量增加抑制烤煙株高增長，對有效葉數和最大葉長無明顯影響；銨態氮肥配施量為200～300 kg/hm2時能促進莖圍和最大葉寬的增加。

表2 不同處理成熟期煙株的農藝性狀

2.2 不同處理烤煙的經濟性狀

從表3看出，銨態氮肥不同配施量處理煙株的經濟性狀存在一定差異。產量：處理1最高，達2 176.35 kg/hm2；處理3其次，為2 100.60 kg/hm2，兩者顯著高于其余處理；處理2為2 072.55 kg/hm2，顯著高于處理4和處理5。產值：處理3最高，達38 798.10元/hm2；處理1為37 999.10元/hm2，兩者均顯著高于其余處理；處理2顯著高于處理4和處理5。均價：處理3最高，達18.47 kg/元，顯著高于除處理1外的其他處理；處理1和處理2顯著高于處理4和處理5。中上等煙比例：處理3最高，達81.78%，顯著高于其余處理；處理2和處理1顯著高于處理4和處理5。總體看，銨態氮肥配施量100～300 kg/hm2有利于煙株良好經濟性狀的形成，其中，以銨態氮肥配施量300 kg/hm2為最佳。

表3 不同處理烤煙的經濟性狀

2.3 不同處理烤煙的外觀質量

從表4看出，銨態氮肥不同配施量處理間煙葉外觀質量各指標評分存在一定差異。顏色：處理1和處理3分值最高，均為2.40分。成熟度：分值在1.88～2.00分，各處理間差異不顯著。結構：分值在1.20～1.30分，各處理間差異不顯著。身份：分值在0.80～0.86分，以處理3評分最高。油分：分值在0.50～0.60分，處理1和處理4較差。色度：處理5的分值最高，顯著高于其余處理。總評分：分值在7.25～7.52分，以處理3最高，處理1其次。總體看，銨態氮肥配施量300 kg/hm2處理的煙葉外觀質量評價最好，配施100 kg/hm2銨態氮肥的次之，配施500 kg/hm2銨態氮肥的最差。表現最好的處理3在外觀質量上比較突出的優勢為顏色呈明亮橘黃色，結構疏松有彈性，身份適中。

表4 不同處理煙葉的外觀質量評分

2.4 不同處理烤后中部葉的化學成分

從表5看出，銨態氮肥不同配施量處理間烤后中部葉化學成分差異明顯。鉀含量：處理3最高，處理4最低。氯含量：處理2、處理3、處理5間差異不顯著，但均顯著高于處理1和處理4。總糖含量：處理3、處理4和處理5均顯著高于處理1和處理2。還原糖含量：處理4和處理5顯著高于處理3，且處理3顯著高于處理1和處理2。煙堿：處理1和處理2間差異不顯著，但處理1顯著高于其他處理，處理2與其他處理間差異不顯著。總氮：處理1、處理2顯著高于處理4，處理3、處理5與處理4差異不顯著。糖堿比：處理4、處理5顯著高于處理3，處理3顯著高于處理1、處理2。氮堿比：處理2與處理5差異不顯著，但顯著高于處理1、處理3和處理4。鉀氯比：處理2和處理5間差異不顯著，其余處理間的差異均顯著。化學成分協調性評分在79.71～88.01分，以處理3最高，處理4、處理5次之，處理1最差。對各化學成分指標與銨態氮配施量進行相關性分析發現，還原糖含量與銨態氮肥配施量極顯著正相關(相關系數=0.967，P<0.01)，煙堿含量與銨態氮配施量極顯著負相關(相關系數=-0.965，P<0.01)，糖堿比與銨態氮肥配施量顯著正相關(相關系數=0.930，P<0.05)，其他指標與銨態氮肥配施量相關性不顯著。說明可通過適當的配施銨態氮肥來調節烤煙化學成分。

表5 不同處理烤后中部葉的化學成分

2.5 不同處理煙葉的感官質量

從表6看出，銨態氮肥不同配施量處理煙葉的感官質量存在一定差異。香氣質：處理3評分最高，處理1最低，處理2、處理3、處理5間差異不顯著。香氣量：處理5評分最高，處理3其次，其余處理間差異不顯著。雜氣：處理3和處理4評分最高，處理1最低。余味：處理1評分最低，且顯著低于其余處理。刺激性：處理3評分最高，處理1最低，且兩者間差異顯著。總評分：處理3(6.91)>處理5(6.76)>處理4(6.64)>處理2(6.51)>處理1(6.19)，配施銨態氮肥較多的處理3(300 kg/hm2)、處理4(400 kg/hm2)、處理5(500 kg/hm2)的感官質量整體優于配施量較少的處理1(100 kg/hm2)和處理2(200 kg/hm2)，說明配施銨態氮肥能提高烤后中部葉的感官質量。各處理感官質量總體表現為香氣質較好，香氣量較足，但略有青、雜氣，進而導致余味欠舒適，煙葉刺激感表現較明顯。

表6 不同處理煙葉的感官質量評分

2.6 不同處理煙葉的綜合質量

由表7可知，銨態氮肥不同配施量處理煙葉的綜合質量存在一定差異。外觀質量：處理3評分最高，處理1其次，處理5最低。化學成分協調性：處理3評分最高，處理4其次，處理1最低。感官質量：處理3評分最高，處理5其次，處理1最差。綜合質量評分由高到低依次為處理3(69.46)、處理5(68.23)、處理4(67.43)、處理2(65.79)和處理1(62.85)，處理3烤煙的綜合質量最優，處理1最差。配施銨態氮肥較多的處理3(300 kg/hm2)、處理4(400 kg/hm2)和處理5(500 kg/hm2)的感官質量優于配施量較少的處理1(100 kg/hm2)和處理2(200 kg/hm2)，表現出與感官質量評價較相似的趨勢。

表7 不同處理煙葉的綜合質量評分

3 討論

不同氮素形態對烤煙產量和品質的影響存在顯著差異。硝態氮不易被土壤膠體吸附，且在土壤中可被烤煙直接吸收，能夠及時滿足烤煙還苗后對氮素的需求，促進煙苗早發旺長，并在較短時間內達最大生長量；后期則易隨雨水或灌溉水淋失，使煙株正常成熟、分層落黃，與煙株需氮生理特性相吻合。銨態氮是以銨根離子的形式被植物吸收，同時去質子化作用導致的土壤酸化是影響其肥效的關鍵。試驗供試土壤偏中性，不能有效促進烤煙對銨態氮的吸收，而對硝態氮的吸收無影響，這可能是銨態氮配施量較高的處理產量顯著低于配施量較少處理的原因。

農藝性狀是大田烤煙生長發育狀況及煙葉品質最直觀的外在表現[14]。有研究認為，銨態氮與硝態氮配比在生育后期對烤煙農藝性狀影響不顯著[15-16]，而本研究與此結論不完全一致。本研究發現，銨態氮施用量的增加對成熟期烤煙株高有抑制作用，但不會影響有效葉數和最大葉長的增長，這可能是由于不同的烤煙品種及煙區環境條件差異所引起。就煙葉化學成分而言，謝晉等[16]研究認為，烤后煙葉總糖、還原糖、淀粉、鉀、果糖、蔗糖、麥芽糖的含量及糖堿比與銨態氮比例呈極顯著負相關，總氮、煙堿、降煙堿、假木賊堿、新煙堿的含量及氮堿比與銨態氮比例呈極顯著正相關。但也存在與其不一致的結論，王蒙等[3]研究認為，銨態氮有利于烤后煙葉總糖、還原糖的合成，總氮、氯含量的累積以及糖堿比的提升，本研究結論與其較相似。研究發現，銨態氮配施量與總氮含量無顯著相關性，增施銨態氮能提高總糖和還原糖含量，降低煙堿含量，提高糖堿比。表明，不同煙區銨態氮對烤煙化學成分的影響存在一定差異，因此要根據實際情況因地制宜，合理配施銨態氮肥。

前人在研究氮素形態對烤煙質量的影響時，對烤煙質量的評價主要集中在化學成分協調性上，而對外觀質量和感官質量的關注較少。在外觀質量上，張小花等[17]研究表明，50%硝態氮+50%銨態氮處理的總體外觀質量強于其他配比處理，研究也發現配施一定量的銨態氮有利于烤煙外觀質量的形成。在感官質量上，李建偉等[18]研究認為，硝態氮、銨態氮施用比例越接近烤后煙葉評吸質量越差。而大部分研究[4,19-22]則認為，硝態氮、銨態氮施用比例接近1∶1時烤煙質量最好。研究認為，在一定范圍內，銨態氮配施量較多處理的感官質量優于配施量較少的處理。

4 結論

在宜賓煙區開展總氮量一定(純氮水平105 kg/hm2)的前提下銨態氮與硝態氮配施試驗，研究不同銨態氮肥配施量對煙株農藝性狀和煙葉品質的影響。結果表明，配施銨態氮對烤煙株高有一定的影響，煙株高度隨配施量增大而降低；對莖圍、有效葉片數、最大葉長和最大葉寬無明顯影響。對烤煙經濟性狀最有利的銨態氮配施量是300 kg/hm2，當配施量超過400 kg/hm2時，對經濟性狀造成明顯不利影響。外觀質量以配施量300 kg/hm2的最佳，500 kg/hm2的最差，但較高的銨態氮配施量有利于烤煙色度的提高。配施銨態氮會顯著影響烤煙化學成分，其中，銨態氮配施量與還原糖含量、煙堿含量、糖堿比及其協調性呈正相關，與煙堿含量、還原糖含量呈負相關。烤后煙葉的感官及綜合質量評價均表現為銨態氮肥配施量300 kg/hm2>500 kg/hm2>400 kg/hm2>200 kg/hm2>100 kg/hm2。綜上所述，宜賓煙區在施純氮水平105 kg/hm2條件下烤煙適宜的銨態氮配施量在300 kg/hm2左右。