鼠李糖脂與葉面鉀肥混施對烤煙上部葉生長和產質量的影響

摘要：研究鼠李糖脂表面活性劑與葉面鉀肥混施對烤煙上部葉生長和烤后煙品質的影響。以云煙87為供試品種進行雙因素隨機區組試驗，設置2個鼠李糖脂施用量水平（RL₀：不施用鼠李糖脂；RL₂：施用250 mg/L鼠李糖脂）和4個葉面鉀肥處理（K₀：不施用葉面鉀肥；K₁：施用0.5% K₂SO₄；K₂：施用0.5% KH₂PO₄；K₃：施用0.5% KNO₃），共8個處理，對不同處理烤煙上部葉的農藝性狀和鉀含量、烤后煙物理特性、化學成分、經濟性狀及中性香氣成分含量進行測定。結果表明，鼠李糖脂與葉面鉀肥混施可促進上部葉生長；二者混施可極顯著影響生長后期上部葉鉀含量（P<0.01），對于烤后煙葉物理特性中的平衡含水率、填充值和單葉重有極顯著影響（P<0.01），可極顯著影響烤后上部葉的總糖、還原糖、鉀、煙堿、總氮含量，對氮堿比和糖堿比也有極顯著影響（P<0.01）；從經濟性狀來看，二者混施可顯著提高上部葉產值（P<0.05）；從上部葉中性香氣成分來看，二者混施可極顯著提高上部葉的類胡蘿卜素降解產物含量（P<0.01）。鼠李糖脂與無機葉面鉀肥混施可促進烤煙上部葉生長和鉀素吸收、改善烤后煙葉品質、提高經濟效益，效果優于單施葉面鉀肥。

關鍵詞：鼠李糖脂；烤煙；上部葉；生長；質量；葉面鉀肥

中圖分類號：S572.06

文獻標志碼：A

文章編號：1002-1302（2024）18-0121-07

收稿日期：2023-09-26

基金項目：江西省煙草公司吉安市公司項目（編號：吉煙科［2019］4號）；國家自然科學基金（編號：32300342）。

作者簡介：付光明（1999—），男，河南鄭州人，碩士研究生，主要研究方向煙草栽培生理研究。E-mail：ming00363926@163.com。

通信作者：姬小明，博士，教授，主要從事煙草栽培生理研究，E-mail：xiaomingji@henau.edu.cn；李紅霞，碩士，中級農藝師，主要從事煙草栽培生理研究，E-mail：1252867541@qq.com。

在卷煙工業企業原料需求結構變化和下部葉不斷優化的影響下，烤煙上部煙葉產量已由原來的占據總產量的35%～40%提高到40%以上^［1-2］。但由于上部葉存在葉片厚、結構緊密、內在化學成分不協調以及香氣不足等問題，可用性一直較低^［3］。目前，在烤煙大田生產中，葉面鉀肥噴施因具有省時省力和效果顯著等特點，已成為上部煙葉提鉀增質的常規措施，前人的研究表明，噴施葉面鉀_{aMqLOwXo1q2GNQFLL5RQpg==}肥可有效改善煙株農藝性狀和物理特性^［4］、協調煙葉化學成分^［5］、提高烤后煙葉的香氣物質含量^［/L/pLkvJyHOOKu+Gs3Bgdw==^6］，且多次噴施效果更好，但提高了成本。煙葉表面蠟質層和角質層的存在使得噴施鉀肥時葉面難以被潤濕，這制約了葉片對于鉀素的吸收和利用^［7］。

鼠李糖脂（rhamnolipid，RL）多由銅綠假單胞菌（Pseudomonas aeruginosa）產生，是一種常見的陰離子表面活性劑，其結構中同時具備親水和親油2種基團，使其能夠有效降低水溶液的表面張力，且在堿性水溶液中的溶解性較好^［8-9］；作為一種糖脂類生物表面活性劑，鼠李糖脂具有易降解和環境相容性好等優點，在農業領域常被用于修復土壤重金屬污染^［10］、防治真菌病害^［11］和提高肥料利用率^［12］，通過改善土壤環境、預防病害發生及促進肥料吸收，進而提高作物產質量。劉雅等的研究表明，與單施大豆葉面肥相比，鼠李糖脂和大豆葉面肥混施可有效提高大豆葉片對葉面肥中鐵、錳、銅、鋅等元素的吸收利用率，明顯增加大豆整株生物量^［13］。王亞虹等的研究結果顯示，蔗糖脂肪酸酯、茶皂素、洗衣粉3種表面活性劑輔助葉面鉀肥噴施，能夠明顯促進烤煙葉面吸收鉀肥，提高烤后煙葉總糖、還原糖含量，降低總氮、煙堿含量，提高糖堿比和鉀氯比，使得化學成分更加協調^［14］。目前，表面活性劑在煙草中的應用較少，而針對鼠李糖脂表面活性劑混施葉面鉀肥對烤煙上部葉生長和品質影響的研究更是未見報道。本試驗采用3種葉面鉀肥和鼠李糖脂對云煙87植株進行一次性葉面噴施，探討其對烤煙上部葉生長發育，鉀素吸收，烤后煙葉物理特性、化學成分以及香氣物質等的影響，以期為上部特色優質煙葉的開發提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試煙草品種為云煙87。鼠李糖脂（60 g/L，西安瑞捷生物科技有限公司），NaHCO₃、K₂SO₄、KH₂PO₄、KNO₃（分析純，國藥集團化學試劑有限公司）。

1.2 試驗方法

試驗于2021年3—9月在江西省吉安市峽江縣硯溪鎮鵬溪村開展，試驗地海拔54.20 m，地理坐標為115°02′19.91″E、27°38′35.05″N。試驗地前茬作物為水稻，土壤為潮沙泥土，肥力中等，有機質含量37.84 g/kg，堿解氮含量82.41 mg/kg，速效鉀含量62.85 mg/kg，速效磷含量14.85 mg/kg，pH值5.23。

采用雙因素隨機區組試驗，設置2個鼠李糖脂施用量水平（RL₀：不施用鼠李糖脂；RL₁：施用250 mg/L鼠李糖脂，該濃度由前期預試驗結果得到）和4個葉面鉀肥施用處理（K₀：不施用葉面鉀肥；K₁：施用0.5% K₂SO₄；K₂：施用0.5% KH₂PO₄；K₃：施用0.5% KNO₃，鉀肥濃度均以K₂O計），共8個處理，分別為RL₀K₀，不施用鼠李糖脂和葉面鉀肥；RL₀K₁，僅施用0.5% K₂SO₄；RL₀K₂，僅施用0.5% KH₂PO₄；RL₀K₃，僅施用0.5% KNO₃；RL₁K₀，僅施用250 mg/L 鼠李糖脂；RL₁K₁，250 mg/L鼠李糖脂與0.5% K₂SO₄混施；RL₁K₂，250 mg/L鼠李糖脂與0.5% KH₂PO₄混施；RL₁K₃，250 mg/L鼠李糖脂與0.5% KNO₃混施；各處理設3次重復，株距0.5 m，行距1.2 m，小區面積為72 m²，每個小區種120株左右，各處理間設保護行。試驗地施純氮284 kg/hm²，N∶P₂O₅∶K₂O=1∶0.9∶2.6，包括煙草專用復合肥（N、P₂O₅、K₂O含量分別為10%、8%、20%） 821 kg/hm²，基追肥比為6∶4；煙草專用生物發酵菜籽餅肥（含N 4.21%、P₂O₅ 2.16%、K₂O 1.66%） 900 kg/hm²，鈣鎂磷肥（P₂O₅含量≥12%）375 kg/hm²，全部用作基肥條施；氮鉀二元復合肥（K₂O含量≥46.0%；N含量≥13.5%） 225 kg/hm²和硫酸鉀（K₂O含量≥50%） 225 kg/hm²，全部用作追肥。打頂當天（6月5日）分別噴施各處理溶液，使煙葉正反面均勻潤濕，無液滴滴落。其他田間管理按當地優質煙葉生產技術規范進行。

1.3 測試項目與方法

1.3.1 農藝性狀測定

在上部葉統一采烤前，按照YC/T 142—2010《煙草農藝性狀調查測量方法》測定各處理煙株上部葉（從上到下第4張葉片）的葉長、葉寬，計算長寬比和葉面積，其中葉面積=葉長×葉寬×0.634 5。

1.3.2 上部葉鉀含量

打頂后每隔10 d，每個小區選取15株代表煙株，采集上部第4張葉片，用清水沖洗煙葉表面數遍，殺青烘干粉碎并過60目篩后用于鉀含量測定，直至上部葉采收。

1.3.3 物理特性測定

選取各處理上橘二（B2F）等級煙葉，根據吉文書等的方法^［15］測定煙葉葉片厚度、含梗率、平衡含水率、單葉重等指標。

1.3.4 化學成分測定

選取各處理烘烤后B2F等級煙葉，粉碎，過60目篩，按照煙草及煙草制品化學成分連續流動法（YC/T 160—2002《煙草及煙草制品 總植物堿的測定 連續流動法》、YC/T 161—2002《煙草及煙草制品 總氮的測定 連續流動法》、YC/T 162—2002《煙草及煙草制品 氯的測定 連續流動法》、YC/T 216—2007《煙草及煙草制品 淀粉的測定 連續流動法》、YC/T 217—2007《煙草及煙草制品 鉀的測定 連續流動法》）測定總糖、還原糖、煙堿、鉀、氯、總氮含量，并計算氮堿比、糖堿比和鉀氯比，分析儀器為Seal analytical AA3（德國布朗盧比公司）。

1.3.5 經濟性狀測定

以小區為單位單獨采收烘烤計產，開烤前調查實收株數，記載各小區煙株上部葉葉片干重，最后統計各處理產量、產值、上等煙比例、上中等煙比例和均價。

1.3.6 香氣成分測定

采用同時蒸餾法對各處理B2F等級煙葉進行前處理，用7890A-5977B氣質聯用儀（美國Agilent公司）測定，通過NIST14譜庫檢索定性，采用內標法定量^［16］。

1.4 數據處理與分析方法

試驗數據采用Microsoft Excel 2019和DPS 7.05進行處理及差異顯著性分析，多重比較采用雙因素方差分析模塊中的Duncan’新復極差法。

2 結果與分析

2.1 鼠李糖脂與葉面鉀肥混施對上部葉農藝性狀的影響

由表1可知，施用鼠李糖脂對上部葉的各生長指標無顯著影響；施用葉面鉀肥顯著提高上部葉的葉面積（P<0.05），而對其他生長指標無顯著影響；鼠李糖脂與葉面鉀肥混施對上部葉各生長指標均無顯著影響。在不施鼠李糖脂（RL₀）條件下，相較于不施葉面鉀肥處理（K₀），施用3種葉面鉀肥處理（K₁、K₂、K₃）的上部葉葉長顯著增加，葉寬有所增加，但差異不顯著，K₁處理的長寬比有所增加、K₂和K₃處理有所降低，但差異不顯著，K₂處理的葉面積顯著增加；相較于不施鼠李糖脂（RL₀）條件，在施用鼠李糖脂（RL₁）的條件下，各葉面鉀肥處理（K₀、K₁、K₂、K₃）的葉長、葉寬和葉面積均有所提高，長寬比略有降低，但差異未達顯著水平。

2.2 鼠李糖脂與葉面鉀肥混施對上部葉鉀吸收的影響

由表2可知，施用鼠李糖脂和葉面鉀肥可極顯著提高打頂后各時期的上部葉鉀含量（P<0.01）；鼠李糖脂與葉面鉀肥混施可顯著提高打頂后10 d的上部葉鉀含量（P<0.05），對打頂后20 d的上部葉鉀含量無顯著影響，極顯著提高了打頂后30 d和采烤時上部葉鉀含量（P<0.01）。

無論鼠李糖脂施用與否，施用葉面鉀肥均對上部葉各時期鉀含量有提高作用，除打頂后10 d外各時期上部葉鉀含量均有顯著增加；相較于不施鼠李糖脂（RL₀）條件，在施用鼠李糖脂（RL₁）條件下，不施葉面鉀肥處理（K₀）各時期上部葉鉀含量無明顯差異，施用3種葉面鉀肥處理（K₁、K₂、K₃）各時期上部葉鉀含量均顯著提高6/M9fQnkl91cRjA6ZK2tlJo7/5W7XoQD755hh165qyE=。鼠李糖脂與葉面鉀肥混施能促進上部葉對葉面鉀肥的吸收，且在生長后期效果更為明顯。

2.3 鼠李糖脂與葉面鉀肥混施對上部葉物理特性的影響

由表3可知，施用鼠李糖脂可極顯著降低上部葉的厚度和含梗率（P<0.01），極顯著提高上部葉的拉力、平衡含水率、填充值和單葉重（P<0.01），但對葉質重無顯著影響；施用葉面鉀肥對上部葉物理特性的影響與施用鼠李糖脂相同；鼠李糖脂和葉面鉀肥混施僅對上部葉的平衡含水率、填充值和單葉重有極顯著提高作用（P<0.01），對厚度、含梗率、葉質重和拉力無顯著影響。

在不施鼠李糖脂（RL₀）條件下，相較于不施葉面鉀肥處理（K₀），施用3種葉面鉀肥處理（K₁、K₂、K₃）的上部葉厚度、含梗率、葉質重未見顯著差異，拉力、平衡含水率、填充值和單葉重有顯著提高。相較于不施鼠李糖脂（RL₀），在施用6/M9fQnkl91cRjA6ZK2tlJo7/5W7XoQD755hh165qyE=鼠李糖脂（RL₁）條件下，不施葉面鉀肥處理（K₀）的上部葉拉力、平衡含水率和填充值有顯著提高；施用3種葉面鉀肥處理（K₁、K₂、K₃）的上部葉厚度和含梗率均顯著降低，平衡含水率、填充值和單葉重均顯著提高，葉質重未見明顯變化；K₂處理的拉力顯著提高。

2.4 鼠李糖脂與葉面鉀肥混施對上部葉化學成分的影響

由表4可知，施用鼠李糖脂可極顯著增加上部葉的總糖、鉀和還原糖含量（P<0.01），極顯著減少上部葉的總氮含量（P<0.01），但對煙堿、氯含量無顯著影響，還可分別顯著和極顯著地影響糖堿比（P<0.05）和氮堿比（P<0.01）；施用葉面鉀肥可極顯著影響上部葉除氯外的其他化學成分含量，極顯著增加總糖、鉀、還原糖含量（P<0.01），極顯著減少煙堿、總氮含量（P<0.01），還可分別顯著和極顯著地影響氮堿比（P<0.05）和糖堿比（P<0.01）；鼠李糖脂與葉面鉀肥混施可極顯著增加上部葉的總糖、鉀、還原糖含量（P<0.01），極顯著降低煙堿、總氮含量（P<0.01），并對氮堿比和糖堿比有極顯著影響（P<0.01）。

在不施鼠李糖脂（RL₀）條件下，相較于不施葉面鉀肥處理（K₀），施用3種葉面鉀肥處理（K₁、K₂、K₃）上部葉總糖、鉀和還原糖含量顯著增加，煙堿含量顯著降低，氮堿比和糖堿比顯著提高，氯、總氮含量及鉀氯比未見顯著變化。相較于不施鼠李糖脂（RL₀）條件，在施用鼠李糖脂（RL₁）條件下，不施葉面鉀肥處理（K₀）的總糖含量、還原糖含量以及糖堿比顯著提高，煙堿含量顯著降低；施用3種葉面鉀肥處理（K₁、K₂、K₃）鉀含量顯著提高，總糖、還原糖含量除K₃處理外顯著提高，總氮含量和氮堿比顯著降低，煙堿、氯含量變化不大，鉀氯比略有提高，但未表現出顯著性差異。

2.5 鼠李糖脂與葉面鉀肥混施對上部葉經濟性狀的影響

由表5可知，施用鼠李糖脂可極顯著提高上部葉經濟指標中的產量、產值、上中等煙比例和均價（P<0.01），顯著提高上等煙比例（P<0.05）；施用葉面鉀肥可極顯著提高上部葉產量、產值、上等煙比例和均價（P<0.01），顯著提高上中等煙比例（P<0.05）；而鼠李糖脂和葉面鉀肥混施僅可顯著提高上部葉的產值（P<0.05）。

在不施鼠李糖脂（RL₀）條件下，相較于不施葉面鉀肥處理（K₀），施用3種葉面鉀肥處理（K₁、K₂、K₃）的上部葉產量和產值顯著增加，上等煙比例除K₁處理外均顯著增加，上中等煙比例和均價整體上有所增加，但未表現出顯著性差異。相較于不施鼠李糖脂（RL₀）條件，在施用鼠李糖脂（RL₁）條件下，不施葉面鉀肥處理（K₀）的各項經濟指標均有所提高，其中產值的增加達到顯著水平；施用3種葉面鉀肥處理（K₁、K₂、K₃）的產量和產值顯著提高，K₁處理的上等煙比例顯著提高，K₂和K₃處理的均價顯著提高，上中等煙比例也有所增加，但差異不顯著。

2.6 鼠李糖脂與葉面鉀肥混施對上部葉香氣成分的影響

由表6可知，施用鼠李糖脂可極顯著提高上部葉中性香氣成分中的類胡蘿卜素降解產物含量和香氣總量（P<0.01），顯著提高新植二烯含量（P<0.05）；除西柏烷類降解產物和芳香族氨基酸降解產物外，施用鉀肥對其余中性香氣成分的含量和香氣總量均有極顯著提高作用（P<0.01）；而鼠李糖脂和葉面鉀肥混施僅可極顯著提高中性香氣成分中的類胡蘿卜素降解產物含量（P<0.01）。

在不施鼠李糖脂（RL₀）的條件下，相較于不施葉面鉀肥處理（K₀），施用3種葉面鉀肥處理（K₁、K₂、K₃）的上部葉中性香氣成分中的類胡蘿卜素降解產物、棕色化反應降解產物、新植二烯含量及香氣總量顯著增加，西柏烷類降解產物、芳香族氨基酸降解產物含量和其他香氣成分含量總體也略有增加，但差異不顯著。相較于不施鼠李糖脂（RL₀）條件，在施用鼠李糖脂（RL₁）條件下，不施葉面鉀肥處理（K₀）的各類中性香氣成分含量和總量未見明顯變化；施用3種葉面鉀肥處理（K₁、K₂、K₃）的類胡蘿卜素降解產物含量顯著提高，K₂處理的棕色化反應降解產物含量顯著提高，K₂、K₃處理的香氣總量顯著提高，其余中性香氣成分含量未表現出顯著性差異。

3 討論

單獨噴施表面活性劑對于作物生長和產質量的影響因表面活性劑種類的不同而存在差異^［17-19］。鄧杰勇等研究發現，噴施不同濃度的脂肽類枯草菌表面活性素可促進小白菜根和芽的伸長，且可顯著提高小白菜的生物量^{［17-18］c78/kSqHS2A8EgPQYysbqw==}。臘貴曉等研究了甲硫氨酸和色氨酸分別與有機硅類表面活性劑（乙氧基改性三硅氧烷）混施對芥藍生長以及芥子油苷成分與含量的影響，結果表明，單獨噴施乙氧基改性三硅氧烷對于芥藍生長、芥子油苷含量和組分無顯著影響^［19］。在本研究中，單獨噴施糖脂類表面活性劑鼠李糖脂主要影響烤煙上部葉的物理特性、化學成分和產值，分析其原因可能是鼠李糖脂作為一種微生物發酵產生的表面活性劑，是一種多組分混合物，其中部分物質可能通過煙葉表面通道進入細胞內被分解為小分子物質而被吸收，間接為烤煙提供營養需求^［20］。

噴施無機葉面鉀肥對于上部煙葉的生長、烤后煙物理特性、化學成分及感官品質均有改善作用。韓玉環等的研究表明，噴施6種無機葉面鉀肥能夠提高上部煙葉的葉長、葉寬和葉面積，降低上部葉長寬比，使烤后煙葉的總糖、還原糖、鉀含量及糖堿比普遍增加，煙堿含量有所降低，明顯提高上部葉的經濟性狀^［21］；李強等發現，噴施葉面鉀肥可提高煙葉的葉長和葉寬，不同程度地改善了烤煙的經濟性狀，烤后上部煙葉的總糖、還原糖和鉀含量顯著提高，煙堿含量顯著降低，氯、總氮含量變化不大，鉀氯比和氮堿比略微增加，但差異不顯著，糖堿比顯著提高^［22］；王祎的研究指出，噴施無機葉面鉀肥能夠有效改善上部葉生長、促進煙葉對鉀素的吸收，提高產量；改善烤后煙物理特性，降低葉片厚度和含梗率，明顯提高平衡含水率，但對單葉重影響不大；使烤后煙葉的化學成分更加協調，還原糖、總糖、鉀含量及糖堿比顯著提高，煙堿含量有所降低，中性香氣物質含量有所增加^［23］。本研究中，打頂期單獨噴施3種無機葉面鉀肥對上部葉生長及烤后煙品質的影響與前人的研究結果^［21-23］基本一致。

表面活性劑與葉面肥混施能夠提高作物葉面對于養分的吸收利用率，改善作物的產質量^［24-26］。張琳等在微量元素葉面肥中添加烷基多糖苷、烷基酚聚氧乙烯醚及兩者復配的表面活性劑，3種表面活性劑的加入均能提高黃瓜幼苗對Fe、Mn、Cu、Zn等4種元素的吸收量，且明顯增加幼苗生物量^［24］。施用1 μL/L S-240表面活性劑可提高油菜幼苗對營養物質的吸收，增加其葉長、株高、鮮重，略提高幼苗中氮、磷、鉀積累量^［25］。在本研究中，鼠李糖脂對于鉀肥的噴施效果有明顯的改善作用。與單施3種葉面鉀肥相比，鼠李糖脂與3種無機葉面鉀肥混施提高了上部葉的葉長和葉面積；促進了煙葉對鉀素的吸收；烤后煙的物理特性得到改善，平衡含水率、填充值和單葉重顯著增加，厚度和含梗率顯著降低；上部煙葉的化學成分更加協調，總糖、鉀含量顯著提高，總氮含量和氮堿比顯著降低，鉀氯比也有所提高；類胡蘿卜素降解產物含量顯著增加，西柏烷類和芳香族氨基酸降解產物的含量變化不大；上部葉產量、產值顯著提高。這與前人的研究結果^［27］基本一致。

目前，在打頂期多次噴施無機葉面鉀肥是烤煙上部葉提質增產的有效舉措。本研究對烤煙進行鼠李糖脂和無機鉀肥一次性混合噴施，在上部葉生長發育及烤后煙品質的提升方面取得了良好效果。

4 結論

于打頂期噴施鼠李糖脂在協調烤后上部葉化學成分和增產方面作用明顯；3種無機葉面鉀肥對上部葉生長和鉀素吸收、烤后煙品質改善以及經濟效益提高均有顯著作用；鼠李糖脂與葉面鉀肥混施可協同促進上部葉生長發育和鉀素吸收，提高烤后煙品質和經濟效益，且效果優于單施葉面鉀肥。

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