肥料增效剂对烤烟生长发育及上部烟叶产质量的影响

张文军，熊橙梁，张庆富，姚未远，夏滔，郭松，杨柳

(湖南省烟草公司长沙市公司，湖南 长沙 410000)

长沙烟区是湖南省烤烟主产区之一，烤烟为焦甜醇甜香型，种植烤烟历史悠久，吃味醇和，浓度劲头适中，深受中烟公司喜爱。但由于普遍存在上部烟叶耐熟性偏低、成熟度把握不当、可用性有待提高等问题，致使烟叶质量潜力未能充分挖掘，上部烟叶表现僵硬、刺激性强、香气质较差，还原糖含量偏低，特色也不能充分彰显，因此，提高长沙上部烟叶可用性，消除烟叶质量提升瓶颈，促进长沙烟区烟叶可持续发展具有重要意义。

长沙烟区肥料使用量相对比较大，但是化肥的施用却不尽合理，导致了肥料利用率低[1]，肥料增效剂不仅可以减少土壤养分的损失，提高肥料的利用率，促进作物对养分的吸收，而且不会留下有害的残余物质，对环境无污染[2]。

肥料增效剂，是一类化学物质，它能增加施用化肥的效率，并改善土壤的物理化学特性，进而使作物生产率得以提升。该组分中存在着极其丰富的有价值的活菌，对土壤产生解磷、释钾、固氮的作用[3]。肥料增效剂是由微量元素、杀虫剂、抑制剂、稳定剂、生产促进剂以及生物菌等配制而成，其种类大多数是多聚氨基酸类以及其他天然、化学合成的产物[4]。目前研究最多的肥料增效剂是γ-聚谷氨酸和聚天冬氨酸。

由张世根等[5]首先发现的γ-聚谷氨酸，简称γ-PGA，是由D型谷氨酸和L型谷氨酸脱水缩合形成的多肽分子[6]。在农业方面，γ-聚谷氨酸因为其良好的吸水性能，可作为土壤、植物的保水剂，当其与土壤结合后，改善土壤团粒，能提高土壤的保墒、保肥以及保水性[7]。吕亚琼等[8]研究发现，肥料增效剂能促进烤烟对养分的吸收，促进烤烟对钾素的吸收，提高烟叶的品质。喷施肥料增效剂可以增大上部烟叶的糖碱比，能够提高上部烟叶的可用性[9]，使烟叶化学成分趋于协调，提高钾氯比，改善烟株的碳氮代谢[10]。

大量的研究都已发现肥料增效剂能够促进烟草种子的生长发育、提高植物对土壤养分以及肥料的吸收利用率，使烤烟的产量能够明显增加，提高了烟农收入[11]。本试验以湖南宁乡地区的烤烟为研究对象，分析了在团棵期和旺长前期喷施肥料增效剂对肥料利用率、烟株生长发育及烤后烟叶外观质量、化学成分、评吸效果、经济性状的影响，明确了肥料增效剂的施用时期，为长沙优质烤烟生产提供技术依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试品种为云烟87。

肥料增效剂γ-PGA：由西安四季生物科技有限公司生产，是含量为25%的农业级γ-PGA，其外观为淡黄色精细粉末。

1.2 试验地概况

试验于2021年在湖南省长沙市宁乡市大屯营镇大屯营村梅冲塘开展，试验地土壤为肥力均匀、水平中等的旱作土壤，地势较平整，光照及排水条件良好。

试验地于2021年2月1日起垄，在起垄前条施底肥：667 m2施用烟草专用复合肥80 kg、饼肥30 kg、钙镁磷肥12 kg；烟苗于3月9日移栽，并于1个月内施入全部追肥：667 m2施用硝酸钾20 kg、硫酸钾20 kg、烟草专用复合肥20 kg(N 10%，P2O58.3%，K2O 27%)。

1.3 试验设计

本研究采用随机区组设计，设置4个处理：即CK，空白对照，不用肥料增效剂；T1，团棵期增施肥料增效剂γ-聚谷氨酸；T2，旺长前期增施肥料增效剂γ-聚谷氨酸；T3，团棵期和旺长前期均增施肥料增效剂γ-聚谷氨酸，3次重复。γ-聚谷氨酸浓度为100 mg·kg-1，每次每株喷施200 mL，其他栽培措施按照当地优质烤烟生产技术方案执行。

在当地常规施肥的基础上，在烟株生长的团棵期(4月18日)对T1和T3处理施用肥料增效剂γ-聚谷氨酸；在烟叶生长的旺长前期(5月3日)对T2和T3处理施用肥料增效剂γ-聚谷氨酸；CK按照当地的常规施肥。

1.4 测定项目及方法

1.4.1 肥料利用率

试验开始时取移栽烟苗20株，室内烘干称重，记录烟苗茎、叶干重，测定各部分总氮、总磷和总钾含量；于团棵期、现蕾期和采收结束，在采集根系的同时，每处理取5个地上部整株样品，分烟叶和烟秆，于105 ℃下杀青15 min，60 ℃烘干，称取各部分干重。成熟期烟叶分下部、中部和上部3次采收，上部叶采收时进行茎秆取样。烟株茎、叶中总氮、总磷和总钾含量测定参照鲍士旦[12]的方法，分别采用凯氏定氮法、钒钼黄比色法和火焰光度计法进行测定。

1.4.2 农艺性状调查

在烤烟移栽后60 d，每个处理随机选取10株有代表性的烟株进行株高、茎围、叶数、顶叶及倒六叶的长和宽的测定，记录并计算其各个性状的平均值，并计算叶面积，叶面积系数为0.634 5[13]。

1.4.3 烟叶外观质量

根据国家标准GB 2635—1992[14]对烟叶样品外观质量进行鉴定。采用专家打分的方式，测定的项目包括：颜色、成熟度、叶片结构、油分、身份、色度、叶面组织特征、柔韧性和光泽度等指标，各指标所占权重如表1所示。

表1 上部叶外观质量各项指标所占权重Table 1 Weight of each index of the appearance quality of the upper leaf

1.4.4 烟叶感官质量

烤后上部烟叶感官质量指标主要包括香气质、香气量、浓度、余味、柔细度、杂气、刺激性、燃烧性、劲头和灰色，并按照“9分制”对各项指标进行打分，按权重进行计算。香气质、香气量权重为2.4，浓度、余味权重为1.6，柔细度、杂气、刺激性权重为1。

1.4.5 烟叶化学成分

对烟叶总糖、还原糖、烟碱、总氮、钾、氯的含量分别采用烟草行业标准方法进行测定[15-19]。并计算两糖比、糖碱比、氮碱比、钾氯比。

1.4.6 经济性状

统一按国家42级标准分级，价格按当地收购价格进行计算。统计全部原烟各等级比例、质量，计算产量、均价、产值、上等烟比例、中上等烟比例等。

1.5 数据处理

使用DPS 7.05软件，采用Duncan新复极差法比较不同处理间各种指标之间的差异；使用OriginPro 8.5进行相关数据统计分析。

2 结果与分析

2.1 肥料增效剂对肥料利用率的影响

由表2可知，增施肥料增效剂γ-聚谷氨酸有利于提高氮磷钾肥料利用率。与对照相比，不同肥料增效剂处理的氮磷钾肥料利用率均较高，其中以团棵期和旺长前期增施γ-聚谷氨酸的T3处理最高，其次是团棵期增施γ-聚谷氨酸的T1处理，T3处理氮磷钾肥料利用率分别比对照高了4.16、1.42和7.19百分点。

表2 肥料增效剂处理对烟株肥料利用率的影响Table 2 Effects of fertilizer synergist treatment on fertilizer utilization rate of tobacco plants 单位：%

2.2 肥料增效剂对烤烟农艺性状的影响

由表3可知，增施肥料增效剂γ-聚谷氨酸对烤烟移栽后60 d烟株农艺性状有显著影响。在团棵期和旺长前期增施肥料增效剂γ-聚谷氨酸的T3处理株高显著高于其他所有处理，比CK提高了7.75%；不同增施肥料增效剂γ-聚谷氨酸处理烟株茎围显著高于CK，其中以团棵期增施肥料增效剂γ-聚谷氨酸的T1处理最大，其次是旺长前期增施肥料增效剂γ-聚谷氨酸的T2处理；所有处理以T1处理的节距最小，显著低于其他处理；与CK相比，不同增施肥料增效剂γ-聚谷氨酸处理顶叶面积和倒三叶面积均较高，T3处理顶叶和倒三叶面积分别比对照增大了29.45%和15.63%。综合而言，增施肥料增效剂γ-聚谷氨酸能促进烟株生长发育，特别是在团棵期和旺长前期增施肥料增效剂γ-聚谷氨酸的T3处理显著增加株高，增大顶叶面积和倒三叶面积。

表3 肥料增效剂处理对烤烟移栽后60 d烟株农艺性状的影响Table 3 Effects of fertilizer synergist treatments on agronomic traits of flue-cured tobacco plants on 60 days after transplanting

2.3 肥料增效剂对烤烟上部烟叶SPAD值的影响

由表4可知，不同肥料增效剂处理对烟叶SPAD值有显著影响。各处理烟叶各点SPAD值差别不大，基本遵循叶尖SPAD值最低，叶中其次，叶基最高的规律，不同肥料增效剂烟叶SPAD平均值均显著大于对照，其中以在团棵期和旺长前期增施肥料增效剂γ-聚谷氨酸的T3处理最大，其次是在旺长前期增施肥料增效剂γ-聚谷氨酸的T2处理。

表4 肥料增效剂处理对烤烟移栽后110 d倒三叶SPAD值的影响Table 4 Effects of fertilizer synergist treatments on SPAD value of the third leaf from the top of tobacco on 110 d after transplanting

2.4 肥料增效剂对烤烟上部叶经济性状的影响

喷施肥料增效剂使烤烟生长发育良好，能够提升烟叶的产量和产值，提高烟叶均价和上等比例[20]。由表5可知，增施肥料增效剂γ-聚谷氨酸对烤后上部烟叶经济性状有较大影响。与CK相比，不同增施肥料增效剂γ-聚谷氨酸处理烤后上部烟叶的产量、均价、产值和上等烟比例均较高，其中T3处理的产量、产值和上等烟比例均最高，分别比对照显著提高了32.05%、34.35%和5.70百分点。综合而言，增施肥料增效剂γ-聚谷氨酸，特别是在团棵期和旺长前期增施肥料增效剂γ-聚谷氨酸的T3处理，有利于提高烤后上部烟叶经济性状，显著增加烟叶产量和产值，提高烟叶等级结构。

表5 肥料增效剂处理对烤烟上部叶经济性状的影响Table 5 Effects of fertilizer synergist treatments on economic properties of upper leaves of flue-cured tobacco

2.5 肥料增效剂对烤烟上部叶外观质量影响

喷施肥料增效剂对烤烟的上部烟叶的外观质量影响不大，陈雷等[21]研究发现，当烤烟的施肥量减少一定量时，喷施肥料增效剂，烤烟的外观质量并不会有所降低。由表6可知，增施肥料增效剂γ-聚谷氨酸烤后上部烟叶外观质量总分均低于CK，不同增施肥料增效剂γ-聚谷氨酸处理烤后上部烟叶外观质量以T3处理最好，略低于CK，其次是T1处理。

表6 肥料增效剂处理对烤烟上部叶外观质量的影响Table 6 Effects of fertilizer synergist treatments on appearance quality of upper leaves of flue-cured tobacco

2.6 肥料增效剂对烤烟上部叶常规化学成分的影响

研究[22]表明，烤烟的烟叶品质与烟叶的常规化学成分存在较为紧密的联系。糖的含量是影响烟气醇和度和吃味的主要因素，氨基酸含量与香气量和劲头呈正相关。适宜的糖氮比能够赋予烟草充足的香气和丰富的吃味。钾含量能够提高烟叶的燃烧性和吸湿性，改善烟叶的颜色和身份[23]。

由表7可知，增施肥料增效剂γ-聚谷氨酸对烤后上部烟叶常规化学成分及协调性有显著影响。T2处理烤后上部烟叶总糖和还原糖含量显著高于其他处理，T1、T3处理总糖、还原糖含量均低于CK，其中T3处理与CK间差异不显著；T1处理烟碱含量显著高于其他处理，而以T3处理最低，其值为3.07%；总氮含量高低依次为T1>T3>CK>T2；钾含量以T3处理最高，但与其他处理间差异均不显著；氯含量差异不显著，且均在适宜范围内；烤后上部烟叶常规化学成分协调性指标中的两糖比、氮碱比和钾氯比均以T3处理最大，而糖碱比以T2处理最大。综合而言，在团棵期和旺长前期增施肥料增效剂γ-聚谷氨酸的T3处理烤后上部烟叶总糖和还原糖含量适宜，烟碱含量降低，钾含量增加，化学成分总体基本协调。

表7 肥料增效剂处理对烤烟上部叶常规化学成分及其协调性的影响Table 7 Effects of fertilizer synergist treatments on conventional chemical components and coordination of upper leaves of flue-cured tobacco

2.7 肥料增效剂对烤烟上部叶感官质量的影响

γ-PGA肥料增效剂的施用对烟叶感官质量没有不利影响。肥料增效剂在一定用量范围内能使烟叶两糖、总植物碱、糖碱比、总氮、钾、氯等化学成分间比例协调性良好，从而得到烟叶香气质好，香气量充足，余味舒适，杂气少，烟叶内在质量好[24]。

由表8可知，在团棵期和旺长前期增施肥料增效剂γ-聚谷氨酸的T3处理烤后上部烟叶感官质量总分最高，而T1、T2处理均小于CK。T3处理烤后上部烟叶感官质量表现为香气质好，香气量足，浓度和劲头中等，杂气和刺激性小，余味舒适。总体而言，在团棵期和旺长前期增施肥料增效剂γ-聚谷氨酸的T3处理烤后上部烟叶感官质量较好。

表8 肥料增效剂处理对烤烟上部叶感官质量的影响Table 8 Effects of fertilizer synergist treatments on sensory quality of upper leaves of flue-cured tobacco

3 结论与讨论

罗玲等[25]研究发现，增效剂不仅能提高烤烟叶片的质体色素含量，并且对烤烟根系活力有一定的促进作用，也可以适当延迟根系活力的下降；使烟叶的碳氮代谢更加协调，从而提高烤烟的品质。陈雷等[21]研究发现，在施用普通肥料时或将肥料增效剂减少到一定范围内均能促进植株对肥料的吸收，有效地提高肥料利用率。

在大田生长期间，肥料增效剂在团棵期和旺长前期都喷施，肥料利用率提高，烟株的田间长势最好，在烤烟株高、茎围、叶面积等方面表现出明显的优势，上部烟叶SPAD值较高，说明在烤烟的生长发育期团棵期和旺长前期都施用肥料增效剂对烟叶的生长发展起到促进作用。在烤烟的经济性状方面，在烤烟的团棵期和旺长前期都喷施肥料增效剂对烤烟的增产增值效果最好。在烤烟外观质量方面，3个处理与CK相差不大，未表现出显著差异。在烤烟常规化学成分方面，除T1处理烟碱含量偏高外，其他处理烟碱含量均较适宜，其中以T3处理最低，施用肥料增效剂的烟叶常规化学成分之间表现得较为协调，尤其是T3处理；在烤烟感官质量方面，在团棵期和旺长前期都喷施增效剂，会使烤烟在香气质、香气量、浓度、余味、刺激性等方面有明显的优势，使得整个处理的烟叶感官质量最好。

综上所述，在烤烟生长发育方面，化学常规分析中，团棵期和旺长前期喷施肥料增效剂时，其烟碱、还原糖含量较高，化学成分之间的比值也比较协调，所以团棵期喷施肥料增效剂有助于烤烟对土壤养分吸收和生长发育。团棵期和旺长前期喷施肥料增效剂，使得烤烟的碳氮代谢协调，烟叶的内在品质得到提高。在烤烟上部叶产质量方面，团棵期和旺长前期喷施肥料增效剂，上部烟叶的产量有明显的提高，并且上等烟叶的比例也较高，评吸后综合得分最高。由此得出，在团棵期和旺长前期喷施肥料增效剂对烤烟的生长发育和上部烟叶产质量有明显的促进和提高作用。