不同配比蚯蚓粪与酒糟对烤烟生长和品质的影响

毛凯伦1,郑璞帆1,李司童1,赵鹏博1,勾 薇1,张 超2,金保锋3, 扈 强3,刘海轮4,唐永红4,张立新1

(1.西北农林科技大学 生命科学学院,陕西 杨凌 712100;2.西北农林科技大学 资源与环境学院,陕西 杨凌 712100; 3.广东中烟工业有限责任公司技术中心,广东 广州 510385;4.陕西省烟草公司,陕西 西安 710000)

摘要为寻求烟叶品质提升新途径,通过大田试验,设置蚯蚓粪与酒糟不同配比研究其对烤烟生长发育及烟叶化学品质的影响,以期为陕南烟区合理施肥提供依据。供试烤烟品种为K326,试验设6个处理:CK(常规施肥);T1(蚯蚓粪生物肥2 400 kg/hm2);T2(蚯蚓粪生物肥1 800 kg/hm2+酒糟600 kg/hm2);T3(蚯蚓粪生物肥1 200 kg/hm2+酒糟1 200 kg/hm2);T4(蚯蚓粪生物肥600 kg/hm2+酒糟1 800 kg/hm2);T5(酒糟2 400 kg/hm2)。结果表明:蚯蚓粪与酒糟均能有效促进烤烟生长,改善烤烟农艺性状,提升烟叶化学品质,其中以T2(蚯蚓粪生物肥1 800 kg/hm2+酒糟600 kg/hm2)处理作用效果最佳。具体表现为:与CK相比,T2处理在圆顶期及成熟期烟叶总氮含量分别提高60.60%,14.86%,全钾含量分别提高46.37%,34.59%,还原糖含量分别提高7.80%,32.50%;同时,T2处理烤后烟叶化学成分协调性明显优于其他处理,烤后化学品质各项指标均在适宜范围内。因此,在陕南烟区推荐使用蚯蚓粪生物肥1 800 kg/hm2+酒糟600 kg/hm2的施肥模式。

关键词烤烟;蚯蚓粪;酒糟;生长;品质

化肥的施用在一定程度上可以提高烟草等经济作物的产量。而长期大量施用化肥会引发土壤板结、酸碱失调、有机质含量下降等一系列土壤质量恶化问题,进而导致烤烟产量降低、品质下降[1-2]。当前,利用有机肥对土壤进行改良,进而提高作物产量与品质已经成为一种重要且有效的措施[3]

蚯蚓粪是一种呈黑色、均一细碎类物质,通气性、排水性好,具有良好的吸收和保持养分的能力,是一种优质高效的生物有机肥料[4]。蚯蚓粪中含有微生物菌群,可提高作物抗病能力;此外,还含有吲哚乙酸和赤霉素等激素,对植物生长有促进作用。大量研究表明蚯蚓粪能显著促进作物生长,增加作物产量,改善作物品质。张小良等[5]认为施用蚯蚓粪可不同程度的增加烟叶最大叶叶面积,同时提高了上等烟叶产量与产值。李锐等[6]比较了蚯蚓粪肥和复合肥不同配比对烤烟产量和质量的影响,结果表明,配施蚯蚓粪肥显著提高烟叶产量、产值和上等烟比例。酒糟为酿酒的副产物,以粮食为原料的酒糟含有较丰富营养,并含有多种有机化合物如醇类、B族维生素和纤维素等,其化学作用往往由多种化感物质协同作用于植物[7]。此外,酒糟能够增加土壤有机质,改善盐碱土的理化性质,是一种良好的土壤改良剂[8-9]。吕军等[10]研究表明施用酒糟生物有机肥和微生物菌剂,土壤微生物数量和酶活性显著增加,且随酒糟生物有机肥施用量的增加而增大。朱红梅等[11]对莴笋施用酒糟型生物有机肥后,莴笋产量、养分含量以及光合产物积累量均显著提高。

目前,有关蚯蚓粪对烤烟种植栽培研究较少,而蚯蚓粪与酒糟配施对烤烟影响的相关研究更是鲜有报道。为此,本研究以陕西旬阳县生态条件为背景,通过施用不同配比的蚯蚓粪与酒糟,研究其对烤烟生长、烟叶成熟度及产质量的影响,同时寻求适宜的配比,为蚯蚓粪与酒糟在烟田的大面积推广和应用提供科学依据。

1 材料和方法

1.1试验地概况

试验于2015年在陕西旬阳县构远乡林相村进行,地处E109°21′36.15″、N32°50′9.89″,属北亚热带湿润气候区,海拔920 m,气温15 ℃,降雨量800 mm。试验区土壤基本理化性状为pH值7.06,有机质20.18 g/kg,速效氮61.18 mg/kg,速效磷23.15 mg/kg,速效钾123.40 mg/kg。

1.2 试验品种与设计

供试品种为K326。试验设6个处理:CK(常规施肥);T1(蚯蚓粪生物肥2 400 kg/hm2);T2(蚯蚓粪生物肥1 800 kg/hm2+酒糟600 kg/hm2);T3(蚯蚓粪生物肥1 200 kg/hm2+酒糟1 200 kg/hm2);T4(蚯蚓粪生物肥600 kg/hm2+酒糟1 800 kg/hm2);T5(酒糟2 400 kg/hm2)。小区随机排列,设置3次重复,每个处理小区面积68.4 m2,株行距0.50 m ×1.20 m。其他施肥方式及管理按当地烤烟种植规范,移栽期为4月24日,顶叶成熟时间为8月22日。

1.3 测定指标与方法

鲜样105 ℃杀青15 min,65 ℃烘干至恒重,粉碎机磨成粉用于化学品质测定。浓硫酸-双氧水消煮,氮含量采用高分辨自动化学分析仪(型号AA3)测定,钾含量采用火焰光度计(型号M41)测定;蒽酮比色法测定可溶性总糖和淀粉含量;3,5-二硝基水杨酸比色法(DNS)测定还原糖含量[12]。烟碱采用比色法测定[13-14]。烤后烟叶化学品质测定方法同上。

于每个小区选择长势长相均匀一致、能够代表小区生长状况的烟株10株,参照YC/T 142-1998[15]烟草农艺性状调查方法,调查每株烟株圆顶期农艺性状,包括株高、有效叶数、茎围、节距及上部叶长和宽。

1.4 数据统计分析

试验数据采用Excel 2010软件进行初步整理,采用SPSS 20.0软件进行方差分析。

2 结果与分析

2.1 蚯蚓粪和酒糟不同配比对烤烟烟叶氮的影响

由图1可知,不同配比蚯蚓粪与酒糟均对烟叶圆顶期氮含量产生显著影响,烟叶氮含量随着生育期的推进表现出逐渐降低的趋势。圆顶期,各处理烟叶氮含量较常规施肥均有显著提高,其中,T2较CK增加60.60%。成熟期,T2含量最高,T3次之,分别较CK(常规施肥)提高了14.86%,6.70%。综合分析,T2处理效果较好。

同一生育期中标不同字母表示不同处理间差异显著(P<0.05)。图2-5同。
Different letter in the same stage represent the significance among treatments at P<0.05. The same as Fig.2-5.

图1 蚯蚓粪和酒糟不同配比对烤烟烟叶氮的影响
Fig.1 Effect of different ratio of vermicompost and vinasseon total nitrogen content of flue-cured tobacco leaves

2.2 蚯蚓粪和酒糟不同配比对烤烟烟叶钾的影响

由图2可知,随着生育期的推进,烟叶钾含量逐渐降低,各处理烟叶钾含量均比CK有所提高。圆顶期,T1、T2、T3处理中烟叶钾含量较高,其中T2处理最为显著,比CK提高了46.37%。成熟期,T2处理烟叶钾含量最高,与其他处理呈现显著性差异,比CK提高了34.59%。

图2 蚯蚓粪和酒糟不同配比对烤烟烟叶钾的影响
Fig.2 Effect of different ratio of vermicompost and vinasse ontotal potassium content of flue-cured tobacco leaves

2.3 蚯蚓粪和酒糟不同配比对烤烟烟叶还原糖的影响

由图3可见,各处理还原糖含量较CK均有所提高,且圆顶期还原糖含量明显高于成熟期。圆顶期T2、T4、T5处理还原糖含量较高,比CK分别提高了7.80%,26.10%,26.08%。成熟期,T2、T3、T4处理还原糖含量较高,比CK分别提高32.50%,93.07%,60.80%。综合分析,T2、T4处理效果较好。

图3 蚯蚓粪和酒糟不同配比对烤烟烟叶还原糖的影响
Fig.3 Effect of different ratio of vermicompost and vinasse onreducing sugar content of flue-cured tobacco leaves

2.4 蚯蚓粪和酒糟不同配比对烤烟烟叶可溶性总糖的影响

由图4可见,同一时期,各处理可溶性总糖含量比常规施肥有不同程度的增加,且圆顶期可溶性总糖大于成熟期。圆顶期,T2、T4处理总糖含量最高,相比CK分别提高了21.17%,22.30%。成熟期,T2、T3处理总糖含量较高,相比CK分别提高27.05%,27.85%。综合分析,T2处理效果较好。

图4 蚯蚓粪和酒糟不同配比对烤烟烟叶可溶性总糖的影响
Fig.4 Effect of different ratio of vermicompost and vinasse ontotal soluble sugar content of flue-cured tobacco leaves

2.5 蚯蚓粪和酒糟不同配比对烤烟烟叶淀粉的影响

由图5可见,随生育期的发展烟叶中淀粉含量逐渐增加。圆顶期各处理淀粉含量均高于CK,其中,T2、T3、T4处理淀粉含量相比CK分别提高了23.88%,45.77%,22.39%。成熟期,T2、T3、T5处理淀粉含量较高,相比CK分别提高了21.74%,62.85%,39.13%。综合分析,T3处理效果较好,其次为T2处理。

图5 蚯蚓粪和酒糟不同配比对烤烟烟叶淀粉的影响
Fig.5 Effect of different ratio of vermicompost and vinasseon starches content of flue-cured tobacco leaves

2.6 蚯蚓粪和酒糟不同配比对烤烟烤后化学成分的影响

参考王彦亭等 [16]烤烟化学成分指标赋值方法,烟碱含量最适范围为2.20%~2.80%,还原糖含量最适范围为18.00%~22.00%,总氮含量最适范围为2.00%~2.50%,钾含量最适范围为≥2.50%,淀粉含量最适范围为≤3.50,总糖含量最适范围为27.16%~30.57%,糖碱比值最适范围为8.50%~9.50%,氮碱比值最适范围为0.95%~1.05%。由表1可见,试验各处理烟碱含量除CK与T4、T5,其他各处理含量均达100分。总氮含量T2、T3处理含量最好,较CK分别提高45.40%,56.60%;各处理中钾含量差异不明显,其中T2处理含量最高,较CK提高了14.90%;还原糖含量T1、T2、T5处理较好;淀粉含量除T1处理含量过高,其他各处理含量均适宜;总糖含量CK、T4、T5处理较适宜;氮碱比值T2、T3处理最好,其他各处理均低于最适比值。烤烟化学成分协调性各指标中糖碱比值所占比例最大,根据评分标准,T2处理最好,其次是CK、T1。综合各化学指标,T2处理烤烟的化学成分最协调。

2.7 蚯蚓粪和酒糟不同配比对烤烟农艺性状的影响

从表2可见,施用不同配比的蚯蚓粪与酒糟均能改善烤烟农艺性状。其中,T1烟株株高最佳,相比CK增加了8.37%。各处理烟株茎围相比CK均有所增大,但差异不显著。与CK相比,上部叶面积增加效果较好的为T1处理,较CK增加了5.80%,其他农艺性状指标差异不明显。

表1 蚯蚓粪和酒糟不同配比对烤烟B2F烤后化学成分的影响
Tab.1 Effect of different ratio of vermicompost and vinasse on chemical properties of flue-cured tobacco leaves %

处理Treatment烟碱Nicotine总氮Total nitrogen全钾Totalpotassium还原糖Reducingsugar淀粉Starches总糖Total solublesugar氮碱比Ratioof nitrogenand nicotine糖碱比Ratio ofsugar andnicotineCK2.01e1.52e1.74b23.23a2.87c29.32a0.75c11.56aT12.52c1.78d1.64b18.42c3.86a26.77b0.71d7.31cT22.31d2.21c2.00a20.99b2.90bc19.65c0.95a9.09bT32.47cd2.38b1.73b17.05d2.99b19.42c0.96a6.90cT43.19a2.64a1.69b14.57e2.85c29.14a0.83b4.57dT52.87b1.85d1.65b19.89b2.59d27.47b0.64e6.93c

注:表中不同字母表示不同处理间差异显著(P<0.05)。表2同。

Note:Different letter in the table represent the significance among treatments at P<0.05.The same as Tab.2.

表2 蚯蚓粪和酒糟不同配比对烤烟农艺性状的影响
Tab.2 Effect of different ratio of vermicompost and vinasse on agronomic traits of flue-cured tobacco leaves

处理Treatment株高/cmPlant height茎围/cmStem girth节距/cmPitch有效叶数Effective leaf number上部叶面积/cm2Upper leaf areaCK109.8b8.8a4.6a20.8a623.1bT1119.0a9.1a4.7a21.4a659.6aT2118.9a9.1a4.6a21.0a635.3abT3117.9a9.0a4.6a20.8a627.3abT4117.7a9.0a4.6a20.7a620.4bT5117.5a8.9a4.6a20.8a617.2b

3 讨论

氮是烟草营养的三要素之一,在一定范围内增施氮肥可以提高烟叶中的烟碱浓度,进而协调糖碱之比[17]。钾是多种酶的活化剂,充足的钾素供应可保证烟株代谢正常进行,有助于植株健壮生长,此外,钾素还能增强烟株的抗病性和抗旱性[18]。烤烟烟叶的含糖量一向被认为是体现卷烟良好吃味的重要标志[19]。一般含糖高的烟叶比较柔软,富有弹性,色泽鲜亮,耐压而不易碎,烟叶品质较佳[20],尤其是还原糖,在卷烟吸燃时能产生酸性反应,抑制烟气中碱性物质的碱性,使烟气的酸碱平衡适度,降低刺激性,产生令人满意的吃味[21]。本试验中各处理烟叶氮、钾含量,与CK相比含量均不同程度增加,各处理与CK相比还原糖、可溶性总糖及淀粉含量均有所提高,烟叶品质均有不同程度的改善。

烤烟内在质量和香吃味质量与烤烟化学成分有密切关系,只有各种化学成分含量适宜,相互之间的比例协调,烟叶才能具备良好的内在质量[22-24]。化肥配施有机肥能显著改善土壤质量,进而提高烟叶品质[25-27],有研究表明蚯蚓粪生物有机肥具有明显效果[28]。李锐等[6]研究表明,施用蚯蚓粪肥,可显著提高烟叶中还原糖、钾元素的含量,显著降低烟叶中氮、烟碱、氯等化学指标的含量,进而改善烟叶品质。本试验结果表明,施用蚯蚓粪可提高烤烟烟叶氮元素、钾元素、还原糖、可溶性总糖等化学成分含量。此外,本研究还表明,不同配比蚯蚓粪与酒糟对烤烟氮碱比值与糖碱比值2个重要化学成分指标具有改善作用。

有研究表明[29-30]施用蚯蚓粪肥对作物的生长、发育等农艺性状均有不同程度改善。黄德文等[31]研究表明,蚯蚓粪与基肥配施可促进烤烟生长发育、提质、增效。本试验结果也表明,蚯蚓粪与酒糟不同配比能够有效改善烤烟农艺性状,提高烟株高度,增大茎围及叶面积。

本研究表明,蚯蚓粪与酒糟不同配比能有效促进烟叶生长,改善烟叶化学品质,提高烟叶质量。综合烟叶烘烤前后生理及化学指标,可以得出以T2施用效果最好,适宜作为陕南烟区烟田施肥的推广模式。

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Effect of Different Ratio of Vermicompost and VinasseonGrowth and Quality of Flue-cured Tobacco

MAO Kailun1, ZHENG Pufan1,LI Sitong1, ZHAO Pengbo1,Gou Wei1,ZHANG Chao2, JIN Baofeng3,HU Qiang3,LIU Hailun4,TANG Yonghong4,ZHANG Lixin1

(1.College of Life Sciences, Northwest A&F University, Yangling 712100, China; 2.College of Natural Resources and Environment, Northwest A&F University,Yangling 712100, China; 3.Technology Center of China Tobacco Guangdong Industral Co., Ltd, Guangzhou 510385, China; 4.Tobacco Company of Shaanxi Province, Xi′an 710000, China)

AbstractTo seek new ways to improve the quality of tobacco, a field experiment was conducted to study the effect of vermicompost and vinasse on improving the growth and chemical properties of flue-cured tobacco using K326 as materials. Six treatments were set up, which were CK (conventional fertilization);T1(vermicompost 2 400 kg/ha);T2(vermicompost 1 800 kg/ha and vinasse 600 kg/ha);T3(vermicompost 1 200 kg/ha+vinasse 1 200 kg/ha);T4(vermicompost 600 kg/ha+vinasse 1 800 kg/ha);T5(vinasse 2 400 kg/ha),respectively. The results showed that vermicompost and vinasse could improve the plant growth, enhance the agronomic traits and chemical component of flue-cured tobacco, especially for the T2 (vermicompost 1 800 kg/ha and vinasse 600 kg/ha). The content of total nitrogen, total potassium and sugar content at topping stage were increased by 60.60%, 46.37% and 7.80%, while those at maturing stage were increased by 14.86%, 34.59%, 32.50%, as compared with CK, respectively. It also exhibited appropriate chemical property under T2 treatment. In conclusion, applying with vermicompost 1 800 kg/ha and vinasse 600 kg/ha can be suggested as a suitable fertilization models in tobacco-growing areas in Southern Shaanxi Province.

Key words:Flue-cured tobacco; Vermicompost; Vinasse; Growth; Quality

中图分类号S572

文献标识码:A

文章编号:1000-7091(2017)01-0215-05

doi:10.7668/hbnxb.2017.01.032

收稿日期2016-11-07

基金项目广东中烟工业有限责任公司技术中心和陕西省烟草专卖局(公司)科技项目(粤烟工05XM-QK【2014】015)

作者简介毛凯伦(1992-),女,河北石家庄人,在读硕士,主要从事植物生理学研究。

通讯作者张立新(1969-),男,陕西韩城人,教授,博士,主要从事植物营养研究。