为了探究不同植烟密度对桃源烟叶生长发育和质量的影响,试验通过对比不同植烟密度下,旺长期和成熟期烟株的农艺性状及常规化学成分数据,进而分析得出植烟密度与烟草农艺性状和内在成分的相关关系。结果表明,减少植烟密度利于改善株高及叶宽,适当增加植烟密度有助于提升烟叶烟碱含量,对于化学成分的协调性有显著提升作用。试验证实,桃源县采用1200株左右的种植密度对于提升烟叶化学品质及产量有较为显著的作用。这对于当地烟叶种植密度的管理,获得到高质量、高品质烟叶提供参考。 In order to explore the effects of different tobacco planting densities on the growth, development, and quality of Taoyuan tobacco leaves, the experiment compared the agronomic traits and conven-tional chemical composition data of tobacco plants in the flourishing and mature stages under dif-ferent tobacco planting densities, and then analyzed the correlation between tobacco planting den-sity and tobacco agronomic traits and intrinsic components. The results showed that reducing the density of tobacco planting is beneficial for improving plant height and leaf width, and appropriate-ly increasing the density of tobacco planting is helpful for increasing the nicotine content of tobacco leaves, which significantly enhances the coordination of chemical components. The experiment con-firmed that using a planting density of around 1200 plants in Taoyuan County has a significant ef-fect on improving the chemical quality and yield of tobacco leaves. This provides a reference for the management of local tobacco planting density and obtaining high-quality tobacco leaves.
为了探究不同植烟密度对桃源烟叶生长发育和质量的影响,试验通过对比不同植烟密度下,旺长期和成熟期烟株的农艺性状及常规化学成分数据,进而分析得出植烟密度与烟草农艺性状和内在成分的相关关系。结果表明,减少植烟密度利于改善株高及叶宽,适当增加植烟密度有助于提升烟叶烟碱含量,对于化学成分的协调性有显著提升作用。试验证实,桃源县采用1200株左右的种植密度对于提升烟叶化学品质及产量有较为显著的作用。这对于当地烟叶种植密度的管理,获得到高质量、高品质烟叶提供参考。
烟草产量,烟叶质量,农艺性状,化学成分,植烟密度
Liang Zhang1*, Lanjun Shao2*, Qiang Hu2, Xin Yang2, Xiaoguo Wang2, Chen Peng2, Yanqiu Jing1, Xuewei Zhang2#
1College of Tobacco, Henan Agricultural University, Zhengzhou Henan
2Guangdong Tobacco Research Institute Co., Ltd., Guangzhou Guangdong
Received: Dec. 19th, 2023; accepted: Jan. 8th, 2024; published: Jan. 19th, 2024
In order to explore the effects of different tobacco planting densities on the growth, development, and quality of Taoyuan tobacco leaves, the experiment compared the agronomic traits and conventional chemical composition data of tobacco plants in the flourishing and mature stages under different tobacco planting densities, and then analyzed the correlation between tobacco planting density and tobacco agronomic traits and intrinsic components. The results showed that reducing the density of tobacco planting is beneficial for improving plant height and leaf width, and appropriately increasing the density of tobacco planting is helpful for increasing the nicotine content of tobacco leaves, which significantly enhances the coordination of chemical components. The experiment confirmed that using a planting density of around 1200 plants in Taoyuan County has a significant effect on improving the chemical quality and yield of tobacco leaves. This provides a reference for the management of local tobacco planting density and obtaining high-quality tobacco leaves.
Keywords:Tobacco Yield, Tobacco Quality, Agronomic Traits, Chemical Composition, Tobacco Planting Density
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植烟密度作为烟叶栽培过程中的重要因素,合理的植烟密度对烟叶产量及质量有极显著影响,合理种植密度能使烟草的产量和质量都能得到最大化的提高,但是过高或过低的植烟密度都会对烟草的产量和质量产生不良影响。密度过大或过小都会导致烤烟产量和质量之间的不协调 [
本试验试验于2022~2023年在湖南省常德市盘塘镇进行,供试品种为湘烟7号。所选试验田均为烟叶生长优良、肥力均匀、成熟度较优且一致的湘烟7号中部叶(第10~12叶位)和上部烟叶(第15~17叶位)。供试烤房为标准密集型烤房。桃源县当地土壤营养状况如下表1。
指标 | 平均 | 最小值 | 最大值 | 标准差 | 峰度 | 偏度 |
---|---|---|---|---|---|---|
全氮(g/kg) | 1.50 | 0.28 | 2.73 | 0.43 | 0.93 | −0.29 |
全磷(g/kg) | 0.69 | 0.18 | 1.53 | 0.25 | 1.32 | 0.98 |
全钾(g/kg) | 15.74 | 10.50 | 37.00 | 4.23 | 6.61 | 2.11 |
有机质(g/kg) | 27.17 | 5.15 | 49.40 | 8.33 | 0.68 | −0.10 |
有效磷(mg/kg) | 38.25 | 2.15 | 120.20 | 23.75 | 2.03 | 1.28 |
速效钾(mg/kg) | 222.50 | 35.90 | 528.70 | 101.60 | −0.29 | 0.24 |
有效铁(mg/kg) | 177.86 | 12.70 | 422.70 | 99.41 | −0.16 | 0.39 |
有效锰(mg/kg) | 33.16 | 7.64 | 77.10 | 16.05 | −0.21 | 0.52 |
有效硼(mg/kg) | 0.51 | 0.00 | 1.45 | 0.30 | 0.01 | 0.91 |
有效钼(mg/kg) | 0.14 | 0.04 | 0.58 | 0.10 | 6.26 | 2.37 |
pH (水) | 6.08 | 4.48 | 7.77 | 0.76 | −0.56 | 0.39 |
碱解氮(mg/kg) | 139.75 | 39.60 | 209.20 | 36.29 | 0.18 | −0.45 |
交换性钙cmol (1/2Ca)/kg | 9.21 | 2.41 | 41.66 | 6.27 | 13.33 | 3.41 |
交换性镁cmol (1/2Mg)/kg | 1.44 | 0.49 | 4.38 | 0.73 | 4.26 | 1.82 |
氯离子(mg/kg) | 4.43 | 0.00 | 32.00 | 5.80 | 9.70 | 2.82 |
表1. 常德市桃源县土壤营养状况调研描述统计分析
根据国家现行烟田土壤营养状况标准 [
本试验基肥采用烟草专用肥和发酵菜籽肥,施用方式采取当地常用施肥方式(穴施),施肥时间与常规保持一致(移栽前10天);追肥采用硝酸钾、硫酸钾,施肥方式为撒施。试验中每个处理设定为一个小区,每小区为13株 × 13株的方形小区,每小区共计169株(根据当地实际情况调整)。本试验共设置4个处理及1个对照,分别设置900株/亩、1000株/亩、1200株/亩、1300/亩、1100株/亩不同处理,900株/亩记为种密T1,1000株/亩记为种密T2,1200株/亩记为种密T3,1300株/亩记为种密T4,1100株/亩为种密CK,具体植烟密度分类见下表2,每个处理重复三次,除试验设置操作外其余操作均按照当地农艺措施进行。
按照国家规定成熟标准采收烟叶,挑选成熟度一致大小相差不大的叶片,每竿140片绑竿标记,所有处理均在同一天内完成采收、编烟、装炕与开烤,严格按照三段式烘烤技术进行正常烘烤 [
处理 | 植烟密度 |
---|---|
种密CK | 1100株/亩、行距120 cm、株距51 cm |
种密T1 | 900株/亩、行距120 cm、株距43 cm |
种密T2 | 1000株/亩、行距120 cm、株距47 cm |
种密T3 | 1200株/亩、行距120 cm、株距56 cm |
种密T4 | 1300株/亩、行距120 cm、株距60 cm |
表2. 植烟密度处理组设计
烟叶样品中的还原糖、总糖、淀粉等化学成分指标含量采用流动分析法测定。各项化学成分参照标准如下:总氮(YC/T161-2002)、还原糖(YC/T 216-2007)、总糖(YC/T159-2002)、氯(YC/T 162-2011)、钾(YC/T 173-2003)、淀粉(YC/T 216-2013)。
分别于烟叶旺长期及成熟期,每组处理选取5组有代表性烟株,测量植株关键农艺指标(株高、颈围、叶长叶宽、叶间距)。
所得数据采用Excel 2010进行数据统计及作图,利用SPSS 21.0对数据进行差异显著性分析。
表3分析结果表明不同植烟密度对烟株的叶间距、茎围、下部叶叶长、中部叶叶长、上部叶叶长影响较小;不同植烟密度对烟株的株高、下部叶叶宽、中部叶叶宽、上部叶叶宽影响较大。种密T1、种密T2、种密T3、种密T4、种密CK的叶间距、茎围、下部叶叶长、中部叶叶长、上部叶叶长的差异不显著(P > 0.05)。种密T1与种密T2、种密T3、种密T4、种密CK的株高存在显著差异(P < 0.05),种密CK处理显著高于种密T1处理。种密T2、种密T4与种密T3的下部叶叶宽存在显著差异(P < 0.05),种密T2、种密T4处理显著高于种密T3处理。种密T1与种密T2、种密T3、种密T4、种密CK的中部叶叶宽存在显著差异(P < 0.05),种密T1处理显著高于其他处理。种密T1、种密T2、种密T3、种密T4与种密CK的上部叶叶宽存在显著差异(P < 0.05),种密T1、种密T2、种密T3、种密T4处理显著高于种密CK处理。总体分析可知,种植密度T2处理叶片各部位叶宽显著高于其他处理,种植密度T4处理叶片及株高低于其他处理,旺长期T4烟叶生长发育状况最好。
表4分析结果表明不同植烟密度对烟株的茎围、下部叶叶长、中部叶叶长、中部叶叶宽、上部叶叶长、上部叶叶宽影响较小;不同植烟密度对烟株的株高、叶间距、下部叶叶宽影响较大。其中:种密T1、种密T2、种密T3、种密T4、种密CK的茎围、下部叶叶长、中部叶叶长、中部叶叶宽、上部叶叶长、上部叶叶宽的差异不显著(P > 0.05)。种密T1、种密T2、种密T3、种密T4与种密CK的株高存在显著差异(P < 0.05),种密T1、种密T2、种密T3、种密T4处理显著高于种密CK处理。种密T1、种密CK与种密T2、种密T3、种密T4的叶间距存在显著差异(P < 0.05),种密T1、种密CK处理显著高于种密T2、种密T3、种密T4处理。种密T1与种密CK的下部叶叶宽存在显著差异(P < 0.05),种密CK处理显著高于种密T1处理。总体分析可知,种植密度1100株/亩处理叶片各部位叶宽显著高于其他处理,种植密度T4处理叶片及株高低于其他处理,成熟期CK烟叶生长发育状况最好。农艺性状分析结果表明1100株处理烟叶农艺性状表现高于其他处理,1200株烟叶农艺性状略高于其他处理。
种密T1 | 种密T2 | 种密T3 | 种密T4 | 种密CK | |
---|---|---|---|---|---|
株高 | 97.333 ± 9.053b | 111.533 ± 13.793a | 113.533 ± 8.258a | 110.733 ± 5.215a | 109.700 ± 2.600a |
叶间距 | 7.666 ± 1.457a | 8.033 ± 0.231a | 7.267 ± 1.401a | 7.833 ± 2.442a | 7.267 ± 0.503a |
茎围 | 7.666 ± 1.457a | 8.033 ± 0.231a | 7.267 ± 1.401a | 7.833 ± 2.442a | 7.267 ± 0.503a |
下部叶叶长 | 67.000 ± 2.5120a | 61.852 ± 3.612a | 63.952 ± 4.120a | 60.235 ± 0.935a | 65.358 ± 2.865a |
下部叶叶宽 | 30.025 ± 0.280b | 32.820 ± 3.568ab | 28.952 ± 4.326ab | 33.325 ± 3.567ab | 29.365 ± 3.856a |
中部叶叶长 | 68.862 ± 4.652a | 67.365 ± 5.632a | 65.926 ± 4.252a | 67.100 ± 5.456a | 67.755 ± 3.552a |
中部叶叶宽 | 29.025 ± 4.811b | 25.121 ± 2.103a | 26.825 ± 1.112a | 25.633 ± 3.912a | 26.725 ± 1.171a |
上部叶叶长 | 47.900 ± 3.300a | 46.600 ± 0.754a | 52.225 ± 3.662a | 49.452 ± 3.975a | 41.000 ± 3.152a |
上部叶叶宽 | 15.333 ± 2.657b | 14.466 ± 2.458b | 17.700 ± 2.381b | 16.333 ± 0.650b | 10.600 ± 1.311a |
表3. 旺长期不同植烟密度对烟株农艺性状的影响
注:同行不同种植密度不同小写字母表示在同一时期烟株农艺性状存在显著差异(P < 0.05),独立样本t检验置信区间为95%。
种密T1 | 种密T2 | 种密T3 | 种密T4 | 种密CK | |
---|---|---|---|---|---|
株高 | 114.900 ± 4.592b | 115.466 ± 3.493b | 113.233 ± 7.088b | 111.866 ± 5.437b | 104.000 ± 7.211a |
叶间距 | 6.000 ± 0.529b | 4.566 ± 0.950a | 4.222 ± 0.793a | 4.033 ± 0.503a | 6.833 ± 1.892b |
茎围 | 8.700 ± 0.721a | 8.263 ± 3.366a | 10.402 ± 0.900a | 10.433 ± 0.152a | 7.833 ± 0.288a |
下部叶叶长 | 72.866 ± 9.716a | 68.966 ± 2.641a | 70.833 ± 0.404a | 70.900 ± 8.928a | 71.666 ± 3.512a |
下部叶叶宽 | 27.966 ± 2.577b | 30.133 ± 1.817ab | 30.500 ± 2.722ab | 30.000 ± 1.734ab | 33.666 ± 2.516a |
中部叶叶长 | 67.533 ± 5.450a | 68.933 ± 0.737a | 69.111 ± 2.170a | 75.266 ± 4.758a | 70.333 ± 11.015a |
中部叶叶宽 | 26.600 ± 5.480a | 23.300 ± 2.961a | 27.333 ± 3.435a | 27.800 ± 1.539a | 23.666 ± 1.527a |
上部叶叶长 | 58.933 ± 6.305a | 55.700 ± 2.685a | 57.833 ± 1.513a | 60.166 ± 5.063a | 54.000 ± 10.149a |
上部叶叶宽 | 18.250 ± 2.050a | 16.736 ± 1.154a | 16.700 ± 2.343a | 17.000 ± 1.946a | 17.000 ± 3.605a |
表4. 成熟期不同植烟密度对烟株农艺性状的影响
如图1所见,植烟密度和总植物碱含量之间具有相关性,不同植烟密度对总植物碱含量影响不同。其中种密T4总植物碱含量最高,种密T1总植物碱含量最低,总植物碱含量随着植烟密度的增加而呈现递增趋势。
图1. 不同植烟密度对总植物碱含量的影响
如图2所见,植烟密度和总还原糖含量之间具有相关性,不同植烟密度对总还原糖含量影响不同。其中种密T1总还原糖含量最高,T4总还原糖含量最低,总还原糖含量随着植烟密度的增加而呈现递减趋势。
图2. 不同植烟密度对总还原糖含量的影响
适当密植,烟叶总糖含量降低 [
图4分析结果表明:随着密度增大,总氮含量先增后降。如图4所见,植烟密度和总氮含量之间具有相关性,不同植烟密度对总氮含量影响不同。其中种密T4总氮含量最高,种密T1总氮含量最低,总氮含量随着植烟密度的增加而呈现递减趋势,这与吴家昶研究结果相一致 [
图5结果表明,植烟密度和总K含量之间具有相关性,不同植烟密度对总K含量影响不同。其中种密T1与种密T4总K含量最高,种密T2与种密T3总K含量最低,总K含量随着植烟密度的增加而呈现先减少后增加的趋势。
图3. 不同植烟密度对总糖含量的影响
图4. 不同植烟密度对总氮含量的影响
图5. 不同植烟密度对K含量的影响
如图6所见,植烟密度和总氯含量之间具有相关性,不同植烟密度对总氯含量影响不同。其中种密T1与种密T2总氯含量最高且差异较小,种密T3与种密T4总氯含量逐渐减少,总氯含量随着植烟密度的增加而呈现先稳定后降低的趋势。
图6. 不同植烟密度对氯含量的影响
如图7所见,植烟密度和PH值之间无明显相关性,不同植烟密度对PH值影响较小。其中种密T2 PH值最高,种密T3PH值最低,植烟密度和PH值之间无明显关联。
图7. 不同植烟密度对PH的影响
造成上述现象的主要原因是由于烟叶种植密度的加大,将使得烟叶植株底部和地表无法得到充足的光照,从而导致总淀粉含量随着植烟密度的增加而呈现降低的趋势 [
图8. 不同植烟密度对淀粉含量的影响
总淀粉含量之间具有相关性,不同植烟密度对总淀粉含量影响不同。其中种密T1与种密T2淀粉含量最高且相近,种密T3与种密T4淀粉含量最低且相近,淀粉含量随着植烟密度的增加而呈现先稳定后降低再稳定的趋势。
通过植烟密度对化学成分影响总体分析可知,种植密度增大能有效降低烟叶中烟碱含量,增加还原糖的含量,降低总糖含量,减少总氮含量,降低氯含量,淀粉先降低后增高。通过不同处理化学成分相互对比,烟碱含量1000株/亩到1200株/亩含量适宜,还原糖及总糖含量900/亩到1300株/亩含量适宜,总氮及氯含量1000株/亩到1200株/亩含量适宜,淀粉含量1200株适宜,由此可知,1200株/亩烟叶化学成分更加协调。
表5分析结果表明植烟密度与总植物碱含量、总氮含量无相关性;植烟密度与总还原糖含量、总糖含量、总K含量、总氯含量、pH值、总淀粉含量具有相关性。植烟密度与总还原糖含量存在极显著负相关(P < 0.01);与总糖含量存在极显著负相关(P < 0.01);与总钾含量存在显著正相关(P < 0.05);与总氯含量存在极显著负相关(P < 0.01);与pH值存在显著正相关(P < 0.05);与总淀粉含量存在极显著负相关(P < 0.01)。
总值物碱% | 还原糖% | 总糖% | 总氮% | K% | 氯% | pH | 淀粉% | |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
皮尔逊相关性 | −0.396 | −0.977** | −0.993** | 0.104 | 0.625* | −0.857** | 0.560* | −0.932** |
显著性(双尾) | 0.144 | 0.000 | 0.000 | 0.711 | 0.013 | 0.000 | 0.030 | 0.000 |
表5. 植烟密度与化学成分相关性分析
注:同行*表示种植密度在同一时期烟叶化学成分存在显著相关(P < 0.05),同行**表示种植密度在同一时期烟叶化学成分存在极显著相关(P < 0.01),独立样本t检验置信区间为95%。
表6分析结果表明,植烟密度与烟株的下部叶叶长、中部叶叶长、中部叶叶宽上部叶叶长、上部叶叶宽、叶间距无相关性。植烟密度与烟株的下部叶叶宽、茎围、株高具有相关性。植烟密度与烟株旺长期下部叶叶宽存在显著负相关(P < 0.05);与烟株成熟期下部叶叶宽存在极显著正相关(P < 0.01);植烟密度与烟株旺长期茎围存在显著负相关(P < 0.05);与烟株成熟期茎围存在显著负相关(P < 0.05);植烟密度与烟株旺长期株高存在显著正相关(P < 0.05);与烟株成熟期株高存在显著正相关(P < 0.05)。
下长 | 下宽 | 中长 | 中宽 | 上长 | 上宽 | 茎围 | 株高 | 叶间距 | ||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
旺长期 | 相关性 | −0.191 | −0.507* | −0.088 | −0.206 | −0.336 | −0.368 | −0.587* | 0.571* | −0.116 |
显著性 | 0.495 | 0.014 | 0754 | 0.461 | 0.221 | 0.177 | 0.066 | 0.073 | 0.679 | |
成熟期 | 相关性 | −0.013 | 0.806** | 0.303 | −0.059 | −0.143 | 0207 | −0.574* | 0.514* | 0.036 |
显著性 | 0.964 | 0.007 | 0.272 | 0.836 | 0.612 | 0.460 | 0.025 | 0.085 | 0.898 |
表6. 植烟密度与农艺性状相关性分析
根据相关性分析可知,种植密度对还原糖、总糖、淀粉含量影响显著,对成熟期烟叶叶宽及茎围有显著影响。通过调节种植密度,可以极大改善烟叶内糖的协调转化,提高烟叶农艺性状,对于提升烟叶品质影响显著 [
本试验结果表明,不同的植烟密度对不同时期烟叶农艺性状的影响不同。植烟密度对烟叶旺长期的株高与烟叶宽度有影响,对成熟期烟叶的株高、叶间距、下部叶叶宽的影响显著。在随着密度的增加中,由于叶片的空间竞争变大,光合作用由于叶片的叠加而下降,导致叶片最大叶表面积下降 [
不同植烟密度对烟叶化学成分的影响不同。其中烟叶种植密度的增大会使得烟叶植株中的总植物碱含量、总氮含量随着植烟密度的增加而呈现递增趋势,这与田喜峰的研究结果一致 [
本文通过种植密度对烟叶农艺性状以及化学成分的影响分析得出,在烟叶种植过程中减少植烟密度对于改善株高以及叶宽表现出较为良好的作用,适当增加植烟密度有助于提升烟叶烟碱含量,对于化学成分的协调性,有显著帮扶作用。为得到高质量、高品质烟叶,应当积极做好烟叶种植密度的管理与控制,使得烟叶种植密度处于一个较为合理的区间范围内。通过常规化学及农艺性状分析结果论证,在桃源当地采用1200株左右的种植密度对于提升烟叶化学品质及产量有较为显著的作用。
广东中烟工业有限责任公司科技项目“‘双喜’常德基地高适配性烟叶原料关键技术研究”(2022440000340004)。
张 梁,邵兰军,扈 强,杨 欣,王晓国,彭 琛,景延秋,张学伟. 植烟密度对桃源烟叶农艺性状及化学成分相关性研究The Effect of Planting Density on Agronomic Characters and Chemical Components of Tobacco Plants[J]. 植物学研究, 2024, 13(01): 52-62. https://doi.org/10.12677/BR.2024.131007