腐殖酸肥對百色植煙土壤養(yǎng)分和烤煙香氣質(zhì)量的影響

高華軍，林北森*，王五權(quán)，石崗，麻海戈，呂澤生，馮誠，黃忠言

(1.廣西壯族自治區(qū)煙草公司百色市公司科研所，廣西 百色 533000；2.湖北中煙工業(yè)有限責(zé)任公司，武漢 430000；3.廣西壯族自治區(qū)煙草公司百色市公司靖西營銷部，廣西 靖西 533800)

腐殖酸肥對百色植煙土壤養(yǎng)分和烤煙香氣質(zhì)量的影響

高華軍1，林北森1*，王五權(quán)1，石崗2，麻海戈1，呂澤生3，馮誠3，黃忠言1

(1.廣西壯族自治區(qū)煙草公司百色市公司科研所，廣西 百色 533000；2.湖北中煙工業(yè)有限責(zé)任公司，武漢 430000；3.廣西壯族自治區(qū)煙草公司百色市公司靖西營銷部，廣西 靖西 533800)

2010—2011 年采用大田試驗，研究了施用腐殖酸肥對百色植煙土壤養(yǎng)分和烤煙香氣質(zhì)量的影響。結(jié)果表明，施用腐殖酸肥可提高土壤速效鉀、有機質(zhì)等主要養(yǎng)分含量，幵能明顯提高烤煙的經(jīng)濟效益，以腐殖酸肥用量為 150 kg/hm2的烤煙經(jīng)濟性狀指標(biāo)最高。施用腐殖酸肥能改善煙葉化學(xué)品質(zhì)，煙葉化學(xué)成分含量適宜、比例協(xié)調(diào)，主要致香物質(zhì)含量和總致香物質(zhì)含量均明顯高于不施肥處理，煙葉評吸得分均較高。因此，生產(chǎn)上建議百色煙區(qū)偏堿性植煙土壤腐殖酸肥用量為 150 kg/hm2。

烤煙；腐殖酸肥；產(chǎn)量；致香物質(zhì)；評吸質(zhì)量

腐殖酸是動植物遺骸經(jīng)過微生物的分解和轉(zhuǎn)化以及地球化學(xué)的一系列過程而形成和積累起來的一類有機物，其分子表面具有較多含氧官能團，具有弱酸性、膠體性、吸附性、絡(luò)合性以及氧化還原性等特點，能與土壤中無機膠體形成有機—無機復(fù)合體，可提高土壤保肥、供肥能力，并形成團粒結(jié)構(gòu)，從而改善土壤的結(jié)構(gòu)狀況，使土壤肥力因素得到改善。含有腐殖酸類物質(zhì)的肥料稱為腐殖酸類肥料。作為一種無公害的有機肥料，腐殖酸肥有利于農(nóng)業(yè)的生態(tài)保護和可持續(xù)發(fā)展，正成為 21世紀生態(tài)農(nóng)業(yè)用肥的重要方向之一。腐殖酸類肥料在煙草上的研究也較多，主要集中在對土壤微生物和理化性狀[1-2]、烤煙生理指標(biāo)[3-4]、生長發(fā)育[2]、煙葉品質(zhì)[5-6]等方面，但關(guān)于不同用量腐殖酸肥對烤煙致香物質(zhì)和評吸質(zhì)量的研究較少。另外，百色煙區(qū)偏堿性土壤所占比例較高[7]，而偏堿性土壤使土壤的養(yǎng)分活性降低，不利于煙草植株吸收，降低了煙葉的質(zhì)量。已有的研究表明施用腐殖酸類肥料可降低土壤 pH，施用量愈大，降低幅度愈大[8]。為此，筆者連續(xù)2年研究了腐殖酸肥用量對百色煙區(qū)土壤養(yǎng)分動態(tài)變化及烤煙致香物質(zhì)和評吸質(zhì)量的影響，以期為選擇能夠調(diào)控土壤營養(yǎng)、改善烤煙品質(zhì)的優(yōu)質(zhì)肥料，并最終實現(xiàn)烤煙平衡施肥提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料與試驗地概況

試驗于 2010—2011 連續(xù) 2 年進行。2010 年試驗位于廣西百色市靖西縣化峒鎮(zhèn)街上村，2011 年試驗位于廣西百色市靖西縣新甲鄉(xiāng)新榮街。供試土壤為水稻土，質(zhì)地為壤土。0～20 cm 土層理化性狀見表 1。前茬作物為水稻，試驗用烤煙品種為云煙 85，采用漂浮育苗。試驗于 2010 年 3 月 4 日、2011 年3 月 17 日用移栽器膜上移栽，種植行距 120 cm，株 距 50 cm 。 2010 年 施 純 氮 97.5 kg/hm2，m(N):m(P2O5):m(K2O)=1:1:3。施煙草專用復(fù)合肥(9-12-26)750 kg/hm2，硝酸鉀 225 kg/hm2，硼砂18 kg/hm2，硫酸鎂 60 kg/hm2、硫酸鋅 30 kg/hm2。其中復(fù)合肥起壟時條施；硝酸鉀 75 kg/hm2移栽時隨定根水施用，其余 150 kg/hm2在移栽后 7～10 d、15～20 d 分兩次灌根；硼砂、硫酸鎂、硫酸鋅在移栽時隨定根水施用。2011 年施純氮 84 kg/hm2，m(N):m(P2O5):m(K2O)=1:1:3。施用肥料種類和用量為復(fù)合肥(9-12-26)600 kg/hm2，硝酸鉀、硼砂、硫酸鎂、硫酸鋅的用量與 2010 年相同，各種肥料的施用方法與 2010年一致。

表1 試驗田土壤理化性狀Table 1 Physical and chemical properties of tested soil

1.2 試驗設(shè)計

試驗共設(shè) 4個處理，即不施腐殖酸肥(CK)；施腐殖酸肥 75、150、300 kg/hm2。隨機區(qū)組設(shè)計，3 次重復(fù)，小區(qū)面積 60 m2，每小區(qū) 3 行。腐殖酸肥由南寧市天元順豐科技有限公司提供，其中腐殖酸含量 40%～50%，總養(yǎng)分含量小于 2%。腐殖酸肥全部做基肥，在起壟時條施。

1.3 測定項目和方法

2 結(jié) 果

2.1 土壤養(yǎng)分含量

由表 2 可知，2010 年施用腐殖酸肥對土壤 pH的影響不十分明顯，在5月6日有降低的趨勢。各處理土壤有機質(zhì)含量差別不大，但 5月 24日各施肥處理有機質(zhì)含量有增加趨勢，并以 300 kg/hm2處理明顯高于 CK。除 75 kg/hm2處理外，各處理堿解氮在 4月 20日均明顯高于 CK，但 5月 6日后的規(guī)律不明顯。各施肥處理 4 月 20 日及 5月 6日土壤有效磷含量均高于 CK，之后僅 300 kg/hm2處理在5 月 24 日、75 kg/hm2處理在 6 月 13 日高于 CK。各處理土壤速效鉀含量較 CK均有增加的趨勢，并以 4月 20日和 5月 6日的效果比較明顯。表 2還可看出，2011 年施用腐殖酸肥對土壤 pH 的影響與2010 年相似，僅在 5 月 20 日有降低的趨勢。各處理土壤有機質(zhì)含量仍差別不大，但在 5月 20日、7月5日各施肥處理有機質(zhì)含量有增加的趨勢，并以5 月 20 日 75 kg/hm2、300 kg/hm2處理明顯高于 CK。各處理堿解氮的變化規(guī)律不明顯，但 5月 20日各施肥處理堿解氮含量略低于 CK。各施肥處理有效磷含量在 5 月 9 日低于 CK，之后在 5 月 20 日、7月 5日均明顯高于 CK。各施肥處理土壤速效鉀含量變化與 2010 年相似，較 CK均有增加的趨勢，并以 5月 20日和 7月 5日的效果比較明顯。

表2 施用腐殖酸肥后植煙土壤養(yǎng)分含量Table 2 Effect of different humic acid fertilizer levels on soil nutrient contents

2.2 烤煙經(jīng)濟性狀

從表 3 可以看出，2010 年施用腐殖酸肥處理的產(chǎn)量、產(chǎn)值、均價等均高于 CK，并以 150 kg/hm2處理最高，分別較 CK 提高 10.73%、15.92%、4.34%，其次為 300 kg/hm2處理和 75 kg/hm2處理。烤煙上等煙比例、中上等煙比例仍以 150 kg/hm2處理最高，其次為 75 kg/hm2處理，300 kg/hm2處理上等煙比例高于 CK，其中上等煙比例略低于 CK，但差異不顯著。2011 年各施用腐殖酸肥處理的產(chǎn)量、產(chǎn)值、均價等均高于對照(75 kg/hm2處理產(chǎn)量、產(chǎn)值除外)，仍以 150 kg/hm2處理 最高 ，分 別較 對照提 高11.07%、14.92%、3.48%，其次為 300 kg/hm2處理。各施肥處理烤煙上等煙比例、中上等煙比例的變化與 2010 年一致(表 3)。

表3 施用腐殖酸肥后烤煙經(jīng)濟性狀Table 3 Effect of humic acid fertilizer rate on economic characters of flue-cured tobacco

2.3 烤煙化學(xué)成分

表4可知，施用腐殖酸肥處理煙葉還原糖、總糖含量均有高于 CK 的趨勢，并以 2010 年的結(jié)果比較明顯。各施肥處理煙堿、總氮含量與CK相差不大。各腐殖酸肥處理 K2O 含量均較高，但也與 CK間差別不十分明顯，僅 2011 年 150 kg/hm2處理顯著高于 CK，2010 年 75 kg/hm2處理和 2011 年 300 kg/hm2處理顯著低于 CK。2010 年煙葉 Cl-含量以300 kg/hm2處理最高，其他處理與 CK 差別較小，而 2011 年各處理 Cl-含量則與 CK 無明顯差別。各施肥處理 K2O/Cl-值均較為適宜，總氮/煙堿值總體優(yōu)于 CK，各施肥處理還原糖/煙堿值差別不大，但均處于適宜范圍，2011 年略低于 CK。

表4 施用腐殖酸肥對烤煙化學(xué)成分的影響Table 4 Effect of humic acid fertilizer rates on chemical components of flue-cured tobacco

2.4 烤煙致香物質(zhì)含量

烤后煙葉樣品共檢出 35 種對煙葉致香成分有較大影響的化合物(表 5)。含量較高的主要有新植二烯、苯甲醇、糠醛、巨豆三烯酮-B、巨豆三烯酮-D、糠醇、苯乙醇、巨豆三烯酮-A、巨豆三烯酮-C、苯乙醛等。在測定的 35 種香氣成分中，75 kg/hm2處理糠醛、巨豆三烯酮-B、糠醇、苯乙醇、二氫獼猴桃內(nèi)酯、巨豆三烯酮-A、2-甲基四氫呋喃-3-酮等7 種物質(zhì)含量較高且高于 CK。150 kg/hm2處理糠醛、巨豆三烯酮-B、巨豆三烯酮-D、糠醇、二氫獼猴桃內(nèi)酯、巨豆三烯酮-A、巨豆三烯酮-C、2-甲基四氫呋喃-3-酮等 8 種物質(zhì)含量較高且高于 CK。300 kg/hm2處理糠醛、巨豆三烯酮-D、巨豆三烯酮-B、巨豆三烯酮-C、巨豆三烯酮-A、2-甲基四氫呋喃-3-酮等 6種物質(zhì)含量較高且高于 CK。而 CK 主要致香物質(zhì)含量均不同程度低于各腐殖酸肥處理。

按照各個致香物質(zhì)官能團的不同，將烤煙致香物質(zhì)分為醇類；醛、酮類；酯類、內(nèi)酯類；酚類；呋喃類等。由表 5 可知，各處理醇類化合物以 75 kg/hm2處理含量最高，其次為 150 kg/hm2處理，300 kg/hm2處理略低于 CK。各腐殖酸肥處理醛、酮類物質(zhì)含量均高于 CK，并以 150 kg/hm2處理最高。各施肥處理酯類、內(nèi)酯類化合物總量仍高于 CK，以 75 kg/hm2處理最高，其次為 150 kg/hm2處理。各處理酚類物質(zhì)總量差別不大。各施肥處理呋喃類物質(zhì)總量均高于 CK，并以 75 kg/hm2處理和 150 kg/hm2處理明顯高于 CK。

從致香物質(zhì)總量看(表 5)，各施肥處理煙葉總致香物質(zhì)含量(除去新植二烯)均明顯高于 CK，并以 150 kg/hm2處理最高。新植二烯是各處理致香物質(zhì)中含量最高的成分，各腐殖酸肥處理均不同程度高于 CK。將新植二烯計算在內(nèi)，各處理煙葉致香物質(zhì)總量以 75 kg/hm2處理最高，其次為 150、300 kg/hm2處理，各施肥處理煙葉致香物質(zhì)總量較 CK提高 18.89%～21.57%。

表5 施用腐殖酸肥對烤煙致香物質(zhì)含量的影響 mg/kgTable 5 Effect of humic acid fertilizer rates on aroma components of flue-cured tobacco

2.5 烤煙評吸質(zhì)量

表 6 可以看出，2010 年各施肥處理煙葉評吸得分以 75 kg/hm2處理最高，其次為 150 kg/hm2處理，而 300 kg/hm2處理低于 CK，但其質(zhì)量檔次仍為中等。2011 年各腐殖酸肥處理煙葉評吸得分均不同程度高于 CK。這表明施用腐殖酸肥對提高煙葉的評吸質(zhì)量有一定的促進作用。

3 討 論

試驗結(jié)果表明，施用腐殖酸肥土壤有機質(zhì)、堿解氮、有效磷及速效鉀含量均有不同程度提高，并以提高土壤速效鉀的效果最為明顯，這與其他研究結(jié)果基本一致[2,8]。盡管有研究表明，施用腐殖酸能降低土壤 pH[8]，但本試驗中腐殖酸肥處理土壤 pH的變化不十分明顯，僅在烤煙現(xiàn)蕾至圓頂期降低明顯(2010 年 5 月 6 日、2011 年 5 月 20 日)，可能與兩年試驗的供試土壤 pH處于中性至微堿性范圍有關(guān)，也可能與腐殖酸單施的效果有限有關(guān)[10]。本試驗中施用腐殖酸肥還能提高烤煙經(jīng)濟性狀指標(biāo)，兩年試驗均以腐殖酸肥用量 150 kg/hm2處理的作用最為明顯，2010 年其產(chǎn)量、產(chǎn)值分別較 CK 提高10.73%、15.92%，2011 年分別提高 11.07%、14.92%，腐殖酸肥用量 300 kg/hm2處理也能提高烤煙的經(jīng)濟效益，但其產(chǎn)量、產(chǎn)值的增加幅度低于 150 kg/hm2處理，而 75 kg/hm2處理 2011 年僅均價、上等煙比例、中上等煙比例等指標(biāo)略高于 CK。

大量研究已證實，施用腐殖酸肥能改善煙葉品質(zhì)[1-2,5-6]。本試驗也顯示，施用腐殖酸肥可以提高煙葉還原糖、總糖含量，煙堿、總氮等含量較為適宜，K2O、氯離子含量與 CK 差別較小，各化學(xué)成分間的比例較為協(xié)調(diào)，并以 150 kg/hm2處理綜合優(yōu)于其他處理。鄭憲濱等[5]研究結(jié)果表明，施用腐殖酸肥能顯著提高煙葉中 K2O 含量，但其腐殖酸肥處理煙葉中鉀含量僅為 1.61%，而本試驗中盡管煙葉中K2O 含量的增加效應(yīng)不明顯，但兩年試驗中各施肥處理與 CK 煙葉中 K2O 含量均在 2.10%以上，很難得以更大提高，這與百色煙區(qū)煙葉中鉀含量較高有關(guān)[11]。各施肥處理煙葉主要致香物質(zhì)含量及致香物質(zhì)總量均高于 CK，且其評吸質(zhì)量也均高于 CK，以75、150 kg/hm2處理改善煙葉評吸質(zhì)量的效果較為明顯，這也表明施肥處理煙葉中致香物質(zhì)含量與感官評吸質(zhì)量一致。

表6 施用腐殖酸肥對烤煙評吸質(zhì)量的影響Table 6 Effect of humic acid fertilizer rates on smoking quality of flue-cured tobacco

4 結(jié) 論

本研究證明，增施腐殖酸肥可以提高植煙土壤的有機質(zhì)、速效鉀等主要養(yǎng)分含量，并提高煙葉經(jīng)濟效益，改善煙葉化學(xué)品質(zhì)，提高煙葉總致香物質(zhì)含量、主要致香物質(zhì)含量和評吸質(zhì)量。在廣西百色煙區(qū)微堿性植煙土壤推薦腐殖酸肥的適宜用量為150 kg/hm2。

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Effects of Humic Acid Fertilizer on Soil Nutrient Contents and Aroma Quality of Flue-cured Tobacco in Baise Tobacco-growing Area

GAO Huajun1, LIN Beisen1*, WANG Wuquan1, SHI Gang2, MA Haige1, LV Zesheng3, FENG Cheng3, HUANG Zhongyan1
(1. Tobacco Science Research Institute, Baise Tobacco Company of Guangxi Province, Baise, Guangxi 533000, China; 2. China Tobacco Hubei Industrial Co., Ltd., Wuhan 430000, China; 3. Jingxi County Tobacco Company of Guangxi Province, Jingxi, Guangxi 533800, China)

A field experiment was carried out to investigate the effects of humic acid fertilizer on soil nutrient contents and aroma quality of flue-cured tobacco in Jingxi county of Guangxi Province during 2010-2011. The results showed that applications of humic acid fertilizer could increase major nutrients in soil, especially available potassium, enhance the economic characters significantly. The highest economic attributes were observed at the rate of 150 kg/ha. The humic acid fertilizer could also maintain better chemical components and smoking quality of flue-cured tobacco, increase major aroma components and total aroma components obviously. The best application rate of humic acid fertilizer was 150 kg/ha in tobacco-planting soil of Baise.

flue-cured tobacco; humic acid fertilizer; yield; aroma component; smoking quality

S572.06

1007-5119（2014）04-0052-06 DOI：10.13496/j.issn.1007-5119.2014.04.010

中國煙草總公司科技項目(110200801007)

高華軍，男，碩士，農(nóng)藝師，主要從事煙草栽培生理方面的研究。E-mail:gaohuajun_81@163.com。*通信作者，E-mail:linbeisen@163.com

2013-07-14

2014-02-23