水分動態(tài)調(diào)控對烤煙生長發(fā)育及質(zhì)量的影響

許東亞，段衛(wèi)東，史宏志*，王偉超，祁瑞林，呂建國，李洪亮(.河南農(nóng)業(yè)大學(xué) 煙草學(xué)院/國家煙草栽培生理生化研究基地，河南 鄭州 5000； .河南中煙工業(yè)有限責(zé)任公司，河南 鄭州5007； .河南省煙草公司許昌市公司，河南 許昌 6000； .河南農(nóng)業(yè)大學(xué) 農(nóng)學(xué)院，河南 鄭州 5000)

水分動態(tài)調(diào)控對烤煙生長發(fā)育及質(zhì)量的影響

許東亞1，段衛(wèi)東2，史宏志1*，王偉超3，祁瑞林4，呂建國2，李洪亮2
(1.河南農(nóng)業(yè)大學(xué) 煙草學(xué)院/國家煙草栽培生理生化研究基地，河南 鄭州 450002； 2.河南中煙工業(yè)有限責(zé)任公司，河南 鄭州450017； 3.河南省煙草公司許昌市公司，河南 許昌 461000； 4.河南農(nóng)業(yè)大學(xué) 農(nóng)學(xué)院，河南 鄭州 450002)

為探究水分動態(tài)調(diào)控對烤煙生長發(fā)育以及烤后煙葉質(zhì)量的影響，設(shè)計田間試驗，通過對烤煙進(jìn)行伸根期節(jié)水灌溉、成熟期灌淋調(diào)虧等處理，研究了烤煙生長發(fā)育以及煙葉質(zhì)量的變化。結(jié)果表明，烤煙伸根期節(jié)水灌溉條件下，煙株生長發(fā)育較快；成熟期灌淋調(diào)虧，可有效控制煙株后期長勢；相對于常規(guī)處理(伸根期正常溝灌+成熟期不灌淋調(diào)虧)，伸根期節(jié)水灌溉+成熟期灌淋調(diào)虧處理烤后煙葉還原糖、總糖、鉀含量較高，蛋白質(zhì)、煙堿、總氮、氯含量較低，協(xié)調(diào)性較好，色素含量較低，中性致香物質(zhì)含量較高，評吸質(zhì)量較好。因此，伸根期節(jié)水灌溉并于成熟期灌淋調(diào)虧，能夠促進(jìn)煙株生長發(fā)育和煙葉成熟落黃，色素、蛋白質(zhì)等大分子物質(zhì)充分降解，提高烤后煙質(zhì)量，為豫中煙區(qū)生長前期干旱缺水、后期難以成熟落黃的問題提供了解決辦法，有利于穩(wěn)定煙葉質(zhì)量，彰顯濃香型風(fēng)格。

烤煙； 水分動態(tài)調(diào)控； 生長發(fā)育； 煙葉質(zhì)量

水分是煙株一切代謝過程的介質(zhì)和光合作用的原料，又是煙株吸收和運輸物質(zhì)的溶劑[1]，是影響烤煙產(chǎn)量和品質(zhì)的關(guān)鍵因素之一[2-5]。煙株伸根期、旺長期保持較佳的水肥耦合水平時，煙株生長發(fā)育較好[6]。我國北方煙區(qū)降雨量偏少，季節(jié)間、年季間變異大，在煙草生長季節(jié)頻繁發(fā)生不同程度的干旱，植株生長緩慢；而且由于后期雨水偏多，土壤供氮能力增強(qiáng)，葉片成熟推遲，難以落黃，造成煙葉產(chǎn)量和質(zhì)量很不穩(wěn)定[7]。因此，在煙株生育期進(jìn)行合理水分調(diào)控，提高水分利用的有效性[8]，以及調(diào)控成熟期氮素供應(yīng)的問題亟待解決[9]。研究表明，煙葉伸根期和旺長期采用微噴和滴管方式灌水有利于提高土壤養(yǎng)分的有效性[2,10]，促進(jìn)煙株對氮素的吸收利用，使氮素利用前移；另外，氮素供應(yīng)過剩的煙田，成熟期灌溉能夠降低氮素供應(yīng)量，有利于促進(jìn)煙葉成熟落黃[11]，尤其是砂質(zhì)壤土，土壤疏松、通透性較好，灌水可有效淋失氮素，從而調(diào)控成熟期氮素供應(yīng)。目前，有關(guān)節(jié)水灌溉、氮素調(diào)虧的研究較多，但節(jié)水灌溉主要是針對灌水方式、方法進(jìn)行研究[1-2,8,10]，氮素調(diào)虧則僅限于盆栽試驗[12-15]，而關(guān)于伸根期節(jié)水灌溉與成熟期氮素灌淋調(diào)虧相結(jié)合對煙葉生長發(fā)育以及質(zhì)量的影響研究鮮有報道。鑒于此，在已有的技術(shù)與理論基礎(chǔ)上，研究烤煙伸根期節(jié)水灌溉、成熟期灌淋調(diào)虧以及二者相結(jié)合對煙草生長發(fā)育以及煙葉質(zhì)量的影響，探究更加適合煙葉生產(chǎn)的灌水方法，以期為優(yōu)質(zhì)烤煙的生產(chǎn)提供理論支撐和技術(shù)示范。

1 材料和方法

1.1 試驗設(shè)計

大田試驗于2014年在河南省許昌市襄城縣進(jìn)行，選取地勢平坦、灌排方便、肥力中等、有代表性的砂壤土試驗田，供試烤煙品種為中煙100。設(shè)置伸根期節(jié)水灌溉+成熟期灌淋調(diào)虧(T1)、伸根期節(jié)水灌溉+成熟期不灌淋調(diào)虧(T2)、伸根期不灌溉+成熟期灌淋調(diào)虧(T3)、伸根期正常溝灌+成熟期不灌淋調(diào)虧(即常規(guī)管理灌水，T4)4個處理。5月11日統(tǒng)一移栽，移栽后20 d，T1、T2處理烤煙進(jìn)行伸根期微噴節(jié)水灌溉，移栽后70 d煙葉進(jìn)入成熟初期，T1、T3處理進(jìn)行煙田灌淋調(diào)虧處理，統(tǒng)一沖溝灌水。重復(fù)3次，每小區(qū)面積200 m2，分為6行，小區(qū)之間設(shè)有2行保護(hù)行，行株距1.1 m×0.50 m，植煙密度1.82×104株/hm2。

移栽后35 d起定期測量農(nóng)藝性狀，移栽后65 d統(tǒng)一打頂，留葉數(shù)20～22片，分部位正常成熟后采收，于密集烤房按三段式烘烤工藝烘烤，調(diào)制后取上部(B2F)、中部(C3F)煙葉各5 kg，用于常規(guī)化學(xué)成分、色素、中性致香成分、感官質(zhì)量等測定和分析。

1.2 測定項目和方法

1.2.1 農(nóng)藝性狀 各處理每個小區(qū)隨機(jī)均勻選取20株，移栽后35、45、55、65、75、85 d測量株高、莖圍、最大葉長寬以及葉片數(shù)。

1.2.2 煙葉化學(xué)成分 取烤后煙葉樣品，于50 ℃下烘干，研碎，并過孔徑0.25 mm的篩，采用AAⅢ型連續(xù)流動化學(xué)分析儀(德國BRAN+LUEBBE公司生產(chǎn))測定常規(guī)化學(xué)成分含量。

1.2.3 煙葉色素 煙葉質(zhì)體色素含量測定參照鄒琦[16]的方法。

1.2.4 煙葉中性致香物質(zhì) 煙葉中性致香物質(zhì)含量的測定采用水蒸氣蒸餾—二氯甲烷溶液萃取法進(jìn)行前處理，采用美國HP5890Ⅱ-5972 氣質(zhì)聯(lián)用儀進(jìn)行定量分析[17]。

1.2.5 評吸質(zhì)量 將各處理煙樣按部位去梗、切絲并卷單料煙，由河南中煙工業(yè)有限公司與河南農(nóng)業(yè)大學(xué)5名評吸專家對其濃香、香氣質(zhì)、香氣量、透發(fā)性、濃度、雜氣、細(xì)膩度、勁頭、刺激性、余味、燃燒性等進(jìn)行評價。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2007和SSPS 17.0對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 節(jié)水灌溉、灌淋調(diào)虧對煙株生長發(fā)育的影響

如圖1所示，移栽后65 d前，株高、莖圍、葉片數(shù)、最大葉面積以T1、T2處理較高，T4處理次之，T3處理最?。?5 d后，除葉片數(shù)以外，其他指標(biāo)以 T2、T4處理較高，T1、T3處理較低。表明伸根期節(jié)水灌溉能夠有效促進(jìn)煙株旺長期生長，溝灌后煙株的生長發(fā)育狀況處于不灌溉與節(jié)水灌溉處理之間，成熟期灌淋調(diào)虧則有利于控制煙株持續(xù)旺長，從而促進(jìn)煙葉更多由合成代謝轉(zhuǎn)向分解代謝，較快成熟落黃。

圖1 節(jié)水灌溉、灌淋調(diào)虧對煙株農(nóng)藝性狀的影響

2.2 節(jié)水灌溉、灌淋調(diào)虧對烤后煙葉質(zhì)量的影響

2.2.1 煙葉化學(xué)成分以及協(xié)調(diào)性 由表1可知，中、上部葉的蛋白質(zhì)、煙堿、總氮含量均以T4處理最高，且T1>T3；還原糖、總糖含量以T3處理最高，T4處理最低，T1

烤后煙葉的糖堿比、氮堿比、鉀氯比可以評價其協(xié)調(diào)性，一般認(rèn)為，優(yōu)質(zhì)烤煙的糖堿比為8～10，氮堿比1左右，鉀氯比≥4。各處理烤后煙葉的糖堿比，上部葉以T1、T3處理較為適宜，T2、T4處理偏低；中部葉以T1、T4處理較為適宜，T2、T3處理偏高。各處理烤后煙葉的氮堿比，中、上部葉均處于0.81～0.97，中部葉各處理較為接近，上部葉T1、T3處理優(yōu)于T2、T4處理。各處理鉀氯比，中、上部葉均處于2.70～4.87，以T1、T3處理較高，更接近或者大于4，較為適宜。綜上，伸根期節(jié)水灌溉條件下，化學(xué)成分協(xié)調(diào)性以成熟期灌淋調(diào)虧處理較好；成熟期灌淋調(diào)虧條件下，化學(xué)成分協(xié)調(diào)性中部葉以伸根期節(jié)水灌溉較好，上部葉則以伸根期不灌溉較好，總體均優(yōu)于常規(guī)管理灌水處理。

表1 節(jié)水灌溉、灌淋調(diào)虧對煙葉化學(xué)成分含量及協(xié)調(diào)性的影響

部位處理蛋白質(zhì)/(g/kg)還原糖/(g/kg)鉀/(g/kg)氯/(g/kg)煙堿/(g/kg)總氮/(g/kg)總糖/(g/kg)糖堿比氮堿比鉀氯比上部葉T1104．2Cc229．0Bb22．0Aa6．1Bb25．4Bb24．6Aa246．1Bb9．01Bb0．97Aa3．61BbT2106．6Bb205．9Cc17．9Cc5．3Bc29．1Aa23．5Ab214．6Cc7．07Cc0．81Bb3．38BCbT392．7Dd234．7Aa18．1Cc4．1Cd23．3Cc21．6Bc260．9Aa10．09Aa0．93Aa4．41AaT4113．0Aa203．1Dd19．7Bb7．3Aa29．5Aa24．7Aa193．7Dd6．87Cc0．83Bb2．70Cc中部葉T185．8Bb237．9Cc19．8Aa4．1Cd22．2Bb19．7Bb254．4Bb10．71Bb0．89Aa4．87AaT283．7Cc241．9Bb17．8Bc5．7Aa20．0Cc17．8Cc255．3Bb12．08Aa0．89Aa3．15CcT381．5Dd256．0Aa18．6Bb4．8Bc21．8Bb19．0BCb267．4Aa11．73Aa0．90Aa3．84BbT490．2Aa221．5Dd18．6Bb5．3ABb23．7Aa21．1Aa236．4Cc9．34Bb0．89Aa3．54BCb

注：不同小、大寫字母分別表示同一部位不同處理間差異顯著(P<0.05)、極顯著(P<0.01)。表3同。

2.2.2 色素含量 如圖2所示，中部葉和上部葉的葉綠素a、葉綠素b、葉綠素、類胡蘿卜素含量均以T2、T4處理較高，T1、T3處理較低，且總體上表現(xiàn)為T4處理稍高于T2處理，T1處理稍高于T3處理。表明伸根期正常溝灌+成熟期不灌淋調(diào)虧處理烤后煙色素含量最高；伸根期節(jié)水灌溉條件下成熟期灌淋調(diào)虧處理色素含量較低；成熟期灌淋調(diào)虧條件下伸根期節(jié)水灌溉處理色素含量較高。這可能是因為伸根期節(jié)水灌溉促進(jìn)煙株生長發(fā)育，合成色素較多，成熟期灌淋調(diào)虧則減少生長后期氮素供應(yīng)，煙葉合成代謝較弱，分解代謝旺盛，色素較快分解，烤后煙色素殘留較少，而溝灌則影響煙田土壤通透性，土壤氮素釋放較慢，成熟期不灌淋調(diào)虧，氮素持續(xù)供應(yīng)，煙株貪青晚熟，色素殘留較多。

圖2 節(jié)水灌溉、灌淋調(diào)虧對烤后煙葉色素含量的影響

2.2.3 中性致香物質(zhì)含量 烤后煙上部葉鑒定出29種中性致香物質(zhì)見表2，按照香氣前體物質(zhì)不同分為類胡蘿卜素類、苯丙氨酸類、類西柏烷類、棕色化產(chǎn)物類、新植二烯等5類。中性致香物質(zhì)總量表現(xiàn)為T1>T2>T3>T4，除新植二烯外中性致香物質(zhì)總量表現(xiàn)為T1>T3>T2>T4，處理之間差異達(dá)到顯著或極顯著水平，其他各類中性致香物質(zhì)含量均以T1處理最高。表明，烤后煙上部葉中性致香物質(zhì)含量以伸根期節(jié)水灌溉+成熟期灌淋調(diào)虧處理較高，伸根期正常溝灌+成熟期不灌淋調(diào)虧處理最低。因此，伸根期節(jié)水灌溉+成熟期灌淋調(diào)虧有利于提高烤煙上部葉中性致香物質(zhì)含量，伸根期正常溝灌+成熟期不灌淋調(diào)虧不利于中性致香物質(zhì)形成，這可能是由于煙株生長前期溝灌影響煙株較快生長發(fā)育，成熟后期土壤氮素持續(xù)供應(yīng)，不利于煙株成熟落黃以及大分子物質(zhì)降解，從而不利于合成中性致香物質(zhì)及其前體物質(zhì)。

表2 節(jié)水灌溉、灌淋調(diào)虧對煙葉中性致香物質(zhì)含量的影響 μg/g

注：同行不同小、大寫字母分別表示差異顯著(P<0.05)、極顯著(P<0.01)。

2.2.4 煙葉感官質(zhì)量 由表3可見，中、上部葉評吸各指標(biāo)以及總分均以T1處理最高，T4處理最低，T2、T3處理較為接近。表明，伸根期節(jié)水灌溉+成熟期灌淋調(diào)虧處理的烤后煙葉感官質(zhì)量總分最高；伸根期節(jié)水灌溉條件下成熟期灌淋調(diào)虧處理的煙葉香氣質(zhì)、細(xì)膩度好，香氣量足，刺激性小，總體優(yōu)于不灌淋調(diào)虧；成熟期氮素灌淋調(diào)虧條件下伸根期節(jié)水灌溉處理的煙葉香氣質(zhì)好，總體優(yōu)于伸根期不節(jié)水灌溉；常規(guī)管理灌水處理的烤后煙葉感官質(zhì)量總體最差。因此，伸根期節(jié)水灌溉+成熟期灌淋調(diào)虧有利于提高煙葉的感官質(zhì)量。

表3 節(jié)水灌溉、灌淋調(diào)虧對煙葉感官質(zhì)量的影響 分

3 結(jié)論與討論

水分是影響烤煙光合特性的重要因子[18]，土壤養(yǎng)分供應(yīng)是煙草生長的物質(zhì)基礎(chǔ)，適時以水調(diào)肥有利于煙株生長發(fā)育、質(zhì)量形成[19]。本研究于伸根期節(jié)水灌溉，煙株生長發(fā)育較快，煙葉內(nèi)含物質(zhì)積累豐富，烤后煙葉中性致香物質(zhì)含量提高，這與邸慧慧等[2,20]、史宏志等[10]的研究結(jié)果一致；溝灌同樣有利于促進(jìn)煙株生長，但效果次于節(jié)水灌溉，根據(jù)谷秋榮等[21]、袁有波等[22]的研究，這是由于節(jié)水灌溉將水分均勻滲入水中，補(bǔ)充水分的同時保持土壤通透性，適宜煙株生長，而溝灌快速大量灌水，土壤板結(jié)，通透性差，土壤理化性質(zhì)遭到破壞。成熟期灌淋調(diào)虧將多余的氮素淋失，控制煙株持續(xù)旺盛生長，促進(jìn)煙葉轉(zhuǎn)向以分解代謝為主，形成較多香氣前體物質(zhì)，有利于煙株成熟落黃、降低烤后煙色素含量、提高中性致香成分以及感官質(zhì)量，有利于提高鉀含量，改善協(xié)調(diào)性，這與顧少龍等[14-15]、劉國順等[23]、蘇菲[24]的研究結(jié)果一致。伸根期節(jié)水灌溉+成熟期灌淋調(diào)虧，適時控水，達(dá)到較好的水分動態(tài)供應(yīng)效果，煙葉生長發(fā)育較好，質(zhì)量較優(yōu)；伸根期正常溝灌+成熟期不灌淋調(diào)虧處理煙株的生長發(fā)育狀況處于不灌溉與節(jié)水灌溉處理之間，蛋白質(zhì)、煙堿、總氮含量較高，還原糖、總糖含量較低，色素殘留量大，中性致香物質(zhì)含量低，評吸質(zhì)量相對較差。

綜上所述，烤煙伸根期節(jié)水灌溉并于成熟期灌淋調(diào)虧，促進(jìn)煙株前期生長發(fā)育以及后期成熟落黃，烤后煙葉化學(xué)成分趨于協(xié)調(diào)，色素殘留較低，中性致香成分較高，感官質(zhì)量較好，能夠有效解決豫中地區(qū)煙株生長前期干旱缺水、生長緩慢，成熟期煙株持續(xù)生長、難以成熟落黃的問題，從而有利于節(jié)水條件下提高煙葉的品質(zhì)，彰顯濃香型風(fēng)格。

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Effect of Water Dynamic Governing on Growth and Quality of Tobacco

XU Dongya1,DUAN Weidong2,SHI Hongzhi1*,WANG Weichao3,QI Ruilin4,Lü Jianguo2,LI Hongliang2
(1.College of Tobacco Science,Henan Agricultural University/China National Tobacco Cultivation & Physiology & Biochemistry Research Center,Zhengzhou 450002,China; 2.China Tobacco Henan Industrial Limited Corporation,Zhengzhou 450017,China; 3.Xuchang Branch of Henan Province Tobacco Company,Xuchang 461000,China; 4.College of Agronomy,Henan Agricultural University,Zhengzhou 450002,China)

A field trial was conducted to study what effects water dynamic governing had on the growth and quality of tobacco.With treatments such as water-saving irrigation in root-extended period and deficit leaching in mature period,changes of the growth and quality of tobacco were studied.The results showed that water-saving irrigation in root-extended period made tobacco plants grow faster,and deficit leaching in mature period made under control the growth in latter stages.Compared with the regular treatment (normal furrow irrigation in root-extended period and not deficit leaching in mature period),the treatment of water-saving irrigation in root-extended period and deficit leaching in mature period increased the content of reducing sugar,total sugar and potassium,reduced the content of protein,nicotine,total nitrogen and chlorine,with better coordination,reduced pigment residual,increased the content of neutral aroma constituents and improved smoking quality.Therefore,reasonable water governing,further,water-saving irrigation in root-extended period and deficit leaching in mature period can promote the growth and development of tobacco plants in vigorous growing period and yellowing of tobacco in mature period,make such macromolecule as protein and pigment degrade adequately,and improve the quality of flue-cured tobacco,which may provide a method to solve the problem that tobacco plants in central Henan producing area faced water shortage at the earlier stage and hard yellowing at the later stage,and then help the flue-cured tobacco to better show the full favor style there.

flue-cured tobacco; water dynamic governing; growth and development; quality of tobacco

2015-11-02

河南中煙工業(yè)有限責(zé)任公司許昌特色優(yōu)質(zhì)煙葉基地單元開發(fā)項目(HNZY201405);煙草行業(yè)煙草栽培重點實驗室項目(YCZP201501)

許東亞(1989- )，女，河南民權(quán)人，在讀碩士研究生，研究方向：煙草栽培生理。E-mail:15138958120@163.com

*通訊作者：史宏志(1963- )，男，河南滑縣人，教授，博士，主要從事煙草栽培生理研究。E-mail:shihongzhi88@163.com

S572

A

1004-3268(2016)06-0020-06