化肥與豆餅配施對(duì)烤煙中性致香成分含量及產(chǎn)質(zhì)量的影響

馬興華，陳　樂(lè),2，石　屹，張忠鋒*，李　曉，王　永，王俊巖，姜鵬超，宋旭明，李　偉，王永利

（1.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院煙草研究所，農(nóng)業(yè)部煙草生物學(xué)與加工重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，青島 266101；2.云南省煙草公司紅河州公司，云南紅河 652399；3.山東中煙工業(yè)有限責(zé)任公司，濟(jì)南 250014；4.山東濰坊煙草有限公司，山東 濰坊 261061；5.山東青島煙草有限公司，青島 266034）

化肥與豆餅配施對(duì)烤煙中性致香成分含量及產(chǎn)質(zhì)量的影響

馬興華1，陳樂(lè)1,2，石屹1，張忠鋒1*，李曉3，王永3，王俊巖4，姜鵬超4，宋旭明4，李偉4，王永利5

（1.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院煙草研究所，農(nóng)業(yè)部煙草生物學(xué)與加工重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，青島 266101；2.云南省煙草公司紅河州公司，云南紅河 652399；3.山東中煙工業(yè)有限責(zé)任公司，濟(jì)南 250014；4.山東濰坊煙草有限公司，山東 濰坊 261061；5.山東青島煙草有限公司，青島 266034）

田間試驗(yàn)條件下，以NC55品種為材料，研究了化肥與豆餅配施對(duì)烤煙中性致香成分含量、感官質(zhì)量及煙葉產(chǎn)量與產(chǎn)值的影響。結(jié)果表明，煙葉中性致香成分總量、新植二烯含量均隨豆餅配施比例增加先增加后降低，以配施比例為50%的處理最高。除新植二烯外的香氣物質(zhì)含量以豆餅配施比例為100%的處理最高，50%的處理最低；其中類胡蘿卜素含量隨豆餅配施比例增加而增加，苯丙氨酸類、棕色化產(chǎn)物類和類西柏烷類香氣物質(zhì)含量均以豆餅配施比例為50%與100%的處理較高。配施豆餅提高了煙葉產(chǎn)量和產(chǎn)值，分別以配施比例為50%與75%的處理最高；肥料成本隨豆餅配施比例增加急劇增加，去除肥料成本后的收入以配施比例為50%的處理最高。綜合考慮煙葉質(zhì)量、產(chǎn)值，山東烤煙生產(chǎn)中適宜的豆餅配施比例為50%（以純氮計(jì)）。

豆餅；化肥；中性致香物質(zhì)含量；感官質(zhì)量；產(chǎn)值

煙葉生產(chǎn)中由于長(zhǎng)期單施化肥，忽視有機(jī)肥，造成了煙田土壤板結(jié)、有機(jī)質(zhì)含量下降、微量元素缺乏、各種營(yíng)養(yǎng)元素比例失調(diào)，煙葉香氣不足、尼古丁過(guò)高和化學(xué)成分不協(xié)調(diào)，導(dǎo)致煙葉質(zhì)量下降[1]。餅肥由于具有提高土壤有機(jī)質(zhì)含量，促進(jìn)土壤有機(jī)物質(zhì)轉(zhuǎn)化，改善烤煙正常生長(zhǎng)所需的養(yǎng)分供應(yīng)及增加煙葉香氣、改善吃味，提高煙葉品質(zhì)的作用[2-4]，因此在烤煙生產(chǎn)中餅肥的使用越來(lái)越受到重視，同時(shí)關(guān)于餅肥施用對(duì)烤煙產(chǎn)量、品質(zhì)的影響方面開(kāi)展了一些研究。武雪萍等[5]研究表明，配施餅肥可以改善煙葉品質(zhì)，河南煙區(qū)以芝麻餅肥和化肥各50%最佳。劉洪華等[6]研究表明，施用50%無(wú)機(jī)肥+50%芝麻餅肥比純施用無(wú)機(jī)肥更能顯著提高各種揮發(fā)性香氣物質(zhì)含量、比例的協(xié)調(diào)性，更有利于煙葉品質(zhì)的改善。王林虹等[7]研究表明，施用餅肥可顯著改善煙葉化學(xué)品質(zhì)，并且以40%有機(jī)肥+60%無(wú)機(jī)肥處理最佳。梁洪濤等[8]研究表明，施用80%的菜籽餅肥化學(xué)成分最協(xié)調(diào)，感官質(zhì)量最優(yōu)。從前人研究結(jié)果可見(jiàn)，增施餅肥有利于改善煙葉質(zhì)量，但施用餅肥是如何通過(guò)影響中性致香成分而影響煙葉質(zhì)量的研究尚少；增施餅肥后，肥料成本提高，生產(chǎn)效益可能會(huì)降低，如何兼顧煙葉品質(zhì)和種植效益是餅肥施用中必須考慮的問(wèn)題。因此，本研究選擇山東煙區(qū)廣泛使用的餅肥種類豆餅，通過(guò)分析化肥配施豆餅對(duì)煙葉中性致香物質(zhì)含量、感官質(zhì)量和產(chǎn)量產(chǎn)值等方面的影響，確定最優(yōu)的豆餅與化肥配施比例，指導(dǎo)山東煙區(qū)豆餅的合理使用。

1　材料與方法

1.1試驗(yàn)材料

試驗(yàn)于2013年和2014年進(jìn)行了兩年，地點(diǎn)均在山東省安丘市景芝鎮(zhèn)逄家莊煙葉農(nóng)場(chǎng)，供試土壤類型為棕壤，0～20 cm土層基本理化性狀如表1所示。供試烤煙品種為NC55。

1.2試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)置5個(gè)處理，分別為100%化肥（T1）、70%化肥+30%豆餅（T2）、50%化肥+50%豆餅（T3）、30%化肥+70%豆餅（T4）、100%豆餅（T5）。采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，每個(gè)處理3次重復(fù)，每個(gè)小區(qū)4行，行長(zhǎng)15.0 m，行距1.2 m，株距0.5 m，小區(qū)面積為72 m2。第1年所用豆餅的氮磷鉀含量分別為：N 5.3%、P2O51.7%、K2O 1.5%，第2年所用豆餅的氮磷鉀含量分別為N 6.3%、P2O51.2%、K2O 1.4%，兩年度的化肥相同，包括太陽(yáng)島牌烤煙專用復(fù)合肥（N 10%、P2O510%、K2O 20%）、過(guò)磷酸鈣（P2O512%）、硫酸鉀（K2O 50%）。每公頃純氮用量90 kg，m(N):m(P2O5):m(K2O)=1:1:2.5，氮磷鉀肥全部作基肥施用。

表1　供試土壤性狀Table1　Characteristics of soils

1.3樣品的采集

每個(gè)小區(qū)單獨(dú)掛桿烘烤，分級(jí)后分別計(jì)算產(chǎn)量、產(chǎn)值。分級(jí)后每個(gè)小區(qū)選取中部葉代表性等級(jí)C3F 1 kg，用于煙葉化學(xué)成分測(cè)定與感官質(zhì)量評(píng)價(jià)。

1.4測(cè)定方法

樣品的感官質(zhì)量評(píng)價(jià)參照YC/T 138—1998《烤煙及烤煙制品感官評(píng)價(jià)方法》進(jìn)行評(píng)價(jià)。煙葉致香成分采用Agilient 6890N/5975氣相色譜/質(zhì)譜儀（GC/MS）進(jìn)行測(cè)定。

1.5數(shù)據(jù)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用SPSS（v19.0）、Excel軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析和作圖。

2　結(jié)果

2.1豆餅與化肥配施對(duì)烤煙中性香氣物質(zhì)含量的影響

從表2可以看出，施用豆餅提高了烤煙中類胡蘿卜素類香氣物質(zhì)的總量，且隨豆餅施用比例增加而增加，以T5最高。施用豆餅對(duì)類胡蘿卜素類香氣物質(zhì)中影響較大的組分為香葉基丙酮、巨豆三烯酮A、巨豆三烯酮B和巨豆三烯酮D。隨豆餅使用比例增加，巨豆三烯酮A、B含量增加，但香葉基丙酮和巨豆三烯酮D的含量呈先增加后降低的趨勢(shì)，T4的香葉基丙酮含量最高，T3的巨豆三烯酮D含量最高。

與單施化肥相比，施用豆餅提高了煙葉苯丙氨酸類香氣物質(zhì)總量，表現(xiàn)為T5＞T3＞T4＞T2＞T1。苯甲醇、苯乙醇為苯丙氨酸類香氣物質(zhì)中含量最高的兩種香氣物質(zhì)，施用豆餅后苯甲醇提高了6.6%～28.0%、苯乙醇提高了11.05%～23.8%，施用餅肥處理中，T5的苯甲醇和苯乙醇含量最高，T3次之。施用豆餅對(duì)煙葉棕色化反應(yīng)產(chǎn)物類香氣物質(zhì)總量及各組分的含量無(wú)明顯影響，T5、T3的總量略高于其他處理。T2、T3、T4、T5的類西柏烷類香氣物質(zhì)含量較T1分別提高了16.7%、28.2%、9.2% 和27.0%，可見(jiàn)施用豆餅可明顯提高煙葉中類西柏烷類香氣物質(zhì)含量。

新植二烯是重要的烤煙香氣物質(zhì)，同時(shí)可以分解為低分子香氣成分。由表2看出，配施豆餅的T2、T3、T4的新植二烯含量比T1分別高8.1%、8.5%、6.9%，T5的新植二烯含量與T1相比低1.6%。除新植二烯外的香氣物質(zhì)總量高低表現(xiàn)為T5＞T3＞T4 ＞T2＞T1，施用豆餅的含量比純化肥處理平均高12.1%。香氣物質(zhì)總量高低表現(xiàn)為T3＞T2＞T4＞T5 ＞T1，其中T3比T1高9.5%，而T5比T1僅高1.4%。

2.2豆餅與化肥配施對(duì)烤煙感官質(zhì)量的影響

由表3看出，2013年度不同處理烤煙感官評(píng)價(jià)得分為T5>T4>T3>T1>T2，2014年度不同處理烤煙感官評(píng)價(jià)得分為T5>T3>T1>T4>T2?？梢?jiàn)，全部施用豆餅的處理感官評(píng)價(jià)質(zhì)量最佳，僅配施30%豆餅的T2最低，配施50%豆餅的T3均處于較好水平。增施豆餅主要通過(guò)改善香氣質(zhì)與余味，降低雜氣、刺激性來(lái)提高烤煙的感官質(zhì)量。綜合分析兩年的結(jié)果，就感官質(zhì)量而言，豆餅的配施比例以50%和100%為佳。

表2　不同處理對(duì)中性香氣物質(zhì)含量的影響（2013）Table 2　Effects of different treatments on the contents of neutral aroma contents(2013)

表3　不同處理對(duì)烤煙感官質(zhì)量的影響Table 3　Effects of different treatments on flue-cured tobacco sensory quality

2.3豆餅與化肥配施對(duì)烤煙產(chǎn)量、產(chǎn)值的影響

由表4看出，與單施化肥相比，施用豆餅提高了煙葉產(chǎn)量，分別提高了9.6%、15.9%、14.1%與11.7%，以配施50%豆餅的T3最高。與單施化肥相比，施用豆餅顯著提高了產(chǎn)值，分別提高了9.1%、15.4%、15.8%與15.4%。產(chǎn)量、產(chǎn)值在施用豆餅的處理間無(wú)顯著差異。施用豆餅后，肥料成本顯著增加，并且隨豆餅用量的增加，肥料成本直線上升，肥料成本分別是單施化肥處理的1.3、1.4、1.8與2.1倍。除去肥料成本后的收入情況也表現(xiàn)為施用豆餅的高于單施化肥，施用豆餅處理中以配施50%豆餅的T3最高。通過(guò)計(jì)算產(chǎn)值/肥料投入發(fā)現(xiàn)，施用豆餅后產(chǎn)投比明顯降低，特別是豆餅投入超過(guò)50%后，產(chǎn)投比降低更加明顯。

表4　不同處理對(duì)烤煙產(chǎn)量、產(chǎn)值的影響（2014）Table 4　Effects of different treatments on yield and output value(2014)

3　討論

付立波等[9]研究指出，施25%菜籽餅肥+75%復(fù)合肥的處理烤煙產(chǎn)量、產(chǎn)值最高，當(dāng)施用餅肥純N 占25%以上時(shí)，隨著餅肥用量的增加，烤煙產(chǎn)量、產(chǎn)值呈下降態(tài)勢(shì)。王鵬等[9]研究表明，大豆餅肥氮施用比例在50%～100%時(shí)，烤煙氮積累量和各器官氮素含量不會(huì)發(fā)生顯著變化，并能較好地提高煙葉產(chǎn)值和上等煙比例。彭麗麗等[11]研究表明，75%餅肥+25%化肥處理對(duì)提高煙葉品質(zhì)效果最明顯。易建華等[12]研究表明，土壤有機(jī)質(zhì)含量低于2%，施有機(jī)餅肥300～450 kg/hm2，能提高煙葉產(chǎn)值和上等煙比例，高于2%，以不施或少施餅肥為宜。劉宇[13]研究認(rèn)為，肥料中有機(jī)肥料的比例為10%～20%時(shí)，烤煙的產(chǎn)值、產(chǎn)量較高，超出40%時(shí)，產(chǎn)量、產(chǎn)值降低。本研究結(jié)果表明，施用豆餅提高了煙葉的產(chǎn)量、產(chǎn)值，當(dāng)肥料中豆餅施用比例超過(guò)50%后，產(chǎn)量略有降低，但不顯著，產(chǎn)值基本沒(méi)有變化。但施用豆餅后，肥料成本提高，特別是施用比例超過(guò)50%后，肥料成本明顯增加，導(dǎo)致除去肥料成本后的收益降低（因其他生產(chǎn)成本基本一致，因此本文僅分析了肥料成本），產(chǎn)值/肥料投入比顯著降低。因此，從經(jīng)濟(jì)效益方面而言，適宜的豆餅施用比例為50%。

煙葉香氣物質(zhì)含量是衡量煙葉品質(zhì)的重要因素之一，分析致香物質(zhì)含量，可以比較準(zhǔn)確、客觀地評(píng)價(jià)煙葉香氣質(zhì)量[14]。郭紅祥等[15]研究認(rèn)為，配施芝麻餅肥能提高煙葉致香物質(zhì)總量，餅肥比例為40%時(shí)總量最高。本研究結(jié)果表明，施用豆餅后，煙葉香氣物質(zhì)總量增加，當(dāng)豆餅比例為50%時(shí)最高，再增加豆餅比例，香氣物質(zhì)總量降低，主要是新植二烯的含量降低。在各類中性致香物質(zhì)中，新植二烯的含量最豐富，占比超過(guò)80%，其含量隨豆餅用量的增加呈先增加后降低的趨勢(shì)，以豆餅施用比例為50%的處理最高，全部施用豆餅的處理反而低于單施化肥處理，說(shuō)明豆餅施用比例較高可能會(huì)導(dǎo)致后期葉綠素降解緩慢或降解不徹底，導(dǎo)致新植二烯含量較低[16]。除新植二烯外的四類香氣物質(zhì)中，受餅肥影響較大的為類胡蘿卜素類、苯丙氨酸類及類西柏烷類，影響較小的為棕色化產(chǎn)物類。有研究指出，類胡蘿卜素含量與感官質(zhì)量密切相關(guān)，類胡蘿卜素含量的增加意味著煙葉質(zhì)量提升[17-18]。本研究結(jié)果表明，增施豆餅后，類胡蘿卜素含量增加，但煙葉感官質(zhì)量并非隨增施豆餅呈線性提高趨勢(shì)，特別是施用少量豆餅后煙葉感官質(zhì)量反而降低，說(shuō)明致香物質(zhì)與感官質(zhì)量的關(guān)系可能并不能以簡(jiǎn)單的含量高低來(lái)評(píng)判，更多的可能是各種成分平衡協(xié)調(diào)的結(jié)果。類胡蘿卜素類中受餅肥影響比較大的成分為香葉基丙酮與巨豆三烯酮A、B、D，其中巨豆三烯酮A、B含量隨餅肥用量的增加而增加，而香葉基丙酮和巨豆三烯酮D的含量則分別以豆餅比例為75%和50%的處理最高。苯丙氨酸類中受餅肥影響較大的為苯甲醇，苯甲醇含量以豆餅比例為100%的處理最高，50%的處理次之。增施餅肥，提高了茄酮的含量，茄酮含量以豆餅比例為50%的處理最高，100%的處理次之，這與韓錦峰等[19]的研究結(jié)果不同。本試驗(yàn)中土壤偏酸，土壤類型為棕壤，質(zhì)地較輕，而韓錦峰等的試驗(yàn)土壤呈中性，土壤類型為紅粘土，質(zhì)地較重，不同的土壤理化性質(zhì)導(dǎo)致餅肥養(yǎng)分釋放規(guī)律不同[20]，進(jìn)而可能影響致香物質(zhì)的合成和轉(zhuǎn)化。

4　結(jié)論

增施豆餅提高了煙葉中性致香物質(zhì)總量，以豆餅施用比例50%的處理最高。適量配施豆餅提高了新植二烯含量，豆餅施用比例50%的處理最高，豆餅比例過(guò)高新植二烯含量降低。增施豆餅提高了類胡蘿卜素類、苯丙氨酸類及類西柏烷類香氣物質(zhì)組分的含量，除新植二烯外的中性致香物質(zhì)含量以全部施用豆餅的處理最高，豆餅施用比例50%的處理次之。全部施用豆餅的感官質(zhì)量最佳，豆餅施用比例50%的處理次之。增施豆餅提高了煙葉的產(chǎn)量、產(chǎn)值，但當(dāng)豆餅施用比例超過(guò)50%后，肥料成本顯著增加，除去肥料后的收益降低。因此，綜合考慮煙葉產(chǎn)量、產(chǎn)值與品質(zhì)，山東烤煙生產(chǎn)中豆餅的適宜施用比例為50%（以純氮計(jì)）。

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Effect of Combined Application of Bean Cake Fertilizer and Inorganic Fertilizer on Neutral Aroma Constituent Contents,Yield and Quality of Flue-cured Tobacco

MAXinghua1,CHEN Le1,2,SHI Yi1,ZHANG Zhongfeng1*,LI Xiao3,WANG Yong3, WANG Junyan4,JIANG Pengchao4,SONG Xuming4,LI Wei4,WANG Yongli5
（1.Key Laboratory of Tobacco Biology and Processing,Ministry ofAgriculture,Tobacco Research Institute of CAAS,Qingdao 266101,China;2.Honghe tobacco company of Yunnan,Honghe,Yunnan 652399 China;3.China Tobacco Shandong Industrial Co., Ltd.,Jinan 250014,China;4.Shandong Weifang Tobacco Co.,Ltd.,Weifang,Shandong 261061,China;5.Shandong Qingdao Tobacco Co.,Ltd.,Qingdao 266000,China）

a field experiment was conducted to sudy the effect of combined application of bean cake fertilizer and inorganic fertilizer on neutral aroma constituent contents,sensory quality,yield and output value of flue-cured tobacco by using cultivar NC55. The results showed that total neutral aroma constituent content and the neophytadiene content increased first,then decreased with the increase of bean cake fertilizer application,with the treatment with 50%bean cake fertilizer had the highest contents.The treatment with 100%bean cake fertilizer had the highest content of the neutral aroma constituents except for neophytadiene,while the treatment with 50%bean cake fertilizer had the lowest.The content of aroma constituents of carotenoids increased with the increasing ratio of bean cake fertilizer.The treatments with 50%and 100%bean cake fertilizer had the higher contents of aroma constituents of phenylalanine,Maillard reaction products and cembranenoids.The combined application of bean cake fertilizer improved the yield and output value of tobacco,with the treatment with 50%bean cake fertilizer had the highest yield,and the treatment with 75%bean cake fertilizer had the highest output value.Since the cost of fertilizers increased sharply with the increasing ratio of bean cake fertilizer,the income of the treatment with 50%bean cake fertilizer was the highest after cost removal. Therefore,in the production of flue-cured tobacco,the optimal combination ratio of bean cake fertilizer is 50%(N).

bean cake fertilizer,inorganic fertilizer,neutral aroma constituents contents,sensory quality,output value

S572.062

1007-5119（2016）03-0029-05

10.13496/j.issn.1007-5119.2016.03.005

公益性行業(yè)（農(nóng)業(yè)）科研專項(xiàng)“煙草增香減害關(guān)鍵技術(shù)研究與示范”（201203091）；山東中煙工業(yè)有限責(zé)任公司項(xiàng)目“濰坊基地特色品種NC55配套生產(chǎn)技術(shù)體系研究與應(yīng)用”（201201010）；中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院科技創(chuàng)新工程（ASTIP-TRIC03）

馬興華（1979-），男，博士，副研究員，從事煙草栽培與營(yíng)養(yǎng)研究。E-mail：maxinghua@caas.cn。*通信作者，E-mail：zhangzhongfeng@caas.cn

2015-09-18

2016-04-28