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    基追肥比例和追肥次數(shù)對(duì)烤煙化學(xué)成分及中性致香物質(zhì)的影響

    2016-12-22 09:19:05景延秋袁秀秀張豹林劉英杰王衛(wèi)峰劉懷奇
    關(guān)鍵詞:中性烤煙煙葉

    景延秋,袁秀秀,詹 輝,張豹林,劉英杰,王衛(wèi)峰,劉懷奇,魯 平*

    (1.河南農(nóng)業(yè)大學(xué)煙草學(xué)院,河南 鄭州 450002;2.海南紅塔卷煙有限責(zé)任公司,海南 瓊山 571100;3.云南煙草公司曲靖市公司,云南 曲靖 655000;4.河南煙草公司鄭州市公司,河南 鄭州 450008;5.廣西壯族自治區(qū)煙草公司,廣西 南寧 530300;6.河南中煙工業(yè)有限責(zé)任公司,河南 鄭州 450016)

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    基追肥比例和追肥次數(shù)對(duì)烤煙化學(xué)成分及中性致香物質(zhì)的影響

    景延秋1,袁秀秀1,詹 輝2,張豹林3,劉英杰4,王衛(wèi)峰5,劉懷奇6,魯 平6*

    (1.河南農(nóng)業(yè)大學(xué)煙草學(xué)院,河南 鄭州 450002;2.海南紅塔卷煙有限責(zé)任公司,海南 瓊山 571100;3.云南煙草公司曲靖市公司,云南 曲靖 655000;4.河南煙草公司鄭州市公司,河南 鄭州 450008;5.廣西壯族自治區(qū)煙草公司,廣西 南寧 530300;6.河南中煙工業(yè)有限責(zé)任公司,河南 鄭州 450016)

    以中煙100為材料,研究了不同基追肥比例與追肥次數(shù)對(duì)烤煙常規(guī)化學(xué)成分及中性致香物質(zhì)的影響。結(jié)果表明,基追肥比例和追肥次數(shù)對(duì)煙葉常規(guī)化學(xué)成分和中性致香物質(zhì)都有不同程度的影響。隨基追肥比例的減少,烤煙的蛋白質(zhì)呈減少趨勢(shì),還原糖、總糖呈增加趨勢(shì);隨追肥次數(shù)的增加,蛋白質(zhì)、總氮、煙堿呈增加趨勢(shì),鉀、氯、糖堿比、氮堿比呈減少趨勢(shì);類胡蘿卜素降解產(chǎn)物隨基追肥比例減小呈現(xiàn)出先增加后降低的趨勢(shì),追肥次數(shù)對(duì)其影響不明顯;棕色化反應(yīng)產(chǎn)物和苯丙氨酸類降解產(chǎn)物總量1次追肥處理大于2次追肥處理,類西柏烷類降解產(chǎn)物含量2次追肥大于1次追肥,隨基追肥比例減小呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢(shì);總中性致香物質(zhì)含量隨基追肥比例減小與追肥次數(shù)增加呈現(xiàn)出先增加后降低的趨勢(shì)。從煙葉化學(xué)成分和中性致香物質(zhì)方面分析,以基追肥比例80∶20和1次追肥表現(xiàn)最好。

    基追肥比例;追肥次數(shù);常規(guī)化學(xué)成分;中性致香物質(zhì)

    科學(xué)合理的肥料供應(yīng)是烤煙優(yōu)質(zhì)、低耗的主要栽培技術(shù)之一[1],近年來(lái)研究發(fā)現(xiàn)[2-3],不同的基追肥比例與不同的追肥次數(shù)對(duì)煙株的生長(zhǎng)發(fā)育有顯著作用。周曉等[4]的研究顯示,根據(jù)煙株需肥特點(diǎn)和對(duì)養(yǎng)分的吸收動(dòng)態(tài),適時(shí)施追肥,可以提高煙葉的產(chǎn)量和品質(zhì)。Burton等[5]研究認(rèn)為施肥量對(duì)煙草的生長(zhǎng)發(fā)育有重要影響,基追肥比例和追肥時(shí)期的早晚對(duì)煙草的生長(zhǎng)發(fā)育及產(chǎn)質(zhì)量形成都有不同程度的影響。劉國(guó)順等[6]研究表明,基追肥的合理分配和適宜的追肥次數(shù),能夠合理的調(diào)配煙株?duì)I養(yǎng)狀況,改善煙葉品質(zhì)。

    表1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

    目前優(yōu)質(zhì)煙栽培技術(shù)的推廣應(yīng)用,使煙草施肥有了很大進(jìn)步[7]。但煙草生產(chǎn)的施肥仍存在不少問(wèn)題,追肥量、追肥時(shí)期、追肥次數(shù)等因素都會(huì)影響煙葉的產(chǎn)量、品質(zhì)和經(jīng)濟(jì)效益,從而進(jìn)一步導(dǎo)致煙葉的質(zhì)量與結(jié)構(gòu)不能完全滿足卷煙工業(yè)的需要[8-9]。所以,科學(xué)合理的基追肥比例和追肥次數(shù)對(duì)獲得優(yōu)質(zhì)適產(chǎn)的煙葉具有重要意義。本試驗(yàn)旨在研究不同基追肥比例及追肥次數(shù)對(duì)烤煙生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中煙株?duì)I養(yǎng)狀況和調(diào)制后煙葉中常規(guī)化學(xué)成分和香味物質(zhì)的影響,找出適宜于煙葉生產(chǎn)最佳的基追肥比例和追肥次數(shù),提高肥料利用率,降低施肥成本,為優(yōu)質(zhì)烤煙的生產(chǎn)提供科學(xué)依據(jù),促進(jìn)煙草優(yōu)質(zhì)穩(wěn)產(chǎn)。

    1 材料與方法

    1.1 試驗(yàn)條件

    試驗(yàn)于2014年在漯河市郾城區(qū)生產(chǎn)基地進(jìn)行,供試品種為中煙100。試驗(yàn)田土壤pH 6.74,土壤有機(jī)質(zhì)含量為31.32 g/kg,堿解氮52.24 mg/kg,速效磷27.04 mg/kg,速效鉀134.13 mg/kg,施純氮43.8 kg/hm2,m(N)∶m (P2O5)∶m(K2O)= 1∶1∶1.5。5月2日移栽,種植行距為120 cm,株距為50 cm。

    1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

    設(shè)計(jì)為雙因素試驗(yàn),其一為基追肥比例,設(shè)4個(gè)水平,分別是基肥比例占100 %、90 %、80 %和70 %;另一因素為追肥次數(shù),設(shè)2個(gè)水平,分別是1次追肥和2次追肥;共設(shè)置7個(gè)處理(表1)。試驗(yàn)采用裂區(qū)設(shè)置,及追肥比例為主區(qū),追肥次數(shù)為副區(qū),重復(fù)3次。1次追肥時(shí)間是移栽后25 d,2次追肥時(shí)間分別是移栽后25和40 d。

    1.3 測(cè)定指標(biāo)與分析方法

    1.3.1 煙葉常規(guī)化學(xué)成分的檢測(cè) 煙堿:參照YC/T160-2002;總氮:參照YC/T161-2002;蛋白質(zhì):參照YC/T166-2003;總糖:參照YC /T 159-2002;還原糖:參照YC /T 216-2007;鉀:參照YC/T217-2007;氯:參照YC/T162-2002。

    1.3.2 中性香味成分的檢測(cè) 采用同時(shí)蒸餾萃取裝置提取煙樣中的香氣成分,在旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀上將萃取液濃縮至1 mL,進(jìn)行氣相色譜-質(zhì)譜鑒定[11]。采用美國(guó)HP6890-5973氣質(zhì)聯(lián)用儀對(duì)煙葉樣品進(jìn)行定性分析。

    GC條件:色譜柱為HP-5MS(60 m×0.25 mm×0.25 μm),載氣為He,流速0.8 mL/min,進(jìn)樣口溫度250 ℃;初始溫度50 ℃保持2 min,以2 ℃/min的速率升高到120 ℃保持5 min,然后再以2 ℃/min的速率升高到240 ℃保持30 min;分流比和進(jìn)樣量為1∶15 μl,質(zhì)譜檢測(cè)。

    GC/MS條件:GC條件同上;傳輸線溫度280 ℃,離子源溫度177 ℃,電離能為70 eV,載氣He流速為0.8 mL/min,質(zhì)量數(shù)范圍35~500 amu,MS譜庫(kù)為NIST0.5 aL。

    1.4 數(shù)據(jù)處理

    應(yīng)用軟件EXCEL和SPSS 19.0對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和方差分析及差異顯著性檢測(cè)。

    2 結(jié)果與分析

    2.1 不同基追肥比例與不同追肥次數(shù)對(duì)烤后煙常規(guī)化學(xué)成分的影響

    不同基追肥比例和追肥次數(shù)對(duì)烤煙中部葉常規(guī)化學(xué)成分含量有顯著影響。結(jié)果(表2)表明,追肥次數(shù)為1次時(shí),隨基追肥比例的減小,煙葉中蛋白質(zhì)、總氮、氯和煙堿含量減少,還原糖和總糖含量、糖堿比和鉀氯比增加,且處理間差異顯著;追肥次數(shù)為2次時(shí),T5和T7處理間無(wú)極顯著差異。基追肥比例一定時(shí),隨追肥次數(shù)的增加,煙葉中蛋白質(zhì)、總氮和煙堿含量增加,且差異顯著;煙葉中鉀和氯含量、糖堿比和氮堿比減少,且差異顯著。只施加基肥時(shí),煙葉中常規(guī)化學(xué)成分含量介于不同基追肥比例和追肥次數(shù)之間。

    表2 不同處理對(duì)煙葉常規(guī)化學(xué)成分含量的影響

    煙葉燃吸時(shí)煙氣中致香成分的組成和含量是衡量煙葉品質(zhì)和香氣狀況最直接可靠的指標(biāo),煙葉中香味物質(zhì)的組成和含量與煙氣致香成分密切相關(guān)[10-11]。為了便于分析,按煙葉香氣前提物分類方法,將中性致香物質(zhì)分為類胡蘿卜素類、棕色化反應(yīng)類、苯丙氨酸類、類西柏烷類和新植二烯5類。經(jīng)GC/MS定性分析,共檢測(cè)出30種中性致香物質(zhì),其中類胡蘿卜素類降解產(chǎn)物14種、棕色化反應(yīng)產(chǎn)物5種、苯丙氨酸類降解產(chǎn)物4種、類西柏烷類降解產(chǎn)物1種、新植二烯及其他5種。

    2.2 不同基追肥比例與不同追肥次數(shù)對(duì)烤后煙中性香味物質(zhì)的影響

    2.2.1 不同基追肥比例與不同追肥次數(shù)對(duì)煙葉類胡蘿卜素類降解產(chǎn)物的影響 類胡蘿卜素類香味物質(zhì)分子量較小、分子極性大,域值較低,揮發(fā)性較強(qiáng),是影響煙葉香氣質(zhì)和香氣量的重要組分,對(duì)改善煙葉的品質(zhì)起著關(guān)鍵作用[12]。從表3可以看出,各處理中類胡蘿卜素類降解產(chǎn)物含量均較高的有β-大馬酮、β-二氫大馬酮、巨豆三烯酮Ⅱ、巨豆三烯酮Ⅳ和法基尼丙酮,對(duì)煙葉香氣的貢獻(xiàn)較大。類胡蘿卜素類降解產(chǎn)物總量大小為T3(77.93 μg/g)> T2(77.67 μg/g)> T5(74.13 μg/g)> T4(70.97 μg/g)> T1(69.91 μg/g)>T6(65.88 μg/g)> T7(69.40 μg/g),即基追肥比例一定時(shí),增加追肥次數(shù)有利于類胡蘿卜素類降解產(chǎn)物的形成;追肥次數(shù)一定時(shí),基追肥比例越大,有利于類胡蘿卜素類降解產(chǎn)物的形成。表明基追肥比例為90∶10,追肥2次,能促進(jìn)煙葉類胡蘿卜素類代謝,形成較多的致香物質(zhì)。

    表3 不同處理對(duì)類胡蘿卜素類降解產(chǎn)物的影響

    表4 不同處理對(duì)棕色化反應(yīng)產(chǎn)物的影響

    2.2.2 不同基追肥比例與追肥次數(shù)對(duì)煙葉棕色化反應(yīng)產(chǎn)物的影響 棕色化應(yīng)是煙葉在調(diào)制陳化過(guò)程中,由氨基酸和糖類發(fā)生的非酶棕色化反應(yīng),生成的糖、氨基酸復(fù)合物進(jìn)一步降解產(chǎn)生的多種致香物質(zhì)。由表4可知,糠醛含量在各處理中均最高,棕色化反應(yīng)產(chǎn)物總量大小為T1(25.97 μg/g)> T4(24.32 μg/g)> T6(23.78 μg/g)> T2(23.16 μg/g)> T5(19.89 μg/g)> T7(19.59 μg/g)> T3(19.06 μg/g)?;贩时壤欢〞r(shí),棕色化反應(yīng)產(chǎn)物總量1次追肥大于2次追肥,且大小相差較大;追肥次數(shù)一定,基追肥比例不同時(shí),棕色化反應(yīng)產(chǎn)物含量相差不大;肥料全作為基肥時(shí)棕色化反應(yīng)產(chǎn)物總量最高,基追肥比例為80∶20和1次追肥處理次之,但兩處理含量相差不明顯。表明肥料全作基肥和基追肥比例為80∶20及1次追肥處理煙葉棕色化反應(yīng)物充分降解,產(chǎn)生大量糖類和氨基酸,有利于棕色化反應(yīng)的進(jìn)行。

    2.2.3 不同基追肥比例與追肥次數(shù)對(duì)煙葉苯丙氨酸類降解產(chǎn)物的影響 煙葉中苯丙氨酸類降解產(chǎn)物中主要有苯甲醛、苯乙醛、苯甲醇、苯乙醇等,也是煙葉中含量較豐富的香味成分。由表5可知,苯丙氨酸類香氣物質(zhì)總量大小為T4(32.41 μg/g)> T2(30.93 μg/g)> T5(29.51 μg/g)> T1(26.59 μg/g)> T6(24.04 μg/g)> T3(23.61 μg/g)> T7(23.26 μg/g);基追肥比例一定時(shí),苯丙氨酸類降解產(chǎn)物總量1次追肥大于2次追肥;表明基追肥比例為80∶20和1次追肥處理有效提高煙葉苯丙氨酸類降解產(chǎn)物的含量。

    2.2.4 不同基追肥比例與追肥次數(shù)對(duì)煙葉西柏烷類降解產(chǎn)物的影響 類西柏烷類香氣物質(zhì)主要包括茄酮及其衍生物。茄酮是煙草中含量豐富的中性香氣物質(zhì)之一,賦予一種醛和酮的煙味[13]。從表6可以看出,類西柏烷類香氣物質(zhì)總量大小為T5(51.88 μg/g)> T7(50.37 μg/g)> T3(44.52 μg/g)> T2(41.69 μg/g)> T1(39.09 μg/g)> T4(35.14 μg/g)> T6(32.59 μg/g);基追肥比例一定時(shí),類西柏烷類香氣物質(zhì)含量2次追肥大于1次追肥,各處理大小相差較大;表明基追肥比例為80∶20和2次追肥處理有利于西柏烷類降解產(chǎn)物的形成。

    表5 不同處理對(duì)苯丙氨酸類降解產(chǎn)物的影響

    表6 不同處理對(duì)類西柏烷類降解產(chǎn)物的影響

    表7 不同處理對(duì)新植二烯、其他及致香物質(zhì)總量的影響

    2.2.5 不同基追肥比例與追肥次數(shù)對(duì)煙葉新植二烯、其他及致香物質(zhì)總量的影響 新植二烯是煙草中重要的二萜化合物,是煙葉體內(nèi)重要的增香劑,香氣閾值較高,具有一種微弱的令人愉快的香氣。從表7可以看出,新植二烯含量大小為T2(813.38 μg/g)> T4(745.81 μg/g)> T5(724.68 μg/g)> T1(705.52 μg/g)> T7(647.36 μg/g)> T6(629.12 μg/g)> T3(611.52 μg/g);其他致香物質(zhì)含有愈創(chuàng)木酚、面包酮、芳樟醇、β-環(huán)檸檬醛和藏花醛,其總量大小為T5(3.17 μg/g)> T7(3.13 μg/g)> T2(3.07 μg/g)> T4(2.98 μg/g)> T1(2.95 μg/g)> T3(2.89 μg/g)> T6(2.72 μg/g);中性致香物質(zhì)總量(不含新植二烯)大小為T5(178.58 μg/g)> T2(176.51 μg/g)> T3(168.01 μg/g)> T4(165.82 μg/g)> T7(165.75 μg/g)> T1(164.50 μg/g)> T6(149.00 μg/g);中性致香物質(zhì)總量大小為T2(989.90 μg/g)> T4(911.63 μg/g)> T5(903.26 μg/g)> T1(870.02 μg/g)> T7(813.11 μg/g)> T3(779.53 μg/g)> T6(778.12 μg/g);各處理新植二烯在中性致香物質(zhì)總量占比為T3(21.55 %)> T7(20.38 %)> T5(19.77 %)> T6(19.15 %)> T1(18.91 %)> T4(18.19 %)> T2(17.83 %)。

    3 結(jié)論與討論

    煙葉品質(zhì)不僅取決于其化學(xué)成分的絕對(duì)含量,還決定于各成分的比例是否協(xié)調(diào);各種成分的組成、含量和協(xié)調(diào)平衡比例也綜合影響著煙葉香氣量的多少和香氣質(zhì)的優(yōu)劣,從而影響煙葉的內(nèi)在品質(zhì)[13-15]。基追肥比例與追肥次數(shù)對(duì)煙葉常規(guī)化學(xué)成分有不同程度的影響。追肥1次,烤后煙葉的蛋白質(zhì)、鉀、氯隨基追肥比例的減小呈減少趨勢(shì),還原糖、總糖、糖堿比、鉀氯比呈增加趨勢(shì);追肥2次,蛋白質(zhì)、糖堿比、氮堿比隨基追肥比例減小呈減少趨勢(shì),總氮、煙堿呈增加趨勢(shì);基追肥比例一定時(shí),蛋白質(zhì)、總氮、煙堿隨追肥次數(shù)的增加呈增加趨勢(shì),鉀、氯、糖堿比、氮堿比呈減少趨勢(shì);基肥100 %時(shí),煙葉中化學(xué)成分介于不同基追肥比例之間。所以從煙葉內(nèi)在化學(xué)品質(zhì)及其協(xié)調(diào)性分析,以基肥比例為70 %與1次追肥的表現(xiàn)最好,基肥比例為80 %與1次追肥的表現(xiàn)次之。

    各處理中部葉類胡蘿卜素降解產(chǎn)物隨基追肥比例減小呈現(xiàn)出先增加后降低的趨勢(shì),追肥次數(shù)對(duì)其影響不明顯,基肥比例80 %處理含量最高;棕色化反應(yīng)產(chǎn)物總量1次追肥處理大于2次追肥處理,基肥比例100 %處理含量最高,基肥比例80 %與1次追肥處理含量次之;苯丙氨酸類降解產(chǎn)物總量1次追肥處理大于2次追肥處理,基肥比例80 %處理含量最高,基肥比例90 %處理次之;類西柏烷類降解產(chǎn)物含量2次追肥大于1次追肥,隨基追肥比例減小呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢(shì);新植二烯變化幅度較大,新植二烯與其他致香物質(zhì)總量隨基追肥比例減小與追肥次數(shù)增加呈現(xiàn)出先增加后降低的趨勢(shì);可能與后期肥效強(qiáng),葉片增大,腺毛密度降低有關(guān)[16]??傊行灾孪阄镔|(zhì)含量隨基追肥比例減小與追肥次數(shù)增加呈現(xiàn)出先增加后降低的趨勢(shì),說(shuō)明后期較多肥量不利于烤煙香氣物質(zhì)的形成,重基肥早追肥能增加中性致香物質(zhì)總量。綜合分析,漯河優(yōu)質(zhì)烤煙生產(chǎn)以基追肥比例80∶20和1次追肥為宜。

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    (責(zé)任編輯 李山云)

    Effects of Basal Fertilizer/Dressing Ratio and Dressing Times on Chemical Components and Neutral Aroma Components of Flue-cured Tobacco

    JING Yan-qiu1, YUAN Xiu-xiu1, ZHAN Hui2, ZHANG Bao-lin3, LIU Ying-jie4, WANG Wei-feng5, LIU Huai-qi6, LU Ping6*

    (1.College of Tobacco Henan Agricultural University, Henan Zhengzhou 450002,China; 2.Hainan Hongta Cigarette Co., Ltd., Hainan Qiongshan 571100,China; 3.Qujing City Tobacco Company of Yunnan Province, Yunna Qujing 655000,China; 4.Zhengzhou City Tobacco Company of Henan Province, Henan Zhengzhou 450008,China; 5.Tobacco Company of Guangxi Zhuang Autonomous Region, Guangxi Nanning 530300,China; 6. Henan Tobacco Industry Limited Liability Company, Henan Zhengzhou 450016,China)

    Taken cultivar Zhongyan 100 as tested material, the effects of basal fertilizer /dressing ratio and dressing times on the contents of chemical and neutral aroma components in flue-cured tobacco. The results showed that the basal fertilizer/dressing ratio and dressing times affected chemical components and neutral aroma components of flue-cured tobacco differently. The contents of protein in flue-cured tobacco decreased, while reducing sugar and total sugar increased along with the decrease of basal fertilizer/dressing ratio. The contents of protein, total nitrogen and nicotine increased, while potassium, chlorine, sugar alkali ratio, nitrogen alkali ratio was decreased along with the increase of dressing times. Degradation products of carotene content increased first and then decreased somewhat with the basal fertilizer/dressing ratio, and dressing times had little effect on it.The brown reaction products and phenylalanine class total degradation products of one dressing treatment was greater than that of two dressing treatment, and the degradation products of cembranoids content of two dressing treatments was more than that of one dressing treatment and increased first and then decreased with the decrease of supplemental proportion. The total contents of neutral aroma substances with the decrease of basal fertilizer/dressing ratio and the increase of the number of dressing performed increasing trend and decreased after then. From the aspects of tobacco leaf chemical components and neutral aroma substances analysis, the performance based on the basal fertilizer /dressing ratio of 80∶20 and one dressing treatment was the best.

    Basal fertilizer/dressing ratio; Dressing times; Conventional chemical composition; Neutral aroma substances

    1001-4829(2016)07-1654-06

    10.16213/j.cnki.scjas.2016.07.028

    2015-09-10

    河南省煙草公司鄭州市公司“降低河南烤煙主流煙氣中巴豆醛的關(guān)鍵農(nóng)藝調(diào)控技術(shù)研究”(HYKJ201305)

    景延秋(1972-),女,河南南陽(yáng)人,博士,副教授,主要從事煙草化學(xué)研究,聯(lián)系電話:15138694925,E-mail:jingyanqiu72t@163.com,*為通訊作者。

    S572

    A

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