增密減葉減氮模式對烤煙上部葉的提質(zhì)增香效果

李傳勝，史宏志*，李懷奇，許東亞，危月輝，喻奇?zhèn)?，黃化剛

(1.河南農(nóng)業(yè)大學 煙草學院，河南 鄭州 450002； 2.河南中煙工業(yè)公司，河南 鄭州 450000； 3.云南省煙草公司昆明市祿勸分公司，云南 祿勸 651500； 4.貴州省煙草公司畢節(jié)市公司，貴州 畢節(jié) 551700)

增密減葉減氮模式對烤煙上部葉的提質(zhì)增香效果

李傳勝1，史宏志1*，李懷奇2，許東亞3，危月輝1，喻奇?zhèn)?，黃化剛4

(1.河南農(nóng)業(yè)大學 煙草學院，河南 鄭州 450002； 2.河南中煙工業(yè)公司，河南 鄭州 450000； 3.云南省煙草公司昆明市祿勸分公司，云南 祿勸 651500； 4.貴州省煙草公司畢節(jié)市公司，貴州 畢節(jié) 551700)

為了提高優(yōu)質(zhì)煙葉比例和上部葉工業(yè)可用性，于2014年在貴州畢節(jié)以常規(guī)模式(移栽密度16 530株/hm2、留葉數(shù)22片、施氮量90 kg/hm2)為對照，設置增密減葉、增密減葉減氮的栽培模式，研究不同栽培模式對煙葉質(zhì)體色素、香氣物質(zhì)含量及經(jīng)濟性狀等的影響。結(jié)果表明，增密減葉減氮的栽培措施可促進上部煙葉的成熟落黃，提高上部煙葉的化學成分及香氣成分的協(xié)調(diào)性，對上部煙葉提質(zhì)增香效果明顯。與對照相比，增密減葉減氮處理的煙株生長后期煙葉質(zhì)體色素降解更為充分；烤后煙葉產(chǎn)值和上中等煙葉比例顯著提升；煙葉含氮化合物含量降低，糖含量增加，化學成分協(xié)調(diào)性增加，香氣物質(zhì)總量顯著增加；上部煙葉香氣質(zhì)改善、香氣量及甜感增加、刺激性減小。綜合分析，移栽密度18 195～20 205株/hm2、留葉18～20片、減氮20%的栽培模式對上部葉增香提質(zhì)效果最佳，適宜在畢節(jié)地區(qū)示范并推廣利用。

烤煙； 增密減葉減氮； 煙葉質(zhì)量； 香氣物質(zhì)

煙葉生產(chǎn)受栽培技術(shù)措施、生態(tài)環(huán)境和品種等因素的共同影響[1-2]。種植密度和留葉數(shù)影響著作物的有效截光葉面積、群體光合效能和田間小氣候[3]。種植密度、留葉數(shù)和施氮水平對煙草的產(chǎn)量和品質(zhì)都有重要影響，合理的種植密度、留葉數(shù)及適宜的氮素供應量是提高煙葉質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本、增加效益的主要技術(shù)措施[4-6]。只有在合理的群體密度和個體發(fā)育基礎上配合適宜的栽培管理措施，才能使其群體效應發(fā)揮出理想水平，最終實現(xiàn)煙葉優(yōu)質(zhì)適產(chǎn)的目標[7]。研究表明，種植密度和留葉數(shù)影響植物光合速率、呼吸強度以及田間風速等田間小氣候，還影響煙草質(zhì)體色素、化學成分和香氣物質(zhì)含量等[8-16]。畢文榮等[17]研究指出，種植密度在16 680～22 230株/hm2時，隨著密度的增加，葉面積系數(shù)增加，煙葉中葉綠素含量下降，烤后中下部煙葉總糖、還原糖含量增加，煙堿、總氮、蛋白質(zhì)含量下降。趙輝等[18]研究表明，密度與留葉數(shù)互作對質(zhì)體色素及其降解產(chǎn)物有顯著影響；質(zhì)體色素及其降解產(chǎn)物隨種植密度的增加呈現(xiàn)先增加后減少的變化。趙銘欽等[13]研究了不同種植密度和留葉數(shù)對烤煙中性致香物質(zhì)含量及烤后煙葉評吸質(zhì)量的影響，指出行株距1.2 m×0.5 m、留葉數(shù)18片對烤煙中性致香物質(zhì)含量的增加及烤后煙葉評吸質(zhì)量的改善效果最佳。貴州畢節(jié)地處高原，熱量條件相對較差，特別是煙葉生長后期溫度偏低，不利于煙葉成熟落黃[1]，再加上一些煙田土壤施肥偏多，土壤通透性不良，對煙葉后期香氣前體物降解和質(zhì)量形成造成不利影響，上部葉的工業(yè)可用性較低。如何降低質(zhì)量較差的上部葉比例，提高優(yōu)質(zhì)中部葉比例，優(yōu)化煙葉的等級結(jié)構(gòu)是擺在煙草科技工作者面前的重要課題。在傳統(tǒng)種植模式基礎上，是否可以通過增加密度、減少留葉數(shù)、調(diào)整施氮量，達到在單位面積總?cè)~數(shù)不變和產(chǎn)量不降低的情況下增加優(yōu)質(zhì)煙葉比例的目的尚不明確，為此，于2014年在貴州畢節(jié)設置田間試驗，研究了增密減葉、增密減葉減氮栽培模式對煙葉質(zhì)體色素含量、經(jīng)濟性狀和質(zhì)量性狀的影響，以期為提高優(yōu)質(zhì)煙葉比例和上部葉工業(yè)可用性提供技術(shù)支持和理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗地點和材料

試驗于2014年在貴州省畢節(jié)市七星關區(qū)田壩橋鎮(zhèn)何田科技園進行，烤煙品種為貴州煙區(qū)主栽品種畢納一號。選擇土壤肥力均勻、地面平整、排灌方便、肥力中等的有代表性的壤質(zhì)土壤地塊進行試驗。試驗地海拔1 500 m，土壤肥力：全氮含量2.74 g/kg、有效氮含量158.00 mg/kg，全磷含量1.08 g/kg、有效磷含量11.67 mg/kg，全鉀含量18.31 g/kg、有效鉀含量196.43 mg/kg，有機質(zhì)42.29 g/kg，pH值6.78。

1.2 試驗設計

試驗設置常規(guī)模式(CK)、增密減葉模式Ⅰ(L1)、增密減葉減氮模式Ⅰ(L1N)、增密減葉模式Ⅱ(L2)、增密減葉減氮模式Ⅱ(L2N)5種栽培模式，具體見表1。5種栽培模式下單位面積的煙葉總?cè)~片數(shù)基本相當，CK總?cè)~數(shù)為3.637×105片/hm2，L1與L1N處理總?cè)~數(shù)均為3.639×105片/hm2，L2與L2N處理總?cè)~數(shù)均為3.637×105片/hm2。每個處理重復3次，共15個小區(qū)。每個小區(qū)4行，行長15 m，面積66 m2。試驗地面積 1 200 m2。

表1 試驗處理設置

1.3 測定項目與方法

1.3.1 質(zhì)體色素 煙葉移栽后70 d打頂，移栽后約125 d上部葉成熟采收。打頂后每隔15 d取各處理煙株正向葉位第17葉和倒2葉，參照鄒琦[19]的方法測定鮮樣質(zhì)體色素含量。

1.3.2 經(jīng)濟性狀 統(tǒng)計各處理烤后煙葉產(chǎn)量，并根據(jù)烤煙42級國標(GB 2635—92)對烤后煙葉分級，確定烤煙的產(chǎn)值、均價、上中等煙比例以及中部煙產(chǎn)量比例。

1.3.3 常規(guī)化學成分 取中、上部烤后煙葉樣品，于50 ℃下烘干，研碎，并過孔徑0.25 mm的篩，采用AA Ⅲ 型連續(xù)流動化學分析儀(德國BRAN+LUEBBE公司生產(chǎn))測定常規(guī)化學成分含量。

1.3.4 中性致香物質(zhì) 中性致香物質(zhì)含量由國家煙草栽培生理生化研究基地采用內(nèi)標法進行測定，內(nèi)標為硝基苯。前處理采用水蒸氣蒸餾—二氯甲烷溶劑萃取法。在500 mL圓底燒瓶中加入20.000 g煙樣(過0.25 mm的篩)、1.0 g檸檬酸、1.0 mL內(nèi)標(302 g/mL硝基苯)、600 mL蒸餾水。安裝同步蒸餾萃取裝置，從冷凝管上方加入40 mL二氯甲烷于250 mL燒瓶中，待開始沸騰時進行同時蒸餾萃取，裝置中出現(xiàn)分層時開始計時。2.5 h后，收集250 mL燒瓶中的有機相，加入10 g左右無水硫酸鈉搖勻至溶液澄清，轉(zhuǎn)移有機相到雞心瓶，于60 ℃水浴濃縮有機相至1 mL左右，即得煙葉精油。所得樣品由GC/MS鑒定結(jié)果和NIST庫檢索定性。所用儀器為HP 5890-5972氣質(zhì)聯(lián)用儀。GC/MS析條件如下：色譜柱HP-5 (60 m×0.25 mm，0.25 μm)；載氣He，流速0.8 mL/min；進樣口溫度250 ℃，傳輸線溫度280 ℃；離子源溫度177 ℃；升溫程序為初溫50 ℃，恒溫2 min后以2 ℃/min升至120 ℃，保持5 min后以2 ℃/min升至240 ℃，保持30 min；分流比和進樣量分別為1∶15、2 μL；電離能70 eV；質(zhì)量數(shù)50～500 Da；MS譜庫NIST02。假定相對校正因子為1，采用內(nèi)標法定量。

1.3.5 感官質(zhì)量 將各處理煙樣按部位去梗，切絲后卷成單料煙。由河南中煙工業(yè)有限公司技術(shù)中心與河南農(nóng)業(yè)大學生理生化研究基地評吸專家對其香氣質(zhì)、香氣量、透發(fā)性、雜氣、濃度、勁頭、細膩度、刺激性、余味、甜度等進行評吸鑒定，評吸結(jié)果用打分法(10分制)表示。

1.4 數(shù)據(jù)處理

試驗數(shù)據(jù)用軟件Excel 2003與SPSS 17.0進行處理分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同栽培模式對上部煙葉成熟期質(zhì)體色素含量的影響

煙葉成熟期色素含量的變化動態(tài)直接關系到煙葉成熟進程和煙葉成熟度，色素充分降解有利于煙葉香氣前體物向香氣物質(zhì)轉(zhuǎn)化和形成。由表2可知，移栽后130 d，第17葉的葉綠素、類胡蘿卜素含量及質(zhì)體色素總量均表現(xiàn)為CK>L1>L1N>L2>L2N；移栽后85～130 d，CK、L1、L1N、L2、L2N處理第17葉的葉綠素降解率分別為62.39%、61.43%、71.73%、70.56%、74.88%，類胡蘿卜素降解率分別為63.36%、62.18%、70.90%、70.18%、74.36%，降解率均表現(xiàn)為L2N>L1N>L2>CK>L1。移栽后130 d，倒2葉質(zhì)體色素總量表現(xiàn)為L1>CK>L1N>L2>L2N；移栽后85～130 d，CK、L1、L1N、L2、L2N處理倒2葉的葉綠素降解率分別為61.76%、60.59%、66.52%、70.56%、74.88%，類胡蘿卜素降解率分別為61.34%、56.14%、65.87%、70.18%、74.36%，均表現(xiàn)為L2N>L2>L1N>CK>L1。可見，L1N、L2、L2N三種栽培措施能夠有效促進成熟期上部煙葉質(zhì)體色素的降解，促進上部煙葉的成熟落黃；通過比較L1與L1N、L2與L2N、L1與L2及L1N與L2N可知，減氮20%及增密減葉(留葉18片)都有利于質(zhì)體色素的降解。L1處理可能由于單株煙葉葉片減少，生長后期氮素供應過足，導致上部煙葉質(zhì)體色素降解率較低，田間表現(xiàn)為貪青晚熟。

表2 不同栽培模式對上部煙葉成熟期質(zhì)體色素含量的影響 mg/g

2.2 不同栽培模式對煙葉經(jīng)濟性狀的影響

由表3可知，不同栽培模式對煙葉經(jīng)濟形狀的影響不同。L1、L1N、L2、L2N處理產(chǎn)量均顯著低于CK，但產(chǎn)值、均價、中上等煙比例及中部葉產(chǎn)量比例均高于CK。其中，與CK相比，L1、L1N、L2、L2N處理的產(chǎn)值分別增加5.08%、19.33%、4.25%、11.03%，均價分別增加4.27%、9.88%、3.81%、5.30%，中上等煙比例分別提升5.88%、11.64%、3.62%、8.05%；中部葉產(chǎn)量占比分別提升3.47%、7.95%、6.23%、5.06%。可見，增密減葉栽培模式能夠提升煙葉中上等煙比例、產(chǎn)值及均價；在產(chǎn)值提升、煙農(nóng)植煙收益增加的情況下，中部葉占比增加，煙葉部位等級結(jié)構(gòu)得到優(yōu)化；適當?shù)臏p氮措施對煙葉經(jīng)濟性狀的提升效果顯著，主要表現(xiàn)為L2N較L2、L1N較L1產(chǎn)值和中上等煙比例顯著提高。

表3 不同栽培模式對烤煙經(jīng)濟性狀的影響

注：同列不同小寫字母表示處理間差異達到5%顯著水平。

2.3 不同栽培模式對煙葉常規(guī)化學成分的影響

由表4可知，與CK相比，L1、L1N、L2、L2N處理中部葉常規(guī)化學成分含量雖有所變化，但相互之間差異未達到顯著水平，且均在優(yōu)質(zhì)煙葉適宜含量范圍內(nèi)[1]。各處理上部煙葉與CK相比，蛋白質(zhì)、煙堿、總氮含量降低，還原糖含量顯著增加，其中，L1N、L2、L2N 3個處理蛋白質(zhì)、煙堿含量顯著低于CK，總糖含量顯著高于CK；各處理上部煙葉氯含量雖有差異，但均在適宜范圍內(nèi)[1]，各處理上部煙葉鉀含量無顯著差異。可見，增密減葉栽培措施對中部煙葉化學成分的影響不顯著，在中部煙葉質(zhì)量穩(wěn)定的同時，上部煙葉蛋白質(zhì)、煙堿、總氮含量降低和總糖、還原糖含量增加，使得上部煙葉化學成分協(xié)調(diào)性增加。

表4 不同栽培模式對煙葉化學成分含量的影響 %

注：表中數(shù)據(jù)為平均值±標準差，同行不同小寫字母表示處理間差異達到5%顯著水平。

2.4 不同栽培模式對上部倒2、倒4葉位煙葉中性致香物質(zhì)含量的影響

烤煙中常見致香物質(zhì)按煙葉香氣前體物質(zhì)分為類胡蘿卜素類、苯丙氨酸類、棕色化產(chǎn)物類、類西柏烷類和新植二烯類共五大類[20-21]。由表5可知，L1、L1N、L2、L2N處理倒2葉位煙葉香氣物質(zhì)總量和新植二烯含量較CK顯著增加，類胡蘿卜素類降解產(chǎn)物含量較CK增加，且L1、L1N、L2處理與CK差異達顯著水平。其中，與CK相比，L1、L1N、L2、L2N各處理倒2葉位煙葉香氣物質(zhì)總量分別增加23.14%、16.12%、34.09%、11.26%；新植二烯含量分別增加25.22%、15.93%、41.28%、15.18%。各處理倒4葉位煙葉香氣物質(zhì)總量、類胡蘿卜素類降解產(chǎn)物總量及新植二烯含量均較CK增加，其中，L1、L2N處理類胡蘿卜素類總量及L1N、L2、L2N處理香氣物質(zhì)總量和新植二烯含量與CK差異顯著?？梢?，增密減葉栽培措施能夠增加上部煙葉香氣物質(zhì)含量，改善上部煙葉香氣成分的協(xié)調(diào)性。

表5 不同栽培模式對上部煙葉中性致香成分的影響 μg/g

注：同行不同小寫字母表示處理間差異達到5%顯著水平。

2.5 不同栽培模式對上部不同葉位煙葉感官質(zhì)量評價的影響

煙葉是滿足人們吸食需要的特殊食品，感官質(zhì)量評價是衡量煙葉品質(zhì)和香氣狀況最直接、可靠的標準[21]。根據(jù)煙葉香氣特性、煙氣特性及口感特性的評價分析(表6)可見,與CK相比，L1N和L2N處理第17葉的香氣質(zhì)稍好、香氣量尚足，煙氣勁頭稍大、細膩度較好，回甜較好。對于倒2葉，與CK相比，L2N處理香氣質(zhì)好、香氣量較足，L1N處理香氣質(zhì)較好、香氣量足、透發(fā)性好；煙氣特性、口感特性以L2N處理表現(xiàn)最好，L1N處理次之。可見，增密減葉對上部煙葉的香氣特性、煙氣特性和口感特性都有較大改善，且適當減氮對煙葉感官質(zhì)量提高有促進作用。

表6 不同栽培模式對烤后煙葉感官質(zhì)量評價的影響 分

3 結(jié)論與討論

畢節(jié)煙區(qū)海拔相對較高，成熟期溫度低，降雨量大，大田施氮量大，后期供氮能力較強，氮代謝水平較高，葉片結(jié)構(gòu)緊實，質(zhì)體色素等大分子香氣前體物降解不充分，不利于煙葉的成熟落黃和品質(zhì)的形成[1,22]。本試驗結(jié)果表明，增密減葉、增密減葉減氮的栽培模式對貴州畢節(jié)烤煙上部葉色素動態(tài)變化、色素降解、煙葉產(chǎn)量和品質(zhì)均有一定的影響。增密減葉的栽培措施能夠有效促進上部煙葉質(zhì)體色素的降解，從而促進上部煙葉的成熟落黃，適當?shù)臏p氮處理對促進上部煙葉的成熟落黃效果明顯。在單位面積烤煙總?cè)~片數(shù)不變的情況下，中上等煙葉比例顯著增加，上部煙葉的外觀質(zhì)量和煙葉等級得到有效提升，該結(jié)果與潘廣為等[23]的研究結(jié)果基本相符。

畢節(jié)地區(qū)上部煙葉蛋白質(zhì)和煙堿含量偏高，還原糖含量偏低，化學成分協(xié)調(diào)性較差，致使上部煙葉的工業(yè)可用性低。這可能與上部煙葉開片較差，成熟采收期煙葉不能及時落黃成熟，烤煙成熟度偏低有關。增密減葉和減氮的栽培措施能夠促進上部煙葉質(zhì)體色素的降解及氮代謝向碳代謝的轉(zhuǎn)化，從而降低烤后上部煙葉煙堿、蛋白質(zhì)及總氮含量，提高上部煙還原糖含量。上部煙葉常規(guī)化學成分的協(xié)調(diào)性得到提升，上部煙葉內(nèi)在品質(zhì)及工業(yè)可用性明顯提升，該結(jié)果與李章海等[24]、王瑩等[25]研究結(jié)果較為一致。

畢節(jié)地區(qū)上部煙葉生長后期因供氮能力較強，氮代謝水平較高，質(zhì)體色素等大分子香氣前體物降解不充分，致使上部葉煙葉香氣質(zhì)較差、香氣量少、刺激性大、雜氣重，工業(yè)可用性降低。增密減葉與減氮的栽培措施改變了上部煙葉的生長環(huán)境，促進了上部煙葉成熟期質(zhì)體色素降解，提高了上部煙葉的成熟度。上部煙葉中性致香物質(zhì)的總量及各香氣成分間的相互協(xié)調(diào)性顯著提升。上部煙葉化學成分、香氣成分協(xié)調(diào)性的提升和中性致香物質(zhì)總量的增加，使得上部煙葉香氣質(zhì)得到改善、香氣量增加、刺激性降低、雜氣較輕，工業(yè)可用性顯著提升。

綜合分析表明，貴州畢節(jié)烤煙增密減葉的栽培措施對促進上部煙葉成熟和改善上部煙葉質(zhì)量效果顯著。當移栽密度為18 195～20 205株/hm2、留葉數(shù)18～20片時，上部煙葉成熟期質(zhì)體色素含量降低，烤后煙葉中性致香物質(zhì)總量顯著增加，而適當?shù)臏p氮措施對畢節(jié)地區(qū)上部煙葉質(zhì)量的改善作用同樣

效果明顯?？梢?，移栽密度18 195～20 205株/hm2、留葉數(shù)18～20片、施氮量減少20%的栽培措施可以提升上部煙葉的質(zhì)量及工業(yè)可用性，適宜在畢節(jié)煙區(qū)進一步示范并推廣利用。

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Effects of Increasing Plant Density and Reducing Leaf Number and Nitrogen Amount on Upper Leaf Quality and Aroma

LI Chuansheng1，SHI Hongzhi1*，LI Huaiqi2，XU Dongya3，WEI Yuehui1，YU Qiwei4，HUANG Huagang4

(1.Tobacco College,Henan Agricultural University，Zhengzhou 450002，China; 2.Chinese Tobacco Industrial Company in Henan，Zhengzhou 450000，China; 3.Luquan County Branch Company of Kunming，Yunnan Provincial Tobacco Company，Luquan 651500; 4.Bijie Branch Company,Guizhou Tobacco Company，Bijie 551700，China)

In order to increase the proportion of quality tobacco and the availability of upper tobacco leaves，the field experiment was set up at Bijie of Guizhou province in 2014 to investigate the effect of different planting model(commonly used model as control with transplanting density of 16 530 plants/ha，22 leaves per plant and nitrogen amount of 90 kg/ha; increasing density and reducing leaf number; increasing density and reducing leaf number and nitrogen amount) on the contents of plastid pigment and aroma components and economic characters of tobacco leaves.Experimental results showed that increasing plant density with less nitrogen fertilization and less leaves promoted leaf maturity and improved the coordination of chemical components and increased aroma quality of upper leaves.Compared with the control group，increasing plant density and reducing leaf number and nitrogen amount gave rise to greater plastid pigment degradation in the late growth stage of tobacco plant;the output value of flue-cured tobacco and the proportion of medium tobacco increased significantly;the nitrogenous substances reduced，while the contents of sugar and the coordination of chemical composition increased，aroma content increased significantly;the aroma quality of upper leaves was improved with more aroma sweeter feeling and less irritation.Upon comprehensive analysis，the optimal model for improving the quality of upper leaves was 18 195—20 205 plants/ha with 18—20 leaves per plant and 80% of nitrogen amount of control，which was suitable for further demonstration and application in Bijie of Guizhou.

flue-cured tobacco; dense planting with less nitrogen fertilization and less leaves; tobacco quality; aroma substance

2016-12-27

貴州省煙草公司畢節(jié)市公司科技項目 (BJYC-201305)

李傳勝(1990-)，男，河南信陽人，在讀碩士研究生，研究方向：煙草栽培生理。E-mail:yclcs0603@163.com

*通訊作者：史宏志(1963-)，男，河南安陽人，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(2017)04-0032-07