施氮量與留葉數(shù)對萬源曬紅煙產(chǎn)質(zhì)量和香氣成分的影響

鄭 昕，史宏志*，楊興有，楊吉光，李晶晶，王 俊，楊惠娟

栽培技術(shù)是曬煙質(zhì)量和風(fēng)格特征形成的關(guān)鍵環(huán)節(jié)[1-3]，煙株的肥料施用尤其是氮肥運(yùn)籌、田間管理措施及生長環(huán)境條件均會影響其生長發(fā)育和煙葉內(nèi)物質(zhì)的積累和轉(zhuǎn)換，造成煙葉產(chǎn)量和品質(zhì)的差異。氮對煙葉的產(chǎn)量和品質(zhì)有顯著影響[4]。合理增氮能夠改善煙株農(nóng)藝與經(jīng)濟(jì)性狀，提高煙葉外觀品質(zhì)，協(xié)調(diào)內(nèi)在化學(xué)成分；氮肥過量則導(dǎo)致煙葉難以調(diào)制、煙堿含量過高、品質(zhì)下降[5-8]。煙株留葉數(shù)是調(diào)節(jié)煙葉營養(yǎng)水平的重要手段，主要通過改變打頂后煙株?duì)I養(yǎng)的分配、供給情況以及通風(fēng)透光條件，進(jìn)而影響煙葉的產(chǎn)量及品質(zhì)[9-10]。研究表明[11-12]，隨著留葉數(shù)的增加，煙葉的總氮、煙堿和鉀含量遞減，總糖含量增加。史宏志等[13]對白肋煙的研究表明，隨著留葉數(shù)的增加，煙堿等主要生物堿含量降低，中性致香成分變化較為復(fù)雜。

四川萬源晾曬煙歷史悠久，風(fēng)味獨(dú)特，是生產(chǎn)雪茄煙和混合型卷煙的重要原料。近年來，由于缺乏對萬源晾曬煙生產(chǎn)技術(shù)的研究和推廣，煙農(nóng)重視產(chǎn)量而多施氮肥、多留葉，導(dǎo)致煙葉質(zhì)量下降。同時(shí)，大量氮肥的施用導(dǎo)致萬源煙區(qū)土壤堿解氮含量過高，在一定程度上限制了土壤質(zhì)量和煙葉品質(zhì)的提升[14-15]；留葉過多，則增加了煙葉采收和曬制時(shí)的勞動強(qiáng)度和成本，降低煙農(nóng)收益。一般認(rèn)為[16-17]，不同類型和品種的煙草各有其適宜的施氮量和留葉數(shù)。目前施氮量與留葉數(shù)對烤煙、白肋煙產(chǎn)量和化學(xué)成分的研究較多，而有關(guān)地方性曬紅煙的研究鮮見報(bào)道。為此，本文以萬源當(dāng)?shù)刂髟詴窦t煙品種“萬毛3號”為材料，進(jìn)行了施氮量、留葉數(shù)及其互作對煙葉產(chǎn)量和內(nèi)在成分影響的試驗(yàn)，旨在篩選適宜的施氮量和留葉數(shù)組合，為優(yōu)質(zhì)曬紅煙煙葉生產(chǎn)提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地點(diǎn)及材料

試驗(yàn)于2016年4月在四川省萬源市草壩鎮(zhèn)進(jìn)行，海拔1090 m左右。供試土壤為黃棕壤，土壤肥力中等，有機(jī)質(zhì)含量適中，前茬作物玉米，供試品種為當(dāng)?shù)刂髟詴窦t煙品種“萬毛3號”。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

采用雙因素裂區(qū)試驗(yàn)。主區(qū)為施氮量（N），設(shè)3 個水平分別為 N1：13 kg/667 m2、N2：15 kg/667 m2、N3：17 kg/667 m2；副區(qū)為留葉數(shù)（L），設(shè)4個水平分別為14片/株、16片/株、18片/株、20片/株。試驗(yàn)共12個處理，設(shè)3次重復(fù)，共36個小區(qū)。植煙密度為1111株/667m2，行株距1.2 m×0.5 m，移栽前15 d進(jìn)行起壟施基肥，5月12日進(jìn)行移栽，移栽后30、45 d在煙株根部兩側(cè)條施追肥（基肥、追肥比例為1∶1，肥料氮磷鉀比例為m(N)∶m(P2O5)∶m(K2O)=10∶10∶28，現(xiàn)蕾打頂。煙葉生產(chǎn)各環(huán)節(jié)嚴(yán)格按照當(dāng)?shù)貎?yōu)質(zhì)煙葉生產(chǎn)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行管理。

1.3 測定內(nèi)容及方法

1.3.1 農(nóng)藝性狀測定 農(nóng)藝性狀測定參照 YC/T 142—1998中華人民共和國煙草行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)—煙草農(nóng)藝性狀調(diào)查方法，每個小區(qū)選取5株具有代表性的煙株掛牌標(biāo)記，在移栽后30 d開始，每隔10天測定1次農(nóng)藝性狀，記錄煙株株高、葉片數(shù)、最大葉長葉寬、莖圍和節(jié)距等農(nóng)藝性狀。

1.3.2 經(jīng)濟(jì)性狀測定 各小區(qū)煙株掛牌，標(biāo)記采收、調(diào)制，調(diào)制后計(jì)算產(chǎn)量，并根據(jù)全國曬紅煙6級制分級標(biāo)準(zhǔn)[15]進(jìn)行煙葉分級。以一級煙為上等煙，二、三級煙為中等煙，以此為依據(jù)計(jì)算煙葉的上、中等煙比例和均價(jià)，并計(jì)算產(chǎn)值。

1.3.3 化學(xué)成分測定 各處理調(diào)制后，取上部葉三級1 kg，在烘箱40 ℃下烘干后磨碎過0.25 mm篩，分別測定總氮、總糖、還原糖、煙堿、鉀和氯的含量?？偟坎捎眠^氧化氫-硫酸消化法測定[18]；總糖含量采用蒽酮比色法測定[19]；還原糖含量采用3，5-硝基水楊酸(DNS)比色法測定[19]；煙堿含量采用鹽酸萃取、紫外分光光度法測定[19]；鉀含量采用火焰分光光度法測定[19]；氯含量采用干灰化AgNO3滴定法測定[19]。

1.3.4 香氣成分測定 采用同時(shí)蒸餾萃取儀提取香氣物質(zhì)，氣質(zhì)聯(lián)用儀進(jìn)行分析（GC/MS：Agilent 7890A-5975C，Agilent Technologies，USA），內(nèi)標(biāo)法（硝基苯）進(jìn)行測定。稱20.000 g煙樣放入100 mL圓底燒瓶中，依次加入2.0 g檸檬酸、0.5 mL內(nèi)標(biāo)和500 mL去離子水，充分搖勻。以40 mL的二氯甲烷為萃取劑，采用同時(shí)蒸餾萃取的方法收集有機(jī)相，并將樣品濃縮至 1 mL左右，備用。樣品由GC/MS鑒定結(jié)果和NIST08庫檢索定性[20]。

1.3.5 煙葉感官質(zhì)量測定 各處理取上部葉三級1 kg，煙葉經(jīng)回潮后，采取QS-1型切絲機(jī)加工成0.8～1.6 mm寬的煙絲，制成單料煙，平衡水分后由國家煙草栽培生理生化研究基地5名評吸專家對其風(fēng)格、香氣質(zhì)、香氣量、濃度、雜氣、勁頭、刺激性、余味和燃燒性等進(jìn)行評價(jià)。

1.3.6 數(shù)據(jù)分析 采用Excel 2003與SPSS 22.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、方差分析以及雙因素的互作效應(yīng)分析，由LSD法分析均值差異的顯著性。

2 結(jié) 果

2.1 不同施氮量與留葉數(shù)對煙葉農(nóng)藝性狀的影響

由表1可知，移栽后30和60 d時(shí)，隨施氮量增加，各農(nóng)藝性狀均呈上升趨勢，施氮量為 15和17 kg/667m2處理間除株高差異顯著外，其余各性狀差異不顯著。說明在15 kg/667m2施氮水平下，“萬毛3號”生長發(fā)育所需氮素已足夠充盈，過多施氮對煙株生長無顯著提升。移栽后90 d時(shí)，增加氮肥用量和留葉數(shù)，株高均顯著升高；莖圍、節(jié)距隨施氮量增加而增大，而隨留葉數(shù)增多，莖圍逐漸減小，節(jié)距先增后減；最大葉長、葉寬隨著施氮量的增加而顯著增大，隨留葉數(shù)增多而減小，無顯著差異。

雙因素方差分析表明，除留葉數(shù)對最大葉長、葉寬有顯著影響外，施氮量與留葉數(shù)對煙葉其他性狀的影響均達(dá)到極顯著水平；留葉數(shù)對株高、莖圍和節(jié)距的影響較大，而施氮量對最大葉長、葉寬的影響更顯著。除株高外，兩者交互對其他性狀均有極顯著地影響。

2.2 不同施氮量與留葉數(shù)對煙葉經(jīng)濟(jì)性狀的影響

如表2所示，隨施氮量增加，煙葉的產(chǎn)量、產(chǎn)值呈上升趨勢；而均價(jià)和上、中等煙比例呈先上升后降低的趨勢，在施氮17 kg/667m2條件下顯著低于其他處理。隨留葉數(shù)增多，煙葉產(chǎn)量、產(chǎn)值均呈上升趨勢，而留葉 20片時(shí)，產(chǎn)量提升已不顯著；均價(jià)和上、中等煙比例呈先上升后降低的趨勢，以留葉16和18片時(shí)較好。

雙因素方差分析表明，施氮量對“萬毛 3號”的各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)性狀的影響達(dá)到極顯著水平；留葉數(shù)對產(chǎn)量、產(chǎn)值的影響大于施氮量。兩者互作對均價(jià)、上中等煙比例影響不顯著，對產(chǎn)量和產(chǎn)值的影響達(dá)到極顯著水平。

表1 不同施氮量與留葉數(shù)對煙葉農(nóng)藝性狀的影響Table 1 Effect different nitrogen rates and numbers of leaves remained on the agronomic characters

表2 不同施氮量與留葉數(shù)對煙葉經(jīng)濟(jì)性狀的影響Table 2 Effects of different nitrogen rates and numbers of leaves remained on the economic characters

2.3 不同施氮量與留葉數(shù)對煙葉化學(xué)成分的影響

表 3結(jié)果顯示，隨著施氮量增加，煙葉總糖、還原糖含量和糖堿比顯著降低，而煙堿和鉀含量顯著升高。在施氮17 kg/667 m2時(shí)，總氮含量顯著高于其他處理，氮堿比顯著低于其他處理。氯含量、鉀氯比隨施氮量的增加總體呈上升趨勢。

隨著留葉數(shù)增多，煙葉總糖、還原糖含量顯著上升，低施氮處理時(shí)表現(xiàn)更明顯；煙堿、總氮含量顯著下降，尤其在高施氮條件下幅度更為明顯。鉀含量隨著留葉數(shù)的增加顯著上升，氯元素?zé)o明顯規(guī)律。糖堿比、氮堿比和鉀氯比均隨留葉數(shù)的增多總體呈上升趨勢。

雙因素方差分析表明，施氮量、留葉數(shù)及其互作效應(yīng)對“萬毛3號”煙葉化學(xué)成分含量的影響均達(dá)到極顯著水平。留葉數(shù)對煙葉糖含量的增加、總氮含量的減少以及糖堿比的協(xié)調(diào)意義更大，而施氮量對煙堿、鉀、氯含量及相應(yīng)比例的影響較大。

2.4 不同施氮量與留葉數(shù)對煙葉香氣成分的影響

表4結(jié)果表明，隨著施氮量增加，類胡蘿卜素降解產(chǎn)物、苯丙氨酸轉(zhuǎn)化物、茄酮含量和中性致香成分總量呈上升趨勢；新植二烯含量先升高后降低；棕色化產(chǎn)物含量呈下降趨勢。留葉數(shù)增多，苯丙氨酸轉(zhuǎn)化物、棕色化產(chǎn)物、茄酮含量明顯升高；類胡蘿卜素降解產(chǎn)物、新植二烯含量和中性致香成分總量總體呈降低趨勢。

表3 不同施氮量與留葉數(shù)對煙葉化學(xué)成分的影響Table 3 Effects of different nitrogen rates and numbers of leaves remained on the chemical composition

表4 不同施氮量與留葉數(shù)對煙葉香氣成分的影響Table 4 Effects of different nitrogen rates and numbers of leaves remained on the aroma components

由雙因素方差分析結(jié)果可知（表5），除類胡蘿卜素降解產(chǎn)物外，施氮量、留葉數(shù)及兩者互作對煙葉中性致香成分質(zhì)量及各組分均有極顯著影響。施氮量與苯丙氨酸轉(zhuǎn)化物含量關(guān)系更密切，留葉數(shù)對其余香氣組分及總量的影響更大。

2.5 不同施氮量與留葉數(shù)對煙葉感官質(zhì)量的影響

由表6可知，適量增氮有利于突出煙葉的風(fēng)格，燃燒時(shí)香氣量、濃度較好，余味的舒適程度佳，施氮量增加到17 kg/667m2時(shí)煙葉風(fēng)格弱化，煙氣余味變差，出現(xiàn)香氣質(zhì)變差、雜氣較重、勁頭和刺激性較大等問題。隨著留葉數(shù)增加，煙葉香氣質(zhì)變優(yōu)，雜氣、勁頭及刺激性減小，風(fēng)格突出程度、余味呈先上升后下降的趨勢。煙葉的燃燒性，隨著施氮量和留葉數(shù)的變化無明顯的規(guī)律。

3 討 論

施氮量和留葉數(shù)的多少，與煙株的生長和葉片的發(fā)育密切相關(guān)，進(jìn)而影響煙葉產(chǎn)量[5-10]。本試驗(yàn)結(jié)果表明，施氮量與留葉數(shù)對“萬毛3號”生長發(fā)育和產(chǎn)質(zhì)量均有重要影響，施氮量為 15 kg/667m2時(shí)已基本滿足“萬毛3號”生長發(fā)育的需求，施氮不足或過盛，分別造成煙葉產(chǎn)量下降和均價(jià)降低。留葉數(shù)可改善煙株農(nóng)藝性狀，使株型更合理[21]；煙葉均價(jià)和上、中等煙比例隨留葉數(shù)的增加呈曲線變化。由此可見，合理增肥、增葉能夠提升煙葉產(chǎn)量和質(zhì)量，而一味多施肥、多留葉，對煙葉產(chǎn)量無顯著提升，同時(shí)影響質(zhì)量，不利于產(chǎn)值的提高[22]。

煙葉中不同化學(xué)成分和香氣物質(zhì)隨施氮量和留葉數(shù)的增減，表現(xiàn)出不同的變化趨勢。本試驗(yàn)結(jié)果表明，施氮量和留葉數(shù)對煙堿、糖類、鉀和氯等主要化學(xué)成分有極顯著的影響；施氮量的增加使煙株?duì)I養(yǎng)充分，生物堿、總氮含量高；留葉數(shù)通過改變光合作用強(qiáng)度、調(diào)節(jié)田間小氣候等途徑，提高煙葉糖含量并降低生物堿水平。對煙葉香氣成分分析結(jié)果表明，施氮量增加，煙葉中性香氣含量顯著升高；留葉數(shù)增多，中性香氣含量相對降低。本試驗(yàn)中，重要質(zhì)體色素降解產(chǎn)物巨豆三烯酮的4個同分異構(gòu)體的含量均隨施氮量增加而上升，隨留葉數(shù)增多而下降；同屬于質(zhì)體色素降解產(chǎn)物的β-大馬酮、3-羥基-β-二氫大馬酮也有相同的變化趨勢；說明氮素充足、留葉較少的條件有利于質(zhì)體色素及相關(guān)香氣成分的形成。這與史宏志等[13]研究結(jié)果相似?？啡?、糠醇和5-甲基-2-糠醛屬于糖類降解產(chǎn)物，其含量隨留葉數(shù)增多而呈上升趨勢，與煙葉糖分隨留葉數(shù)變化的趨勢一致。多留葉有利于苯丙氨酸轉(zhuǎn)化物的生成；多施氮多留葉，茄酮含量較高。施氮量與留葉數(shù)對化學(xué)成分和香氣成分的影響，在感官質(zhì)量上也會體現(xiàn)出不同的反映。施氮量大，煙葉香氣量較大，但糖堿比、氮堿比降低導(dǎo)致香氣質(zhì)變差；通過留葉數(shù)可控制煙堿和糖含量，協(xié)調(diào)化學(xué)成分，使煙葉品質(zhì)變優(yōu)。

表5 不同施氮量與留葉數(shù)互作對煙葉香氣成分的影響Table 5 Effects of different nitrogen rates and numbers of leaves remained on the aroma components

表6 不同施氮量與留葉數(shù)對煙葉感官質(zhì)量的影響Table 6 Effects of different nitrogen rates and numbers of leaves remained on the sensory quality

在實(shí)際生產(chǎn)中，氮肥運(yùn)籌和打頂留葉密不可分，雙因素方差分析充分顯示，施氮量、留葉數(shù)及互作效應(yīng)對煙葉生長發(fā)育、產(chǎn)量產(chǎn)值以及內(nèi)在各成分有重要影響，這對于針對性地解決煙葉生產(chǎn)中出現(xiàn)的問題具有重要的意義。

4 結(jié) 論

本試驗(yàn)結(jié)果顯示，合理增氮、增葉有利于提高煙株農(nóng)藝和經(jīng)濟(jì)性狀，協(xié)調(diào)煙葉化學(xué)成分和香氣成分，提高煙葉感官質(zhì)量；而過量施氮使煙葉品質(zhì)降低，影響產(chǎn)值。綜合分析認(rèn)為，在萬源當(dāng)?shù)赝寥?、環(huán)境條件下，當(dāng)?shù)刂髟詴窦t煙品種“萬毛3號”在施氮15 kg/667m2、留葉18片處理下，煙株農(nóng)藝性狀和煙葉經(jīng)濟(jì)性狀表現(xiàn)較優(yōu)，煙葉化學(xué)成分和香氣成分較為協(xié)調(diào)，煙葉曬煙風(fēng)格相對突出，香氣質(zhì)較優(yōu)且濃度較好，余味較舒適，感官質(zhì)量評分最高。同時(shí)，該組合降低了煙農(nóng)的成本和勞動強(qiáng)度，且對保護(hù)土壤有利。

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