酒糟有機肥對瀘州雪茄煙葉品質(zhì)的影響

吳 創(chuàng)，萬德建，李秀妮，宋世旭，王夢雅，時向東*

(1.河南農(nóng)業(yè)大學(xué)煙草學(xué)院，河南 鄭州 450002；2.四川煙草工業(yè)有限責任公司長城雪茄煙廠，四川 什邡 618400)

酒糟是酒醅發(fā)酵、經(jīng)蒸餾出酒后殘留的混合固形物，其中有相當多未利用的蛋白質(zhì)、淀粉、脂肪等營養(yǎng)成分，以及其他一些次級代謝產(chǎn)物[1]。隨著近年來我國釀酒和乙醇產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，其生產(chǎn)的副產(chǎn)物——酒糟的產(chǎn)量也越來越大。據(jù)統(tǒng)計，我國年產(chǎn)酒糟達 2.9×107t[2]，量大而集中，一旦長期擱置不加以處理，就會腐敗變質(zhì)，不僅寶貴資源得不到利用，還嚴重污染周圍環(huán)境。因此，工業(yè)廢棄酒糟資源的再利用變得日益重要和迫切[2]。利用酒糟制成的有機肥含有豐富的有機物質(zhì)、蛋白質(zhì)和各種氨基酸[3]。呂軍等[4]研究表明，酒糟有機肥與其他微生物菌劑合用，其肥效高于復(fù)合肥和普通有機肥,施用酒糟有機肥具有增加土壤有機質(zhì)含量，改善土壤結(jié)構(gòu)和通氣性，有效提高土壤內(nèi)礦質(zhì)元素與礦質(zhì)營養(yǎng)的優(yōu)點。四川瀘州是我國重要的白酒產(chǎn)地，具有豐富的酒糟資源，據(jù)統(tǒng)計，2015年瀘州酒糟產(chǎn)量達到2×105t。酒糟原料本地化利用不僅能大大節(jié)約運輸成本、保護生態(tài)環(huán)境，還能為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供優(yōu)質(zhì)的有機肥源。本文通過酒糟有機肥在四川瀘州雪茄煙田的應(yīng)用，研究了酒糟有機肥對雪茄煙品質(zhì)的影響，以期為酒糟有機肥在瀘州雪茄煙上的推廣應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗于2016年4～9月在四川瀘州市進行，供試土壤為砂壤土，土壤肥力均勻，地勢平坦，灌溉方便，供試土壤基礎(chǔ)肥力:堿解氮為220.87 mg/kg，有效磷為24.14 mg/kg,速效鉀為106.06 mg/kg，有機質(zhì)為26.7 g/kg，pH值為4.58，水溶性氯為13.72 mg/kg。供試酒糟由公司提供，酒糟經(jīng)過一年腐熟發(fā)酵，其養(yǎng)分含量:N 3.27%，P2O50.99%，K2O 2.61%；pH值 7.0；有機碳 52%。

1.2 試驗設(shè)計

采用大田大區(qū)試驗，共設(shè)2個處理:CK(當?shù)爻Ｒ?guī)種植施肥:以煙葉專用三元復(fù)合肥、過磷酸鈣、硼肥、鋅肥、鎂肥、腐熟的農(nóng)家肥、發(fā)酵油枯、商品有機肥、綠肥、腐熟的秸稈等作為基肥，純氮量為10 kg，N∶P∶K=1∶0.5∶1.5；追肥為硝酸鉀，硝酸銨，碳銨；葉面肥為氨基酸葉面肥，鉀肥)；CK+酒糟有機肥(酒糟有機肥施用量為750 kg/hm2)。試驗種植密度為120 cm×40 cm,每個處理種植1 300 m2，煙株現(xiàn)蕾打頂，成熟采收后采用涼棚避光晾制。其他灌水、植保等措施按規(guī)范化要求進行。在大區(qū)每個處理內(nèi)，隨機3次取樣。

1.3 測定項目與方法

1.3.1 土壤基礎(chǔ)肥力測定

于施肥前用土鉆按五點取樣法取耕層20 cm土樣。風干后供分析pH值、有機質(zhì)、堿解氮、速效鉀、有效磷、氯含量。

1.3.2 常規(guī)化學(xué)成分測定

在取樣區(qū)隨機3次于移栽后 20、35、50、65、80 d 取代表性煙株，將根、莖、葉分開，用水清理干凈，然后于 105 ℃殺青 10 min，之后于 60 ℃烘干，稱干重，測各器官的礦質(zhì)營養(yǎng)元素含量及常規(guī)化學(xué)成分。

采用連續(xù)流動儀分析法[5]測定總糖、煙堿、鉀、氯的含量。

礦質(zhì)元素的測定用干灰化法。稱取樣品0.4 g于坩堝中用95% 乙醇3～4 滴濕潤，然后置于馬弗爐100 ℃穩(wěn)定30 min，再升溫至250 ℃穩(wěn)定1 h后，再升至 500 ℃穩(wěn)定3 h，冷卻后用 5%硝酸溶解洗滌，過濾至50 mL容量瓶中，用5%硝酸定容至50 mL，最后稀釋10 倍，用ICP[6]法進行測定。

測定數(shù)據(jù)為3次測定平均值。

1.3.3 物理性狀測定

用BHZ-1型薄片厚度計測定葉片厚度；打孔鋁盒稱重法測定葉質(zhì)重；稱重法測定含梗率；平衡水分稱重法測定平衡水分和葉重。

1.3.4 感官質(zhì)量評價

樣品評價采用9分制打分方法，由專家評吸[7-8]。

1.3.5 數(shù)據(jù)分析

采用Excel 2013、SPSS 20.0進行數(shù)據(jù)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 酒糟有機肥處理對煙株各器官常規(guī)化學(xué)成分含量的影響

從表1中可看出，酒糟有機肥處理煙株的根、莖、葉總糖以及還原糖含量在移栽后20～50 d時與CK相比差異不大，但在煙株移栽后80 d(成熟期)時，根、莖、葉中兩者含量均高于CK，其中葉片中總糖含量較CK高1.65%，還原糖高0.88%，差異顯著，表明施用酒糟有機肥能夠促進煙株后期碳水化合物的積累。施用酒糟有機肥后，根系煙堿含量在煙株各生育期均低于CK，而在煙葉和煙莖中，煙堿含量差異不大。酒糟有機肥處理的煙株根、莖、葉內(nèi)氯含量在整個生育期均低于CK，其中煙葉氯含量低0.42%，差異顯著，表明施用酒糟有機肥能夠降低煙株氯離子的吸收量。施用酒糟有機肥處理的煙株，煙葉內(nèi)鉀氯比高于CK 3.12%，糖堿比高于CK 0.74%，差異顯著，顯示出施用酒糟有機肥能夠提高煙葉內(nèi)化學(xué)成分的協(xié)調(diào)性。

表1 酒糟有機肥對煙葉常規(guī)化學(xué)成分含量的影響

注:表中同一測定時期小寫字母不同表示差異具有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)，下同。

2.2 酒糟有機肥處理對煙株各器官礦物質(zhì)大中量元素(鉀、磷、鈣、鎂)含量的影響

從表2可以看出，酒糟有機肥處理的煙葉中大量元素含量在煙株移栽后20～50 d(前期)遠高于CK，差異顯著，表明施用酒糟有機肥能夠促進煙株對礦物質(zhì)大中量元素的積累；煙株進入移栽后50 d，兩處理之間磷含量差異不大，鉀、鈣、鎂含量呈明顯的下降趨勢，且最終移栽后80 d時各大中量元素含量低于CK，可能是因為酒糟有機肥處理后的煙株，糖類含量的快速積累，明顯高于CK(表1)，從而導(dǎo)致最終煙株大中量元素百分比含量低于CK。

表2 酒糟有機肥對煙葉大量元素含量的影響

2.3 酒糟有機肥處理對煙株各器官微量礦物質(zhì)元素含量的影響

由表3可看出，酒糟有機肥處理的煙株在生長發(fā)育過程中，根系、葉內(nèi)的微量元素含量呈不規(guī)則變化，煙莖中，除了鈉元素以外，其他微量元素含量在煙葉成熟期均低于CK，達到統(tǒng)計學(xué)上顯著差異。前人研究發(fā)現(xiàn)，煙草對各種離子的吸收是有選擇性的，且隨著時間的變化和煙草的生長，煙草選擇性吸收規(guī)律也有變化[9]。本試驗中酒糟有機肥處理煙株內(nèi)礦質(zhì)營養(yǎng)元素積累規(guī)律也印證了上述研究。分析發(fā)現(xiàn)，施用酒糟有機肥煙株器官內(nèi)大部分礦質(zhì)元素在煙株生長過程中，所達到的最大積累量普遍高于CK，說明施用酒糟有機肥能夠促進煙株對微量礦質(zhì)元素的吸收。

表3 酒糟有機肥對煙葉內(nèi)微量元素含量的影響

2.4 酒糟有機肥處理對煙葉物理特性的影響

從表4可看出，酒糟有機肥處理中，煙葉葉厚差別不大，但其單葉重，葉質(zhì)重和拉力值較CK均有提高，其中以中部葉單葉重提高最大，高出CK 1.10 g，平衡含水率和含梗率較CK均有降低。表明施用酒糟有機肥能夠提高煙葉內(nèi)含物的含量，提高煙葉拉力強度，降低煙葉含梗率和平衡含水率。

表4酒糟有機肥對煙葉物理特性的影響

處理葉位單葉重(g)葉質(zhì)重(mg/cm2)平衡含水率(%)含梗率(%)葉厚(mm)拉力(N)CK上部2.570.1619.8819.500.0671.20中部2.880.1620.0421.770.0671.22CK+酒糟有機肥上部2.930.2018.0318.930.0621.31中部3.980.2119.2121.100.0641.27

2.5 煙葉中常規(guī)化學(xué)成分與礦質(zhì)元素的相關(guān)性分析

相關(guān)性分析結(jié)果顯示(表5)，煙株內(nèi)磷、鐵、鈉的含量與總糖含量呈顯著負相關(guān)關(guān)系，說明這3種元素的吸收積累會抑制煙株內(nèi)總糖的積累。還原糖含量與鉀含量呈顯著正相關(guān)，而與鐵含量呈顯著負相關(guān)，說明煙株對鉀的吸收積累有助于還原糖含量的積累，鐵元素吸收積累過多反而會使還原糖含量降低。鈣、鎂、硼、錳和鋅含量均與煙堿含量呈顯著正相關(guān)關(guān)系，說明煙株對這些元素吸收積累越多，煙株內(nèi)煙堿含量就越高。鉀、鎂、硼和鋅含量與氯含量呈顯著正相關(guān)關(guān)系，而鐵含量與氯含量呈顯著負相關(guān)關(guān)系，說明煙株對鐵的吸收積累會抑制煙株內(nèi)氯含量，對鉀、鎂、硼和鋅等元素的吸收積累則會提高煙株內(nèi)氯含量。

表5 礦質(zhì)元素與常規(guī)化學(xué)成分相關(guān)分析

注:*表示處理的效應(yīng)達顯著水平(P<0.05)；**表示處理的效應(yīng)達極顯著水平(P<0.01)。

2.6 酒糟有機肥對煙葉感官評吸質(zhì)量的影響

由表6評吸結(jié)果可以看出，酒糟有機肥處理后的煙葉香氣更加濃郁，香氣質(zhì)純正，雜氣、刺激性減?。粺煔饧毮伋潭仍黾?；燃燒性好，灰色白；甜感突出。表明施用酒糟有機肥的雪茄煙感官質(zhì)量較CK明顯提高。

表6 酒糟有機肥對煙葉感官質(zhì)量的影響

3 結(jié)論與討論

葉協(xié)鋒等[10]研究表明,施用活化有機肥可提高煙葉總糖和還原糖含量及還原糖與總糖的比值,增加磷、鎂、鋅、鈣、鐵和銅含量,從而改善煙葉品質(zhì)。張亮等[11]研究表明，有機肥可相應(yīng)的協(xié)調(diào)煙葉的化學(xué)成分(如糖、蛋白質(zhì)、煙堿、氮、磷、鉀、氯含量)。高家合等[12]研究表明,施用有機肥有利于協(xié)調(diào)煙葉內(nèi)在化學(xué)成分,提高煙葉質(zhì)量。本研究與前人研究結(jié)論相似，酒糟有機肥能夠協(xié)調(diào)煙葉內(nèi)在化學(xué)成分，促進煙株大田后期碳水化合物的積累，降低煙株氯離子的吸收量，促進煙株對礦物質(zhì)大中量元素的最大積累量，促進煙株對微量礦質(zhì)元素的吸收，有利于提高煙葉品質(zhì)。

煙堿是雪茄煙葉中最重要的一種生物堿，糖類是形成香氣物質(zhì)的重要前體物質(zhì)，它與氨基酸經(jīng)過美拉德反應(yīng)[13-14]能形成多種香氣物質(zhì)。煙堿含量需與其他類型化合物保持平衡協(xié)調(diào)比例，才能產(chǎn)生好的綜合質(zhì)量[15]，特別是水溶性糖與煙堿的比例是評價煙葉內(nèi)在品質(zhì)的重要指標之一。煙葉糖堿比的大小在一定程度上反映了煙葉化學(xué)成分的協(xié)調(diào)性以及煙氣的酸堿平衡度，是評價煙葉內(nèi)在品質(zhì)的重要指標之一[16-17]。本研究表明，施用酒糟有機肥能夠明顯提高雪茄煙糖含量，提高糖堿比。

鉀對煙葉的可燃性有明顯作用，較高的鉀含量有助于提高煙葉的燃燒性和吸濕性，改善煙葉的顏色和身份[18]。氯是煙草生長發(fā)育所必需的營養(yǎng)元素，適量的供氯可提高煙葉產(chǎn)量，并改善煙葉的顏色，氯過量，則葉片品質(zhì)變劣[19]。鉀氯比是評價煙葉燃燒性的重要指標，比值大于 4 時煙葉的燃燒性好[19]，資料表明瀘州煙葉在四川煙區(qū)中氯含量最高，鉀氯比最低[20]，本研究施用酒糟有機肥能夠降低瀘州地區(qū)雪茄煙氯含量，提高鉀含量，增加鉀氯比，有效地提高了雪茄煙葉燃燒性，灰色，改善了煙葉的香吃味。

本研究結(jié)果表明，施用酒糟有機肥對改善雪茄煙葉外觀質(zhì)量有積極作用，煙葉的外觀品質(zhì)指標如:油分、結(jié)構(gòu)、彈性、身份等有一定提升。施用酒糟有機肥能夠提高煙葉內(nèi)含物的含量，降低煙葉含梗率和平衡含水率。雪茄煙葉香氣風格純正，吃味較干凈細膩，香氣較濃郁，甜感突出，雜氣較輕，燃燒好，灰色白。

酒糟是瀘州地區(qū)產(chǎn)量較大的釀酒工業(yè)廢棄物，本研究表明，施用酒糟有機肥不僅能夠變廢為寶，資源再利用，而且對自然生態(tài)環(huán)境保護和雪茄煙葉生產(chǎn)具有重要的推廣應(yīng)用價值,為今后該地區(qū)農(nóng)業(yè)的發(fā)展提供了一條途徑。