微肥用量對(duì)烤煙化學(xué)成分的影響

羅柱石 伍智強(qiáng) 鄢敏 吳疆 侯春霞 劉芳 谷宇超 景延秋 楊洋 李林秋

摘要：為探究不同微量元素肥料用量對(duì)烤煙化學(xué)品質(zhì)的影響，采用添加鎂、鐵、錳、鋅、銅、硼、鉬等元素的肥料，設(shè)置4個(gè)施肥量梯度對(duì)烤煙進(jìn)行追肥處理。結(jié)果表明，增施含微量元素的肥料能夠提升總糖和還原糖含量，在一定范圍內(nèi)增施含微量元素的肥料，糠醛、糠醇、2-乙?；量ⅵ?二氫大馬酮、β-大馬酮、6-甲基-5-庚烯-2-酮、6-甲基-5-庚烯-2-醇、法尼基丙酮、香葉基丙酮、芳樟醇、茄酮、β-環(huán)檸檬醛等香味物質(zhì)含量及香氣總量有所提升，但過(guò)高的施肥量又會(huì)降低香味物質(zhì)的含量。施肥量為180 kg/hm2時(shí)香味物質(zhì)含量最高，煙葉品質(zhì)較好。

關(guān)鍵詞：微量元素;烤煙;化學(xué)成分

中圖分類(lèi)號(hào)：S572? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ?文章編號(hào)：1001-1463（2020）11-0062-05

doi：10.3969/j.issn.1001-1463.2020.11.016

Abstract：In order to explore the effects of different amounts of trace element fertilizers on the chemical quality of flue-cured tobacco， the fertilizers with magnesium， iron， manganese， zinc， copper， boron，molybdenum and other elements were used as topdressing，and 4 fertilizer application gradients were set up. The results showed that adding fertilizers containing trace elements could increase the total sugar and reducing sugar content. Within a certain range， the content of aroma substances such as furfural， furfuryl alcohol， 2-acetyl pyrrole， β-damascone， β-damascenone， 6-Methyl-5-heptene-2-one， 6-methyl-5-heptene-2-ol， farnesyl acetone， geranyl acetone， linalool， solanone， β-cyclic citral increased，but the content of aroma substances was decreased by excessive fertilizer application， but excessive fertilization would reduce the content of aroma substances. In this experiment， when the fertilization rate was 180 kg/hm2， the content of aroma substances was the highest， and the quality of tobacco leaves was better.

Key words：Trace elements;Flue-cured tobacco;Chemical composition

煙草是一種同時(shí)要求品質(zhì)和產(chǎn)量的特殊經(jīng)濟(jì)作物[1 ]，在現(xiàn)有的煙草生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)中，煙株的品質(zhì)和產(chǎn)量與肥料有著重要關(guān)聯(lián)[2 ]。在煙草生長(zhǎng)發(fā)育期間，所必需的微量元素有硼、錳、銅、鉬、硅等，它們都直接或間接地參與植物發(fā)育，煙草品質(zhì)能否得到提升，煙草中微量元素是否平衡至關(guān)重要[3 ]。礦質(zhì)元素在煙草生長(zhǎng)發(fā)育中有著重要地位，對(duì)不同的肥料進(jìn)行合理施用，可以合理地調(diào)節(jié)煙草必需的養(yǎng)分元素[4 ]。合理地增加施用含有微量元素的肥料，可促進(jìn)煙草植株生長(zhǎng)發(fā)育，在一定程度上改善煙草農(nóng)藝性狀，增進(jìn)煙草植株體內(nèi)干物質(zhì)的積累，從而改良煙草品質(zhì)[5 ]。然而，人們往往只注重大量必需元素肥的施用，如氮磷鉀肥，忽視了土壤的養(yǎng)分平衡[6 ]。由于連年的耕作和長(zhǎng)期大量使用化肥，導(dǎo)致土壤元素輸入與輸出的不協(xié)調(diào)，造成土壤理化性狀?lèi)夯突A(chǔ)肥力的下 降[7 ]。常規(guī)的化肥已經(jīng)不能滿足品質(zhì)優(yōu)良烤煙生產(chǎn)的需要，應(yīng)當(dāng)增加對(duì)中微量元素肥料的施用，使微量元素在煙草生長(zhǎng)中得到滿足，從而達(dá)到提升煙葉品質(zhì)的目的[8 ]。

1? ?材料與方法

1.1? ?試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2018年在宜賓市興文縣仙峰鄉(xiāng)太陽(yáng)光村進(jìn)行。試驗(yàn)地土壤為黃壤土，肥力中等，地勢(shì)平坦，灌排方便。試驗(yàn)地海拔? ?1 109 m，pH為6.86，含堿解氮57.40 mg/kg、全磷0.71 g/kg、速效磷40.48 mg/kg、全鉀16.00 g/kg、速效鉀437.13 mg/kg、土壤有機(jī)質(zhì)38.66 g/kg、氯離子12.18 mg/kg、鋁離子82.35 mg/kg、鈣離子22.47 mg/kg、鐵71.65 mg/kg、鎂7.29 mg/kg、錳1.48 mg/kg、鈉1.05 mg/kg、銅3.65 mg/kg、鋇0.34 mg/kg、鋅184.26 mg/kg。煙草種植密度為15 750株/hm2。

1.2? ?試驗(yàn)材料

指示烤煙品種為當(dāng)?shù)刂髟云贩N云煙87。

供試肥料：煙草專(zhuān)用追肥[有效成分為N 150 g/kg，K2O（以氧化物計(jì)算）300 g/kg];微量元素復(fù)合肥[含N 190 g/kg、P2O5（以氧化物計(jì)算）65 g/kg、K2O（以氧化物計(jì)算）190 g/kg，有機(jī)質(zhì)180 g/kg，腐殖酸80g/kg，鎂40 g/kg、鐵12 g/kg、錳10 g/kg、鋅40 g/kg、銅8 g/kg、硼30 g/kg、鉬4 g/kg]。

1.3? ?試驗(yàn)方法

試驗(yàn)共設(shè)4個(gè)處理：T1施微量元素復(fù)合肥120 kg/hm2;T2施微量元素復(fù)合肥150 kg/hm2;T3施微量元素復(fù)合肥180 kg/hm2;T4施微量元素復(fù)合肥210 kg/hm2。以施煙草專(zhuān)用追肥150 kg/hm2為對(duì)照（CK）。試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，3次重復(fù)，每小區(qū)植煙30株。試驗(yàn)各處理和對(duì)照均在煙苗移栽后30 d、45 d按試驗(yàn)設(shè)計(jì)用量分兩次將肥料溶于水后澆灌于根部土壤。煙葉分區(qū)掛桿采收。每小區(qū)取初烤樣品C3F等級(jí)的煙葉1 kg磨粉待測(cè)。

1.4? ?測(cè)定項(xiàng)目及方法

樣品去梗切絲后在40 ℃下干燥12 h，磨碎過(guò)40目篩，置密封塑料袋中備用。測(cè)定指標(biāo)包括煙葉的常規(guī)化學(xué)成分（總糖、還原糖、總氮、煙堿、鉀、氯、蛋白質(zhì)）和中性香味物質(zhì)。中性香味物質(zhì)的檢測(cè)：稱取20 g煙葉樣品置于蒸餾萃取裝置中，用二氯甲烷萃取提取液提取其香氣成分，移至雞心瓶于旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀上濃縮至1 mL，采用美國(guó)HP6890-5975氣質(zhì)聯(lián)用儀對(duì)煙葉樣品進(jìn)行定性定量分析。

1.5? ?數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

用Excel 2016對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和繪制圖表，用SPSS進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)。

2? ?結(jié)果與分析

2.1? ?肥料用量對(duì)煙葉常規(guī)化學(xué)成分的影響

從表1可知，施添加微量元素肥料的煙葉，其總糖和還原糖總量較CK高，隨著施用量的增加，總糖和還原糖含量有所增加，且總糖含量處理T3、T4均與CK間存在顯著差異。各處理的總氮含量和煙堿含量略低于CK，但差異未達(dá)到顯著水平。鉀離子含量各處理間差別不大。蛋白質(zhì)含量各處理均低于CK，并且隨著施肥量的增加，蛋白質(zhì)含量略有減少;從煙葉的協(xié)調(diào)性方面來(lái)看，糖堿比T3處理與CK差異顯著;施木克值處理T3、T4與CK有顯著差異，且增施含微量元素的肥料對(duì)煙葉糖堿比及施木克值有增加的作用，而對(duì)煙葉的鉀氯比以及氮堿比作用不顯著。

2.2? ?對(duì)煙葉中性致香物質(zhì)的影響

2.2.1? ? 對(duì)棕色化反應(yīng)產(chǎn)物的影響? ? 由表2可知，在T1、T2施肥量下，糠醛、糠醇、2-乙?；量┑暮扛哂贑K，但繼續(xù)增加施肥量后，糠醛、糠醇、2-乙酰基吡咯又有所下降;2-乙?；秽暮扛魈幚砭陀贑K。棕色化反應(yīng)產(chǎn)物總量處理T1、T2、T3均高于CK，處理T4低于CK，且T2 > T1 > T3。表明在一定范圍內(nèi)增加施肥量能夠增加棕色化反應(yīng)產(chǎn)物的總量，而部分棕色化反應(yīng)產(chǎn)物如2-乙酰基呋喃卻不一定增加，增施一定量的微量元素肥料可能對(duì)糠醛和糠醇的產(chǎn)生有一定影響。

2.2.2? ? 對(duì)苯丙氨酸類(lèi)代謝產(chǎn)物的影響? ? 由表3可知，不同施肥量處理下，苯丙氨酸類(lèi)代謝產(chǎn)物總量處理T2、T3高于CK。T1、T3、T4的各苯丙氨酸類(lèi)代謝產(chǎn)物無(wú)明顯的規(guī)律，處理T4丙氨酸類(lèi)代謝產(chǎn)物如苯甲醇、苯甲醛等均低于CK，表明較高的微肥使用量不利于苯丙氨酸類(lèi)代謝產(chǎn)物的增加。

2.2.3? ? 肥料用量對(duì)類(lèi)胡蘿卜素降解產(chǎn)物的影響? ? 由表4可知，各處理對(duì)不同類(lèi)胡蘿卜素降解產(chǎn)物的影響不盡相同，β-二氫大馬酮含量各處理均高于CK;法尼基丙酮在較低施肥量（處理T2、T3）時(shí)含量略微升高，在較高施肥量（處理T4）時(shí)明顯低于CK;β-大馬酮以處理T2最高，β-二氫大馬酮處理T4最高，香葉基丙酮處理T3最高，二氫獼猴桃內(nèi)酯處理T3最高;巨豆三烯酮2以處理T2最高;3-羥基-β-二氫大馬酮各處理均低于CK。6-甲基-5-庚烯-2-酮含量隨著施肥量的增加有升高的趨勢(shì);6-甲基-5-庚烯-2-醇含量隨著施肥量的增加呈先增加后降低的趨勢(shì)，各處理均高于CK，以處理T2最高。芳樟醇和異佛爾酮隨著肥料施用量的增加其含量也在增加;肥料用量對(duì)氧化異佛爾酮含量的影響不大，只在T4處理下略有減少。螺巖蘭草酮等香味物質(zhì)含量隨著肥料用量的增加降低先降后增。

2.2.4? ? 對(duì)類(lèi)西柏烷類(lèi)降解產(chǎn)物的影響? ? 各處理的煙葉類(lèi)西柏烷類(lèi)降解產(chǎn)物（茄酮）含量均高于CK（17.85 μg/g），在處理T1、T2、T3范圍內(nèi)，隨著肥料用量的增加，類(lèi)西柏烷類(lèi)降解產(chǎn)物茄酮的含量有所提高，分別為23.98、24.60、26.48 μg/g，處理T4的茄酮含量（18.65 μg/g）較處理T1、T2、T3有所降低但高于CK?？梢?jiàn)在一定范圍內(nèi)，增加微量元素肥料的使用量可提升煙葉類(lèi)西柏烷類(lèi)降解產(chǎn)物的含量，超過(guò)一定范圍，類(lèi)西柏烷類(lèi)降解產(chǎn)物又有所降低。

2.2.5? ? 對(duì)其他香味物質(zhì)的影響? ? 由表5可以看出，β-環(huán)檸檬醛含量處理T1、T2、T3之間相差不大，但均明顯高于CK，處理T4較其他處理β-環(huán)檸檬醛含量有所減少，但仍高于CK;藏花醛含量以處理T2最高。使用含微量元素肥料的煙葉其他香味物質(zhì)含量總體上高于CK，但對(duì)于其他香味物質(zhì)總體提升的幅度較小。

2.2.6? ? 對(duì)中性香味物質(zhì)總量的影響? ? 由表6可以看出，不同肥料用量對(duì)香味物質(zhì)的影響不同，香味物質(zhì)總量以處理T3最高，處理T1、T2與CK的香味物質(zhì)總量上較為接近，處理T4低于CK。新植二烯含量處理T1、T2與CK相差不大，處理T3較高，比CK提高了12.56%，處理T4比CK降低了11.05%。對(duì)于除新植二烯外的香味物質(zhì)來(lái)說(shuō)，處理T1、T2、T3均高于CK，分別較CK提高了4.93%、16.62%、12.75%。處理T2含量最高，處理T4含量低于CK。

3? ?結(jié)論與討論

鐵、錳、鋅、銅、硼、鉬是煙草生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中重要的營(yíng)養(yǎng)元素，含量過(guò)高或者過(guò)低都會(huì)影響煙草植株的正常發(fā)育[9 - 10 ]，如果微量元素含量過(guò)低，會(huì)降低煙葉的化學(xué)品質(zhì)以及協(xié)調(diào)性。魏小慧等[11 ]研究表明，不同的微肥用量會(huì)導(dǎo)致煙葉化學(xué)品質(zhì)的差異。就試驗(yàn)結(jié)果來(lái)看，增施含有微量元素的肥料能夠提高煙葉的總糖和還原糖含量，隨著含微量元素肥料用量的增加，總糖和還原糖含量也在增加，而總氮和煙堿的含量有所減少，對(duì)鉀、氯含量影響不明顯。蛋白質(zhì)含量和對(duì)照相比有所降低，但各處理間蛋白質(zhì)含量差異不大。就常規(guī)化學(xué)成分協(xié)調(diào)性來(lái)說(shuō)，增施含有微量元素的肥料能夠提高煙葉的糖堿比以及施木克值，對(duì)煙葉的氮堿比影響較小，這與前人的研究結(jié)果大致相同。

煙葉的香味物質(zhì)也是評(píng)價(jià)煙草質(zhì)量高低的重要指標(biāo)，研究表明，施用含微量元素的肥料可以提高煙葉中香味物質(zhì)成分的含? ? ?量[12 ]。本研究表明，不同微量元素肥料使用量對(duì)不同的香味物質(zhì)成分影響不同。在一定程度上，使用含微量元素的肥料能夠提高糠醛、糠醇、2-乙?；量?、β-二氫大馬酮、β-大馬酮、6-甲基-5-庚烯-2-酮、6-甲基-5-庚烯-2-醇、法尼基丙酮、香葉基丙酮、芳樟醇、茄酮、β-環(huán)檸檬醛等香味物質(zhì)含量，新植二烯含量?jī)H在施量為180 kg/hm2時(shí)較高，除新植二烯外總量在一定范圍內(nèi)有所提高，香味物質(zhì)總量也有所提高;3-羥基-β-二氫大馬酮、螺巖蘭草酮等香味物質(zhì)隨著微量元素肥料用量的增加含量有所降低;大多數(shù)的香味物質(zhì)在較高微量元素肥料使用量的情況下，香味物質(zhì)含量會(huì)有所下降甚至低于對(duì)照。這可能反映出過(guò)多使用含微量元素的肥料不利于煙葉香味物質(zhì)的形成，因此在使用含微量元素肥料時(shí)一定要注意用法用量;不同的香味物質(zhì)含量峰值所在的微量元素肥用量也不完全相同?？傮w上來(lái)說(shuō)，施肥量180 kg/hm2的煙葉香味物質(zhì)含量高于其他處理。

增加土壤微量元素的含量，平衡土壤養(yǎng)分是提升煙葉品質(zhì)的重要途徑，但各地土壤養(yǎng)分含量差異較大，加之環(huán)境氣候和煙草品種的影響，無(wú)法確定通用微量元素的最佳用量。不同微量元素參與煙草生理過(guò)程的機(jī)理較為復(fù)雜，不同微量元素組合間的作用關(guān)系尚未明確，這些都有待于進(jìn)一步研究。

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（本文責(zé)編：鄭丹丹）