增施中、微量元素對烤煙品質(zhì)及主要經(jīng)濟(jì)性狀的影響

尼金玉 胡蓉花 王俊 李小勇 李紅霞 陳家寓 劉齊元

摘要：為探明增施中、微量元素對烤煙質(zhì)量的影響，研究增施鉬、硼、鋅、鎂元素對烤煙常規(guī)化學(xué)成分與煙葉中微量元素、中性致香成分、感官評價以及經(jīng)濟(jì)性狀的影響。結(jié)果顯示，增施鉬鋅鎂元素的處理（Mo3B1Zn2Mg3）經(jīng)濟(jì)性狀最好，產(chǎn)量、產(chǎn)值、均價、中上等煙比例分別為2 476.83 kg/hm2、71 408.16 元/hm2、28.83 元/kg、95.45%，綜合效益最好。煙葉化學(xué)成分協(xié)調(diào)性以增施鉬硼鋅元素的處理（Mo2B3Zn2Mg1）最好;增施硼鋅鎂元素的處理（Mo1B3Zn3Mg3）中性香氣物質(zhì)含量最高，較對照組處理提高了9.08%;增施鉬鋅鎂元素的處理（Mo2B1Zn3Mg2）煙葉評吸得分最高?？傊?，增施中、微量元素協(xié)調(diào)了煙葉化學(xué)成分，改善了其外觀品質(zhì)和內(nèi)在品質(zhì)，同時提高了煙葉的經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞：烤煙;中、微量元素;產(chǎn)量;經(jīng)濟(jì)性狀;煙葉化學(xué)成分

中圖分類號： S572.062? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

文章編號：1002-1302（2021）11-0065-07

收稿日期：2020-10-14

基金項目：國家自然科學(xué)基金地區(qū)科學(xué)基金（編號：31960418）;江西省吉安市煙草專賣局科技項目（編號：吉煙科[2018]4號）。

作者簡介：尼金玉（1994—），男，河南漯河人，碩士研究生，主要從事作物栽培學(xué)與作物生理生化研究。E-mail：nijinyund@163.com。

通信作者：劉齊元，博士，教授，主要從事作物生理生態(tài)與遺傳育種研究。E-mail：qiyuanl@126.com。

與大量元素一樣，中、微量元素也起到平衡植物營養(yǎng)體系的作用，直接影響其生長發(fā)育[1-2]。土壤中的中、微量元素直接影響著煙草的化學(xué)成分和煙葉品質(zhì)。鉬在煙株中的主要作用是參加體內(nèi)的硝酸還原作用;硼作為煙株生長的必需元素，參與蛋白質(zhì)代謝、生物堿的產(chǎn)生、物質(zhì)運輸;鋅在煙株體內(nèi)氧化還原過程起到催化作用，是植物生長激素色氨酸的合成前體;鎂是葉綠體結(jié)構(gòu)中的金屬元素，是磷酸化酶的激活劑，對烤煙糖類的合成和分解至關(guān)重要[3-4]。鑒于硼、鋅、鉬、鎂等微量元素對烤煙的生長發(fā)育和品質(zhì)形成都有重要作用，為探索它們之間的相互作用及適宜用量對烤煙質(zhì)量及經(jīng)濟(jì)性狀的影響，開展了不同中、微量元素配施對烤煙產(chǎn)量、質(zhì)量影響的試驗研究，以期提升煙葉質(zhì)量水平。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試烤煙品種：云煙87。供試肥料：鉬酸銨（鉬含量為56%）、硼砂（硼含量為11%）、硫酸鋅（鋅含量為35%）、硫酸鎂（鎂含量為18%）、煙草專用復(fù)合肥（N ∶P2O5 ∶K2O=10 ∶8 ∶20）、枯餅有機(jī)肥、鈣鎂磷、硝酸鉀和硫酸鉀肥。

1.2 試驗地點及土壤

試驗于2019年在江西省吉安市峽江縣硯溪鎮(zhèn)硯溪村（115°02′25.37″E，27°38′16.83″N）進(jìn)行。土壤為潮沙泥土，pH值為5.56，有機(jī)質(zhì)含量為12.6 g/kg，堿解氮含量為138.0 mg/kg，速效磷含量為56.5 mg/kg，速效鉀含量為138.0 mg/kg，土壤有效硼含量為0.38 mg/kg，交換鎂含量為110.65 mg/kg，有效鋅含量為1.06 mg/kg，有效鉬含量為0.189 mg/kg。

1.3 試驗設(shè)計

設(shè)置4種中、微量元素肥料各3個水平的正交試驗L9（34）。設(shè)置9個處理，隨機(jī)區(qū)組排列，3次重復(fù)（表1）。4種中、微量元素肥料統(tǒng)一于移栽后10 d 兌水追施，栽煙密度及其他大田管理均按當(dāng)?shù)貎?yōu)質(zhì)煙葉生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。

1.4 測定項目及方法

1.4.1 常規(guī)化學(xué)成分 取各個處理烘烤后中部位煙葉采用連續(xù)流動分析法測定煙堿[5]、水溶性糖[6]、氯[7]、總氮[8]等含量，鉀含量的測定采用火焰光度計法[3]，采用電感耦合等離子體質(zhì)譜（ICP/MS）法[9]測定煙葉中、微量元素含量。

1.4.2 煙葉致香成分含量 采用頂空-氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀（Agilent 7697A-7890B-5977A，安捷倫，美國）測定煙葉中的致香物質(zhì)。

1.4.3 煙葉感官評吸 每個樣品卷制成長84 mm、圓周為24.2 mm的煙支，經(jīng)過挑選、平衡后，由評吸人員評吸。煙葉的感官質(zhì)量評價包含9項指標(biāo)，分別為煙氣香氣質(zhì)（20分）、香氣量（20分）、雜氣（10分）、濃度（10分）、勁頭（5分）、刺激性（10分）、余味（15分）、燃燒性（5分）、灰色（5分），總分100分，評吸打分后取平均值。

1.4.4 經(jīng)濟(jì)性狀 按照國家42級國標(biāo)分級標(biāo)準(zhǔn)[10]對各處理煙葉進(jìn)行分級，按照當(dāng)年當(dāng)?shù)厥召弮r計算產(chǎn)量、產(chǎn)值、均價和烤煙中上等煙葉比例。

1.5 數(shù)據(jù)處理與分析

煙葉化學(xué)成分可用性指數(shù)（chemical component usability index，CCUI）根據(jù)隸屬度函數(shù)模型指數(shù)和方法確定，計算公式為

CCUI=∑mj=1Nij·Wij（i=1，2，…，n;j=1，2，…，m）。

式中：Nij和Wij分別表示第i個樣品的第j個化學(xué)成分指標(biāo)的隸屬度值和對應(yīng)的權(quán)重系數(shù)（0

試驗數(shù)據(jù)利用Excel 2016和SPSS 19.0進(jìn)行處理和分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 增施鉬硼鋅鎂肥對中部煙葉中、微量元素含量的影響

參照前人的研究，確立了優(yōu)質(zhì)煙葉中量與微量元素含量評價標(biāo)準(zhǔn)[3，11-12]，包括正常范圍含量以及臨界值，具體見表2。

由表3可知，硼含量以Mo1B1Zn1Mg1處理最高，為23.72 mg/kg，Mo2B1Zn3Mg2處理含量最低，為18.50 mg/kg;銅含量以Mo1B3Zn3Mg3處理最高，為15.07 mg/kg，以Mo2B2Zn1Mg3處理含量最低，為8.95 mg/kg;鐵含量以Mo2B2Zn1Mg3處理最高，為254.89 mg/kg，以Mo3B1Zn2Mg3處理含量最低，為158.07 mg/kg;錳含量以Mo2B3Zn2Mg1處理最高，為157.13 mg/kg，Mo3B3Zn1Mg2處理最低，為120.23 mg/kg;鉬含量以Mo3B1Zn2Mg3處理最高，為2.26 mg/kg，Mo2B3Zn2Mg1處理最低，為1.14 mg/kg;鋅含量以Mo3B1Zn2Mg3處理最高，為147.00 mg/kg，Mo1B3Zn3Mg3處理含量最低，為39.08 mg/kg;鈣含量以Mo3B2Zn3Mg1與Mo3B3Zn1Mg2處理最高，均為1.12%，Mo3B1Zn2Mg3處理含量最低，為0.95%;鎂含量以Mo3B1Zn2Mg3與Mo3B2Zn3Mg1處理最高，均為0.33%，Mo2B1Zn3Mg2處理含量最低，為0.26%;硫含量以Mo3B1Zn2Mg3處理最高，為1.12%，Mo1B3Zn3Mg3與Mo2B2Zn1Mg3處理含量最低，均為0.93%;磷含量以Mo2B1Zn3Mg2處理最高，為0.72%，Mo2B2Zn1Mg3處理含量最低，為0.57%。結(jié)合表2與表3發(fā)現(xiàn)，中部煙葉磷元素與硫元素均超過優(yōu)質(zhì)煙葉含量范圍。

從各處理效果（表3）來看，隨著鉬肥施用量的不斷增加，中部煙葉銅含量呈現(xiàn)逐漸下降的趨勢，鐵含量呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢，鋅含量呈現(xiàn)逐漸上升的趨勢。隨著硼肥施用量的不斷增加，中部煙葉鐵含量逐漸升高，鉬含量呈現(xiàn)逐漸減少的趨勢。隨著鋅肥施入量的不斷增加，中部煙葉硼含量呈現(xiàn)逐漸下降的趨勢， 銅含量反而逐漸增多。隨著鎂肥施用量不斷增加，中部煙葉硼、鐵、錳和鋅的含量均呈現(xiàn)先下降后上升的趨勢。

2.2 增施鉬硼鋅鎂肥后煙葉化學(xué)成分可用性綜合評價

常用于評價的隸屬函數(shù)類型主要有S型、反S型和拋物線型3種，其中煙葉總糖、還原糖、總氮、煙堿和氯等的含量，以及糖堿比和氮堿比的隸屬函數(shù)類型均為拋物線型，函數(shù)表達(dá)式為

f（x）=0.1，x≤x1

0.9×（x-x1）/（x2-x1）+0.1，x1

1.0，x2≤x≤x3

1.0-0.9（x-x3）/（x4-x3），x3

煙葉鉀含量和鉀氯比的隸屬函數(shù)類型均為“S”型，函數(shù)表達(dá)式為

f（x）=1.0，x>x4

0.9×（x-x1）/（x4-x1）+0.1，x1

0.1，x≤x1。（2）

式中：x為各煙葉化學(xué)成分指標(biāo)的實際測量值;x4和x1分別表示各指標(biāo)的上、下臨界值;x3和x2分別為各指標(biāo)的上、下限最優(yōu)值。

按照前人研究[13-15]，結(jié)合實際情況確定各煙葉化學(xué)成分指標(biāo)的隸屬函數(shù)類型以及拐點值，并采用主成分分析法計算各指標(biāo)的權(quán)重[16]（表4）。

從表5來看，Mo2B3Zn2Mg1處理煙葉可用性指數(shù)為0.56。各處理中部煙葉還原糖含量較對照均有所提高，Mo1B3Zn3Mg3處理還原糖含量最高，為27.32%，較對照處理提高16.45%。中部煙葉煙堿含量較對照均有所提高，Mo3B3Zn1Mg2處理煙堿含量最高，較對照提高32.63%。煙葉總氮含量變化規(guī)律不明顯。中部煙葉各處理還原糖與煙堿的比值、總氮與煙堿的比值較對照普遍下降，都更處于優(yōu)質(zhì)煙葉比例范圍之內(nèi)。由此可見，增施鉬硼鋅鎂肥能有效地改善煙葉內(nèi)在品質(zhì)，協(xié)調(diào)化學(xué)成分。

2.3 增施鉬硼鋅鎂肥對煙葉中性香氣物質(zhì)含量的影響

烤煙中性香味物質(zhì)的增加，有利于提高煙葉的香氣質(zhì)和香氣量[17]。致香物質(zhì)含量越高，香氣就越充足，吃味就越醇和[18]。烤煙的香氣及含量往往決定了烤煙的品質(zhì)，并且決定了烤煙的品質(zhì)和風(fēng)格特征。由表6可知，半定量方法測出烤煙香氣物質(zhì)成分主要有21種。各處理中性致香物質(zhì)總量表現(xiàn)為Mo1B3Zn3Mg3處理最高，較對照提高9.08%，另外其他處理含量均高于對照;新植二烯含量表現(xiàn)為Mo3B1Zn2Mg3處理最高，較對照提高18.58%;另外其他處理含量均高于對照。說明增施鉬硼鋅鎂肥能夠提高烤煙香氣總量，提升烤煙香味品質(zhì)。

2.4 增施鉬硼鋅鎂肥對中部葉評吸質(zhì)量的影響

由表7的評吸總得分可知，Mo1B1Zn1Mg1處理為73.33分，其香氣質(zhì)、香氣量中等，略有刺激性，余味適中，勁頭中等偏小。Mo2B1Zn3Mg2處理得分稍有提高，為74.14分，表現(xiàn)為香氣質(zhì)、香氣量稍有提高，刺激性增加，余味舒適性較好，勁頭有所提高。隨著不同鉬硼鋅鎂肥配施的增加，評吸得分較對照均有提高，主要表現(xiàn)在烤煙刺激性與勁頭較對照均有提高。

2.5 增施鉬硼鋅鎂肥對烤煙經(jīng)濟(jì)性狀的影響

由表8可知，Mo3B1Zn2Mg3處理產(chǎn)量最高，為2 476.83 kg/hm2，Mo1B1Zn1Mg1處理最低，為2 110.22 kg/hm2。產(chǎn)值以Mo3B1Zn2Mg3處理最高，為71 408.16 元/hm2，Mo1B1Zn1Mg1處理最低，為5 7312.12 元/hm2。中上等煙比例以Mo3B2Zn3Mg1處理最高，為99.23%，Mo1B1Zn1Mg1處理最低，為94.32%。均價以Mo3B2Zn3Mg1處理最高，為30.15 元/kg，Mo1B1Zn1Mg1處理最低，為27.16 元/kg。

從各處理效果來看，均價與中上等煙比例隨著鉬肥、硼肥與鋅肥的使用量不斷增加，呈現(xiàn)逐漸上升的趨勢，但是差異不顯著。產(chǎn)量與均價隨著鎂肥的使用量不斷增加，呈現(xiàn)逐漸上升的趨勢，但是彼此之間差異不顯著。

3 討論

本試驗結(jié)果表明，中部煙葉鉬硼鋅鎂含量均隨著鉬硼鋅鎂肥料施用量的不斷增加呈現(xiàn)增多的趨勢，但由于差異不顯著，故增施鉬硼鋅鎂肥對烤煙葉片鉬硼鋅鎂含量并沒有顯著促進(jìn)作用。穆童等等對羅平煙區(qū)的研究結(jié)果表明，煙葉中鉬、硼含量隨著土壤有效鉬含量的增高而增高[19]。李曉婷等對云南保山煙區(qū)的研究結(jié)果表明，煙葉鎂含量與土壤交換鎂含量呈顯著性正相關(guān)[20]。方秀等對曲靖煙區(qū)的研究結(jié)果表明，煙葉鋅含量隨土壤有效鋅含量的升高而顯著增加，隨土壤有效磷含量的升高而降低[21]。本試驗結(jié)果與前人的研究結(jié)果[22]不一致，造成這一現(xiàn)象的原因可能是土壤中鉬硼鋅鎂肥并沒有完全運輸轉(zhuǎn)化到煙株體內(nèi)。

化學(xué)成分含量的高低及協(xié)調(diào)性直接影響著煙葉的內(nèi)在質(zhì)量[23-24]。彭奎研究認(rèn)為，鎂、鋅、硼肥配施對烤煙化學(xué)成分有顯著影響，化學(xué)成分更協(xié)調(diào)[25]。申洪濤等研究認(rèn)為，鉬酸銨施用量為90mg/株， 煙葉的還原糖、總氮、鉀含量和還原糖與總糖的比值均顯著提高[26]。

本試驗結(jié)果表明，增施硼、鋅、鎂（Mo1B2Zn2Mg2）、增施鉬、硼、鋅（Mo2B3Zn2Mg1）及增施鉬、硼（Mo3B3Zn1Mg1）處理煙葉的可用性比較好，這與前人的研究結(jié)果[27]較為一致。

煙葉的中性致香成分總量和感官品質(zhì)受栽培技術(shù)措施、生態(tài)環(huán)境和品種等因素的影響[28]。煙葉中的香氣成分含量是烤煙香味及風(fēng)格的基礎(chǔ)。本研究表明，鉬硼鋅鎂肥配施均不同程度地提高了中性香氣成分含量。劉冰等對江西烤煙香氣成分特征研究發(fā)現(xiàn)，巨豆三烯酮含量是江西烤煙重要的香氣成分特征[29]，本研究發(fā)現(xiàn)，鉬硼鋅鎂肥配施較對照均提高了巨豆三烯酮含量，其中Mo3B1Zn2Mg3處理含量最高。新植二烯是葉綠素的降解產(chǎn)物，是煙葉重要的香氣物質(zhì)。而茄酮是腺毛分泌物西柏烷類的主要降解產(chǎn)物，可以作為衡量煙葉表面分泌物形成香味物質(zhì)量多少的重要指標(biāo)[30]。本次試驗結(jié)果表明，鉬硼鋅鎂肥配施均提高了茄酮含量與新植二烯含量。

4 結(jié)論

增施鉬硼鋅鎂肥能提高煙葉的經(jīng)濟(jì)性狀和化學(xué)成分可用性。Mo3B1Zn2Mg3處理經(jīng)濟(jì)性狀最好，產(chǎn)量、產(chǎn)值、均價、中上等煙比例分別為2 476.83 kg/hm2、71 408.16 元/hm2、28.83 元/kg、95.45%。中部煙葉中、微量元素含量最適宜的施肥水平是Mo3、B3、Zn2、Mg3。煙葉化學(xué)可用性以Mo2B3Zn2Mg1處理最好，其中還原糖與煙堿的比值有所提高。Mo2B3Zn2Mg1處理中性香氣物質(zhì)含量較Mo1B1Zn1Mg1處理提高7.83%，Mo2B1Zn3Mg2處理煙葉評吸得分最高，主要表現(xiàn)在香氣質(zhì)、香氣量、刺激性、勁頭得分都稍有提高。綜合分析，以鉬酸銨300 g/hm2、硼砂7.5 kg/hm2、硫酸鋅7.5 kg/hm2、硫酸鎂75 kg/hm2濃度配施對煙葉的化學(xué)成分、產(chǎn)量和品質(zhì)（香氣物質(zhì)及評吸等）改善效果最佳。

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