高碳基土壤修復(fù)肥對(duì)不同采收期邵陽烤煙上六片質(zhì)量的影響

汪坤， 隆準(zhǔn)， 姬小明， 楊永鋒， 尹光庭， 王新發(fā)， 魏躍偉， 鄒凱

(1.河南農(nóng)業(yè)大學(xué)煙草學(xué)院, 河南 鄭州 450002； 2.湖南省煙草公司邵陽市公司,湖南 邵陽 422200； 3.河南中煙工業(yè)有限責(zé)任公司, 河南 鄭州 450000；4.河南惠農(nóng)土質(zhì)保育研發(fā)有限公司, 河南 登封452470)

煙草上部葉占整株煙產(chǎn)量的很大比重，對(duì)烤煙總體質(zhì)量和產(chǎn)量都影響較大。同時(shí)，優(yōu)質(zhì)上部葉也是提升卷煙質(zhì)量的重要保障[1]。中國(guó)烤煙的上部葉葉片厚密，顏色偏深，填充性差，內(nèi)部化學(xué)成分不協(xié)調(diào)，香氣質(zhì)品質(zhì)不佳，刺激性較大，導(dǎo)致上部葉可用性整體偏低[2-3]。提高上部葉的成熟度可改善煙葉的外觀質(zhì)量和內(nèi)在品質(zhì)[4]，采收期的推遲是提高成熟度的方法之一。

施加高碳基肥料有助于提高上部煙葉質(zhì)量。姚文藝等[5]研究表明，山地?zé)熖锸┯酶咛蓟士梢越档蜔熤臧l(fā)病率、提升上部煙葉產(chǎn)量、產(chǎn)值和上等煙比例。周小紅[6]研究發(fā)現(xiàn)，高碳基土壤修復(fù)肥可協(xié)調(diào)上部煙葉內(nèi)在化學(xué)成分。申洪濤等[7]研究顯示，高碳基肥可以提升中上部煙葉感官質(zhì)量評(píng)吸得分和產(chǎn)量產(chǎn)值、上等煙比例。

關(guān)于改善上部葉品質(zhì)已有文獻(xiàn)報(bào)道。仙立國(guó)等[8]以不同采收方式探究最適宜于翠碧一號(hào)上部葉的采收方式，結(jié)果表明，上6片葉充分成熟時(shí)一次采收烘烤為最佳。朱峰等[9]探究不同采收模式下(3次采收(5-5-8)、4次采收(4-4-4-6)和常規(guī)5次采收(3-3-3-3-6))對(duì)安康煙區(qū)煙葉質(zhì)量的影響，研究發(fā)現(xiàn)，以4次采收模式和5次采收模式為宜。張曉龍等[10]研究表明，不同工藝的煙草提取物噴灑至上部葉，可以提升上部煙葉質(zhì)量和上等煙比例。趙唯琦等[11]研究表明，不同打頂時(shí)期，以初花打頂更利于提升上部煙葉的質(zhì)量。但提高上部煙葉的可用性是一項(xiàng)長(zhǎng)期的工作，非改變單一措施可以解決問題。目前，植煙地區(qū)普遍存在過量用肥現(xiàn)象，使得植煙土壤板結(jié)，透氣性降低，進(jìn)而導(dǎo)致上部葉化學(xué)成分不協(xié)調(diào)、可用性差、煙葉質(zhì)量低[12]。因此，在邵陽地區(qū)設(shè)計(jì)了以高碳基肥為基礎(chǔ)，不同采收期的試驗(yàn)，旨在探討施用高碳基肥后，適宜于該煙區(qū)的采收時(shí)期，改善邵陽上部葉的品質(zhì)，提高上部葉可用性。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試烤煙品種為云煙87。

供試高碳基肥由生物炭、礦物肥等組成，由河南惠農(nóng)土質(zhì)保育研發(fā)有限公司提供?？傪B(yǎng)分為7.9%，生物碳含量≥20%，N含量為3.1%,P2O5含量為1.8%,K2O含量為2.9%，有機(jī)質(zhì)含量為720 g·kg-1，氯離子含量為0.5%，粗脂肪含量為2.9%。

試驗(yàn)田土壤為水稻土，有機(jī)質(zhì)含量為46.93 g·kg-1，pH值為5.25，速效磷為24.96 mg·kg-1，速效鉀為109.84 mg·kg-1，堿解氮為76.32 mg·kg-1。(施肥前取樣測(cè)定，pH值、有機(jī)質(zhì)、速效磷、速效鉀、堿解氮的測(cè)定參照文獻(xiàn)[13])。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2019年3月至9月在湖南省邵陽河伯鄉(xiāng)楊田村進(jìn)行。試驗(yàn)地區(qū)地處衡邵盆地西南邊緣至西部山地的過渡地帶，最高海拔1 455 m，雨熱同季。植煙季(2019年3月至9月)平均高溫為16～34 ℃，平均低溫為9～24 ℃，極端高溫為31～38 ℃，極端低溫為3～22 ℃；年降雨量為12.50～329.50 mm。

試驗(yàn)共設(shè)6個(gè)處理，采用隨機(jī)區(qū)組排列，3次重復(fù)，每個(gè)小區(qū)5行，行距1.2 m，株距0.5 m。試驗(yàn)設(shè)計(jì)如表1所示。各處理基肥施用方式均為起壟后條施，追肥用量一致。

煙苗移栽時(shí)間為2019-03-15，試驗(yàn)田各處理所有農(nóng)事操作要求在同1 d內(nèi)完成，其他田間管理和烘烤措施均按當(dāng)?shù)貎?yōu)質(zhì)煙葉生產(chǎn)技術(shù)方案操作。各處理上部葉采收方式為上六片按成熟標(biāo)準(zhǔn)一次性采收。

表1 各處理施肥及上部葉的采收時(shí)期Table 1 Fertilization for each treatment and harvest time of upper leaves

1.3 測(cè)定項(xiàng)目及方法

1.3.1 烤后樣指標(biāo)的測(cè)定 選取試驗(yàn)各處理小區(qū)代表性上部B2F初烤煙1.0 kg用于以下指標(biāo)的測(cè)定。物理特性含梗率、葉質(zhì)質(zhì)量、厚度、拉力、填充值、平衡含水率的測(cè)定參照煙草物理檢驗(yàn)[14]的方法；多酚類物質(zhì)含量測(cè)定參照煙草行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)YC/T 202—2006[15]中方法；煙堿、總糖、還原糖、鉀、氯含量和感官質(zhì)量評(píng)吸測(cè)定參照劉扣珠等[16]的方法，計(jì)算得氮堿比、糖堿比、鉀氯比、兩糖比；中性致香物質(zhì)含量的測(cè)定參照楊宗燦等[17]的方法。

1.3.2 殺青樣色素測(cè)定 采收當(dāng)天選取各處理小區(qū)最能代表試驗(yàn)結(jié)果的上六片煙葉樣品，樣品進(jìn)行殺青、留存。依照YC/T 382—2010[18]的方法測(cè)定色素含量。

1.4 數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)運(yùn)用DPS 7.5 Duncan新復(fù)極差法進(jìn)行顯著性差異分析；Excel 2003制表、GraphPad Prism 8.0制圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 高碳基肥對(duì)不同采收期殺青樣色素的影響

如圖1所示，高碳基肥的施入，使得在相同時(shí)期采收的煙葉葉綠素、葉黃素、β-胡蘿卜素含量較常規(guī)處理有顯著增高。同一采收期，葉綠素a含量較常規(guī)處理高出87.63%,93.78%,34.20%；葉綠素b含量較常規(guī)處理高出17.26%,28.19%,31.12%；β-胡蘿卜素含量較常規(guī)處理高33.45%,65.83%,77.79%；葉黃素含量較常規(guī)處理高出29.00%,53.98%,78.13%。隨著采收期的推遲，2種施肥處理的葉綠素、葉黃素、β-胡蘿卜素含量均呈現(xiàn)逐漸降低的趨勢(shì)。其中β-胡蘿卜素含量C3處理較C1處理降低41.40%，T3處理較T1處理降低6.92%；葉黃素含量C3處理較C1處理降低124.69%，T3處理較T1處理降低62.71%；葉綠素b含量C3處理較C1處理降低89.56%，T3處理較T1處理降低69.54%。

注：圖柱上不同小寫字母表示處理間差異顯著(P<0.05)。 Note: Different lowercase letters on the bar indicate significant differences between treatments(P<0.05).圖1 高碳基肥對(duì)不同采收期殺青樣色素的影響 Fig.1 The effect of high-carbon base fertilizer on curing-like pigments in different harvest periods

2.2 高碳基肥對(duì)不同采收期烤后煙物理特性的影響

由表2可知，高碳基肥的施入使得煙葉的含梗率和填充值呈現(xiàn)降低的趨勢(shì)。同一采收期高碳基處理較常規(guī)施肥處理，煙葉含梗率顯著降低，填充值最多顯著降低8.90%，葉片厚度最多顯著增加15.00%，葉質(zhì)質(zhì)量最多顯著增加10.37%。高碳基肥基礎(chǔ)上延遲采收顯著降低煙葉含梗率和填充值，增加煙葉的拉力和葉質(zhì)質(zhì)量。T3處理的含梗率為各處理中最低，；T2處理的填充值較C1降低12.81%；T3處理的拉力較C1處理增加10.74%；T2處理的葉質(zhì)質(zhì)量較C1處理增加14.10%。

2.3 高碳基肥對(duì)不同采收期烤后煙常規(guī)化學(xué)成分的影響

由表3可知，高碳基肥處理的煙葉總糖含量、還原糖含量、鉀含量較同時(shí)期采收的常規(guī)處理均有顯著增加；煙堿和總氮含量較常規(guī)處理顯著降低?？偺呛瓦€原糖含量均為正常采收時(shí)期增加量最多，此時(shí)總糖和還原糖含量T1處理較C1處理分別增加14.52%和19.75%；鉀含量為延后14 d采收時(shí)增加最多，此時(shí)鉀含量T3處理較C3處理增加7.31%；煙堿含量為延后7 d采收時(shí)降低最多，此時(shí)煙堿含量T2處理較C2處理降低8.86%；總氮含量為延后14 d采收時(shí)降低最多，此時(shí)總氮含量T3處理較C3處理降低11.06%。同時(shí)期采收的煙葉糖堿比，高碳基肥處理較常規(guī)處理分別增加22.16%,14.08%,17.51%，兩糖比高碳基肥處理較常規(guī)處理分別增加4.76%,4.55%,8.43%。

表2 高碳基肥對(duì)不同采收期烤后煙物理特性的影響Table 2 Effects of high-carbon base fertilizer on physical properties of flue-cured tobacco in different harvest periods

表3 高碳基肥對(duì)不同采收期烤后煙常規(guī)化學(xué)成分的影響Table 3 Effects of high-carbon base fertilizer on conventional chemical components of flue-cured tobacco in different harvest periods

2.4 高碳基肥對(duì)不同采收期烤后煙多酚物質(zhì)含量的影響

由表4可知，高碳基處理和常規(guī)施肥處理的綠原酸、莨菪亭和蕓香苷含量均隨采收期的推遲呈先增加后降低的趨勢(shì)，同時(shí)高碳基肥處理的煙葉多酚物質(zhì)含量較同時(shí)期采收的常規(guī)處理均有顯著增加。綠原酸含量為正常采收時(shí)期增加最多，此時(shí)綠原酸含量T1處理較C1處理增加9.36%；莨菪亭和蕓香苷含量均為延后14 d采收時(shí)增加最多，此時(shí)莨菪亭和蕓香苷含量T3處理較C3處理分別增加63.16%和19.32%；多酚物質(zhì)總量為延后14 d采收增加最多，此時(shí)多酚物質(zhì)總量T3處理較C3處理增加13.24%。

表4 高碳基肥對(duì)不同采收期烤后煙多酚物質(zhì)含量的影響Table 4 Effect of high-carbon base fertilizer on polyphenol content of flue-cured tobacco at different harvesting periods mg·g-1

2.5 高碳基肥對(duì)不同采收期烤后煙中性致香物質(zhì)含量的影響

由表5可知，高碳基處理和常規(guī)施肥處理的新植二烯和中性致香物質(zhì)總量均隨采收期的推遲呈先增加后降低的趨勢(shì)。各處理的芳香族氨基酸類致香物質(zhì)含量表現(xiàn)為T2處理最高，與C2相比，顯著增高了20.36%，C3處理最低，比T3顯著降低75.11%；各處理的美拉德反應(yīng)產(chǎn)物質(zhì)和新植二烯含量均表現(xiàn)為T2>C2>T3>T1>C1>C3，同一采收期，高碳基處理較常規(guī)施肥處理分別高出6.98%，5.54%，21.47%和0.45%，17.76%，21.05%；T2處理的中性致香物質(zhì)總量最高，C3最低；同一采收期，高碳基肥處理的中性致香物含量較常規(guī)施肥處理分別顯著高出1.95%，13.62%，18.51%。

2.6 高碳基肥對(duì)不同采收期烤后煙感官質(zhì)量評(píng)吸的影響

由表6可知，高碳基肥的施入增加了同一采收時(shí)期的香氣質(zhì)和香氣量的得分，提升了感官質(zhì)量評(píng)吸的總體得分。高碳基處理和常規(guī)施肥處理的香氣質(zhì)、香氣量、透發(fā)性、雜氣得分均隨著采收期的推遲呈先增后減的趨勢(shì)。同一采收期，高碳基處理的香氣量和香氣質(zhì)較常規(guī)施肥處理分別高出10.17%，3.08%，5.08%和1.59%，2.99%，3.28%；各處理的總得分表現(xiàn)為T2>C2>T1>T3>C1>C3，同一采收期，高碳基肥處理較常規(guī)施肥處理分別高出3.21%，2.37%，2.87%。

表5 高碳基肥對(duì)不同采收期烤后煙中性致香物質(zhì)含量的影響Table 5 Effect of high-carbon base fertilizer on neutral aroma substances of flue-cured tobacco in different harvest period μg·g-1

表6 高碳基肥對(duì)不同采收期烤后煙感官質(zhì)量評(píng)吸的影響Table 6 Effect of high-carbon base fertilizer on the sensory quality evaluation of flue-cured tobacco in different harvest periods 分

3 結(jié)論與討論

烤煙葉片的物理特性可以反映煙葉田間生長(zhǎng)的狀況和成熟度，同時(shí)也是檢測(cè)煙葉內(nèi)含物質(zhì)充實(shí)與否的重要條件，對(duì)煙葉的品質(zhì)產(chǎn)生直接影響[19]。楊明坤等[20]研究表明，上部葉推遲10～11 d時(shí)，煙葉物理性狀較為良好。本試驗(yàn)研究表明，高碳基肥的施用可降低煙葉含梗率。這與張團(tuán)[21]研究結(jié)果一致?？竞鬅煶Ｒ?guī)化學(xué)成分的含量和協(xié)調(diào)性對(duì)煙葉內(nèi)在品質(zhì)至關(guān)重要，感官質(zhì)量評(píng)吸又是煙葉品質(zhì)評(píng)價(jià)的重要依據(jù)[22]。本試驗(yàn)研究表明，延后7 d采收可以提升煙葉的總糖、還原糖和鉀含量；相同采收時(shí)間，施用高碳基肥可以降低煙堿和總氮含量。使得煙葉的氮堿比更為協(xié)調(diào)[23]，兩糖比更為適宜[24]，同時(shí)提升了煙葉感官評(píng)吸質(zhì)量。可能與延遲采收使得煙葉成熟度升高，內(nèi)含物被消耗化學(xué)成分相互轉(zhuǎn)化有關(guān)[20]。同時(shí)，高碳基土壤修復(fù)肥中含有的生物炭具有吸附作用，改善了土壤中微生物群落的生存環(huán)境[25]，使得土壤中的元素更易被煙株吸收，進(jìn)而提升了上部煙葉的質(zhì)量。

多酚類物質(zhì)的含量對(duì)烤后煙葉的香氣質(zhì)、香氣量、煙葉的色澤、香吃味等有重要影響[26]。本試驗(yàn)結(jié)果表明，延遲7 d采收有助于上部煙葉的多酚物質(zhì)含量增加，且同一采收期，高碳基肥可以增加上部葉多酚物質(zhì)含量?？緹熢诔墒炱诤驼{(diào)制過程中，會(huì)導(dǎo)致煙葉中質(zhì)體色素的降解，烤煙中香氣物質(zhì)的增加與煙葉中的質(zhì)體色素降解有著密切關(guān)系[27]。本試驗(yàn)表明，高碳基肥的施入增加了煙葉的葉綠素含量。這與翁瑕等[28]研究結(jié)果一致。這可能與高碳基肥中的生物炭對(duì)土壤改良有一定作用，增加了土壤中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的含量，利于植物的生長(zhǎng)有關(guān)[29]。本試驗(yàn)還發(fā)現(xiàn)，延后采收的煙葉中質(zhì)體色素含量降低。這和張樹堂等[30]的研究結(jié)果一致。煙葉香氣是衡量煙葉品質(zhì)的重要指標(biāo)，中致香物質(zhì)的含量、種類都對(duì)煙葉的香氣質(zhì)、香氣量有著重大的影響[31]。煙葉中新植二烯是重要的萜烯類化合物，含量最高，是葉綠素的降解產(chǎn)物[32]。施用高碳基肥和延遲7 d采收均可增加上部葉中性致香物質(zhì)總量和新植二烯含量。這與高真真等[33]和呂大樹等[34]研究結(jié)果一致。這可能是因?yàn)椴墒掌谘舆t導(dǎo)致有效積溫增加，有利于煙葉大分子物質(zhì)充分降解和轉(zhuǎn)化[33]；另外，高碳基肥中的生物炭可以調(diào)控土壤養(yǎng)分平衡，提高土壤碳氮比，不同程度地提高煙葉碳氮關(guān)鍵酶活性，有利于促進(jìn)煙株的碳氮代謝平衡[35]，這種平衡有助于內(nèi)含物質(zhì)的轉(zhuǎn)化，進(jìn)而增加中性致香物質(zhì)含量。

綜上可知，高碳基肥的施入可以提升上部煙葉的厚度、葉質(zhì)質(zhì)量，增加總糖、還原糖和鉀含量和煙葉的香氣質(zhì)量，提升煙葉的質(zhì)體色素含量，利于香氣物質(zhì)的積累，對(duì)上部葉質(zhì)量的改善有一定的促進(jìn)作用。同時(shí)，合理延遲采收期可以降低煙堿和總氮含量，平衡煙葉的內(nèi)在化學(xué)成分，對(duì)感官質(zhì)量有較好的改善作用。但是要注意控制延遲采收的時(shí)間。本試驗(yàn)條件下，常規(guī)施肥基礎(chǔ)上延后7 d采收(處理C2)，在高碳基肥基礎(chǔ)上延后7 d(處理T2)至14 d(處理T3)采收對(duì)上部葉質(zhì)量提升較好。