中微量元素肥配施對烤煙生物堿積累及產質量的影響

引用格式：，等.中微量元素肥配施對烤煙生物堿積累及產質量的影響[J].湖南農業(yè)科學，2025（3）：30-36.DOI：10.16498/j.cnki.hnnykx.2025.003.006

中圖分類號：S572；S158.5 文獻標識碼：A 文章編號：1006-060X（2025）03-0030-07

Effects of Combined Application of Medium and Trace Element Fertilizers on Alkaloid Accumulation， Yield， and Quality ofFlue-Cured Tobacco

LIU Zi-jiel，HUANG Rui-yin， ZENG Jia-nan12，LI Hong-xing2， ZHANG Sheng-qiang4，CHEN Jian-jun1，

WANG Yuan-yuan1，YANG Tian-le2

（1.Collegeoficuture，outhingricutalUsityangzou4C;abcoagdonglC Ld.，Guangzhou5610，RC;3.GuangdongTobacco QingyuanCo，Ld.Qingyuan5515，C;4.LianzhouBranchGuandon Tobacco Qingyuan Co.， Ltd.， Lianzhou51340o，PRC）

Abstract：This studyinvestigatedtheeffectsofcombinedapplicationof mediumandtraceelementfertilizersonthe alkaloid acumulationualityandyieldofecuredtbaccomingtoproveteyelddalityoffuecuredtobaccoinLoe flue-curedtobacocultivarYueyan97'wasplantedandsubjectedtofourfrtilizationtreatments：water（CK），chlorine-magesiumboron fertilizers ，selenium-magnesium-boron fertilizers ，andcalcium-magnesium-boron fertilizers .Theresults showed thatcompared with CK，thethre fertilizationtreatmentssignificantlydecreasedthe SPADvaluesinthe upperleaves during the maturationstageandsignificantly increasedthealkaloidaccumulation intheroots，stems，andleaves during thematuration stage，and the increases followed the trend of .Compared with CK，the three fertilization treatments showed decreases intotasugarotetduinggarotetndgar/aaloidatindireassitotalrogeotet，cotieoted chemicalcomponentsusability indexofflue-cured tobacco leaves，with showcasingthe largestchanges.Meanwhile，medium and traceelementfertilzertreatmentsimprovedthesensoryevauatiosoresrgardngaromaqualtyiscelaneousgas，itationnd sensoryqualityoffue-curedtobaco.Moreover，thefertilizerssignifcantlyincreasedtheproportionofupperleavesanddecreased the proportion of middle and lower leaves， thus enhancing the yield，production value，and average price， with treatment showing higheryield，productionvalueandproportionofupperleavesandtheighestproportionoftp-adetobacco.Inonclusionthe combinedappicationofmediumandtraceelementfertilizerscanimprovethenicotinecontent，overallcordinationofchemical composition，sensoryquaityscore，andeconomictraitsofflue-curedtobacco.Particularlythecombinedapplicationofalcimmagnesium-boron fertilizers showing the best comprehensive performance should be popularized in Lianzhou.

Keywords： flue-cured tobacco;medium and trace element fertilizers; alkaloids; yield and quality

連州煙區(qū)位于廣東省西北部，地處南嶺山脈南麓，是焦甜醇甜香型優(yōu)質煙葉產區(qū)之一。該煙區(qū)雖然土壤中有機質、堿解氮和速效磷含量處于豐富水平，但速效鉀和有效硼含量均較低，且紅火泥地和石灰泥田中的水溶性氯含量也偏低[1]。近年來，隨著作物產量和復種指數(shù)的提高，土壤內的中微量元素逐漸流失，加上煙葉生產施肥主要以氮、磷、鉀等大量元素為主，忽略了中微量元素的補充[2]，導致煙區(qū)煙葉產量和品質下降。

鎂（Mg）和鈣（Ca）都是煙葉生長所必需的中量元素。鎂缺乏可能會抑制煙株對氮、磷、鉀養(yǎng)分的吸收，降低煙葉光合性能，使煙株的碳代謝受阻，氮代謝水平降低，并帶來煙葉結構脆弱、吸濕性增強、儲存和醇化過程困難等問題[3-4]。適當施用鎂肥，有利于烤煙品質、產量與產值的提升[5]。鈣是細胞壁胞間層中果膠酸鈣的組成成分，是蛋白質的羧基與磷脂中的磷酸聯(lián)結的橋梁，具有穩(wěn)定膜結構的功能，其存在有助于保持細胞膜的完整性和通透性，可防止細胞內的鉀外滲；鈣是偶聯(lián)胞內生理生化反應與胞外信號的第二信使，對煙株體內的新陳代謝調節(jié)具有重要作用；同時，鈣還能夠降低烤煙葉片中的硝酸鹽含量，緩解其他離子帶來的毒害[6-7]。

微量元素在煙葉中含量較低，但其對煙葉的正常生長發(fā)育及代謝至關重要。研究表明，煙株生長素的合成、體內碳水化合物的代謝與運輸?shù)榷喾N生理生化過程會受到鋅、鉬和硼等微量元素的影響[。其中，硼（B）可以促進煙葉對鎂、錳和鉬的吸收，降低煙葉中氯的含量，促進細胞生長和組織分化，降低煙葉焦油含量[9-10]。土壤缺硼會導致煙株根系發(fā)育不良，煙葉產質量下降，對煙葉風格、品質特征及感官評吸質量產生負面影響[11-12]。氯（C1）與煙葉的產質量有著密切關系。研究發(fā)現(xiàn)，當煙葉氯含量過高時，其燃燒性變差；當氯含量過低時，煙葉易碎，質量下降[13]。適宜的氯含量能促進煙株對氮、磷、鉀和鈣的吸收[14]。硒（Se）是一種有益元素，適量的硒可以促進煙草生長，提高煙株的抗逆性，有利于煙葉香氣物質的積累，進而提升煙葉香氣品質[15]。

有研究表明，適當比例的氯鎂硼配合施用能夠促進煙株生長并可提高烤煙產值[9；硒硼配施能夠增強上部煙葉化學成分的協(xié)調性，提高中上部煙葉外觀質量和感官品質，降低中上部煙葉蛋白質含量進而改善煙葉的燃吸品質[1；鈣鎂硼配施可以提高作物的產量并改善其果實品質[17-18]；硒鎂硼配施對作物（烤煙）的影響鮮有報道。煙草是中等需硼作物，連州煙區(qū)土壤存在硼元素供應不足的現(xiàn)象[1；鎂是組成葉綠素分子的重要礦質元素，是烤煙生長發(fā)育必需的營養(yǎng)元素。因此，本研究中，各施肥處理均含有硼、鎂元素，分別加入氯、硒和鈣元素進行比較試驗，旨在探明不同中微量元素肥配施對烤煙生物堿積累及產質量的影響，以期為連州煙區(qū)煙葉產質量提升提供參考。

1材料與方法

1.1 試驗地概況與試驗材料

試驗于2023年2—7月在廣東省清遠市星子鎮(zhèn)（ ， ）試驗田內開展，前茬作物為水稻，土壤pH值為7.38，有機質 3 9 . 0 3 g / k g 全氮 2 . 1 2 g / k g ，全磷 1 . 0 4 g / k g ，全鉀 6 . 2 2 g / k g ，堿解氮 2 5 5 . 4 6 m g / k g ，有效磷 2 1 . 5 2 m g / k g ，速效鉀4 5 8 . 5 0 m g / k g 。

供試烤煙品種為‘粵煙 ，煙苗于2月12日移栽，5月10日打頂，純氮用量為 氮肥為煙草專用固態(tài)復合肥（云南云葉化肥股份有限公司）， 。

1.2 試驗設計

試驗設置了4個處理，分別為：CK（等量清水） （氯鎂硼肥配施比例為 4 ： 1 0 ： 1 ）、 （硒鎂硼肥配施比例為 和 （鈣鎂硼肥配施比例為 1 1 ： 2 0 ： 2 ），氯肥為氯化鉀，鎂肥為硫酸鎂，硼肥為十水合四硼酸鈉，硒肥為亞硒酸鈉，鈣肥為氯化鈣，生產商均為廣州化學試劑廠。各施肥處理按上述比例配制固態(tài)肥料兌水噴施，噴施濃度為0 . 5 % ，施肥量為 。試驗采用隨機區(qū)組排列，每個處理重復3次，共12個小區(qū)，每個小區(qū)包含80株煙株，種植密度為16500株 ，株行距為0 . 5 m× 1 . 0 m ，四周設雙行保護行。其他田間管理和施肥措施按照《連州市烤煙生產標準化技術方案》執(zhí)行。中微量元素肥于植株打頂后1＼～2d葉面噴施，至液滴均勻分布于葉片正反兩面時停止，此后每隔5＼～7d噴施1次，共噴施3次。

1.3 測定項目及方法

1.3.1SPAD值在成熟期使用葉綠素測定儀SPAD-502對上部葉進行測定。

1.3.2干物質量在成熟期（打頂后21d），于每個小區(qū)隨機選取長勢一致的煙株3株，挖取完整煙株后裝入網(wǎng)袋，洗凈后按部位分類（根、莖、上部葉、中部葉和下部葉）。將煙株各分類樣本放入 1 0 5 % 烘箱中殺青 4 5 m i n 后，調至 8 0 % 烘干至恒重，再分別稱重測定各部位干物質量。

1.3.3生物堿組分 依據(jù)標準YC/T559—2018[19]，采用氣相色譜法于成熟期（打頂后21d）測定煙株各部位的煙草特征生物堿（煙堿、降煙堿、新煙草堿、假木賊堿）含量，并計算總生物堿含量。

1.3.4化學成分各處理選取上部葉（B2F）和中部葉（C3F）的烤后煙葉樣品測定總糖、還原糖、煙堿、總氮和氯含量，并計算糖堿比。其中，可溶性總糖含量采用蒽酮比色法測定，還原糖含量采用3，5-二硝基水楊酸比色法測定，煙堿含量采用蒸餾－紫外分光光度法測定，總氮含量采用凱氏定氮法測定，氯含量采用電位滴定法測定。

1.3.5感官質量評分各處理選取上部葉（B2F）烤后煙葉樣品，切絲卷制為單料煙，由廣東中煙工業(yè)有限責任公司卷煙評吸專家參照YC/T138—1998對煙葉感官質量進行評定，評吸指標主要包括濃度、勁頭、香氣質、香氣量、雜氣、刺激性及余味。采用單項指標滿分10分制進行評分，再計算總分。

1.3.6經濟性狀對各小區(qū)煙葉分別進行標記、采收和烘烤，并按照GB2635—1992進行分級，調查煙葉單位面積（ ）產量、均價、上等煙比例和產值等經濟性狀指標。

1.4化學成分模糊評價

1.4.1主成分分析對烤煙的6個化學成分指標（總糖、還原糖、煙堿、總氮、氯含量、糖堿比）進行主成分分析（PCA），提取貢獻率排名前3的主成分計算其載荷矩陣，并依據(jù)公式（1）計算主成分評價指標的權重，依據(jù)公式（2）將初始權重轉化為變量權重。

式中， 表示第 j 個化學成分指標的初始權重； 代表第 j 個化學成分指標的變量權重； 表示第j 個化學成分指標在第 p 個主成分上的載荷值；其中，j=1 ，2，3，…， 表示第 p 個主成分的方差貢獻率。

1.4.2隸屬函數(shù)的建立和隸屬度的計算采用隸屬函數(shù)法計算各化學成分指標的隸屬值，按公式（3）將各指標的原始數(shù)據(jù)轉換為0.1＼～1的隸屬值，采用拋物線型（parabola，P）隸屬函數(shù)[20]。

式中， N （ x ） 為隸屬度函數(shù)； x 為烤煙樣品中化學成分的實際含量值； 、 ！ 和 分別代表各化學成分指標的下臨界值、上臨界值、最優(yōu)值下限和最優(yōu)值上限，根據(jù)前人研究及實踐經驗確定各化學成分指標的隸屬函數(shù)類型及函數(shù)拐點[20-21]

1.4.3化學成分可用性指數(shù)評價按公式（4）計算烤煙化學成分可用性指數(shù)值，數(shù)值越大，可用性越好。相關公式及說明如下：

式中， 和 分別表示第 i 個樣本第 j 個指標的隸屬函數(shù)值和權重，其中 100，且滿足 。

1.5 數(shù)據(jù)處理方法

使用MicrosoftExcel進行數(shù)據(jù)整理與作圖，使用SPSS21.0進行統(tǒng)計分析和差異顯著性分析。

2 結果與分析

2.1各處理對煙葉SPAD值的影響

如圖1所示，各施肥處理的SPAD值均顯著低于CK，但處理間無顯著差異。這說明施用中微量元素肥可顯著降低煙草上部葉的SPAD值。

2.2各處理對煙株干物質量的影響

如圖2所示，各施肥處理的根部干物質量均顯著低于對照，不同施肥處理間無顯著差異。莖和葉的干物質量指標下， 顯著高于其他處理；其中， 的上部葉干物質量最高，較CK增加了 1 7 . 5 6 % ; 的中部葉和下部葉干物質量均高于其他處理，較CK分別顯著增加 1 4 . 5 3 % 和 2 3 . 0 1 % 。

2.3各處理對煙株生物堿組分的影響

由圖3可知，施肥處理下煙株器官（根、莖、葉）

的總生物堿含量均有顯著提高，增幅表現(xiàn)為 。煙堿在生物堿組分中占比最大，從煙堿含量來看，根部和莖部的含量較低，葉片含量較高，且上部葉含量高于中、下部葉。各施肥處理下，不同部位的煙堿含量較CK均有顯著提高，其中， 、 和 處理的中部葉煙堿含量增幅分別為 4 . 6 5 % 、6 . 2 7 % 和 1 2 . 1 6 % ，上部葉煙堿含量增幅分別為 3 . 1 5 % 、7 . 3 6 % 和 12 . 8 2 % 。降煙堿、假木賊堿和新煙草堿在根部、上部葉和中部葉中含量較高。其中，除 的莖部降煙堿含量與CK無顯著差異外，各施肥處理各部位的降煙堿含量均顯著高于CK；除 的根部、中部葉和下部葉的假木賊堿含量與CK無顯著差異外，各施肥處理各部位的假木賊堿含量均顯著高于CK；除 的下部葉新煙草堿含量與CK無顯著差異外，各施肥處理各部位的新煙草堿含量均顯著高于CK。由此可見，打頂后葉面噴施中微量元素肥可有效促進各類生物堿在煙株根部、莖部及葉部的積累。

2.4各處理烤煙常規(guī)化學成分及可用性指數(shù)評價

如表1所示，與CK相比，各施肥處理烤煙的總糖含量、還原糖含量和糖堿比均有所降低，其中后兩者降幅達顯著水平?？偟亢蜔焿A含量有所升高，其中煙堿含量增幅達顯著水平。上述化學成分指標下，各施肥處理數(shù)值變化幅度均表現(xiàn)為 。此外， 和 處理的氯離子含量較CK顯著增加。

選取以上6個指標作為評價因子，根據(jù)因子所屬的隸屬函數(shù)類型及拐點值（表2），采用主成分分析法提取了排名前3的主成分，計算得到各主成分的載荷矩陣和權重（表3）。提取主成分的累計方差貢獻率達 9 7 . 4 6 8 % ，說明其代表性強，降維效果顯著。

結合隸屬函數(shù)法計算各化學成分的可用性指數(shù)（CCUI），結果如表1所示。各施肥處理的CCUI均高于CK，其中 處理的增幅最大。綜上，中微量元素肥料可有效降低烤煙總糖含量、還原糖含量及糖堿比，提高總氮含量、煙堿含量及化學成分可用性指數(shù)，使烤煙的整體化學成分更加協(xié)調。

2.5各處理烤煙（上部葉）感官質量評價

從表4可知，各施肥處理感官質量評價總分均高于CK，其香氣質、雜氣和刺激性評分提高，這說明施肥處理的烤后煙葉香氣質更好，雜氣更少，刺激性更加適宜，綜合感官質量表現(xiàn)更佳。其中， 和 總分持平，均為最高；香氣質指標下， 評分最高；雜氣指標下， 評分最高；刺激性評分上，各施肥處理評分一致。

2.6各處理對烤煙經濟性狀的影響

如表5所示，施肥處理的煙葉產量、產值和均價均顯著提高， 處理的增幅最大，產量和產值較對照分別提高了 2 4 . 2 9 % 和 3 1 . 7 7 % 。在煙葉等級結構上，與CK相比，施肥處理上部葉的比例顯著提高，中部葉和下部葉的比例顯著下降；其中， 的上部葉比例增幅最大， 次之。各施肥處理的上等煙比例顯著高于CK；其中， 增幅最大，達 7 0 . 0 5 % 次之（ 6 1 . 5 7 % ）。

3 討論與結論

有研究發(fā)現(xiàn)，施用適量的鎂肥能提高烤煙煙堿含量[22]，改善煙葉化學成分的整體協(xié)調性。試驗中，與CK比較，各施肥處理成熟期煙株不同部位的總生物堿、煙堿、降煙堿、假木賊堿和新煙草堿含量明顯提高，且CCUI均有所上升，與前人研究一致。增施硼肥能夠促進煙葉的生理成熟[，并降低烤后煙葉的總糖和還原糖含量[23]。試驗結果顯示，成熟期上部葉的SPAD值顯著下降，烤后煙葉的總糖、還原糖含量及糖堿比均有所降低，與前人結論相符。同時，增施硼肥有利于烤煙上部葉的生長[24]，鎂硼互作能夠增強煙株的光合作用，促進其對氮、磷和鉀等養(yǎng)分的吸收，進而提升煙葉的品質和產量[9.14.25]。本試驗中，各施肥處理提高了上等煙比例、上部葉比例、產量和產值，降低了中下部葉比例，驗證了上述結論。此外，各施肥處理的根部干物質量均顯著下降，這可能是因為施用硼肥促進了干物質向葉部轉運[26]。

當烤煙氯含量在 0 . 0 1 %～1 . 2 0 % 范圍內時，氯含量與香氣質、香氣量、余味、雜氣、燃燒性、灰色和評吸總分存在顯著的二次曲線回歸關系；一般情況下，當烤煙的氯含量低于 0 . 5 % 時，隨著氯含量的增加，煙葉的香氣質、香氣量和余味評分均上升；當氯含量超過 0 . 5 % 后，相應分值開始下降，說明 0 . 5 % 可能是烤煙氯含量的閾值，此時評吸總分高且感官質量佳[27]。本研究中，各施肥處理的氯含量均在 0 . 5 % 以下且 和 數(shù)值接近 0 . 5 % ，其中， 處理（氯鎂硼肥）的氯含量最高，其香氣質評分和感官質量評價總分均為最高，驗證了前人結論。

施用一定量的硒肥有助于提高烤后煙葉的經濟性狀和品質特征指標[28]。王政等[研究發(fā)現(xiàn)，適量的有機硒肥與硼肥配施有利于烤煙光合生理調控，能改善上部煙葉化學成分的協(xié)調性，提高煙葉的燃吸品質和安全性。試驗結果表明， 處理（硒鎂硼配施）的CCUI和感官質量評分均高于CK，與前人結論吻合。

鈣元素能促進煙株的地上部和根系生物量的積累[29]，土壤交換性鈣與上、中部煙葉的煙堿含量呈正相關，與還原糖呈負相關[30]。試驗中， 處理（鈣鎂硼配施）的葉部干物質量顯著高于其他處理，煙堿含量最高且還原糖含量最低，驗證了前人結論。此外， 煙堿含量的提升還改善了烤煙整體化學成分的協(xié)調性，使其CCUI高于其他處理。

綜上所述，中微量元素合理配施可降低烤煙總糖含量、還原糖含量和糖堿比，提高總氮含量、生物堿組分積累量和CCUI，改善化學成分協(xié)調性，提高烤后煙葉感官質量，優(yōu)化煙葉等級結構，提高上等煙比例、產量和產值等。其中， 處理（鈣鎂硼配施）的烤后煙葉生物堿組分增幅最大，化學成分可用性指數(shù)最高，整體化學成分協(xié)調性最好，經濟性狀優(yōu)良，感官質量評價最佳。因此，綜合比較下， 處理的中微量元素肥配施方案更適宜在連州煙區(qū)推廣。

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（責任編輯：彭靜瀾）