密度和氮用量對烤煙上部葉中性致香物質和感官質量的影響

張渝婕，趙銘欽*，賀 凡，劉鵬飛，王鵬澤，來 苗，盧素萍，石 剛

（1.河南農業大學煙草學院，鄭州 450002；2.湖北中煙工業有限責任公司武漢卷煙廠，武漢 430051）

密度和氮用量對烤煙上部葉中性致香物質和感官質量的影響

張渝婕1，趙銘欽1*，賀 凡1，劉鵬飛1，王鵬澤1，來 苗1，盧素萍1，石 剛2

（1.河南農業大學煙草學院，鄭州 450002；2.湖北中煙工業有限責任公司武漢卷煙廠，武漢 430051）

為了研究種植密度與氮用量互作對烤煙上部葉香氣物質含量和感官質量的影響，以云煙87為試驗材料，采用兩因素裂區試驗設計，通過方差分析、顯著性檢驗和偏相關分析等方法進行了研究。結果表明：（1）種植密度和氮用量與中性致香物質含量皆呈極顯著正相關關系，二者互作對上部葉中性致香物質含量增加作用明顯，尤其是高密度高氮、高密度中氮、中密度高氮和中密度中氮等4個互作處理煙葉香氣總量提升幅度較大；（2）種植密度與感官質量呈極顯著負相關關系，而低密度、中密度分別與低氮、高氮互作則對感官評吸質量有一定的促進作用；（3）不同互作處理相比較，以中密度高氮為最好，低密度高氮、低密度中氮、高密度高氮、高密度中氮次之，高密度低氮相對較差，表明不同的種植密度與氮用量互作對上部煙葉香吃味質量影響效應明顯不同。

烤煙；上部葉；密度；氮用量；中性致香物質；評吸質量

煙草的土壤營養和空間營養影響甚至決定著煙葉的香吃味質量。合理控制種植密度是協調煙草個體與群體矛盾的主要栽培技術之一，也是決定煙葉產量與質量的主要因素［1］。適宜的氮用量可以保證煙株正常生長發育，有助于煙葉品質和產量的提高［2］，多數研究表明，密度和施氮量對烤煙的農藝性狀、化學成分、光合作用、產量及產值等均有顯著影響［3-9］。有關種植密度和氮用量對煙葉品質的影響研究文獻較多，但二者互作對香吃味質量的影響研究較少。針對這一問題，開展了種植密度與氮用量互作對烤煙中性致香成分含量與感官質量的影響，旨在為提高河南烤煙上部葉質量及其可用性提供理論依據和技術支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗于2013—2014年在南陽市方城縣金葉園進行。供試土壤為黃壤土，pH為7.48，有機質11.45 g/kg，全氮0.72 g/kg，堿解氮55.00 mg/kg，速效磷15.01 mg/kg，速效鉀160.00 mg/kg。試驗田地勢平坦、灌溉便利，前茬作物為玉米。供試品種為云煙87。施用肥料均為煙草專用復合肥［m（N）：m（P2O5）∶m（K2O）=10∶10∶20］，硝酸銨（含純氮34%），重過磷酸鈣（含P2O546%），硫酸鉀（含K2O 50%）；其中總純氮用量的40%由芝麻餅肥（全氮57.08 g/kg、全磷26.15 g/kg、全鉀14.29 g/kg）提供，氮、磷、鉀肥的70%條施作基肥，30%作穴肥，田間管理按規范化栽培措施進行。

1.2 試驗設計

本試驗為兩因素裂區試驗，主因子（主區處理）為種植密度（D），設置3個水平，分別為D1： 13 500 株/hm2，D2∶16 500 株/hm2，D3∶19 500 株/hm2，采用1.20 m固定行距，株距分別為D1：0.617 m，D2：0.505 m，D3：0.427 m；副因子（副區處理）為氮用量（N），設置3個水平，分別為純氮N1：45 kg/hm2、N2：60 kg/hm2、N3：75 kg/hm2，每個處理施用P2O590 kg/hm2，K2O 135 kg/hm2，整個裂區試驗共設置9個處理，3次重復，共27個小區，每小區面積為130.00 m2。于4月中旬條施70%肥料，5月1日移栽。

1.3 測定項目與方法

化學成分測定方法參考文獻［10-11］進行測定。中性致香成分采用水蒸氣蒸餾-二氯甲烷溶劑萃取法［12］進行提取，所得樣品有機相以GC/MS鑒定結果和NIST庫檢索定性，各組分相對含量以其峰面積所占總峰面積的百分比表示。

感官評吸由吉林煙草工業有限責任公司技術中心卷煙評吸委員會進行。采用單料煙9分制評吸方式，即各個評吸指標均按各自的質量檔次進行賦值計分，最后再計算評吸總得分。數值處理采用Excel和SPSS 20.0軟件進行分析。

2 結 果

2.1 密度與氮用量互作對烤煙上部葉化學成分含量的影響

通過分析密度與氮素互作對上部葉化學成分含量的影響，結果表明（表1），密度對煙堿、糖堿比作用極顯著，對鉀含量作用顯著，密氮互作對糖、煙堿、鉀含量、糖堿比產生極顯著或顯著影響，氮用量對化學成分影響最大，互作次之，密度最小。糖堿比、氮堿比隨密度增大整體呈先增大后減小的變化趨勢，氮用量增大后，糖含量、糖堿比和氮堿比整體呈下降趨勢，鉀氯比整體呈先增大后減小的變化趨勢。

表1 密度與氮用量互作對烤煙上部葉化學成分的影響Table 1 Effects of different treatment interactions on chemical component contents in upper leaves of flue-cured tobacco

2.2 密度和氮用量互作對烤煙上部葉中性致香物質含量的影響

由表2看出，不同類別致香成分含量與香氣總量隨密度和氮用量增大整體呈上升趨勢。表現為低密度（D1）下氮用量增大后，西柏烷類致香物質含量、新植二烯含量和香氣總量在低氮下含量最低，中氮下含量略高于高氮下含量，其他致香成分含量隨氮用量的增大而顯著升高；中密度（D2）和高密度（D3）下中性致香成分含量隨氮量增大整體呈上升趨勢。低氮（N1）下密度增大后，新植二烯含量先上升后下降，中密度的新植二烯含量略高于高密度的含量，其他致香成分含量和香氣總量呈現先降低后升高的變化；中氮（N2）下密度增大后，芳香族氨基酸類、西柏烷類致香物質含量和除新植二烯外香氣總量先降低后升高，其他致香成分含量和香氣總量顯著升高；高氮（N3）下密度增大后，中性致香成分含量整體呈上升趨勢。中性致香成分含量在高密和高氮下含量顯著高于其他處理。說明密度和氮用量與致香物質含量密切相關。

進一步研究表明，不同處理煙葉中的香氣物質含量及其組成明顯不同。就香氣物質含量而言，以D3N3處理煙葉中香氣物質含量最高，D2N3和D3N2處理次之，D1N1和D2N1處理最低；就香氣物質組成而言，D3N3、D3N2和D2N3處理煙葉中不同致香成分含量均較高，D1N3和D2N2次之，D1N1、D1N2和D2N1處理在不同類別致香物質含量均較低。

表2 不同互作處理對烤煙上部葉致香物質含量的影響 μg/gTable 2 Effects of different treatment interactions on aroma component contents in upper leaves of flue-cured tobacco

2.3 密度和氮用量互作對烤煙感官質量的影響

通過密度和氮用量對上部煙葉感官質量的研究結果表明（表3），隨著密度的增大，煙葉的感官質量總體呈明顯下降趨勢，主要表現為香氣質變差、香氣量減少、雜氣增大、刺激性加重、余味舒適性有所降低。而無論在何種密度條件下，當煙株施氮量增加后，煙葉的感官評吸質量卻有顯著提升，表現在香氣質、香氣量、勁頭、燃燒性等方面的得分增加。進一步的顯著性檢驗顯示，密度對香氣質、香氣量、雜氣、刺激性、余味有極顯著的影響，密度和氮用量對勁頭和灰色均表現出顯著互作效應，密度、氮用量及互作對評吸結果影響極顯著。不同處理相比較，以D1N3和D1N2處理的感官質量最好，D2N1、D1N1和D2N3次之，D2N2和D3N1處理的感官質量最差。

表3 不同互作處理對烤煙上部葉評吸質量的指標統計和顯著性檢驗Table 3 Index statistics of different treatment interactions and significance test on smoking quality in upper leaves of flue-cured tobacco

2.4 密度和氮用量互作對烤煙香吃味質量的偏相關分析

通過密度和氮用量與不同致香物質含量的偏相關分析結果（表4）顯示，分別除去氮用量、密度的影響可得，密度、氮用量與5個類別致香含量及香氣總量均呈現極顯著的正相關關系；建立線性回歸方程Y香氣總量=0.018*D+3.447*N+292.761，R2=0.756。說明密度和氮用量互作對上部煙葉香氣物質含量的影響較為明顯。

進一步對密度和氮用量與上部葉評吸質量的偏相關分析（表4）顯示，除去氮用量影響，密度與香氣質、香氣量、雜氣、刺激性、余味、評吸總分呈極顯著負相關關系；除去密度影響，氮用量與勁頭呈顯著正相關關系，與刺激性和余味存在負相關關系，表明密度和氮用量對感官質量具有明顯的影響。

3 討 論

本試驗研究表明，密度和氮用量與中性致香成分呈極顯著的正相關關系，二者對提高香氣總量都有極顯著的促進作用，具體表現為，同密度水平下，高氮量的致香成分含量（西柏烷類除外）能達到最大值或較大值；同氮素水平下，高密度的致香物質含量最大，中密度次之，低密度的含量最小。其中，密度和氮用量分別為19 500 株/hm2、75 kg/hm2和19 500 株/hm2、60 kg/hm2互作處理的煙葉不同致香物質含量均較高，16 500 株/hm2、75 kg/hm2和16 500 株/hm2、60 kg/hm2次之。13 500 株/hm2、75 kg/hm2處理的烤煙棕色化產物類物質含量最高。說明高香氣成分的烤煙主要集中在中密度、高密度和中氮量、高氮量的處理中，與以往的研究結論基本一致［13-16］。

表4 烤煙致香物質含量和感官質量的偏相關分析Table 4 Partial Correlation analysis of aroma component contents and smoking quality

研究結果顯示，高密度對提高烤煙中性致香物質含量十分有利，但是對感官質量存在不利影響。影響上部葉感官質量的主要因素為種植密度，上部葉感官質量隨密度增大而顯著下降，可能是因為密度和氮用量的增大會引起化學成分、游離氨基酸等含量的變化［5，7，17］，而這些成分對感官質量有顯著影響［18-23］，如總糖、還原糖與評吸總分極顯著或顯著正相關，總氮、煙堿、氯含量與評吸總分極顯著或顯著負相關［18-20］，本試驗結果表明，總糖、還原糖和氯含量隨密度的增大整體呈下降趨勢，煙堿、總氮、鉀含量和鉀氯比隨密度增大整體上升，與宋瑩麗等［24］的研究結果一致。因此，密度增大會導致感官質量下降。游離氨基酸含量過高或過低也會降低烤煙的抽吸品質［21-22］，大部分香味成分與感官質量顯著正相關，但也有少量香氣成分與感官質量呈顯著負相關關系［23］，這也是導致感官質量下降的原因。

4 結 論

密度和氮用量增大，均可極顯著提高上部葉中性致香物質含量，密氮互作對不同類別致香成分含量的提高作用極顯著。上部葉感官質量隨氮用量增大整體呈上升趨勢，隨密度增大而極顯著下降，密度是影響上部葉感官質量的主要因素。綜合分析可得，密度為16 500 株/hm2、氮用量75 kg/hm2的互作處理對提高烤煙上部葉中性致香物質含量和感官質量最適宜。

［1］ 劉國順. 煙草栽培學［M］．北京：中國農業出版社，2003．

［2］ 孫群，佟漢文，吳波，等．不同種源烏拉爾甘草形態和ISSR遺傳多樣性研究［J］．植物遺傳資源學報，2007，8（1）：56-63．

［3］ 張喜峰，張立新，高梅，等．密度與氮肥互作對烤煙圓頂期農藝及經濟性狀的影響［J］．中國煙草科學，2012，33（5）：36-41．

［4］ 李文璧，朱凱，段鳳云，等．施氮量和種植密度對紅花大金元煙田小氣候和產值的影響［J］．中國煙草科學，2008，29（2）：27-32．

［5］ 張喜峰，張立新，高梅，等．密度與氮肥互作對烤煙氮鉀含量、光合特性及產量的影響［J］．中國土壤與肥料，2013（2）：32-36，61．

［6］ 毛家偉，張翔，王宏，等．種植密度和氮用量對煙葉光合特性和產量質量的影響［J］．干旱地區農業研究，2012（5）：66-70．

［7］ 上官克攀，楊虹琦，羅桂森，等．種植密度對烤煙生長和煙堿含量的影響［J］．煙草科技，2003（8）：42-45．

［8］ 趙銘欽，盧葉，劉云，等．種植密度與留葉數對打頂后烤煙幾種酶活性和MDA含量的影響［J］．中國煙草學報，2009（3）：49-53，62．

［9］ 張廣富，趙銘欽，王冬，等．不同種植密度烤煙凈光合速率日變化與生理生態因子的關系［J］．中國煙草學報，2011（1）：54-61．

［10］ 王瑞新. 煙草化學［M］．北京：中國農業出版社，2003．［11］ 王瑞新，韓富根，楊素勤．煙葉化學品質分析［M］．鄭州：河南科學技術出版社，1990：50-66．

［12］ 王鵬澤，趙銘欽，劉鵬飛，等．濃香型產區烤煙中性致香成分與生物堿組成及含量［J］．中國煙草科學，2014，35（5）：98-102．

［13］ 趙銘欽，楊磊，李元實，等．不同施氮水平對烤煙中性致香成分及評吸質量的影響［J］．云南農業大學學報，2009（1）：16-21．

［14］ 韓富根，沈錚，李元實，等．施氮量對烤煙經濟性狀、化學成分及香氣質量的影響［J］．中國煙草學報，2009（5）：38-42．

［15］ 張廣富，趙銘欽，韓富根，等．種植密度和施鉀量對烤煙化學成分和香氣物質含量的影響［J］．中國土壤與肥料，2011（5）：43-47．

［16］ 王東勝，王能如，李章海，等．栽培調控措施對南丹烤煙香氣質量的影響［J］．安徽農業科學，2009（10）：4505-4509．

［17］ 宋小林，劉強，宋海星，等．不同處理條件下油菜莖葉可溶性糖和游離氨基酸總量及其對籽粒產量的影響［J］．西北農業學報，2010（6）：187-191．

［18］ 杜娟，張楠，許自成，等．烤煙不同部位煙葉主要化學成分與感官質量的關系［J］．鄭州輕工業學院學報：自然科學版，2011（2）：16-20．

［19］ 常愛霞，杜詠梅，付秋娟，等．烤煙主要化學成分與感官質量的相關性分析［J］．中國煙草科學，2009，30（6）：9-12．

［20］ 劉偉，王健強，師金鴿，等．3種香型典型產區烤煙主要理化特征與感官質量的關系［J］．作物研究，2014（7）：807-811，814．

［21］ 鄧國賓，曾曉鷹，薛紅芬，等．烤煙游離氨基酸與感官質量的相關性研究［J］．中國煙草科學，2011，32（5）：14-19，23．

［22］ 劉榮森. 烤煙游離氨基酸的研究［D］．長沙：湖南農業大學，2007．

［23］ 胡建軍，周冀衡，李文偉，等．烤煙香味成分與其感官質量的典型相關分析［J］．煙草科技，2007（3）：9-15，22．

［24］ 宋瑩麗，史宏志，何景福，等．不同施氮量下采收時期對上部葉質量和經濟性狀的影響［J］．中國煙草科學，2014，35（2）：94-99．

Effects of Planting Density and Nitrogen Application Rate on Neutral Aroma Components and Smoking Quality in Upper Leaves of Flue-cured Tobacco

ZHANG Yujie， ZHAO Mingqin*， HE Fan， LIU Pengfei， WANG Pengze， LAI Miao， LU Suping， SHI Gang2
（1. College of Tobacco Science， Henan Agricultural University， Zhengzhou 450002， China； 2. Wuhan Cigarette Factory， China Tobacco Hubei Industrial Co.， Ltd.， Wuhan 430051， China）

The effects of the interaction between planting density and nitrogen application rate on neutral aroma component contents and smoking quality of upper leaves was studied with Yunyan 87 as the sample variety using a split-plot experiment design and the data was ananlyzed using variance analysis， significance test， partial correlation and other methods. The results showed that both planting density and nitrogen application rate had significantly positive correlation with neutral aroma component contents. The interaction of planting density and nitrogen application rate had a greater influence on the enhancement of neutral aroma component contents， especially in the following four treatment combinations including high density high nitrogen， high density medium nitrogen，medium density high nitrogen and medium density medium nitrogen， all of which significantly improved the total aroma content of the upper leaves. Partial correlation analysis showed that planting density showed a significantly negative correlation with smoking quality. Low and medium planting density， in combination with both low nitrogen application rate and high nitrogen application rate could promote smoking quality. Compared with the comprehensive assessment of different combinations of treatments， the results indicated that the treatment combination of medium density， high nitrogen was the best and most appropriate combination in neutral aroma component contents and smoking quality， the treatment combinations of low density high nitrogen， low density medium nitrogen，high density high nitrogen and high density medium nitrogen were the next， and the treatment combination of high density low nitrogen was the worst compared with the other treatments. Comparison between different treatment combinations revealed that the influence on neutral aroma component contents and smoking quality was significantly different among interactions of different planting densities and nitrogen application rates.

flue-cured tobacco； upper leaves； planting density； nitrogen application rate； neutral aroma components； smoking quality

S572.06

1007-5119（2015）06-0037-06

10.13496/j.issn.1007-5119.2015.06.007

吉林煙草工業有限責任公司項目“提高河南基地上六片葉可用性技術研究與示范開發”［JY2013001］

張渝婕（1990-），碩士研究生，研究方向為煙草栽培生理生化研究。E-mail：fionazhangyj@163.com

*通信作者，E-mail：zhaomingqin@126.com

2015-07-01

2015-11-28