不同保水劑對云縣烤煙品質及經濟性狀的影響

楊正敏 李春林 李翠萍

摘要 為提高干旱季節煙區土壤水肥供給能力，降低干旱脅迫對煙葉生產的危害，研究不同保水劑對云縣煙葉品質指標及經濟性狀的影響。結果表明，與對照相比，潔特黃金子母袋和金脈恩2種保水劑處理后煙葉中的可溶性糖、游離脯氨酸和葉綠素等含量較高，凈光合速率在煙草各生育期相對較好，蒸騰速率小，總糖、還原糖、煙堿、總氮和蛋白質含量較為適宜，鉀含量稍高，氯含量低，中性致香物質總量高，煙葉抗旱性強，烤后煙品質和經濟效益高，適合推廣應用。

關鍵詞 保水劑；煙草；品質：經濟性狀

中圖分類號 S572 文獻標識碼 A 文章編號 0517-6611（2015）11-199-04

煙草在大田生育期中對水分非常敏感，缺水不僅直接造成煙株生長發育不良，還影響根系對肥料的吸收利用，特別是旺長期，如受到干旱脅迫其煙葉產量和質量會大幅下降。提高土壤水分利用率，最大限度地發揮肥水互作效應，做到以肥調水是旱作煙區調節農田水分的重要途徑之一。保水劑是一種具有高吸水特性的高分子材料，它能迅速吸收比自身重數百倍甚至上千倍的純水，而且有反復吸水功能，吸水后的水凝膠可緩慢釋放水分供作物利用[1-2]，具有保水和保肥等作用，在玉米、小麥和棉花等作物中應用廣泛[3-6]。目前，煙草栽培措施主要集中在水肥一體化、水肥互作和水肥耦合等方面 [7-10]。左廣玲等[11]報道了自制改性大豆秸稈基保水劑對旱區煙田土壤水分和煙草生長的影響，但通過施用保水劑改善煙株生長期干旱逆境的研究還未見報道。筆者通過分析不同保水劑對烤煙品質指標及經濟性狀的影響，篩選出適合煙葉生產需要的保水劑，對減少干旱脅迫對煙株大田生長發育的危害、提高煙葉質量和增加經濟效益具有重要意義。

1 材料與方法

1.1 試驗設計

供試品種為我國主栽品種云煙87。試驗共設6個處理，即T1（CK）；T2：保水劑1號（潔特黃金子母袋），子袋隨底肥施用，母袋在煙株伸根期噴施；T3：保水劑2號（金脈恩），分別在煙株伸根期和旺長期噴施；T4：保水劑3號（脈速寶），隨底肥施用；T5：保水劑4號（根比特），隨底肥施用；T6：保水劑5號（生根轉色營養素），隨底肥施用。大田生長過程按照優質烤煙栽培技術標準執行。

上述各處理按照隨機區組排列，重復3次，共18個小區，每個小區面積66.7 m2；保水劑做底肥施用時為60～75 kg/hm2，噴施時稀釋為800～1 000倍。區組設置通道，四周設保護行，行距1.2 m，株距0.5 m，栽種密度16 500株/hm2。分別在旺長期、現蕾期、圓頂期和成熟期取烤煙中部葉進行生理生化指標測定，將烤后各處理煙樣選取C3F各2 kg測定其化學成分及香氣成分。

1.2 煙葉生理生化指標的測定

采用蒽酮比色法測定煙葉可溶性糖含量，采用磺基水楊酸法測定煙葉游離脯氨酸含量，分光光度法測定煙葉葉綠體色素含量，紅外線CO2氣體分析儀法測定光合速率，采用稱重法測定蒸騰速率[12]。

1.3 烤后煙葉常規化學成分和主要經濟性狀的測定

總糖、還原糖、總氮、煙堿、鉀離子、氯離子等成分采用連續流動分析儀測定[12]，單位面積產量、產值、均價、上等煙比例和上中等煙比例均按照當地煙葉收購標準統計。

1.4 烤后煙葉中性致香成分的測定

中性香味物質提取及定性定量分析使用HP58905972氣質連用儀在同時蒸餾萃取裝置的一端接盛有20 g煙樣（過60目篩）、2 g檸檬酸、500 ml蒸餾水和0.5 ml內標的1 000 ml圓底燒瓶，使用恒溫電熱套進行加熱；裝置的另一端接盛有40 ml二氯甲烷的250 ml圓底燒瓶，該端燒瓶置于恒溫水浴鍋中加熱，水浴溫度為60 ℃，同時蒸餾萃取2.5 h。萃取完成后，加入10 g無水硫酸鈉干燥有機相，然后于60 ℃水浴中濃縮至1 ml左右即得煙葉精油。

經處理制備得到的分析樣品，根據GC/MS鑒定結果和NIST庫檢索定性。GC/MS分析條件如下：色譜柱：HP-5（60 m×0.25 mm×0.25 μm ；載氣：He；流速：0.8 ml/min；近樣口溫度：250 ℃；傳輸線溫度：280 ℃；離子源溫度：177 ℃；升溫程序：初溫50 ℃，恒溫2 min后以2 ℃/min的速度升至120 ℃，5 min后2 ℃/min的速度升至240 ℃，保持30 min；分流比1∶15；進樣量2 μl；電離能70 eV；質量數范圍50～500 amu；MS譜庫NIST06；采用內標法定量。

1.5 數據處理

所有試驗數據均使用Excel 2007和SPSS 17.0統計軟件進行處理。

2 結果與分析

2.1 保水劑對烤煙生理生化指標的影響

2.1.1 保水劑對烤煙可溶性糖含量的影響。

從圖1可以看出，不同處理在烤煙各生育時期煙葉可溶性糖含量在旺長期最高，其他時期變化不大。在旺長期和現蕾期，T3處理和T6處理煙葉的可溶性糖含量高于對照；在圓頂期，T2處理、T3處理和T4處理煙葉的可溶性糖含量高于對照；在成熟期，保水劑處理煙葉的可溶性糖含量均高于對照。其中，以T3處理煙葉的可溶性糖含量在烤煙各生育時期較高，分別為15.10%、9.90%、9.04%和9.85%，分別比對照增加20.7%、13.2%、4.3%和38.7%。

2.1.2

保水劑對烤煙游離脯氨酸含量的影響。

從圖2可以看出，不同處理煙葉游離脯氨酸含量從旺長期到圓頂期的變化呈先升高后降低的趨勢，圓頂期以后不同處理煙葉游離脯氨酸含量變化不一致，對照處理和T4處理煙葉游離脯氨酸含量又升高，而其他處理從圓頂期繼續降低。在旺長期，保水劑處理煙葉的游離脯氨酸含量均高于對照；在現蕾期，T2和T3處理明顯高于對照，其他處理均低于對照；在圓頂期，除T4處理外，其他處理煙葉游離脯氨酸含量均高于對照，T3處理含量最高；成熟期，T3處理最高，其次是T2處理，都高于對照，其他處理均低于對照。總之，T3處理煙葉游離脯氨酸含量在整個生育期中最高，其次是T2處理。

2.1.3 保水劑對烤煙葉綠素含量的影響。

從圖3可以看出，除對照煙葉葉綠素含量在現蕾期低于圓頂期外，保水劑處理煙葉葉綠素含量隨著烤煙生育期的推進而逐步降低。在旺長期和現蕾期，保水劑處理煙葉葉綠素含量均高于對照；在圓頂期，T2和T3處理煙葉葉綠素含量高于對照，分別為1.98和1.92 mg/g；成熟期，除T4處理煙葉葉綠素含量較低外，其他保水劑處理均高于對照。

2.1.4 保水劑對烤煙凈光合速率的影響。

從表1可以看出，各處理煙葉凈光合速率在烤煙生育時期變化趨勢基本一致，表現為旺長期達到最大值，此后緩慢減小直到現蕾期，現蕾期以后快速降低，直到成熟期降至最低。在旺長期，T2、T3和T5處理的煙葉凈光合速率高于對照；在現蕾期，除了T5處理煙葉凈光合速率較高外，其他處理低于對照；在圓頂期和成熟期，除了成熟期T2處理煙葉凈光合速率較低外，其他處理高于對照。與對照相比，T2、T3和T5處理在烤煙各生育時期煙葉凈光合速率相對較好，有利于有機物質的充分合成。

2.1.5 保水劑對烤煙蒸騰速率的影響。

從表2可以看出，各處理煙葉蒸騰速率在烤煙各生育時期變化趨勢較為一致，表現為旺長期降到最小值，此后又逐漸增大，到圓頂期達到第2次高峰后又減小。T4和T6處理煙葉的蒸騰速率高于對照，而T2、T3和T5處理煙葉的蒸騰速率小于對照。在現蕾期和成熟期，T5處理的煙葉蒸騰速率最小；在旺長期和圓頂期，T2處理煙葉的蒸騰速率最小。

2.2 保水劑對烤煙化學成分的影響

從表3可以看出，保水劑處理后的烤煙總糖、還原糖、煙堿和總氮等含量高于對照，蛋白質和氯含量低于對照，其中T2和T6處理的鉀含量高于對照。T2和T3處理烤煙的總糖、還原糖、煙堿、總氮和蛋白質含量較為適宜，鉀含量稍高于對照，而氯含量低于對照。

T2、T3和T6處理后的烤煙還原糖/總糖高于對照；T2和T3處理糖堿比較為協調，其他處理糖堿比偏大；保水劑處理的烤煙氮堿比比值均偏小，遠小于對照處理；T5處理烤煙鉀氯比小于對照，其他處理遠大于對照，其中T4比值最大。T2和T3處理初烤煙的還原糖/總糖、糖堿比和鉀氯比等比值較為適宜，但氮堿比偏低。

2.3 保水劑對烤煙中性致香物質的影響

煙草香味是煙葉散發的香氣和煙葉燃燒后產生的氣味的總稱，由多種具有特定香味特征的成分組成，其中中性致香物質是評價煙葉質量的核心內容。從表4可以看出，與T1處理（對照）相比，其他處理中性致香物質總量均較高，其中以T2處理最高，為888.03 μg/g，比對照高40.0%；其次是T4處理和T6處理，以T5處理最小，僅比對照高8.7%。

2.3.1 保水劑對烤煙類胡蘿卜素類物質的影響。

類胡蘿卜素作為烤后煙中許多重要致香成分的前體物，對煙葉香味品質的形成有重要作用，其降產生的類胡蘿卜素類香味物質閾值相對較低、刺激性較小，香氣質較好，對煙葉香氣貢獻率大，是影響煙葉香氣質和量的重要組分。從表4可以看出，中性致香物質中類胡蘿卜素類的降解產物最多，其中巨豆三烯酮2、巨豆三烯酮3、巨豆三烯酮4、β大馬酮、β二氫大馬酮和法尼基丙酮等類胡蘿卜素降解產物是類胡蘿卜素類降解的主要產物。

與T1（對照）相比，除T5處理稍低外，其他處理類胡蘿卜素總量均較高，其中以T2處理和T4處理最高，分別為54.52和48.46 μg/g，分別比對照高23.0%和13.4%；其次是T3處理和T6處理，類胡蘿卜素總量分別為45.38和43.87 μg/g，分別比對照高7.5%和4.3%。

2.3.2 保水劑對烤煙棕色化產物物質的影響。

煙草中發生的棕色化反應有2類：①有酶參加活動的棕色化反應；②非酶棕色化反應，即美拉德反應。烤煙在調制、陳化和發酵中發生的非酶棕色化反應是煙草香氣的重要來源。從表4可以看出，不同處理棕色化產物總量占中性致香物質總量的變化幅度為1.8%～2.9%，其中糠醛含量占棕色化產物總量的2.5%～81.6%。保水劑處理煙葉的棕色化產量、總量均較高，其中以T2和T3處理最高，分別比對照高49.4%和46.7%；T6處理棕色化產物總量最低，比對照高28.4%。

2.3.3 保水劑對烤煙苯丙氨酸類物質的影響。

煙草中苯丙氨酸的代謝轉化是影響烤煙香味的重要過程之一，苯丙氨酸的代謝產物（如苯甲醇、苯乙醇）是烤煙中含量較豐富的香味成分之一。從表4可以看出，苯丙氨酸3種降解產物中以苯甲醇含量相對最高，其中以T2和T3處理苯甲醇相對含量最高，分別占苯丙氨酸類總量的72.3%和71.8%。保水劑處理煙葉的苯丙氨酸類總量均較高，T2～T6處理分別比對照高59.0%、40.4%、47.6%、40.9%和38.7%。

2.3.4 保水劑對烤煙類西柏烷類物質的影響。

類西柏烷類通過一定的降解途徑可形成多種醛、酮等致香成分。從表4可以看出，類西柏烷類降解產物主要是茄酮，其中以T2處理和T5處理最高，分別為62.58和47.10 μg/g，分別比對照高30.7%和7.9%；其他處理茄酮含量均低于對照。

2.3.5 保水劑對烤煙新植二烯和芳樟醇的影響。

新植二烯為煙葉中重要的萜烯類化合物，其本身不僅具有一定的香氣，而且可分解轉化形成低分子香味成分。研究發現，新植二烯是煙草中性揮發物中含量最高的成分，可能是煙葉形成清香特色的主要因素之一。芳樟醇具有清新飄逸的典型花香，還呈微弱柑橘類果香韻味。從表4可以看出，所有處理新植二烯含量在中性致香物質總量中所占比重均較大，均在80%以上；與對照相比，保水劑處理煙葉的新植二烯含量均較高，其中以T2處理和T4處理最高，分別為743.15和714.86 μg/g，比對照高41.6%和39.3%；T5處理最小，僅比對照高8.4%。芳樟醇的含量極少，其中保水劑處理煙葉的芳樟醇含量都高于對照。

2.4 保水劑對烤煙經濟性狀的影響

從表5可以看出，T3處理產量和均價最高，分別為1 968.01 kg/hm2和17.16元/kg，總產值達到33 770.98元/hm2，其次是T2處理，分別比對照高6 342.66和6 057.18元/hm2。T5和T6處理產值與均價都高于對照，總產值分別比對照高2 536.97和1 918.7元/hm2。T4處理產量低于對照，均價高于對照，其總產值比對照低42.95元/hm2。保水劑處理煙葉上等煙比例和上中等煙比例均高于對照。T2處理上等煙比例最高，達到41.85%；T4和T3處理分別為41.20%和41.08%；T5和T6處理次之；T3處理上中等煙比例最高，達到85.19%；T2處理也達到84.57%；T5、T6和T4處理依次減少。總之，T2和T3處理經濟效益較其他處理更好。

3 討論與結論

可溶性糖、游離脯氨酸和葉綠素等物質通過在植物體內進行生理生化反應調控烤煙抗旱性，這些物質含量越高，越有利于提高烤煙的抗旱能力。通過施加保水劑，能提高可溶性糖、游離脯氨酸和葉綠素等含量，其中T2和T3處理提高烤煙抗旱性更為顯著。

煙葉的產量是烤煙通過光合作用不斷積累有機物質形成的，應盡量提高烤煙的光合速率而降低蒸騰速率，同時還要減少烤煙呼吸消耗有機物質，促使烤煙有機物質充分積累。在大田期施用保水劑能讓煙株在一定程度上提高凈光合速率和降低蒸騰速率。與對照相比T2、T3和T5處理在各生育時期煙株的凈光合速率較高，而蒸騰速率較低，有利于有機物質的積累。

烤煙的品質主要是通過烤煙化學成分和香氣成分體現出來的，化學成分含量適宜，協調性好，香氣成分含量高，烤煙的品質就好。保水劑調控能使烤煙的化學成分含量更適宜，協調性更好，香氣成分含量顯著增加，能在很大程度上提高烤煙的品質，尤其T2處理和T3處理烤煙品質更佳。

保水劑調控物理調控的煙葉品質的提升促使煙葉均價的增長，同時產量、產值、上等煙比例和上中等煙比例等均較高，尤其是T2和T3處理經濟性狀最好。

由于目前國內煙葉生產受環境氣候條件的影響大，提高煙株抗旱性是煙葉生產中不可少的重要環節，煙株通過保水劑處理是提高煙葉質量和增加煙葉經濟收入的途徑之一。煙草農業生產是育種、栽培、調制等環節的綜合體現，通過該試驗篩選出保水劑T2和T3處理，要進一步深入挖掘保水劑處理調控煙株的分子機理和信號轉導過程，同時應結合三大環節將保水劑處理作為一種栽培常態化手段應用到煙葉生產中。

參考文獻

[1] 山侖，黃占斌，張歲岐.節水農業[M].北京：清華大學出版社，2000.

[2] 潘琦.化學抗旱節水劑在甜菜上的應用[J].中國甜菜糖業，2001（1）：34-41.

[3] 王洪君，陳寶玉，梁烜赫，等.保水劑吸水特性及對玉米苗期生長的影響[J].玉米科學，2011，19（5）：96-99.

[4] 雷巧，韓燕來，譚金芳，等.不同水分條件下保水劑對冬小麥產量及水分利用效率的影響[J].中國土壤與肥料，2014（3）：78-83.

[5] 武繼承，管秀娟，楊永輝.地面覆蓋和保水劑對冬小麥生長和降水利用的影響[J].應用生態學報，2011，22（1）：86-92.

[6] 白文波，王春艷，李茂松，等.不同灌溉條件下保水劑對新疆棉花生長及產量的影響[J].農業工程學報，2010（10）：69-76.

[7] 劉國順，陳義強，王芳，等.氮磷鉀肥及水分因子對烤煙葉片葉黃素的綜合影響[J].作物學報，2008，34（4）：690-699.

[8] 陳亞，袁玲，習向銀.水氮耦合對烤煙外觀長勢及煙葉干物質積累的影響[J].河南農業科學，2009（3）：26-30.

[9] 汪耀富，孫德梅，李群平，等.灌水與氮用量互作對烤煙煙葉養分含量、產量、品質及氮素利用效率的影響[J].河南農業大學學報，2003，37（2）：119-123.

[10] 汪耀富，孫德梅，李群平，等.有機肥與無機肥配施及灌水對烤煙養分含量及產量、品質的影響[J].河南農業大學學報，2003，37（3）：237-252.

[11] 左廣玲，葉紅勇，杜朝軍，等.大豆秸稈基保水劑對煙田土壤水分及煙草生長的影響[J].河南農業科學，2011，40（1）：79-81.

[12] 鄒琦.植物生理學實驗指導[M].北京：中國農業出版社，2000.

責任編輯 黃小燕 責任校對 李巖