不同氮磷鉀配施比例對(duì)烤煙化學(xué)成分和中性致香物質(zhì)的影響

楊 柳，黃 建，張文靜，焦桂珍，肖佳冰，李 佳，李 莉，占俊文，呂鵬輝，于建軍*

(1.四川省煙草公司涼山州公司，四川西昌 615000；2.江西中煙工業(yè)有限責(zé)任公司，江西南昌 330096；3.河南農(nóng)業(yè)大學(xué)煙草學(xué)院，國家煙草栽培生理生化研究基地，河南鄭州 450002)

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不同氮磷鉀配施比例對(duì)烤煙化學(xué)成分和中性致香物質(zhì)的影響

楊 柳1，黃 建2，張文靜3，焦桂珍3，肖佳冰3，李 佳3，李 莉3，占俊文3，呂鵬輝3，于建軍3*

(1.四川省煙草公司涼山州公司，四川西昌 615000；2.江西中煙工業(yè)有限責(zé)任公司，江西南昌 330096；3.河南農(nóng)業(yè)大學(xué)煙草學(xué)院，國家煙草栽培生理生化研究基地，河南鄭州 450002)

烤煙品質(zhì)受基因型、氣候條件、土壤狀況、栽培管理和調(diào)制技術(shù)等因素的影響[1-2]，而土壤的養(yǎng)分問題是影響煙草品質(zhì)的重要因素[3-4]，較易進(jìn)行人為控制[5]，平衡作物營養(yǎng)，可促進(jìn)煙株正常生長和適時(shí)成熟落黃，改善煙葉質(zhì)量[6-7]，其中N、P、K是影響煙草質(zhì)量和產(chǎn)量的主要因子[8]。因此，采用田間試驗(yàn)對(duì)N、P、K不同配施與烤煙化學(xué)成分、中性致香物質(zhì)的關(guān)系進(jìn)行了探討，旨在為我國生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)高香氣烤煙提供依據(jù)。

1材料與方法

1.1材料供試烤煙品種為K326。供試土壤類型為紅壤土，pH 7.1，有機(jī)質(zhì)18.80 g/kg，速效氮42.62 mg/kg，速效磷10.20 mg/kg，速效鉀69.00 mg/kg。

1.2試驗(yàn)設(shè)計(jì)試驗(yàn)于2014年在四川省涼山州會(huì)理縣通安鎮(zhèn)進(jìn)行。試驗(yàn)共設(shè)4個(gè)處理，氮磷鉀比例分別為1∶1.07∶2.74(CK)、1∶1.3∶2.0(T1)、1∶1.6∶2.0(T2)、1∶0.5∶2.5(T3)。

CK為當(dāng)?shù)亓?xí)慣施肥比例，即對(duì)照。每個(gè)處理施純氮105.45 kg/hm2，硝酸鉀225 kg/hm2，在施用煙草專用肥基礎(chǔ)上，不足的氮肥用硝酸銨鋅提供，不足的磷肥用過磷酸鈣提供，不足的鉀肥用硫酸鉀提供。每個(gè)處理設(shè)3次重復(fù)，試驗(yàn)田四周設(shè)保護(hù)行。

1.3測定項(xiàng)目與方法

1.3.1煙葉的常規(guī)化學(xué)成分分析。煙葉化學(xué)成分測定指標(biāo)：總糖、還原糖、煙堿、氯、鉀、總氮，計(jì)算糖堿比、氮堿比、鉀氯比。測定方法參照文獻(xiàn)[9]。

1.3.2中性致香成分。測定儀器：HP5890-5972氣質(zhì)連用儀。GC/MS分析條件：色譜柱HP-5(60 m×0.25 mm.i.d.×0.25 μm d.f.)；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?yàn)椋?0 ℃，2 min后，以2 ℃/min的速度升至120 ℃，5 min后再以2 ℃/min的速度升至240 ℃，30 min；分流比和進(jìn)樣量分別為1∶15、2 μl；電離能70 eV；質(zhì)量數(shù)范圍50～500 amu；MS譜庫NIST02；定量采用內(nèi)標(biāo)法。

前處理步驟：葉片粉末狀樣品(過60目篩)→水蒸氣蒸餾→二氯甲烷萃取[10 g粉末狀煙樣+0.5 ml內(nèi)標(biāo)+1 g檸檬酸+350 ml蒸餾水置于500 ml圓底燒瓶中，往另一250 ml圓底燒瓶里加60 ml二氯甲烷，水浴加熱燒瓶(60 ℃)，用同時(shí)蒸餾萃取儀蒸餾萃取]→加無水硫酸鈉除去有機(jī)相→60 ℃左右水浴濃縮至1 ml左右。上述得到的分析樣品，經(jīng)過GC/MS鑒定結(jié)果和NIST庫檢索定性。

1.4數(shù)據(jù)分析試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel和SPSS軟件處理分析。

2結(jié)果與分析

2.1不同氮磷鉀配施對(duì)煙葉化學(xué)成分的影響

2.1.1不同氮磷鉀配施對(duì)上部葉化學(xué)成分的影響。由表1可見，各處理上部葉總糖和還原糖含量均較高，除T2外均高于對(duì)照，這可能與當(dāng)?shù)仃柟獬渥恪⒂炅砍渑嬗嘘P(guān)。其中T1總糖含量最高，極顯著高于T2，與T3無顯著性差異。還原糖含量以T3最高，其次為T1，二者差異不顯著。各處理煙堿含量較對(duì)照有所降低，T3和T1含量最低，和CK呈極顯著差異。氯含量和鉀含量影響煙絲燃燒性能，各處理氯含量基本在0.4%左右，較適宜，其中T1、T3高于對(duì)照，T2氯含量稍低。各處理鉀含量均高于對(duì)照，T2最高，與其他處理呈極顯著差異。總氮含量較對(duì)照也有所提高，以T2含量最高，其次為T3，3個(gè)處理間差異極顯著。T3和T1糖堿比極顯著高于T2和CK，略高出6～10的適宜范圍。3個(gè)處理間氮堿比無顯著性差異，但均極顯著高于對(duì)照。鉀氯比大小依次為T2>T3>CK>T1，T2、T3均大于4，其燃燒性能可能較好。

表1　上部葉化學(xué)成分分析

注：同列數(shù)據(jù)后不同小寫字母代表在0.05水平上的差異顯著性，大寫字母代表在0.01水平上的差異顯著性。

2.1.2不同氮磷鉀配施對(duì)中部葉化學(xué)成分的影響。由表2可知，各處理總糖含量均高于38%但低于對(duì)照，其中T3總糖含量最高，與對(duì)照無顯著性差異，其次為T2，與對(duì)照和T3差異顯著。還原糖含量以T3、T1較高，極顯著高于T2，與總糖含量一致，各處理還原糖含量低于CK。煙堿含量經(jīng)處理后均有所升高，各處理兩兩之間差異極顯著，說明各處理均使糖含量得到降低，煙堿含量得到提升。與糖含量變化趨勢相似，氯含量表現(xiàn)出不同程度的降低，T3降幅最大，氯含量僅為0.29%，其次為T2，各處理與對(duì)照差異極顯著。鉀含量除T2有小幅提升，T1、T3均有所降低且與CK差異極顯著，說明T2的氮磷鉀配施不僅能有效降低煙葉氯含量，還可以在一定程度上提高其鉀含量。總氮含量較對(duì)照也有所降低，其中T1最低，T3次之，二者與對(duì)照兩兩之間差異極顯著，但各處理總氮含量均處于適宜范圍內(nèi)。糖堿比可以影響煙葉燃吸時(shí)的生理強(qiáng)度等指標(biāo)，結(jié)果顯示，各處理糖堿比均偏高，極顯著低于對(duì)照。各處理氮堿比極顯著低于對(duì)照，T1、T3含量偏低，T2較適宜，說明不同氮磷鉀配施對(duì)碳氮代謝有一定影響。鉀氯比大小依次表現(xiàn)為T3>T2>T1>CK，且所有處理均大于4。

表2　中部葉化學(xué)成分分析

注：同列數(shù)據(jù)后不同小寫字母代表在0.05水平上的差異顯著性，大寫字母代表在0.01水平上的差異顯著性。

2.1.3不同氮磷鉀配施對(duì)下部葉化學(xué)成分的影響。由表3可見，下部葉總糖和還原糖含量均表現(xiàn)為對(duì)照極顯著高于T2而低于T1、T3，說明T2處理使下部葉糖含量得到有效降低，而T1、T3則提高了下部葉糖含量。各處理煙堿含量均大于對(duì)照，且各處理與對(duì)照兩兩之間差異極顯著，其中T1煙堿含量最高。T2氯含量顯著低于對(duì)照，T1、T3高于對(duì)照，T3最高，與CK差異極顯著。各處理鉀含量均極顯著高于對(duì)照，T2最高，與其他處理差異極顯著且T1、T3無顯著性差異。總氮含量除T3顯著低于對(duì)照，T1、T2均高于對(duì)照，其中T2與CK差異顯著，T1與CK差異極顯著。各處理糖堿比和氮堿比均低于對(duì)照，其中糖堿比以T3較高，T1次之，任意處理之間差異極顯著；T2、T3氮堿比較高，二者差異顯著。T2鉀氯比最高，其次為T1，均高于對(duì)照，除T2外，其他處理均小于4。

表3　下部葉化學(xué)成分分析

注：同列數(shù)據(jù)后不同小寫字母代表在0.05水平上的差異顯著性，大寫字母代表在0.01水平上的差異顯著性。

2.2不同氮磷鉀配施對(duì)煙葉中性致香成分含量的影響

2.2.1不同氮磷鉀配施對(duì)上部葉中性致香成分含量的影響。表4顯示，各處理煙葉的中性致香物質(zhì)有明顯差異。上部葉T1苯丙氨酸類代謝產(chǎn)物最高，高于對(duì)照且二者差異顯著，T2、T3均低于對(duì)照，其中T2與CK差異不顯著，T3與CK差異顯著。棕色化反應(yīng)類T3極顯著高于對(duì)照，T1顯著高于對(duì)照，T2與對(duì)照無顯著性差異。類西柏烷類代謝產(chǎn)物除T1極顯著低于對(duì)照，T2、T3均高于對(duì)照，其中T2與CK差異極顯著，T3與CK無顯著性差異。T2上部葉類胡蘿卜素代謝產(chǎn)物最高，高于CK且二者呈極顯著差異，T3低于T2卻高于CK和T1，其中與CK差異顯著，與T1差異極顯著。新植二烯以T2和T3最高，二者差異顯著同時(shí)極顯著高于CK和T1，T1極顯著低于CK。上部葉中性致香成分總量表現(xiàn)為T2>T3>CK>T1，各處理與CK兩兩之間差異極顯著。

表4　上部葉中性致香物質(zhì)含量分析　μg/g

注：同列數(shù)據(jù)后不同小寫字母代表在0.05水平上的差異顯著性，大寫字母代表在0.01水平上的差異顯著性。

2.2.2不同氮磷鉀配施對(duì)中部葉中性致香成分含量的影響。由表5可見，中部葉各處理苯丙氨酸類代謝產(chǎn)物均低于CK且與CK差異極顯著，T2較高，與T1、T3呈極顯著差異，T1、T3差異不顯著。棕色化反應(yīng)產(chǎn)物T3含量最高，高于CK，二者之間差異不顯著，其次為T2，與CK差異顯著，與T3差異極顯著，T1與各處理呈極顯著差異。T3類西柏烷類代謝產(chǎn)物含量最高，極顯著高于對(duì)照和其他處理，T2次之，與CK差異顯著，與其他處理差異極顯著。類胡蘿卜素類代謝產(chǎn)物以T2、T3含量最高，極顯著高于對(duì)照和T1，T1低于對(duì)照且二者差異極顯著。各處理新植二烯含量均高于CK，其中T2含量最高，與其他處理差異極顯著，其次為T3，和其他處理呈極顯著差異，T1與CK差異顯著。中部葉中性致香成分總量表現(xiàn)為T2>T3>CK>T1，T2、T3與CK兩兩之間差異極顯著，T1與CK無顯著性差異。

表5　中部葉中性致香物質(zhì)含量分析　μg/g

注：同列數(shù)據(jù)后不同小寫字母代表在0.05水平上的差異顯著性，大寫字母代表在0.01水平上的差異顯著性。

3結(jié)論與討論

試驗(yàn)得出，不同的氮磷鉀配施比例下，烤煙的糖含量基本偏高，煙堿含量較適宜，因而糖堿比也偏高。氯含量基本在0.3%～0.5%，T2處理各部位煙葉鉀含量最高，總氮含量較適宜，均在1.5%～3.5%。糖堿比均表現(xiàn)為下部葉>中部葉>上部葉，除T2處理上部葉糖堿比稍低，其他處理均偏高。氮堿比均小于1，上部葉鉀氯比只有T2、T3處理大于4，中部葉各處理鉀氯比均達(dá)到4，其中T3處理最高，下部葉除T2處理外，其他處理鉀氯比均小于4。綜合來看，以T2處理化學(xué)成分最適宜。

處理間各類致香物質(zhì)含量差異較大，其中上部葉T1處理苯丙氨酸類代謝產(chǎn)物最高，T3處理棕色化反應(yīng)產(chǎn)物最高，T2處理類西柏烷類代謝產(chǎn)物、類胡蘿卜素代謝產(chǎn)物和新植二烯含量高于其他處理，中性致香成分總量也表現(xiàn)為T2處理最高，T3處理次之。下部葉苯丙氨酸類代謝產(chǎn)物以T2處理較高，但小于CK，T3處理棕色化反應(yīng)產(chǎn)物和類西柏烷類代謝產(chǎn)物高于其他處理，類胡蘿卜素類代謝產(chǎn)物和新植二烯均以T2處理含量最高。中性致香物質(zhì)總量大小依次為T2>T3>CK>T1。

綜合煙葉內(nèi)在化學(xué)成分和中性致香物質(zhì)含量來看，T2處理即氮磷鉀比例1∶1.6∶2.0表現(xiàn)優(yōu)于其他處理，且較對(duì)照有所改善，可對(duì)煙葉的其他指標(biāo)進(jìn)行研究驗(yàn)證，從而確定適合會(huì)理當(dāng)?shù)氐牡租浥涫┍壤?/p>

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摘要為研究不同氮磷鉀配施對(duì)烤煙內(nèi)在質(zhì)量的影響，2014年于四川省會(huì)理縣，以K326為材料，研究了氮磷鉀配施對(duì)烤煙化學(xué)成分和中性致香物質(zhì)含量的影響。結(jié)果表明，各處理的總糖和還原糖含量、糖堿比仍較高，煙堿、總氮含量較適宜，氯含量差異較大，氮磷鉀比例為1∶1.6∶2.0(T2)處理鉀含量最高，氮堿比均在1以內(nèi)，T2處理上部和下部葉鉀氯比最高，氮磷鉀比例1∶0.5∶2.5(T3)處理中部葉鉀氯比最高。不同氮磷鉀配施可有效提高烤煙各類致香物質(zhì)的含量，上部和中部葉中性致香物質(zhì)含量均以氮磷鉀比例1∶1.6∶2.0的處理最高，因此，該處理是提高煙葉質(zhì)量的有效措施。

關(guān)鍵詞氮磷鉀配施；烤煙；化學(xué)成分；中性致香物質(zhì)

Effect of Different Combining Application of Nitrogen Phosphorus and Potassium on Chemical Composition and Neutral Aroma Composition

YANG Liu1, HUANG Jian2, ZHANG Wen-jing3, YU Jian-jun3*(1. Liangshan Tobacco Crop. Ltd., Xichang, Sichuan 615000; 2. Jiangxi Provincial Tobacco Company, Nanchang, Jiangxi 330096; 3. National Tobacco Cultivation& Biochemistry Research Center, Henan Agric. Univ., Zhengzhou, Henan 450002)

AbstractIn order to study the effects of different combining application of nitrogen phosphorus and potassium on the intrinsic quality of flue-cured tobacco, we took flue-cured tobacco variety K326 as experimental material and researched the effects of different combining application of nitrogen phosphorus and potassium on the chemical composition and neutral aroma composition in Huili County of Sichuan Province in 2014. The results showed that: total sugar, reducing sugar content and ratio of reducing sugar and nicotine were still high. Content of nicotine, total nitrogen were suitable, and content of chlorine were different obvious, the ratio of nitrogen phosphorus and potassium was 1∶1.6∶2.0. Content of potassium of T2was the highest, and ratio of nitrogen and nicotine was less than 1. Ratio of potassium and chlorine of the upper and lower leaves of T2were higher, the ratio of nitrogen phosphorus and potassium was 1∶0.5∶2.5, while the middle leaves of T3was the highest. Different combining application of nitrogen phosphorus and potassium could increase the content of all kinds of neutral aroma component, and the content of all kinds of neutral aroma component of upper and middle leaves of T2were higher. Therefore, T3is an effective measuer of improving the quality of the flue-cured tobacco.

Key wordsNPK ratio; Flue-cured tobacco; Chemical composition; Neutral aroma composition

收稿日期2015-04-30

通訊作者

作者簡介楊柳(1973-)，男，四川南充人，從事煙草種植技術(shù)研究。*，教授，從事煙草化學(xué)和煙草加工工藝研究。

基金項(xiàng)目國家煙草與專賣局項(xiàng)目(110201101001 TS01)。

中圖分類號(hào)S 572

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A

文章編號(hào)0517-6611(2015)18-300-03