施氮量與留葉數對萬源曬紅煙產質量和香氣成分的影響

鄭 昕，史宏志*，楊興有，楊吉光，李晶晶，王 俊，楊惠娟

栽培技術是曬煙質量和風格特征形成的關鍵環節[1-3]，煙株的肥料施用尤其是氮肥運籌、田間管理措施及生長環境條件均會影響其生長發育和煙葉內物質的積累和轉換，造成煙葉產量和品質的差異。氮對煙葉的產量和品質有顯著影響[4]。合理增氮能夠改善煙株農藝與經濟性狀，提高煙葉外觀品質，協調內在化學成分；氮肥過量則導致煙葉難以調制、煙堿含量過高、品質下降[5-8]。煙株留葉數是調節煙葉營養水平的重要手段，主要通過改變打頂后煙株營養的分配、供給情況以及通風透光條件，進而影響煙葉的產量及品質[9-10]。研究表明[11-12]，隨著留葉數的增加，煙葉的總氮、煙堿和鉀含量遞減，總糖含量增加。史宏志等[13]對白肋煙的研究表明，隨著留葉數的增加，煙堿等主要生物堿含量降低，中性致香成分變化較為復雜。

四川萬源晾曬煙歷史悠久，風味獨特，是生產雪茄煙和混合型卷煙的重要原料。近年來，由于缺乏對萬源晾曬煙生產技術的研究和推廣，煙農重視產量而多施氮肥、多留葉，導致煙葉質量下降。同時，大量氮肥的施用導致萬源煙區土壤堿解氮含量過高，在一定程度上限制了土壤質量和煙葉品質的提升[14-15]；留葉過多，則增加了煙葉采收和曬制時的勞動強度和成本，降低煙農收益。一般認為[16-17]，不同類型和品種的煙草各有其適宜的施氮量和留葉數。目前施氮量與留葉數對烤煙、白肋煙產量和化學成分的研究較多，而有關地方性曬紅煙的研究鮮見報道。為此，本文以萬源當地主栽曬紅煙品種“萬毛3號”為材料，進行了施氮量、留葉數及其互作對煙葉產量和內在成分影響的試驗，旨在篩選適宜的施氮量和留葉數組合，為優質曬紅煙煙葉生產提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 試驗地點及材料

試驗于2016年4月在四川省萬源市草壩鎮進行，海拔1090 m左右。供試土壤為黃棕壤，土壤肥力中等，有機質含量適中，前茬作物玉米，供試品種為當地主栽曬紅煙品種“萬毛3號”。

1.2 試驗設計

采用雙因素裂區試驗。主區為施氮量（N），設3 個水平分別為 N1：13 kg/667 m2、N2：15 kg/667 m2、N3：17 kg/667 m2；副區為留葉數（L），設4個水平分別為14片/株、16片/株、18片/株、20片/株。試驗共12個處理，設3次重復，共36個小區。植煙密度為1111株/667m2，行株距1.2 m×0.5 m，移栽前15 d進行起壟施基肥，5月12日進行移栽，移栽后30、45 d在煙株根部兩側條施追肥（基肥、追肥比例為1∶1，肥料氮磷鉀比例為m(N)∶m(P2O5)∶m(K2O)=10∶10∶28，現蕾打頂。煙葉生產各環節嚴格按照當地優質煙葉生產技術標準進行管理。

1.3 測定內容及方法

1.3.1 農藝性狀測定 農藝性狀測定參照 YC/T 142—1998中華人民共和國煙草行業標準—煙草農藝性狀調查方法，每個小區選取5株具有代表性的煙株掛牌標記，在移栽后30 d開始，每隔10天測定1次農藝性狀，記錄煙株株高、葉片數、最大葉長葉寬、莖圍和節距等農藝性狀。

1.3.2 經濟性狀測定 各小區煙株掛牌，標記采收、調制，調制后計算產量，并根據全國曬紅煙6級制分級標準[15]進行煙葉分級。以一級煙為上等煙，二、三級煙為中等煙，以此為依據計算煙葉的上、中等煙比例和均價，并計算產值。

1.3.3 化學成分測定 各處理調制后，取上部葉三級1 kg，在烘箱40 ℃下烘干后磨碎過0.25 mm篩，分別測定總氮、總糖、還原糖、煙堿、鉀和氯的含量。總氮含量采用過氧化氫-硫酸消化法測定[18]；總糖含量采用蒽酮比色法測定[19]；還原糖含量采用3，5-硝基水楊酸(DNS)比色法測定[19]；煙堿含量采用鹽酸萃取、紫外分光光度法測定[19]；鉀含量采用火焰分光光度法測定[19]；氯含量采用干灰化AgNO3滴定法測定[19]。

1.3.4 香氣成分測定 采用同時蒸餾萃取儀提取香氣物質，氣質聯用儀進行分析（GC/MS：Agilent 7890A-5975C，Agilent Technologies，USA），內標法（硝基苯）進行測定。稱20.000 g煙樣放入100 mL圓底燒瓶中，依次加入2.0 g檸檬酸、0.5 mL內標和500 mL去離子水，充分搖勻。以40 mL的二氯甲烷為萃取劑，采用同時蒸餾萃取的方法收集有機相，并將樣品濃縮至 1 mL左右，備用。樣品由GC/MS鑒定結果和NIST08庫檢索定性[20]。

1.3.5 煙葉感官質量測定 各處理取上部葉三級1 kg，煙葉經回潮后，采取QS-1型切絲機加工成0.8～1.6 mm寬的煙絲，制成單料煙，平衡水分后由國家煙草栽培生理生化研究基地5名評吸專家對其風格、香氣質、香氣量、濃度、雜氣、勁頭、刺激性、余味和燃燒性等進行評價。

1.3.6 數據分析 采用Excel 2003與SPSS 22.0統計軟件進行數據處理、方差分析以及雙因素的互作效應分析，由LSD法分析均值差異的顯著性。

2 結 果

2.1 不同施氮量與留葉數對煙葉農藝性狀的影響

由表1可知，移栽后30和60 d時，隨施氮量增加，各農藝性狀均呈上升趨勢，施氮量為 15和17 kg/667m2處理間除株高差異顯著外，其余各性狀差異不顯著。說明在15 kg/667m2施氮水平下，“萬毛3號”生長發育所需氮素已足夠充盈，過多施氮對煙株生長無顯著提升。移栽后90 d時，增加氮肥用量和留葉數，株高均顯著升高；莖圍、節距隨施氮量增加而增大，而隨留葉數增多，莖圍逐漸減小，節距先增后減；最大葉長、葉寬隨著施氮量的增加而顯著增大，隨留葉數增多而減小，無顯著差異。

雙因素方差分析表明，除留葉數對最大葉長、葉寬有顯著影響外，施氮量與留葉數對煙葉其他性狀的影響均達到極顯著水平；留葉數對株高、莖圍和節距的影響較大，而施氮量對最大葉長、葉寬的影響更顯著。除株高外，兩者交互對其他性狀均有極顯著地影響。

2.2 不同施氮量與留葉數對煙葉經濟性狀的影響

如表2所示，隨施氮量增加，煙葉的產量、產值呈上升趨勢；而均價和上、中等煙比例呈先上升后降低的趨勢，在施氮17 kg/667m2條件下顯著低于其他處理。隨留葉數增多，煙葉產量、產值均呈上升趨勢，而留葉 20片時，產量提升已不顯著；均價和上、中等煙比例呈先上升后降低的趨勢，以留葉16和18片時較好。

雙因素方差分析表明，施氮量對“萬毛 3號”的各項經濟性狀的影響達到極顯著水平；留葉數對產量、產值的影響大于施氮量。兩者互作對均價、上中等煙比例影響不顯著，對產量和產值的影響達到極顯著水平。

表1 不同施氮量與留葉數對煙葉農藝性狀的影響Table 1 Effect different nitrogen rates and numbers of leaves remained on the agronomic characters

表2 不同施氮量與留葉數對煙葉經濟性狀的影響Table 2 Effects of different nitrogen rates and numbers of leaves remained on the economic characters

2.3 不同施氮量與留葉數對煙葉化學成分的影響

表 3結果顯示，隨著施氮量增加，煙葉總糖、還原糖含量和糖堿比顯著降低，而煙堿和鉀含量顯著升高。在施氮17 kg/667 m2時，總氮含量顯著高于其他處理，氮堿比顯著低于其他處理。氯含量、鉀氯比隨施氮量的增加總體呈上升趨勢。

隨著留葉數增多，煙葉總糖、還原糖含量顯著上升，低施氮處理時表現更明顯；煙堿、總氮含量顯著下降，尤其在高施氮條件下幅度更為明顯。鉀含量隨著留葉數的增加顯著上升，氯元素無明顯規律。糖堿比、氮堿比和鉀氯比均隨留葉數的增多總體呈上升趨勢。

雙因素方差分析表明，施氮量、留葉數及其互作效應對“萬毛3號”煙葉化學成分含量的影響均達到極顯著水平。留葉數對煙葉糖含量的增加、總氮含量的減少以及糖堿比的協調意義更大，而施氮量對煙堿、鉀、氯含量及相應比例的影響較大。

2.4 不同施氮量與留葉數對煙葉香氣成分的影響

表4結果表明，隨著施氮量增加，類胡蘿卜素降解產物、苯丙氨酸轉化物、茄酮含量和中性致香成分總量呈上升趨勢；新植二烯含量先升高后降低；棕色化產物含量呈下降趨勢。留葉數增多，苯丙氨酸轉化物、棕色化產物、茄酮含量明顯升高；類胡蘿卜素降解產物、新植二烯含量和中性致香成分總量總體呈降低趨勢。

表3 不同施氮量與留葉數對煙葉化學成分的影響Table 3 Effects of different nitrogen rates and numbers of leaves remained on the chemical composition

表4 不同施氮量與留葉數對煙葉香氣成分的影響Table 4 Effects of different nitrogen rates and numbers of leaves remained on the aroma components

由雙因素方差分析結果可知（表5），除類胡蘿卜素降解產物外，施氮量、留葉數及兩者互作對煙葉中性致香成分質量及各組分均有極顯著影響。施氮量與苯丙氨酸轉化物含量關系更密切，留葉數對其余香氣組分及總量的影響更大。

2.5 不同施氮量與留葉數對煙葉感官質量的影響

由表6可知，適量增氮有利于突出煙葉的風格，燃燒時香氣量、濃度較好，余味的舒適程度佳，施氮量增加到17 kg/667m2時煙葉風格弱化，煙氣余味變差，出現香氣質變差、雜氣較重、勁頭和刺激性較大等問題。隨著留葉數增加，煙葉香氣質變優，雜氣、勁頭及刺激性減小，風格突出程度、余味呈先上升后下降的趨勢。煙葉的燃燒性，隨著施氮量和留葉數的變化無明顯的規律。

3 討 論

施氮量和留葉數的多少，與煙株的生長和葉片的發育密切相關，進而影響煙葉產量[5-10]。本試驗結果表明，施氮量與留葉數對“萬毛3號”生長發育和產質量均有重要影響，施氮量為 15 kg/667m2時已基本滿足“萬毛3號”生長發育的需求，施氮不足或過盛，分別造成煙葉產量下降和均價降低。留葉數可改善煙株農藝性狀，使株型更合理[21]；煙葉均價和上、中等煙比例隨留葉數的增加呈曲線變化。由此可見，合理增肥、增葉能夠提升煙葉產量和質量，而一味多施肥、多留葉，對煙葉產量無顯著提升，同時影響質量，不利于產值的提高[22]。

煙葉中不同化學成分和香氣物質隨施氮量和留葉數的增減，表現出不同的變化趨勢。本試驗結果表明，施氮量和留葉數對煙堿、糖類、鉀和氯等主要化學成分有極顯著的影響；施氮量的增加使煙株營養充分，生物堿、總氮含量高；留葉數通過改變光合作用強度、調節田間小氣候等途徑，提高煙葉糖含量并降低生物堿水平。對煙葉香氣成分分析結果表明，施氮量增加，煙葉中性香氣含量顯著升高；留葉數增多，中性香氣含量相對降低。本試驗中，重要質體色素降解產物巨豆三烯酮的4個同分異構體的含量均隨施氮量增加而上升，隨留葉數增多而下降；同屬于質體色素降解產物的β-大馬酮、3-羥基-β-二氫大馬酮也有相同的變化趨勢；說明氮素充足、留葉較少的條件有利于質體色素及相關香氣成分的形成。這與史宏志等[13]研究結果相似。糠醛、糠醇和5-甲基-2-糠醛屬于糖類降解產物，其含量隨留葉數增多而呈上升趨勢，與煙葉糖分隨留葉數變化的趨勢一致。多留葉有利于苯丙氨酸轉化物的生成；多施氮多留葉，茄酮含量較高。施氮量與留葉數對化學成分和香氣成分的影響，在感官質量上也會體現出不同的反映。施氮量大，煙葉香氣量較大，但糖堿比、氮堿比降低導致香氣質變差；通過留葉數可控制煙堿和糖含量，協調化學成分，使煙葉品質變優。

表5 不同施氮量與留葉數互作對煙葉香氣成分的影響Table 5 Effects of different nitrogen rates and numbers of leaves remained on the aroma components

表6 不同施氮量與留葉數對煙葉感官質量的影響Table 6 Effects of different nitrogen rates and numbers of leaves remained on the sensory quality

在實際生產中，氮肥運籌和打頂留葉密不可分，雙因素方差分析充分顯示，施氮量、留葉數及互作效應對煙葉生長發育、產量產值以及內在各成分有重要影響，這對于針對性地解決煙葉生產中出現的問題具有重要的意義。

4 結 論

本試驗結果顯示，合理增氮、增葉有利于提高煙株農藝和經濟性狀，協調煙葉化學成分和香氣成分，提高煙葉感官質量；而過量施氮使煙葉品質降低，影響產值。綜合分析認為，在萬源當地土壤、環境條件下，當地主栽曬紅煙品種“萬毛3號”在施氮15 kg/667m2、留葉18片處理下，煙株農藝性狀和煙葉經濟性狀表現較優，煙葉化學成分和香氣成分較為協調，煙葉曬煙風格相對突出，香氣質較優且濃度較好，余味較舒適，感官質量評分最高。同時，該組合降低了煙農的成本和勞動強度，且對保護土壤有利。

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