外源氨基酸和腐殖酸對K326烤煙品質的影響

許山河 孫興權 盧平

摘 要：為探討外源氨基酸和腐殖酸對有機—無機配施條件下烤煙品質的影響，通過田間小區試驗，以不同用量氨基酸和腐殖酸替代普通有機肥，比較對K326品種烤煙常規化學成分、外觀質量和感官評吸的影響，并以這3個品質維度的評定指數為變量進行主成分分析。結果表明：45和60 kg/hm2氨基酸、45 kg/hm2腐殖酸與無機肥配施，烤煙化學成分、外觀質量和感官質量評定指數與對照相比均有不同程度的提高，30 kg/hm2腐殖酸與無機肥配施對C3F煙葉感官質量有負面影響，腐殖酸用量為60 kg/hm2時，C3F化學成分協調性和煙葉外觀質量有下降趨勢，主成分分析結果表明，在有效用量水平相當時，添加氨基酸的處理烤煙品質綜合得分高于腐殖酸。相對而言，在牟定地區烤煙施基肥時以45～60 kg/hm2氨基酸替代26.7%的無機氮肥，對烤煙綜合品質的提高效果最佳。

關鍵詞：氨基酸;腐殖酸;有機-無機肥配施;烤煙;綜合品質

中圖分類號：S572文獻標識碼：A文章編號：1006-060X（2019）10-0029-04

Abstract： In order to investigate the effects of exogenous amino acids （AAs） and humic acids （HAs） on quality of flue-cured tobacco under the condition of organic and inorganic fertilizer application， a field plot experiment by using K326 was carried out with substituting different levels AAs and HAs for conventional organic fertilizer to compare the effects on regular chemical composition， appearance quality and sensory smoking quality， furthermore， the PCA （principal component analysis） was used to evaluate the exponent of these three quality aspects of flue-cured tobacco. The results showed that the combination of 45 and 60 kg/hm2 amino acids， 45 kg/hm2 humic acid and inorganic fertilizer could improve the chemical composition， appearance quality and sensory smoking quality evaluation index of flue-cured tobacco. 30 kg/hm2 humic acid and inorganic fertilizer had a negative effect on the sensory quality of C3F tobacco. When humic acid dosage was 60 kg/hm2， the compatibility of chemical components of C3F and the appearance quality of tobacco decreased. The results of principal component analysis showed that the comprehensive quality score of flue-cured tobacco treated with amino acid was higher than that of humic acid when the effective dosage was the same. In comparison， 45-60 kg/hm2 amino acid was used to replace 26.7% inorganic nitrogen fertilizer in the base fertilizer application of flue-cured tobacco in Mouding area， which had the best effect on improving the comprehensive quality of flue-cured tobacco.

Key words： amino acid; humic acid; organic-inorganic fertilizer; flue-cured tobacco; comprehensive quality

大量研究和生產實踐表明，適量的有機肥和化肥配施對植煙土壤肥力、微生物種群多樣性和酶活性等有正面影響，與單施有機肥或化肥相比，能促進不同主栽烤煙品種生長發育，提高煙葉的綜合品質，并在一定程度上提高種煙經濟效益[1-8]。配施有機肥料能夠改善煙葉品質，主要原因是其礦化分解產生了大量有機酸。一般而言，有機酸通過改善土壤及煙株根際微環境，促進煙株生理生化代謝，從而改善煙葉品質，但不同類型有機酸在土壤中和植株體內的作用有明顯不同[9]。氨基酸與腐殖酸是有機物料礦化分解產生的重要有機酸[10-11]，二者均可作為植物生物刺激素，促進根系生長，加強營養吸收和提高抗逆性[12]。研究表明，氨基酸與氮肥同時補充時表現出明顯的激素活性[13]，能夠被植株根部直接吸收利用，可在作物生長過程中作為氮素吸收的調節信號[14];腐殖酸通過改善土壤結構和植株根構型，提高土壤肥力，對植株生理產生有利影響[15]，有學者通過直接添加的方式，比較了外源性氨基酸和檸檬酸、蘋果酸、乳酸等在烤煙葉綠體色素及氮代謝方面的異同[16]，探討腐殖酸和檸檬酸、蘋果酸、油酸對煙葉總糖、還原糖、煙堿含量等方面的影響[9，17-18]，而氨基酸和腐殖酸對烤煙品質的對比研究報道較少，游離氨基酸作為促成腐殖酸分子聚合的重要前體物質[11]，二者對烤煙品質的形成必定存在某些方面的區別與聯系，值得開展相關探討。通過在烤煙移栽時直接添加不同量外源氨基酸和腐殖酸，綜合評價兩種有機酸對K326品種中、上部位煙葉在常規化學成分、外觀質量和感官評吸3個方面的影響，以期為楚雄牟定地區優質煙葉生產提供參考和依據。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗地位于云南省楚雄彝族自治州牟定縣江坡鎮高平村（海拔1 760.0 m，地理位置：25?26′N，101?58′E）。土壤類型為沙壤土，前茬撂荒。供試土壤基本肥力狀況：pH值5.91，有機質含量23.48 g/kg，全氮1.58 g/kg，全磷1.77 g/kg，全鉀6.63 g/kg，水解性氮116.39 mg/kg，有效磷34.42 mg/kg，速效鉀149.58?mg/kg。

1.2 試驗材料

供試烤煙品種為K326;供試肥料為烤煙專用復合肥（N-P2O5-K2O=15∶15∶18）、鈣鎂磷肥（P2O5≥15.0%）、商品有機肥（總養分≥6.0%）、農用硝酸鉀（N-P2O5-K2O=13.5∶0∶44.5）、腐殖酸鈉（水溶性腐殖酸≥40.0%）、水溶性氨基酸（總氨基酸含量≥15.4%）。

1.3 試驗設計

腐殖酸組（H）設3個水平，分別為H1：純水溶性腐殖酸30 kg/hm2，H2：45 kg/hm2，H3：60 kg/hm2;氨基酸組（A）設3個水平，分別為A1：總氨基酸用量30 kg/hm2，A2：45 kg/hm2，A3：60 kg/hm2;以商品有機肥與無機肥配施為對照（CK）。共7個處理，3次重復，每小區植煙90株，隨機區組排列，于2018年5月1日以常規方式移栽，種植株行距0.6 m×1.2 m。CK施純氮量為112.5 kg/hm2，有機氮替代量約為26.7%，其中基肥按純氮用量67.5 kg/hm2計算，環施烤煙專用復合肥250 kg/hm2、鈣鎂磷肥300 kg/hm2和商品有機肥2 250 kg/hm2，移栽后40 d按純氮用量45 kg/hm2澆施農用硝酸鉀。H組和A組處理除不施商品有機肥外，其余施肥措施與CK一致。按當地優質煙葉生產技術規范進行大田管理和成熟采烤。

1.4 測定項目及方法

各小區初烤煙葉回潮后按照GB 2635—1992進行分級，選取C3F（中桔三）、B2F（上桔二）煙葉樣品各1.5 kg，依據YC/T 159—2002，YC/T 160—2002，YC/T 161—2002，YC/T 162—2002和YC/T 173—2003等標準，測定煙葉常規化學成分（總糖、還原糖、總氮、總植物堿、鉀離子及氯離子含量）。參考蔡憲杰等[19]的方法對煙葉外觀質量的6項指標（顏色、成熟度、組織結構、身份、油分和色度）進行評分。依據YC/T138—1998標準，以9分制法[8]對煙葉樣品5項感官質量指標（香氣質、香氣量、余味、刺激性和雜氣）進行評分。

1.5 數據分析

以協調性指數評價煙葉常規化學成分的協調性[20]，以賦值權重指數和法對煙葉外觀質量和感官質量進行評價[21]，對各處理不同部位的常規化學成分協調性得分和外觀質量、感官評吸指數和得分進行主成分分析，并計算綜合主成分值[22]。數據整理、分析由Excel 2010和SPSS 18.0完成，多重比較采用Duncan's新復極差法（α=0.05），因子旋轉采用最大方差法。

2 結果及分析

2.1 烤煙常規化學成分

如表1所示，與CK相比，各處理C3F等級中A1、A2和A3處理的總糖含量以及A3還原糖、H3煙堿含量顯著降低（P<0.05），A3煙堿含量以及H2、A1、A2和A3的鉀離子含量顯著升高。B2F等級中H1、H2、H3、A2和A3的總糖含量和A3還原糖含量顯著降低，H3總氮含量、A3煙堿含量、A2和A3的鉀離子含量以及A3氯離子含量顯著升高。由表1可知，C3F等級煙葉協調性指數可分為兩個層次，第一層次是CK和H組，綜合指數范圍在0.58～0.64，處于“中”水平;第二層次是A組3個處理，綜合指數為0.66～0.72，達到了“較高”水平，且A1、A2和A3均顯著高于CK，其中最高為A2=0.72。B2F等級煙葉協調性指數同樣為兩個層次，即CK、H1、H3和A1處于0.68～0.73，為“較高”水平;H2、A2和A3在0.75以上，達到了“高”水平，3個處理均顯著高于CK，其中最高為A3=0.82。

2.2 煙葉外觀質量

由表2可知，各處理C3F等級外觀質量指數和H2>A1>A2>A3>H1>CK>H3，煙葉樣品顏色均為桔黃色，厚薄適中，各處理外觀質量的差異主要表現為：H1、H2、A1和A2處理的成熟度較好，H3成熟度稍差;H2、H3和A1的葉片更顯疏松（葉面組織結構）;H3處理油分稍顯不足;各處理色度均強于CK。B2F等級外觀質量綜合指數表現為H2>A2>A3>A1>H1>CK>H3，煙葉樣品顏色均為桔黃色，葉片稍厚，各處理差異主要表現在：H2煙葉顏色均勻度更佳;CK、H3和A1處理的成熟度稍差;A1、A2和A3處理的葉面更顯疏松;A2葉片相對較薄;CK、A1、A2和A3油分較多;A1色度稍弱。

2.3 烤煙感官質量

從評吸總分來看（表3），C3F等級A2>H2>A3>A1>H3>CK>H1，各處理間的差異主要表現在：H3柔和細膩性稍欠，生、青雜氣相對較重;H2、A1、A2和A3處理的香氣量相對較足，煙氣透發性、成團性較好;H2、H3、A1、A2和A3的刺激性較小;H1、H2、H3和A1的余味較舒適。B2F等級A2>A3>H2>H3>A1>H1=CK，各處理香氣質均顯細膩、甜潤，差異主要表現在：H2、H3和A3處理的香氣量較足;CK、H1和H2的刺激性相對較小;A1和A2的余味辛辣感較輕、舒適性更好;CK、H1、A2和A3的枯焦氣相對較輕。

2.4 烤煙品質主成分分析及綜合評價

以不同部位常規化學成分、外觀質量和感官評吸評定指數為變量進行主成分分析，相關矩陣KMO=0.78，Bartlett球形度檢驗相伴概率為0.00，以特征值λ>0.6為標準將隸屬于不同維度的品質指數壓縮為2個主成分，主成分1（PC1）的方差貢獻率為69.65%，主成分2（PC2）方差貢獻率為16.04%，對試驗處理烤煙品質的累積解釋量為85.69%，適合進行主成分分析[22]。主成分綜合得分排名如下：A2（0.98）>A3（0.87）>H2（0.10）>H3（-0.28）>A1（-0.42）>CK（-0.61）>H1（-0.64），除H1外各處理得分均高于CK，A組中A2和A3較優，H組中H2處理表現相對較好，同一用量水平下，A組各處理綜合得分均高于H組。

3 討 論

結果表明，與常規有機—無機肥配施相比，氨基酸和腐殖酸均能引起煙葉總糖、還原糖、煙堿和鉀離子含量的變化（P<0.05），這些變化表現在不同部位和用量水平上，一致之處在于，對總糖、還原糖含量的影響均為降低，對鉀離子含量表現出的影響均為升高，差異之處在于對煙堿含量的影響上，施用氨基酸表現為升高（A3處理下的C3F及B2F），腐殖酸則表現為降低（H3處理下的C3F）;各處理的化學成分、外觀質量和感官質量綜合指數方面，添加30 kg/hm2腐殖酸使C3F煙葉感官質量有下降趨勢，腐殖酸用量達60 kg/hm2時，C3F化學成分協調性和煙葉總體外觀質量有下降趨勢，這些趨勢與某些研究結論有所差異[23-24]，其原因有待開展進一步驗證，45和60 kg/hm2氨基酸、45 kg/hm2腐殖酸處理不同部位烤煙三個維度的評定指數均有不同程度的提高。結合楚雄K326品種煙葉糖含量高、鉀離子偏低等特點[25]，試驗結果說明了適量氨基酸或腐殖酸與化肥配施，對煙葉成熟期間同化物的降解轉化有一定的調節效應，使煙葉的內在品質更加協調及醇和[26-27]。值得指出的是，二者對煙堿含量的不同影響可能是氨基酸本身就具有營養作用，可作為直接氮源供煙株吸收利用，且能夠促進烤煙對硝態氮的吸收和轉化，直接或間接參與煙堿的合成[16]，而腐殖酸聚合體中雖然含有一定的氮素，但由于難以在土壤中分解釋放，在施氮量減少的情況下，會造成生長后期氮營養供應不足，影響烤煙生長和植物堿的合成與轉化[28]。

由于烤煙化學成分、外觀質量和感官評吸3個方面綜合指數計算模型不同，且不同葉位間內在和外在品質差異較大[29]，難以比較，采用主成分分析方法壓縮不同維度的品質要素，能夠全面、客觀的評價烤煙品質。總體而言，添加30、45和60 kg/hm2氨基酸以及45和60 kg/hm2腐殖酸，主成分綜合得分均高于常規有機—無機肥配施，相對而言，在有效含量添加水平相當的情況下，氨基酸各處理得分均高于腐殖酸，其中氨基酸添加量為45和60 kg/hm2時，烤煙品質綜合得分較高，說明在供試條件下，45～60 kg/hm2氨基酸與無機肥配施，對K326品種烤煙品質的提高效果最佳。

綜上所述，在有機-無機肥配施條件下，直接添加外源性氨基酸對煙葉綜合品質的提高作用優于同等用量水平的腐殖酸，在烤煙移栽時以氨基酸45～60 kg/hm2替代26.7%無機氮，對牟定K326品種烤煙綜合品質的提高效果最優。

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（責任編輯：肖彥資）