硼鉬配施對烤煙生長及烤后煙化學品質的影響

李釗，鄢敏，張月華，劉海兵，肖文洋，劉勇，陳佛源，景延秋

(1. 河南農業大學煙草學院，河南鄭州 450002；2. 四川省煙草公司宜賓市公司，四川宜賓 644000；3. 河南中煙工業有限責任公司，河南鄭州 450003；4. 中國煙草總公司四川省公司，四川成都 610017)

煙草是我國重要的經濟作物，植煙土壤養分是否充足關系著烤煙產質量[1]。 但是，連年耕作及對微量元素關注不夠等原因導致我國土壤微量元素存在不同程度缺乏[2]。 硼(B)主要以H3BO3形式被植物吸收[3]，對植物多種生理功能有調控作用。 有研究表明，硼能通過調控細胞分裂素、生長素合成來影響煙草植株生長發育[4]。 硼能促進煙株體內碳水化合物運輸和代謝。 韋建玉等[5]研究表明，一定范圍內，隨著供硼濃度增加煙株干物質積累量增加。 鉬(Mo)也是植物必需微量元素之一，主要以鉬酸鹽形式進入植物體內[6]。 鉬能參與植物氮代謝和同化，并參與植物體內固氮活動，從而增加煙株干物質積累量，鉬營養的豐缺影響并調控煙株干物質積累[7]。 硼和鉬之間存在極顯著正交互作用[8]。崔輝梅等[9]研究表明，硼鉬配施可促進胡蘿卜葉片葉綠素含量，增加葉面積，提高產量，且配施效果優于單施。 劉鵬等[10]研究表明，硼鉬配施對大豆光合效率的提高程度優于單施。

硼和鉬均為植物吸收后無法再重復利用的必需微量元素，過少或過多都會對煙株產生危害[11，12]，適宜的硼、鉬濃度是優質烤煙生產所必需的。 已有研究多集中在硼肥鉬肥單施或多種微量元素同時施用對烤煙品質的影響，鮮有硼鉬兩種微肥配施對烤煙生長發育及煙葉化學品質影響的系統性研究。 本試驗旨在通過研究不同水平硼鉬微肥配施對烤煙生長、干物質積累、內在化學成分和香味成分含量的影響，為植煙土壤合理補充硼鉬微肥提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗于2022 年在四川省宜賓市筠連縣高坪苗族鄉進行。 土壤養分基本理化性狀見表1。

表1 土壤理化指標

1.2 供試材料

選擇當地主栽烤煙品種云煙99 為試驗材料。煙草專用肥由四川省煙草公司宜賓市公司筠連縣公司提供，硼、鉬微肥由國藥集團化學試劑有限公司提供。

1.3 試驗設計

采用雙因素隨機區組設計，設置3 個硼濃度和3 個鉬濃度，以不施硼鉬微肥為對照(CK)，共10 個處理(表2)，重復3 次，共30 個小區。 每小區5 行，每行20 株煙，行株距1.10 m × 0.50 m。

表2 硼鉬微肥試驗設計(mg/株)

基肥按當地烤煙種植標準進行，煙草專用肥250 kg/hm2，農家肥3000 kg/hm2。 硼鉬微肥按處理用量分別溶于清水稀釋1000 倍，煙株移栽成活后澆施于煙株根部。 其他生產管理措施同當地大田生產。

1.4 樣品采集

1.4.1 大田期樣品 煙苗移栽時記為0 d，各處理分別于團棵期、旺長期和成熟期取3 株具有代表性的完整煙株，整株洗凈待測。

1.4.2 烤后煙樣品 參照烤煙標準GB 2635—1992，由四川省煙草公司宜賓市筠連縣分公司技術人員對烤后煙葉進行分級，每個處理取B2F、C3F 以及X2F 等級煙葉各2 kg，封裝待測。

1.5 測定項目及方法

1.5.1 煙株生長指標 各小區選擇有代表性煙株10 株掛牌標記，分別于團棵期、旺長期和成熟期對煙株株高、莖圍、最大葉長、最大葉寬等農藝性狀進行調查。

1.5.2 煙株干物質積累量 將采集的煙株放入烘箱中105℃殺青30 min 后60℃烘干至恒重，分別稱量根、莖、葉干重。

1.5.3 煙葉化學成分 采用SEAL-AA3 連續流動分析儀測定煙葉常規化學成分含量，包括總糖、還原糖、總氮、煙堿、鉀和氯[13]。

1.5.4 煙葉香味成分 采用同時蒸餾萃取法提取香味物質，采用HP 5890-5972 氣質聯用儀進行定性定量分析[14]。

1.6 數據處理與分析

采用Microsoft Excel 2020 和SPSS 24.0 軟件對數據進行處理和分析。

2 結果與分析

2.1 不同水平硼鉬配施對煙株生長指標的影響

由表3 可知，團棵期，T5 處理株高顯著高于其他處理；T4 處理莖圍最大，但各處理間差異不顯著；最大葉長在T4 處理達最大值，T5 處理次之，二者分別較CK 顯著增加15.81%、13.87%；最大葉寬在T5 處理達最大值，較CK 顯著增加35.45%。旺長期，株高、莖圍、最大葉長和最大葉寬均在T5 處理達到最大值，較CK 分別顯著提高24.75%、20.79%、19.78%和46.16%。成熟期，T5處理的株高和最大葉寬最大且顯著高于CK，T4處理的莖圍和最大葉長最大且顯著高于CK。 除團棵期鉬對煙株莖圍影響不顯著外，各時期煙株生長指標受硼、鉬及硼鉬交互的影響均達極顯著水平，各時期煙株生長指標隨硼鉬微肥施用量增加整體呈先升高后降低的趨勢，分別于T4 或T5處理時達到峰值。

表3 不同水平硼鉬配施對煙株生長指標的影響(cm)

2.2 不同水平硼鉬配施對煙株干物質積累的影響

由表4 可知，硼鉬配施可提高煙株各時期干物質積累量，且整體上呈先升高后降低趨勢。 團棵期，各處理間根部干物質積累量無顯著差異，T5 處理最高，較CK 提高115.38%；莖、葉干物質積累量均在T5 處理最大，分別較CK 顯著提高132.51%、72.68%。 旺長期和成熟期，根、莖、葉干物質積累量均在T5 處理達最大值，較CK 分別顯著提高56.76%、56.24%、49.12% 和77.97%、29.31%、60.63%。 硼鉬微肥對團棵期煙株干物質積累量提升效果最大，成熟期次之，旺長期最低。除團棵期鉬和硼鉬交互對煙株根部干物質積累量影響不顯著外，其他時期煙株干物質積累量受硼、鉬及硼鉬交互的影響均達極顯著水平。

表4 不同水平硼鉬配施對煙株干物質積累的影響(g/株)

2.3 不同水平硼鉬配施對烤后煙常規化學成分含量的影響

由表5 可知，硼鉬配施對烤后煙常規化學成分含量均有一定影響。 T5 處理上部葉總糖、還原糖、煙堿、總氮、鉀含量均最高，分別較CK 顯著提高25.26%、16.09%、7.53%、17.20%、15.47%；各處理間上部葉氯含量無顯著差異。 糖堿比、氮堿比和鉀氯比是反映煙葉常規化學成分協調性的重要指標，糖堿比通常為8 ～12，氮堿比以1 或略小于1 為宜，鉀氯比以大于4 為宜。 上部葉糖堿比、氮堿比和鉀氯比均在T5 處理下達到最大值，除氮堿比外與CK 差異顯著，且更趨近于最佳值。 T9 處理上部葉各化學成分含量與CK 相比有下降趨勢，可能是硼鉬微肥施用量過高對煙株生理過程產生抑制作用，降低化學成分合成或降解速率。硼、鉬和硼鉬交互對上部葉總糖、還原糖、總氮含量及糖堿比、鉀氯比均有極顯著影響。

表5 不同水平硼鉬配施對烤后煙常規化學成分含量的影響

T5 處理中部葉總糖、還原糖、總氮、鉀含量最高，分別較CK 顯著提高2.19%、2.90%、7.55%、26.28%；T5 處理中部葉煙堿和氯含量分別較CK提高2.49%和10.53%。 各處理間中部葉糖堿比和氮堿比均無顯著差異，T5 處理的鉀氯比最大，較CK 顯著增加14.25%。 中部葉總糖、還原糖、總氮和鉀含量受硼、鉬影響達極顯著水平，還原糖含量受硼鉬交互影響達顯著水平。 鉬水平顯著影響中部葉鉀氯比，硼鉬交互對鉀氯比的影響達極顯著水平，鉬水平對鉀氯比影響不顯著。說明硼鉬交互施用較單施硼或鉬對烤后煙中部葉常規化學成分協調性的提升效果更好。

T5 處理下部葉總糖、總氮、鉀含量最高，分別較CK 顯著提高1.42%、20.61%、24.83%。 T5 處理下部葉還原糖和煙堿含量最高，T9 處理含量最低。 T9 處理下部葉糖堿比最大，T5 處理最小。各處理間下部葉氮堿比差異不顯著。 T5 處理鉀氯比最大且顯著高于其他處理。 硼、鉬及硼鉬交互對下部葉氯含量和氮堿比無顯著影響，對糖堿比有極顯著影響。 單施硼、鉬肥對下部葉總糖含量無顯著影響，硼鉬交互對其有顯著影響。 硼肥顯著影響下部葉鉀含量，鉬肥和硼鉬交互對其有極顯著影響。 單施硼肥顯著影響下部葉鉀氯比，單施鉬肥對其無顯著影響，硼鉬交互對其有極顯著影響。

2.4 不同水平硼鉬配施對烤后煙香味物質含量的影響

由表6 看出，不同水平硼鉬微肥對烤煙香味物質含量有顯著影響。 上部葉棕色化反應產物、苯丙氨酸類降解產物、類胡蘿卜素降解產物含量及香味物質總量均在T5 處理最高，分別較CK 顯著提高49.75%、464.00%、93.90%、51.70%。 T6處理中部葉棕色化反應產物含量最高，T5 處理次之，分別較CK 顯著提高56.20%和54.64%；苯丙氨酸類降解產物、類胡蘿卜素降解產物含量及香味物質總量均在T5 處理達到最大值，較CK 分別顯著提高390.55%、109.46%和58.91%。 下部葉棕色化反應產物、苯丙氨酸類降解產物、類胡蘿卜素降解產物含量及香味物質總量均在T5 處理最高，較CK 分別顯著提高68.93%、401.16%、142.06%、99.79%。 硼、鉬及硼鉬交互對烤后煙中、下部葉棕色化反應產物、苯丙氨酸類降解產物、類胡蘿卜素降解產物含量及香味物質總量均有極顯著影響。

表6 不同水平硼鉬配施對烤后煙香味物質含量的影響(μg/g)

3 討論與結論

硼、鉬是植物正常生長發育必需的微量元素。俞丁力[15]的研究表明，適宜施用范圍內，隨著硼肥施用量增加烤煙葉片生長發育顯著加快，株高和根變化顯著。 白森[16]的研究表明，適量施用鉬肥有利于煙株株高、莖圍、中上部葉增長，提高煙葉產量和產值。 本研究結果表明，適量施用硼鉬微肥可以顯著提高煙株株高、莖圍及最大葉長和葉寬，促進煙株生長。 這可能是由于硼鉬參與植物內源激素代謝過程，缺少硼鉬元素會阻礙植物體內源激素合成和運輸[17，18]，當硼鉬元素得到補充時，激素代謝過程中關鍵酶活性升高，使煙株內源激素運輸和合成過程回歸正常，煙株生長發育不再受阻。

硼鉬元素直接或間接影響植物光合作用和呼吸作用，是植物碳氮代謝過程所必需的。 缺少硼鉬元素會直接影響植株固氮能力，導致植物光合產物減少、碳水化合物合成受阻[19，20]。 本研究結果表明，補充適量硼鉬微肥可提高煙株干物質積累量，總糖、還原糖、煙堿、總氮等碳氮代謝產物含量和鉀含量較CK 均有所提高，常規化學成分協調性明顯改善，這與前人研究結果一致[21，22]。 這可能是由于硼鉬元素的補充提高硝酸還原酶、固氮酶等的活性，促進煙株光合作用、呼吸作用和碳氮代謝過程，使得煙株光合產物和碳氮代謝產物增加。 本研究結果得出，硼鉬交互對上部葉總糖、還原糖和煙堿含量及糖堿比和鉀氯比的影響達極顯著水平；對中部葉還原糖含量影響達顯著水平，對中部葉總糖、總氮和鉀含量及鉀氯比影響達極顯著水平，對下部葉總糖、煙堿和總氮含量有顯著影響，對下部葉鉀含量及糖堿比和鉀氯比有極顯著影響。

烤煙棕色化反應產物可增加烤煙的甜味和香味濃度，使煙氣更加柔和，苯丙氨酸類降解產物可以改善煙葉香氣質和香氣量[23]。 類胡蘿卜素降解產物對烤煙品質有重要影響[24]。 硼和鉬元素對烤煙香味物質含量有顯著影響[25，26]。 本研究表明，硼、鉬和硼+鉬均對中、下部葉烤后煙棕色化反應產物、苯丙氨酸類降解產物、類胡蘿卜素降解產物含量及香味物質總量有極顯著影響，該結論與齊永杰等[27]的研究結果一致。 這可能是由于硼和鉬對烤煙碳氮代謝產物(氨基酸、糖類和葉綠素等)合成和積累有重要作用，最終導致其含量升高。

本試驗條件下，煙株各生育時期生長指標在T5 處理整體表現最優；T5 處理不同時期葉片干物質積累量分別較CK 顯著增加72. 68%、49.12%、60.63%。 煙株不同部位葉片常規化學成分含量及糖堿比、氮堿比和鉀氯比在T5 處理整體表現最好。 煙株不同部位葉片烤后煙香味物質棕色化反應產物、苯丙氨酸類降解產物、類胡蘿卜素降解產物含量及香味物質總量在T5 處理表現最優，T5 處理煙株上部葉和下部葉這3 類香味物質含量及香味物質總量較CK 分別顯著增加49.75%、464.00%、93.90%、51.70%和68.93%、401.16%、142.06%、99.79%。 綜上，于移栽時施用7.00 mg/株硼和4.00 mg/株鉬(T5)可顯著改善當地煙葉品質，提高煙葉質量。