煙田施用腐熟小麥秸稈對(duì)烤煙產(chǎn)質(zhì)量的影響

曾 宇，符云鵬*，葉協(xié)鋒，孟 莉，閆 伸，李高坡，楊旭霞，丁麗芳，李淑霞

（1.河南農(nóng)業(yè)大學(xué)煙草學(xué)院, 鄭州 450002；2.許昌市煙草公司襄城縣分公司，河南 襄城 461700）

煙田施用腐熟小麥秸稈對(duì)烤煙產(chǎn)質(zhì)量的影響

曾 宇1，符云鵬1*，葉協(xié)鋒1，孟 莉1，閆 伸1，李高坡1，楊旭霞2，丁麗芳2，李淑霞2

（1.河南農(nóng)業(yè)大學(xué)煙草學(xué)院, 鄭州 450002；2.許昌市煙草公司襄城縣分公司，河南 襄城 461700）

通過大田試驗(yàn)，研究了腐熟小麥秸稈用量對(duì)烤煙產(chǎn)、質(zhì)量的影響。結(jié)果表明，煙田施用腐熟小麥秸稈能夠明顯提高烤煙產(chǎn)量、上等煙比例，增加煙葉的經(jīng)濟(jì)性狀，改善烤后煙葉的物理特性，協(xié)調(diào)化學(xué)成分，提高石油醚提取物含量及中性致香物質(zhì)含量，改善評(píng)吸質(zhì)量。總體來說，施用腐熟秸稈 6000 kg/hm2為最佳。

腐熟小麥秸稈；產(chǎn)量；品質(zhì)；評(píng)吸質(zhì)量

當(dāng)前，我國(guó)煙葉生產(chǎn)普遍存在依賴化肥提高煙葉產(chǎn)量的現(xiàn)象，此造成土壤有機(jī)質(zhì)含量降低，土壤板結(jié)，地力衰退，影響煙葉的品質(zhì)，使香氣成分不足，煙葉品質(zhì)降低，煙農(nóng)的經(jīng)濟(jì)收入減少[1]，煙草農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展受制約。目前關(guān)于秸稈還田對(duì)改良土壤及農(nóng)作物方面的研究應(yīng)用報(bào)道較多，主要集中對(duì)土壤酶、土壤微生物、土壤養(yǎng)分、土壤有機(jī)碳及對(duì)作物的根系活力、光合特性、碳氮代謝等方面的研究[2-14]，然而，由于秸稈還田的方式較多，目前報(bào)道較多的有秸稈直接還田、秸稈覆蓋還田等，關(guān)于秸稈腐熟后還田對(duì)烤煙產(chǎn)量及品質(zhì)的影響尚缺乏系統(tǒng)的報(bào)道，為此，筆者通過研究腐熟小麥秸稈還田，以其對(duì)烤煙產(chǎn)量、質(zhì)量等指標(biāo)的影響來探討腐熟秸稈還田的實(shí)踐意義，旨在對(duì)農(nóng)業(yè)資源再利用以及煙草農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于 2012 年 5—9 月在襄城縣王洛鎮(zhèn)進(jìn)行，供試土壤為黃褐土，土壤基本理化性質(zhì)為：有機(jī)質(zhì)12.80 g/kg ， 速 效 氮 53.30 mg/kg ， 速 效 磷 6.20 mg/kg，速效鉀 101.00 mg/kg。試驗(yàn)設(shè) 4 個(gè)處理，CK：按當(dāng)?shù)卣Ｊ┓剩籘1、T2、T3 分別為施用腐熟小麥秸稈 3000、6000 和 9000 kg/hm2。氮用量為52.5 kg/hm2，m(N):m(P2O5):m(K2O)=1:1.5:4，其中70%的肥料做基肥在起壟前條施，30%的肥料在移栽時(shí)穴施，施用秸稈的處理，施肥方案均扣除秸稈中所含的 N、P、K 含量，施肥總量與對(duì)照保持一致，腐熟小麥秸稈的 N、P、K 含量分別為 0.31%、0.22%、0.53%，有機(jī)質(zhì)含量為 50.15%，具體施肥量見表1。采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，小區(qū)面積 0.02 hm2，重復(fù) 3 次。供試品種為當(dāng)?shù)刂髟云贩N中煙 100，5月 3 日移栽，株行距 55 cm×110 cm。腐熟秸稈的施用方法為整地時(shí)按各處理要求用量均勻撒在試驗(yàn)田里，機(jī)器旋翻至耕層與土壤混合均勻。大田管理采用當(dāng)?shù)貎?yōu)質(zhì)煙葉生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)行。

表1 各處理施肥量 kg/hm2Table 1 The fertilizer rates for each treatment

1.2 測(cè)定項(xiàng)目與方法

采收時(shí)小區(qū)單收，分開掛竿烘烤，分級(jí)計(jì)產(chǎn)，最終計(jì)算產(chǎn)值、均價(jià)、上等煙比例等經(jīng)濟(jì)性狀。葉質(zhì)重等按常規(guī)方法測(cè)定。化學(xué)成分采用采用連續(xù)流動(dòng)法進(jìn)行測(cè)定。石油醚提取物采用 YC/T176—2003的方法[15]。中性致香物質(zhì)采用 GC-MS 進(jìn)行定性定量分析。評(píng)吸采用 NY/YCT008—2002 標(biāo)準(zhǔn)，由河南中煙相關(guān)技術(shù)人員評(píng)吸鑒定。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用 SPSS l7.0 進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié) 果

2.1 烤煙產(chǎn)量和產(chǎn)值

由表2可知，施用腐熟小麥秸稈能夠提高上中等煙比例，降低下等煙比例，T2、T3 的上等煙比例較對(duì)照提高較大，分別提高了 3.53、3.34 個(gè)百分點(diǎn)，下等煙比例分別較對(duì)照減少了 5.23 個(gè)百分點(diǎn)、5.18 個(gè)百分點(diǎn)，但處理間的差異均未達(dá)到顯著水平。產(chǎn)量 T2、T3 處理的差異不顯著，但與其他處理之間的差異達(dá)到極顯著水平，分別較對(duì)照 CK 增產(chǎn)10.42%、10.69%。T2、T3 均價(jià)較對(duì)照增加1.39 元、1.25 元；T2、T3 的收益較對(duì)照 CK 增加9539.40 元 /hm2、 9264.40 元 /hm2,增 幅 分 別 為18.61%、18.08%。

表2 試驗(yàn)各處理的經(jīng)濟(jì)性狀Table 2 The economic characters of each treatment

2.2 烤后煙葉物理特性

由表3可以看出，隨著葉位的升高，葉質(zhì)重和單葉重增大，含梗率降低。各部位葉質(zhì)重和單葉重均以 T2、T3 處理最高，且與其他處理之間的差異均達(dá)到顯著水平。在秸稈施用量為 6000 kg/hm2之內(nèi)，隨著秸稈用量的增加，煙葉含梗率有隨之降低的趨勢(shì)，超過了 6000 kg/hm2，煙葉的含梗率又隨之增大，除上部葉之外，含梗率以 T2處理最小，且與其他各處理之間的差異均達(dá)到極顯著水平。

表3 試驗(yàn)各處理烤后煙葉物理特性Table 3 The physical characters of each treatment

2.3 煙葉常規(guī)化學(xué)成分

一般認(rèn)為優(yōu)質(zhì)烤煙化學(xué)成分的適宜范圍為：總氮 1.5%～2.5%，還原糖 18%～22%，總糖 20%～26%，煙堿 1.5%～2.5%，氯 0.3%-0.8%，氧化鉀 1.5%～3.5%。從表4可以看出，試驗(yàn)各處理除下部葉氯含量以外的各項(xiàng)指標(biāo)基本都在優(yōu)質(zhì)煙葉適宜值的范圍內(nèi)。從部位來看，總氮表現(xiàn)為中部＞下部＞上部，總糖和煙堿表現(xiàn)為上部＞中部＞下部，還原糖和鉀含量基本表現(xiàn)為下部＞中部＞上部，中上部的氯含量要小于下部煙葉。施用秸稈均能降低中上部煙葉的總氮、煙堿含量，提高煙葉總糖、還原糖以及鉀含量，但施用秸稈的各處理間的差異不大。

表4 試驗(yàn)各處理烤后煙葉的化學(xué)成分 %Table 4 The chemical compositions for each treatment

2.4 石油醚提取物及中性致香物質(zhì)含量

由表5可知，各處理的煙葉石油醚提取物在部位間表現(xiàn)為相同的趨勢(shì)，即上部＞中部＞下部。施用秸稈的處理均提高了烤后煙葉石油醚提取物含量，且與對(duì)照之間的差異達(dá)到極顯著的水平。中下部煙葉石油醚提取物含量隨著秸稈用量的增加而增加，上部葉的石油醚提取物含量在秸稈用量為 6000 kg/hm2達(dá)到最高。有研究表明，石油醚提取物的含量與煙葉的香氣量有關(guān)，與香氣質(zhì)無(wú)關(guān)，這是由于石油醚提取物中對(duì)煙草香味有利和不利的物質(zhì)共存[16]。

表5 烤后煙葉石油醚提取物含量 %Table 5 The petroleum ether extracts for each treatment

由表6可知，施用秸稈的處理中性致香物質(zhì)含量均高于對(duì)照，棕色化反應(yīng)產(chǎn)物、西柏烷類降解產(chǎn)物以及中部葉新植二烯、苯丙氨酸類降解產(chǎn)物的含量均隨著秸稈用量的提高而增加，在一定范圍內(nèi)，類胡蘿卜素降解產(chǎn)物以及上部葉新植二烯、苯丙氨酸類降解產(chǎn)物的含量隨著秸稈用量的增加而增加，當(dāng)秸稈用量超過 6000 kg/hm2，其含量有降低的趨勢(shì)。總體看來，中性致香物質(zhì)總量以秸稈用量 6000 kg/hm2處理最高。

2.5 烤后煙葉感官質(zhì)量

由圖1、2 可知，試驗(yàn)各處理烤后煙葉香韻以甘草香、正甜香、焦甜香、木香、焦香為主，堅(jiān)果香、辛香為輔，上部葉的香韻標(biāo)度值明顯高于中部葉。就香韻而言，以秸稈用量 6000 kg/hm2最為突出。煙氣狀態(tài)均表現(xiàn)為沉溢，這是豫中煙區(qū)濃香型的重要風(fēng)格。

由表7可知，上部葉的沉溢程度及濃香特色均高于中部葉，且均以 T2處理最佳。施用秸稈降低了中部煙葉的勁頭，但與對(duì)照之間的差異不顯著。

表6 試驗(yàn)各處理中上部煙葉中性致香物質(zhì)含量 μg/gTable 6 The neutral aroma constituent for each treatment

圖1 各處理上部葉香韻Fig. 1 Aroma flavor of upper leaves

圖2 各處理中部葉香韻Fig. 2 Aroma flavor of middle leaves

表7 烤后煙葉的風(fēng)格特色Table 7 Style and characteristics of cured tobacco leaves

從品質(zhì)特征來看（表8），綜合中上部煙葉，香氣質(zhì)和香氣量以秸稈用量 6000 kg/hm2最高，各處理煙氣的透發(fā)性無(wú)明顯差異。在一定范圍內(nèi)，通過施用秸稈，能夠降低煙葉的青雜氣、枯焦氣，但增加了煙葉的生青氣。綜合煙葉部位以及不同類型的雜氣，仍以秸稈用量 6000 kg/hm2處理雜氣最輕。

煙氣特征中細(xì)膩程度、柔和程度及圓潤(rùn)感在部位間均表現(xiàn)為中部葉優(yōu)于上部葉，通過添加適量的秸稈能夠提高煙葉的細(xì)膩程度及圓潤(rùn)感，對(duì)煙氣的柔和程度影響不大，綜合煙氣特征的各指標(biāo)來看，上部葉以秸稈用量 6000 kg/hm2最佳，中部葉以秸稈用量 9000 kg/hm2最佳。

口感特征包括刺激性、干燥感、余味3個(gè)方面，在部位間刺激性和余味基本表現(xiàn)為中部葉優(yōu)于上部葉，干燥感在部位間無(wú)明顯差異。施用秸稈降低了上部葉的刺激性，提高了上部葉的余味，從口感特征來看，各處理仍以秸稈用量 6000 kg/hm2最佳。

表8 試驗(yàn)各處理烤后煙葉的品質(zhì)特征Table 8 Quality characteristics of each treatment

3 討 論

已有研究表明，秸稈還田能夠增加土壤的保溫保墑能力[17]，提高土壤有機(jī)碳含量，降低土壤容重，增加土壤孔隙度[18]，改善土壤的理化性狀[19]，增強(qiáng)土壤微生物[12，20]和土壤酶活性，提高土壤原生動(dòng)物豐度[12]。然而由于新鮮秸稈中含有纖維素、木質(zhì)素等化合物，很難被植物吸收利用，且秸稈 C/N 較高，施入土壤后在腐熟過程中滋生大量的微生物，對(duì)氮素具有一定的固定作用[6,21]，影響烤煙生長(zhǎng)前期對(duì)氮素的吸收，這與煙株的需氮規(guī)律相矛盾，影響烤煙的碳氮代謝強(qiáng)度[3]，進(jìn)而影響到煙葉的產(chǎn)量及品質(zhì)，因此新鮮秸稈還田應(yīng)當(dāng)增施氮肥[20]，或者調(diào)整還田時(shí)間[18]，使煙葉的碳氮代謝趨于協(xié)調(diào)。

秸稈經(jīng)腐熟后施入土壤，會(huì)直接增加土壤微生物含量，微生物自身與周圍環(huán)境發(fā)生周轉(zhuǎn)交換，增加了土壤的礦化強(qiáng)度，同時(shí)微生物自身的新陳代謝、死亡等也會(huì)增加土壤中能夠直接被植物吸收利用的營(yíng)養(yǎng)元素，從一定程度上能夠緩解施入新鮮秸稈出現(xiàn)的前期微生物與作物爭(zhēng)氮的現(xiàn)象[22]。

4 結(jié) 論

施用腐熟小麥秸稈能夠不同程度的提高煙葉產(chǎn)量及上等煙比例，提高煙葉的經(jīng)濟(jì)性狀，增加煙葉的單葉重和葉質(zhì)重，一定程度上降低煙葉的含梗率，協(xié)調(diào)煙葉的化學(xué)成分，極大的提高了烤后煙葉的石油醚提取物含量，及中性致香物質(zhì)含量。更加彰顯煙葉的各種香韻，提高煙葉的品質(zhì)特征，綜合試驗(yàn)中的各項(xiàng)指標(biāo)，以施用腐熟小麥秸稈 6000 kg/hm2最佳。

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Influence of Rotten Wheat Straw on Yield and Quality of Flue-Cured Tobacco

ZENG Yu1, FU Yunpeng1*, YE Xiefeng1, MENG Li1, YAN Shen1, LI Gaopo1, YANG Xuxia2, DING Lifang2, LI Shuxia2
(1. College of Tobacco Science, Henan Agricultural University, Zhengzhou 450002, China; 2. Xiangcheng Tobacco Company of Henan Province, Xiangcheng, Henan 461700, China)

The field experiment was carried out to investigate the effect of rotten wheat straw on the yield and quality of flue-cured tobacco. The results showed that application of rotten wheat straw could significantly improve the yield of flue-cured tobacco and the proportion of superior tobacco, increase the output value and improve the physical properties, coordinate the chemical compositions, improve the petroleum ether extracts and neutral aroma components, and smoking quality. The best overall result was observed when the wheat straw was applied at the rate of 6000 kg/ha.

rotten wheat straw; yield; quality; smoking quality

S572.06

1007-5119（2014）05-0040-05

10.13496/j.issn.1007-5119.2014.05.008

中國(guó)煙草總公司特色優(yōu)質(zhì)煙葉開發(fā)重大專項(xiàng)“濃香型特色優(yōu)質(zhì)煙葉開發(fā)”（Ts-01-2011005）

曾 宇，碩士研究生，主要從事煙草栽培生理生化研究。E-mail：zengyu1402@163.com。*通信作者，E-mai：ypfu01@163.com

2013-12-02