化肥與豆餅配施對烤煙中性致香成分含量及產質量的影響

馬興華，陳　樂,2，石　屹，張忠鋒*，李　曉，王　永，王俊巖，姜鵬超，宋旭明，李　偉，王永利

（1.中國農業科學院煙草研究所，農業部煙草生物學與加工重點實驗室，青島 266101；2.云南省煙草公司紅河州公司，云南紅河 652399；3.山東中煙工業有限責任公司，濟南 250014；4.山東濰坊煙草有限公司，山東 濰坊 261061；5.山東青島煙草有限公司，青島 266034）

化肥與豆餅配施對烤煙中性致香成分含量及產質量的影響

馬興華1，陳樂1,2，石屹1，張忠鋒1*，李曉3，王永3，王俊巖4，姜鵬超4，宋旭明4，李偉4，王永利5

（1.中國農業科學院煙草研究所，農業部煙草生物學與加工重點實驗室，青島 266101；2.云南省煙草公司紅河州公司，云南紅河 652399；3.山東中煙工業有限責任公司，濟南 250014；4.山東濰坊煙草有限公司，山東 濰坊 261061；5.山東青島煙草有限公司，青島 266034）

田間試驗條件下，以NC55品種為材料，研究了化肥與豆餅配施對烤煙中性致香成分含量、感官質量及煙葉產量與產值的影響。結果表明，煙葉中性致香成分總量、新植二烯含量均隨豆餅配施比例增加先增加后降低，以配施比例為50%的處理最高。除新植二烯外的香氣物質含量以豆餅配施比例為100%的處理最高，50%的處理最低；其中類胡蘿卜素含量隨豆餅配施比例增加而增加，苯丙氨酸類、棕色化產物類和類西柏烷類香氣物質含量均以豆餅配施比例為50%與100%的處理較高。配施豆餅提高了煙葉產量和產值，分別以配施比例為50%與75%的處理最高；肥料成本隨豆餅配施比例增加急劇增加，去除肥料成本后的收入以配施比例為50%的處理最高。綜合考慮煙葉質量、產值，山東烤煙生產中適宜的豆餅配施比例為50%（以純氮計）。

豆餅；化肥；中性致香物質含量；感官質量；產值

煙葉生產中由于長期單施化肥，忽視有機肥，造成了煙田土壤板結、有機質含量下降、微量元素缺乏、各種營養元素比例失調，煙葉香氣不足、尼古丁過高和化學成分不協調，導致煙葉質量下降[1]。餅肥由于具有提高土壤有機質含量，促進土壤有機物質轉化，改善烤煙正常生長所需的養分供應及增加煙葉香氣、改善吃味，提高煙葉品質的作用[2-4]，因此在烤煙生產中餅肥的使用越來越受到重視，同時關于餅肥施用對烤煙產量、品質的影響方面開展了一些研究。武雪萍等[5]研究表明，配施餅肥可以改善煙葉品質，河南煙區以芝麻餅肥和化肥各50%最佳。劉洪華等[6]研究表明，施用50%無機肥+50%芝麻餅肥比純施用無機肥更能顯著提高各種揮發性香氣物質含量、比例的協調性，更有利于煙葉品質的改善。王林虹等[7]研究表明，施用餅肥可顯著改善煙葉化學品質，并且以40%有機肥+60%無機肥處理最佳。梁洪濤等[8]研究表明，施用80%的菜籽餅肥化學成分最協調，感官質量最優。從前人研究結果可見，增施餅肥有利于改善煙葉質量，但施用餅肥是如何通過影響中性致香成分而影響煙葉質量的研究尚少；增施餅肥后，肥料成本提高，生產效益可能會降低，如何兼顧煙葉品質和種植效益是餅肥施用中必須考慮的問題。因此，本研究選擇山東煙區廣泛使用的餅肥種類豆餅，通過分析化肥配施豆餅對煙葉中性致香物質含量、感官質量和產量產值等方面的影響，確定最優的豆餅與化肥配施比例，指導山東煙區豆餅的合理使用。

1　材料與方法

1.1試驗材料

試驗于2013年和2014年進行了兩年，地點均在山東省安丘市景芝鎮逄家莊煙葉農場，供試土壤類型為棕壤，0～20 cm土層基本理化性狀如表1所示。供試烤煙品種為NC55。

1.2試驗設計

試驗設置5個處理，分別為100%化肥（T1）、70%化肥+30%豆餅（T2）、50%化肥+50%豆餅（T3）、30%化肥+70%豆餅（T4）、100%豆餅（T5）。采用隨機區組設計，每個處理3次重復，每個小區4行，行長15.0 m，行距1.2 m，株距0.5 m，小區面積為72 m2。第1年所用豆餅的氮磷鉀含量分別為：N 5.3%、P2O51.7%、K2O 1.5%，第2年所用豆餅的氮磷鉀含量分別為N 6.3%、P2O51.2%、K2O 1.4%，兩年度的化肥相同，包括太陽島牌烤煙專用復合肥（N 10%、P2O510%、K2O 20%）、過磷酸鈣（P2O512%）、硫酸鉀（K2O 50%）。每公頃純氮用量90 kg，m(N):m(P2O5):m(K2O)=1:1:2.5，氮磷鉀肥全部作基肥施用。

表1　供試土壤性狀Table1　Characteristics of soils

1.3樣品的采集

每個小區單獨掛桿烘烤，分級后分別計算產量、產值。分級后每個小區選取中部葉代表性等級C3F 1 kg，用于煙葉化學成分測定與感官質量評價。

1.4測定方法

樣品的感官質量評價參照YC/T 138—1998《烤煙及烤煙制品感官評價方法》進行評價。煙葉致香成分采用Agilient 6890N/5975氣相色譜/質譜儀（GC/MS）進行測定。

1.5數據分析

試驗數據采用SPSS（v19.0）、Excel軟件進行統計分析和作圖。

2　結果

2.1豆餅與化肥配施對烤煙中性香氣物質含量的影響

從表2可以看出，施用豆餅提高了烤煙中類胡蘿卜素類香氣物質的總量，且隨豆餅施用比例增加而增加，以T5最高。施用豆餅對類胡蘿卜素類香氣物質中影響較大的組分為香葉基丙酮、巨豆三烯酮A、巨豆三烯酮B和巨豆三烯酮D。隨豆餅使用比例增加，巨豆三烯酮A、B含量增加，但香葉基丙酮和巨豆三烯酮D的含量呈先增加后降低的趨勢，T4的香葉基丙酮含量最高，T3的巨豆三烯酮D含量最高。

與單施化肥相比，施用豆餅提高了煙葉苯丙氨酸類香氣物質總量，表現為T5＞T3＞T4＞T2＞T1。苯甲醇、苯乙醇為苯丙氨酸類香氣物質中含量最高的兩種香氣物質，施用豆餅后苯甲醇提高了6.6%～28.0%、苯乙醇提高了11.05%～23.8%，施用餅肥處理中，T5的苯甲醇和苯乙醇含量最高，T3次之。施用豆餅對煙葉棕色化反應產物類香氣物質總量及各組分的含量無明顯影響，T5、T3的總量略高于其他處理。T2、T3、T4、T5的類西柏烷類香氣物質含量較T1分別提高了16.7%、28.2%、9.2% 和27.0%，可見施用豆餅可明顯提高煙葉中類西柏烷類香氣物質含量。

新植二烯是重要的烤煙香氣物質，同時可以分解為低分子香氣成分。由表2看出，配施豆餅的T2、T3、T4的新植二烯含量比T1分別高8.1%、8.5%、6.9%，T5的新植二烯含量與T1相比低1.6%。除新植二烯外的香氣物質總量高低表現為T5＞T3＞T4 ＞T2＞T1，施用豆餅的含量比純化肥處理平均高12.1%。香氣物質總量高低表現為T3＞T2＞T4＞T5 ＞T1，其中T3比T1高9.5%，而T5比T1僅高1.4%。

2.2豆餅與化肥配施對烤煙感官質量的影響

由表3看出，2013年度不同處理烤煙感官評價得分為T5>T4>T3>T1>T2，2014年度不同處理烤煙感官評價得分為T5>T3>T1>T4>T2。可見，全部施用豆餅的處理感官評價質量最佳，僅配施30%豆餅的T2最低，配施50%豆餅的T3均處于較好水平。增施豆餅主要通過改善香氣質與余味，降低雜氣、刺激性來提高烤煙的感官質量。綜合分析兩年的結果，就感官質量而言，豆餅的配施比例以50%和100%為佳。

表2　不同處理對中性香氣物質含量的影響（2013）Table 2　Effects of different treatments on the contents of neutral aroma contents(2013)

表3　不同處理對烤煙感官質量的影響Table 3　Effects of different treatments on flue-cured tobacco sensory quality

2.3豆餅與化肥配施對烤煙產量、產值的影響

由表4看出，與單施化肥相比，施用豆餅提高了煙葉產量，分別提高了9.6%、15.9%、14.1%與11.7%，以配施50%豆餅的T3最高。與單施化肥相比，施用豆餅顯著提高了產值，分別提高了9.1%、15.4%、15.8%與15.4%。產量、產值在施用豆餅的處理間無顯著差異。施用豆餅后，肥料成本顯著增加，并且隨豆餅用量的增加，肥料成本直線上升，肥料成本分別是單施化肥處理的1.3、1.4、1.8與2.1倍。除去肥料成本后的收入情況也表現為施用豆餅的高于單施化肥，施用豆餅處理中以配施50%豆餅的T3最高。通過計算產值/肥料投入發現，施用豆餅后產投比明顯降低，特別是豆餅投入超過50%后，產投比降低更加明顯。

表4　不同處理對烤煙產量、產值的影響（2014）Table 4　Effects of different treatments on yield and output value(2014)

3　討論

付立波等[9]研究指出，施25%菜籽餅肥+75%復合肥的處理烤煙產量、產值最高，當施用餅肥純N 占25%以上時，隨著餅肥用量的增加，烤煙產量、產值呈下降態勢。王鵬等[9]研究表明，大豆餅肥氮施用比例在50%～100%時，烤煙氮積累量和各器官氮素含量不會發生顯著變化，并能較好地提高煙葉產值和上等煙比例。彭麗麗等[11]研究表明，75%餅肥+25%化肥處理對提高煙葉品質效果最明顯。易建華等[12]研究表明，土壤有機質含量低于2%，施有機餅肥300～450 kg/hm2，能提高煙葉產值和上等煙比例，高于2%，以不施或少施餅肥為宜。劉宇[13]研究認為，肥料中有機肥料的比例為10%～20%時，烤煙的產值、產量較高，超出40%時，產量、產值降低。本研究結果表明，施用豆餅提高了煙葉的產量、產值，當肥料中豆餅施用比例超過50%后，產量略有降低，但不顯著，產值基本沒有變化。但施用豆餅后，肥料成本提高，特別是施用比例超過50%后，肥料成本明顯增加，導致除去肥料成本后的收益降低（因其他生產成本基本一致，因此本文僅分析了肥料成本），產值/肥料投入比顯著降低。因此，從經濟效益方面而言，適宜的豆餅施用比例為50%。

煙葉香氣物質含量是衡量煙葉品質的重要因素之一，分析致香物質含量，可以比較準確、客觀地評價煙葉香氣質量[14]。郭紅祥等[15]研究認為，配施芝麻餅肥能提高煙葉致香物質總量，餅肥比例為40%時總量最高。本研究結果表明，施用豆餅后，煙葉香氣物質總量增加，當豆餅比例為50%時最高，再增加豆餅比例，香氣物質總量降低，主要是新植二烯的含量降低。在各類中性致香物質中，新植二烯的含量最豐富，占比超過80%，其含量隨豆餅用量的增加呈先增加后降低的趨勢，以豆餅施用比例為50%的處理最高，全部施用豆餅的處理反而低于單施化肥處理，說明豆餅施用比例較高可能會導致后期葉綠素降解緩慢或降解不徹底，導致新植二烯含量較低[16]。除新植二烯外的四類香氣物質中，受餅肥影響較大的為類胡蘿卜素類、苯丙氨酸類及類西柏烷類，影響較小的為棕色化產物類。有研究指出，類胡蘿卜素含量與感官質量密切相關，類胡蘿卜素含量的增加意味著煙葉質量提升[17-18]。本研究結果表明，增施豆餅后，類胡蘿卜素含量增加，但煙葉感官質量并非隨增施豆餅呈線性提高趨勢，特別是施用少量豆餅后煙葉感官質量反而降低，說明致香物質與感官質量的關系可能并不能以簡單的含量高低來評判，更多的可能是各種成分平衡協調的結果。類胡蘿卜素類中受餅肥影響比較大的成分為香葉基丙酮與巨豆三烯酮A、B、D，其中巨豆三烯酮A、B含量隨餅肥用量的增加而增加，而香葉基丙酮和巨豆三烯酮D的含量則分別以豆餅比例為75%和50%的處理最高。苯丙氨酸類中受餅肥影響較大的為苯甲醇，苯甲醇含量以豆餅比例為100%的處理最高，50%的處理次之。增施餅肥，提高了茄酮的含量，茄酮含量以豆餅比例為50%的處理最高，100%的處理次之，這與韓錦峰等[19]的研究結果不同。本試驗中土壤偏酸，土壤類型為棕壤，質地較輕，而韓錦峰等的試驗土壤呈中性，土壤類型為紅粘土，質地較重，不同的土壤理化性質導致餅肥養分釋放規律不同[20]，進而可能影響致香物質的合成和轉化。

4　結論

增施豆餅提高了煙葉中性致香物質總量，以豆餅施用比例50%的處理最高。適量配施豆餅提高了新植二烯含量，豆餅施用比例50%的處理最高，豆餅比例過高新植二烯含量降低。增施豆餅提高了類胡蘿卜素類、苯丙氨酸類及類西柏烷類香氣物質組分的含量，除新植二烯外的中性致香物質含量以全部施用豆餅的處理最高，豆餅施用比例50%的處理次之。全部施用豆餅的感官質量最佳，豆餅施用比例50%的處理次之。增施豆餅提高了煙葉的產量、產值，但當豆餅施用比例超過50%后，肥料成本顯著增加，除去肥料后的收益降低。因此，綜合考慮煙葉產量、產值與品質，山東烤煙生產中豆餅的適宜施用比例為50%（以純氮計）。

[1] 曹志洪.優質烤煙生產的土壤與施肥[M].南京：江蘇科學技術出版社，1991.

[2]武雪萍，劉增俊，趙躍華，等.施用芝麻餅肥對植煙根際土壤酶活性和微生物碳、氮的影響[J].植物營養與肥料學報，2005，11（4）：541-546.

[3]張新要，李天福，蒲文宣，等.不同有機質含量土壤餅肥用量對烤煙產量及品質的影響[J].耕作與栽培，2015，（5）：24-26.

[4]孟笑男，孔德輝，李豪，等.芝麻餅肥不同施用量對豫西烤煙生長發育及產質量的影響[J].安徽農業科學，2015，43（36）：63-65.

[5]武雪萍，鐘秀明，秦艷青，等.不同種類餅肥與化肥配施對煙葉香氣質量的影響[J].中國農業科學，2006， 39（6）：1196-1201.

[6]劉洪華，趙銘順，王付峰，等.有機無機肥料對烤煙揮發性香氣物質的影響[J].中國煙草學報，2010，16（5）：65-71.

[7]王林虹，劉國順，何永秋，等.不同肥料配比對烤煙化學品質和香氣物質的影響[J].江蘇農業科學，2014，42（6）：92-95.

[8]梁洪濤，李莉，孫明輝，等.菜籽餅肥對漯河煙葉化學成分及其感官質量的影響[J].江西農業學報，2015，27（2）：71-73.

[9]付利波，蘇帆，陳華，等.菜籽餅肥不同用量對烤煙產量及質量的影響[J].中國生態農業學報，2007，15（6）：77-80.

[10]王鵬，張吉立，李洋，等.大豆餅肥對烤煙氮積累及煙葉產值的影響[J].干旱地區農業研究，2012，30（5）：143-146.

[11]彭麗麗，韓富根，許自成，等.餅肥與化肥配施對烤煙硝酸鹽、亞硝酸鹽及鉀素的影響[J].河南農業科學，2007（12）：69-71.

[12]易建華，張新要，李天福，等.不同有機質土壤餅肥用量對烤煙產量和質量的影響[J].中國農學通報，2006，22（10）：216-220.

[13]劉宇.有機-無機配比量對煙草生長發育及產質量影響的研究[D].長沙：湖南農業大學，2008.

[14] 宮長榮，楊煥文，王能如，等.煙草調制學[M].北京：中國農業出版杜，2003.

[15]郭紅祥，陳良純，張聯合，等.配施餅肥對烤煙化學成分、致香物質成分的影響[J].安徽農業科學，2005，33（4）：662-664.

[16]韋鳳杰.餅肥對烤煙質體色素變化及品質形成的影響及其生理機制[D].鄭州：河南農業大學，2006.

[17]于建軍，龐天河，任曉紅，等.烤煙中性致香物質與評吸結果關系研究[J].河南農業大學學報，2006，40 （4）：346-349.

[18]Weeks W W.Chemistry of tobacco constituents influentsflavorandaroma[J].RecentAdvancein Tobacco Science,1985,11:175-200

[19]韓錦峰，馬常力，王瑞新，等.不同肥料類型及成熟度對烤煙香氣物質成分及香型的影響[J].作物學報，1993，19（2）：435-439.

[20]武愛蓮，焦曉燕，李洪建.有機肥氮素礦化研究進展與展望[J].山西農業科學，2010，38（12）：100-105.

Effect of Combined Application of Bean Cake Fertilizer and Inorganic Fertilizer on Neutral Aroma Constituent Contents,Yield and Quality of Flue-cured Tobacco

MAXinghua1,CHEN Le1,2,SHI Yi1,ZHANG Zhongfeng1*,LI Xiao3,WANG Yong3, WANG Junyan4,JIANG Pengchao4,SONG Xuming4,LI Wei4,WANG Yongli5
（1.Key Laboratory of Tobacco Biology and Processing,Ministry ofAgriculture,Tobacco Research Institute of CAAS,Qingdao 266101,China;2.Honghe tobacco company of Yunnan,Honghe,Yunnan 652399 China;3.China Tobacco Shandong Industrial Co., Ltd.,Jinan 250014,China;4.Shandong Weifang Tobacco Co.,Ltd.,Weifang,Shandong 261061,China;5.Shandong Qingdao Tobacco Co.,Ltd.,Qingdao 266000,China）

a field experiment was conducted to sudy the effect of combined application of bean cake fertilizer and inorganic fertilizer on neutral aroma constituent contents,sensory quality,yield and output value of flue-cured tobacco by using cultivar NC55. The results showed that total neutral aroma constituent content and the neophytadiene content increased first,then decreased with the increase of bean cake fertilizer application,with the treatment with 50%bean cake fertilizer had the highest contents.The treatment with 100%bean cake fertilizer had the highest content of the neutral aroma constituents except for neophytadiene,while the treatment with 50%bean cake fertilizer had the lowest.The content of aroma constituents of carotenoids increased with the increasing ratio of bean cake fertilizer.The treatments with 50%and 100%bean cake fertilizer had the higher contents of aroma constituents of phenylalanine,Maillard reaction products and cembranenoids.The combined application of bean cake fertilizer improved the yield and output value of tobacco,with the treatment with 50%bean cake fertilizer had the highest yield,and the treatment with 75%bean cake fertilizer had the highest output value.Since the cost of fertilizers increased sharply with the increasing ratio of bean cake fertilizer,the income of the treatment with 50%bean cake fertilizer was the highest after cost removal. Therefore,in the production of flue-cured tobacco,the optimal combination ratio of bean cake fertilizer is 50%(N).

bean cake fertilizer,inorganic fertilizer,neutral aroma constituents contents,sensory quality,output value

S572.062

1007-5119（2016）03-0029-05

10.13496/j.issn.1007-5119.2016.03.005

公益性行業（農業）科研專項“煙草增香減害關鍵技術研究與示范”（201203091）；山東中煙工業有限責任公司項目“濰坊基地特色品種NC55配套生產技術體系研究與應用”（201201010）；中國農業科學院科技創新工程（ASTIP-TRIC03）

馬興華（1979-），男，博士，副研究員，從事煙草栽培與營養研究。E-mail：maxinghua@caas.cn。*通信作者，E-mail：zhangzhongfeng@caas.cn

2015-09-18

2016-04-28