增施中、微量元素對烤煙品質及主要經濟性狀的影響

尼金玉 胡蓉花 王俊 李小勇 李紅霞 陳家寓 劉齊元

摘要：為探明增施中、微量元素對烤煙質量的影響，研究增施鉬、硼、鋅、鎂元素對烤煙常規化學成分與煙葉中微量元素、中性致香成分、感官評價以及經濟性狀的影響。結果顯示，增施鉬鋅鎂元素的處理（Mo3B1Zn2Mg3）經濟性狀最好，產量、產值、均價、中上等煙比例分別為2 476.83 kg/hm2、71 408.16 元/hm2、28.83 元/kg、95.45%，綜合效益最好。煙葉化學成分協調性以增施鉬硼鋅元素的處理（Mo2B3Zn2Mg1）最好;增施硼鋅鎂元素的處理（Mo1B3Zn3Mg3）中性香氣物質含量最高，較對照組處理提高了9.08%;增施鉬鋅鎂元素的處理（Mo2B1Zn3Mg2）煙葉評吸得分最高。總之，增施中、微量元素協調了煙葉化學成分，改善了其外觀品質和內在品質，同時提高了煙葉的經濟效益。

關鍵詞：烤煙;中、微量元素;產量;經濟性狀;煙葉化學成分

中圖分類號： S572.062? 文獻標志碼： A

文章編號：1002-1302（2021）11-0065-07

收稿日期：2020-10-14

基金項目：國家自然科學基金地區科學基金（編號：31960418）;江西省吉安市煙草專賣局科技項目（編號：吉煙科[2018]4號）。

作者簡介：尼金玉（1994—），男，河南漯河人，碩士研究生，主要從事作物栽培學與作物生理生化研究。E-mail：nijinyund@163.com。

通信作者：劉齊元，博士，教授，主要從事作物生理生態與遺傳育種研究。E-mail：qiyuanl@126.com。

與大量元素一樣，中、微量元素也起到平衡植物營養體系的作用，直接影響其生長發育[1-2]。土壤中的中、微量元素直接影響著煙草的化學成分和煙葉品質。鉬在煙株中的主要作用是參加體內的硝酸還原作用;硼作為煙株生長的必需元素，參與蛋白質代謝、生物堿的產生、物質運輸;鋅在煙株體內氧化還原過程起到催化作用，是植物生長激素色氨酸的合成前體;鎂是葉綠體結構中的金屬元素，是磷酸化酶的激活劑，對烤煙糖類的合成和分解至關重要[3-4]。鑒于硼、鋅、鉬、鎂等微量元素對烤煙的生長發育和品質形成都有重要作用，為探索它們之間的相互作用及適宜用量對烤煙質量及經濟性狀的影響，開展了不同中、微量元素配施對烤煙產量、質量影響的試驗研究，以期提升煙葉質量水平。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試烤煙品種：云煙87。供試肥料：鉬酸銨（鉬含量為56%）、硼砂（硼含量為11%）、硫酸鋅（鋅含量為35%）、硫酸鎂（鎂含量為18%）、煙草專用復合肥（N ∶P2O5 ∶K2O=10 ∶8 ∶20）、枯餅有機肥、鈣鎂磷、硝酸鉀和硫酸鉀肥。

1.2 試驗地點及土壤

試驗于2019年在江西省吉安市峽江縣硯溪鎮硯溪村（115°02′25.37″E，27°38′16.83″N）進行。土壤為潮沙泥土，pH值為5.56，有機質含量為12.6 g/kg，堿解氮含量為138.0 mg/kg，速效磷含量為56.5 mg/kg，速效鉀含量為138.0 mg/kg，土壤有效硼含量為0.38 mg/kg，交換鎂含量為110.65 mg/kg，有效鋅含量為1.06 mg/kg，有效鉬含量為0.189 mg/kg。

1.3 試驗設計

設置4種中、微量元素肥料各3個水平的正交試驗L9（34）。設置9個處理，隨機區組排列，3次重復（表1）。4種中、微量元素肥料統一于移栽后10 d 兌水追施，栽煙密度及其他大田管理均按當地優質煙葉生產標準進行。

1.4 測定項目及方法

1.4.1 常規化學成分 取各個處理烘烤后中部位煙葉采用連續流動分析法測定煙堿[5]、水溶性糖[6]、氯[7]、總氮[8]等含量，鉀含量的測定采用火焰光度計法[3]，采用電感耦合等離子體質譜（ICP/MS）法[9]測定煙葉中、微量元素含量。

1.4.2 煙葉致香成分含量 采用頂空-氣相色譜-質譜聯用儀（Agilent 7697A-7890B-5977A，安捷倫，美國）測定煙葉中的致香物質。

1.4.3 煙葉感官評吸 每個樣品卷制成長84 mm、圓周為24.2 mm的煙支，經過挑選、平衡后，由評吸人員評吸。煙葉的感官質量評價包含9項指標，分別為煙氣香氣質（20分）、香氣量（20分）、雜氣（10分）、濃度（10分）、勁頭（5分）、刺激性（10分）、余味（15分）、燃燒性（5分）、灰色（5分），總分100分，評吸打分后取平均值。

1.4.4 經濟性狀 按照國家42級國標分級標準[10]對各處理煙葉進行分級，按照當年當地收購價計算產量、產值、均價和烤煙中上等煙葉比例。

1.5 數據處理與分析

煙葉化學成分可用性指數（chemical component usability index，CCUI）根據隸屬度函數模型指數和方法確定，計算公式為

CCUI=∑mj=1Nij·Wij（i=1，2，…，n;j=1，2，…，m）。

式中：Nij和Wij分別表示第i個樣品的第j個化學成分指標的隸屬度值和對應的權重系數（0

試驗數據利用Excel 2016和SPSS 19.0進行處理和分析。

2 結果與分析

2.1 增施鉬硼鋅鎂肥對中部煙葉中、微量元素含量的影響

參照前人的研究，確立了優質煙葉中量與微量元素含量評價標準[3，11-12]，包括正常范圍含量以及臨界值，具體見表2。

由表3可知，硼含量以Mo1B1Zn1Mg1處理最高，為23.72 mg/kg，Mo2B1Zn3Mg2處理含量最低，為18.50 mg/kg;銅含量以Mo1B3Zn3Mg3處理最高，為15.07 mg/kg，以Mo2B2Zn1Mg3處理含量最低，為8.95 mg/kg;鐵含量以Mo2B2Zn1Mg3處理最高，為254.89 mg/kg，以Mo3B1Zn2Mg3處理含量最低，為158.07 mg/kg;錳含量以Mo2B3Zn2Mg1處理最高，為157.13 mg/kg，Mo3B3Zn1Mg2處理最低，為120.23 mg/kg;鉬含量以Mo3B1Zn2Mg3處理最高，為2.26 mg/kg，Mo2B3Zn2Mg1處理最低，為1.14 mg/kg;鋅含量以Mo3B1Zn2Mg3處理最高，為147.00 mg/kg，Mo1B3Zn3Mg3處理含量最低，為39.08 mg/kg;鈣含量以Mo3B2Zn3Mg1與Mo3B3Zn1Mg2處理最高，均為1.12%，Mo3B1Zn2Mg3處理含量最低，為0.95%;鎂含量以Mo3B1Zn2Mg3與Mo3B2Zn3Mg1處理最高，均為0.33%，Mo2B1Zn3Mg2處理含量最低，為0.26%;硫含量以Mo3B1Zn2Mg3處理最高，為1.12%，Mo1B3Zn3Mg3與Mo2B2Zn1Mg3處理含量最低，均為0.93%;磷含量以Mo2B1Zn3Mg2處理最高，為0.72%，Mo2B2Zn1Mg3處理含量最低，為0.57%。結合表2與表3發現，中部煙葉磷元素與硫元素均超過優質煙葉含量范圍。

從各處理效果（表3）來看，隨著鉬肥施用量的不斷增加，中部煙葉銅含量呈現逐漸下降的趨勢，鐵含量呈現先上升后下降的趨勢，鋅含量呈現逐漸上升的趨勢。隨著硼肥施用量的不斷增加，中部煙葉鐵含量逐漸升高，鉬含量呈現逐漸減少的趨勢。隨著鋅肥施入量的不斷增加，中部煙葉硼含量呈現逐漸下降的趨勢， 銅含量反而逐漸增多。隨著鎂肥施用量不斷增加，中部煙葉硼、鐵、錳和鋅的含量均呈現先下降后上升的趨勢。

2.2 增施鉬硼鋅鎂肥后煙葉化學成分可用性綜合評價

常用于評價的隸屬函數類型主要有S型、反S型和拋物線型3種，其中煙葉總糖、還原糖、總氮、煙堿和氯等的含量，以及糖堿比和氮堿比的隸屬函數類型均為拋物線型，函數表達式為

f（x）=0.1，x≤x1

0.9×（x-x1）/（x2-x1）+0.1，x1

1.0，x2≤x≤x3

1.0-0.9（x-x3）/（x4-x3），x3

煙葉鉀含量和鉀氯比的隸屬函數類型均為“S”型，函數表達式為

f（x）=1.0，x>x4

0.9×（x-x1）/（x4-x1）+0.1，x1

0.1，x≤x1。（2）

式中：x為各煙葉化學成分指標的實際測量值;x4和x1分別表示各指標的上、下臨界值;x3和x2分別為各指標的上、下限最優值。

按照前人研究[13-15]，結合實際情況確定各煙葉化學成分指標的隸屬函數類型以及拐點值，并采用主成分分析法計算各指標的權重[16]（表4）。

從表5來看，Mo2B3Zn2Mg1處理煙葉可用性指數為0.56。各處理中部煙葉還原糖含量較對照均有所提高，Mo1B3Zn3Mg3處理還原糖含量最高，為27.32%，較對照處理提高16.45%。中部煙葉煙堿含量較對照均有所提高，Mo3B3Zn1Mg2處理煙堿含量最高，較對照提高32.63%。煙葉總氮含量變化規律不明顯。中部煙葉各處理還原糖與煙堿的比值、總氮與煙堿的比值較對照普遍下降，都更處于優質煙葉比例范圍之內。由此可見，增施鉬硼鋅鎂肥能有效地改善煙葉內在品質，協調化學成分。

2.3 增施鉬硼鋅鎂肥對煙葉中性香氣物質含量的影響

烤煙中性香味物質的增加，有利于提高煙葉的香氣質和香氣量[17]。致香物質含量越高，香氣就越充足，吃味就越醇和[18]?？緹煹南銡饧昂客鶝Q定了烤煙的品質，并且決定了烤煙的品質和風格特征。由表6可知，半定量方法測出烤煙香氣物質成分主要有21種。各處理中性致香物質總量表現為Mo1B3Zn3Mg3處理最高，較對照提高9.08%，另外其他處理含量均高于對照;新植二烯含量表現為Mo3B1Zn2Mg3處理最高，較對照提高18.58%;另外其他處理含量均高于對照。說明增施鉬硼鋅鎂肥能夠提高烤煙香氣總量，提升烤煙香味品質。

2.4 增施鉬硼鋅鎂肥對中部葉評吸質量的影響

由表7的評吸總得分可知，Mo1B1Zn1Mg1處理為73.33分，其香氣質、香氣量中等，略有刺激性，余味適中，勁頭中等偏小。Mo2B1Zn3Mg2處理得分稍有提高，為74.14分，表現為香氣質、香氣量稍有提高，刺激性增加，余味舒適性較好，勁頭有所提高。隨著不同鉬硼鋅鎂肥配施的增加，評吸得分較對照均有提高，主要表現在烤煙刺激性與勁頭較對照均有提高。

2.5 增施鉬硼鋅鎂肥對烤煙經濟性狀的影響

由表8可知，Mo3B1Zn2Mg3處理產量最高，為2 476.83 kg/hm2，Mo1B1Zn1Mg1處理最低，為2 110.22 kg/hm2。產值以Mo3B1Zn2Mg3處理最高，為71 408.16 元/hm2，Mo1B1Zn1Mg1處理最低，為5 7312.12 元/hm2。中上等煙比例以Mo3B2Zn3Mg1處理最高，為99.23%，Mo1B1Zn1Mg1處理最低，為94.32%。均價以Mo3B2Zn3Mg1處理最高，為30.15 元/kg，Mo1B1Zn1Mg1處理最低，為27.16 元/kg。

從各處理效果來看，均價與中上等煙比例隨著鉬肥、硼肥與鋅肥的使用量不斷增加，呈現逐漸上升的趨勢，但是差異不顯著。產量與均價隨著鎂肥的使用量不斷增加，呈現逐漸上升的趨勢，但是彼此之間差異不顯著。

3 討論

本試驗結果表明，中部煙葉鉬硼鋅鎂含量均隨著鉬硼鋅鎂肥料施用量的不斷增加呈現增多的趨勢，但由于差異不顯著，故增施鉬硼鋅鎂肥對烤煙葉片鉬硼鋅鎂含量并沒有顯著促進作用。穆童等等對羅平煙區的研究結果表明，煙葉中鉬、硼含量隨著土壤有效鉬含量的增高而增高[19]。李曉婷等對云南保山煙區的研究結果表明，煙葉鎂含量與土壤交換鎂含量呈顯著性正相關[20]。方秀等對曲靖煙區的研究結果表明，煙葉鋅含量隨土壤有效鋅含量的升高而顯著增加，隨土壤有效磷含量的升高而降低[21]。本試驗結果與前人的研究結果[22]不一致，造成這一現象的原因可能是土壤中鉬硼鋅鎂肥并沒有完全運輸轉化到煙株體內。

化學成分含量的高低及協調性直接影響著煙葉的內在質量[23-24]。彭奎研究認為，鎂、鋅、硼肥配施對烤煙化學成分有顯著影響，化學成分更協調[25]。申洪濤等研究認為，鉬酸銨施用量為90mg/株， 煙葉的還原糖、總氮、鉀含量和還原糖與總糖的比值均顯著提高[26]。

本試驗結果表明，增施硼、鋅、鎂（Mo1B2Zn2Mg2）、增施鉬、硼、鋅（Mo2B3Zn2Mg1）及增施鉬、硼（Mo3B3Zn1Mg1）處理煙葉的可用性比較好，這與前人的研究結果[27]較為一致。

煙葉的中性致香成分總量和感官品質受栽培技術措施、生態環境和品種等因素的影響[28]。煙葉中的香氣成分含量是烤煙香味及風格的基礎。本研究表明，鉬硼鋅鎂肥配施均不同程度地提高了中性香氣成分含量。劉冰等對江西烤煙香氣成分特征研究發現，巨豆三烯酮含量是江西烤煙重要的香氣成分特征[29]，本研究發現，鉬硼鋅鎂肥配施較對照均提高了巨豆三烯酮含量，其中Mo3B1Zn2Mg3處理含量最高。新植二烯是葉綠素的降解產物，是煙葉重要的香氣物質。而茄酮是腺毛分泌物西柏烷類的主要降解產物，可以作為衡量煙葉表面分泌物形成香味物質量多少的重要指標[30]。本次試驗結果表明，鉬硼鋅鎂肥配施均提高了茄酮含量與新植二烯含量。

4 結論

增施鉬硼鋅鎂肥能提高煙葉的經濟性狀和化學成分可用性。Mo3B1Zn2Mg3處理經濟性狀最好，產量、產值、均價、中上等煙比例分別為2 476.83 kg/hm2、71 408.16 元/hm2、28.83 元/kg、95.45%。中部煙葉中、微量元素含量最適宜的施肥水平是Mo3、B3、Zn2、Mg3。煙葉化學可用性以Mo2B3Zn2Mg1處理最好，其中還原糖與煙堿的比值有所提高。Mo2B3Zn2Mg1處理中性香氣物質含量較Mo1B1Zn1Mg1處理提高7.83%，Mo2B1Zn3Mg2處理煙葉評吸得分最高，主要表現在香氣質、香氣量、刺激性、勁頭得分都稍有提高。綜合分析，以鉬酸銨300 g/hm2、硼砂7.5 kg/hm2、硫酸鋅7.5 kg/hm2、硫酸鎂75 kg/hm2濃度配施對煙葉的化學成分、產量和品質（香氣物質及評吸等）改善效果最佳。

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