葉面噴施聚谷氨酸對紅花大金元煙葉質量的影響

謝冰悅，馮燁君，王宏年，楊彥明，王 政

（1.廣西中煙工業有限責任公司，廣西 南寧 530001；2.云南省煙草公司 大理州公司洱源縣分公司，云南 大理 671200）

聚谷氨酸（polyglutamicacid，PGA）是一種高分子聚合物，具有生物降解性、強吸水性和良好吸附性且無毒，在農業領域具有廣闊的使用價值[1]。在以往的研究報道中，聚谷氨酸多作為土壤改良劑、土壤保水劑，廣泛用于土壤改良和節水保肥[2-3]。隨著對其理化性質認識的加深，聚谷氨酸在農業其他方面的應用研究受到了學者們的廣泛關注，尤其在果樹、玉米、辣椒等作物上研究較多。劉成敏等[4]、李映龍等[5]研究認為，棗樹初花期噴施聚谷氨酸可提高大棗中轉化酶、蔗糖合酶等活性，提高果實糖含量和產量。鞏雪峰等[9]研究表明，葉面噴施聚谷氨酸可顯著提高辣椒結果數量。有學者研究發現，氮肥減施條件下噴施聚谷氨酸有利于提高作物產量，促進干物質積累。如陳東義[6]等報道了聚谷氨酸配施生物炭可減氮增加玉米產量。張靜靜等[7]研究發現，減氮噴施聚谷氨酸可提高玉米養分積累和干物質積累，增加穗粒數，但并非是聚谷氨酸降解的谷氨酸起主要作用。黃天悅等[8]將微生物發酵產物聚谷氨酸與尿素混合制備葉面肥對辣椒進行噴施，辣椒產量顯著增加。由此可見，施用聚谷氨酸提高作物產量和品質是一種有效的農業措施。

烤煙作為一種葉用經濟作物，提高產量和品質是保障煙農經濟效益和卷煙原料市場供應的重要前提。煙葉優質適產一直是煙葉生產所追求的主要目標。近年來，聚谷氨酸在烤煙上應用以及作用效果多見于對根系調控以提升煙葉品質的研究報道[10-13]，但葉面噴施對煙葉品質的影響，尤其對烤煙特色品種紅花大金元煙葉品質的影響鮮見報道。因此，該研究以烤煙特色品種紅大為研究對象，研究了聚谷氨酸不同施用量對煙葉品質的影響，為聚谷氨酸在煙草以及農作物上的使用提供借鑒和參考。

1 材料與方法

1.1 試驗地點

試驗于2022—2023 年在云南省大理市洱源縣鳳羽鄉進行。試驗田地勢平坦、排灌方便，前茬作物為玉米。土壤類型為砂壤土，基礎理化性質：pH 值6.07，有機質30.14 g·kg-1，堿解氮111.45 mg·kg-1，有效磷22.83 mg·kg-1，速效鉀221.34 mg·kg-1，土壤中等肥力。供試烤煙品種為紅花大金元。

1.2 試驗設計

試驗采用單因素隨機區組設計，設置5 個處理，每個處理設3 次重復，共計15 個小區，分別為CK（對照），噴施清水；T1，0.05 g·L-1聚谷氨酸；T2，0.1 g·L-1聚谷氨酸；T3，0.2 g·L-1聚谷氨酸；T4，0.4 g·L-1聚谷氨酸。施肥分2 次進行，分別在煙株團棵期（移栽后35 d）和旺長期（移栽后50 d）進行。試驗煙苗于3 月15 日進行漂浮育苗，5 月2 日進行膜下小苗移栽，株行距為50 cm×120 cm。

1.3 測定項目與方法

煙株封頂后用標識牌標記10～12 葉位，調制結束后隨機選取中桔三（C3F）等級煙葉進行測定煙葉物理外觀及化學成分檢測和感官質量評價。

1.3.1 物理性狀 采用稱重法測定烤后煙葉的單葉質量、含梗率和葉面密度，使用ZKW-3 煙草薄片抗張試驗機（廣州潤湖儀器有限公司）測定葉片拉力。

1.3.2 外觀質量 煙葉外觀質量按照文獻蔡憲杰等[14]的方法由7 位煙葉評級技師進行打分，包括了烤后煙葉的顏色、成熟度、葉片結構、身份、油分、色度6 項指標。按照中國煙草種植區劃[15]外觀指標權重劃分標準，外觀質量各指標的權重依次為0.30、0.25、0.15、0.12、0.10、0.08 烤煙外觀質量綜合評分，公式如下：

式中，W 為烤煙外觀質量綜合評分；Ci為第i 個外觀指標的量化分值；Pi為第i 個外觀指標的相對權重。

1.3.3 常規化學成分 煙葉調制后，混合10～12 葉位標記煙葉，按照煙草行業標準[16]制備樣品，按煙草行業標準[17-22]方法測定總糖、還原糖、總植物堿、總氮、淀粉、鉀和氯含量。糖堿比、氮堿比、鉀氯比公式如下：

參照文獻[15]對總植物堿、總氮、還原糖、鉀、淀粉含量、糖堿比、氮堿比、鉀氯比進行賦值，然后乘以對應權重（分別為0.17、0.09、0.14、0.08、0.07、0.25、0.11、0.09），以指數和法確定化學成分協調性狀況。

1.3.4 感官質量 將烤后煙切絲后卷成單料煙，由廣西中煙工業有限責任公司7 位評吸專家進行評吸打分，取平均值，感官評價方法參照煙草行業標準[23]采用9 分值標準對香氣質、香氣量、雜氣、刺激性、余味打分，然后按照中國煙草種植區劃[15]方法，乘對應權重（分別為0.30、0.30、0.08、0.15、0.17），以指數和法評價煙葉感官質量總體狀況。烤煙感官質量綜合評分公式如下：

式中，P 為烤煙感官質量綜合評分；Ci為第i 個感官指標的量化分值；Pi為第i 個感官指標的相對權重。

1.4 數據分析

采用Microsoft Excel 2010 和SPSS 22.0 進行數據處理和統計分析。

2 結果與分析

2.1 不同濃度聚谷氨酸對烤后煙葉物理性狀的影響

由圖1 可知，與CK 相比，噴施聚谷氨酸后的煙葉單葉質量、葉面密度和拉力均有提高，單葉質量、葉面密度和平衡含水率隨著聚谷氨酸噴施濃度的增加呈現上升趨勢，而含梗率隨著聚谷氨酸噴施濃度的增加呈下降趨勢，拉力則隨著聚谷氨酸噴施濃度的增加先上升后下降。T1、T2、T3、T4 處理間煙葉單葉質量差異不顯著，但均顯著高于CK；葉面密度表現為各個處理高于CK 并都達到顯著水平，且各個處理之間差異明顯；含梗率表現為T3、T4 煙葉低于CK 且達到顯著水平，拉力表現為T1、T2、T3、T4 高于CK 且差異顯著；平衡含水率變現為T2、T3、T4 和CK 差異明顯。從綜合評分來看，T3 處理煙葉物理性狀指標整體較優。

圖1 不同濃度聚谷氨酸對初烤煙物理性狀的影響

2.2 不同濃度聚谷氨酸對烤后煙葉外觀質量的影響

由表1 可以看出，相較于CK，隨著聚谷氨酸噴施濃度的增加，各處理的外觀質量指標均有一定程度上升。其中，T2、T3、T4 煙葉顏色分值顯著（P＜0.05）高于CK；T1、T3、T4 成熟度顯著（P＜0.05）高于CK，葉片結構、油分、色度均達顯著水平；T1、T2、T3 身份顯著高于CK，煙葉顏色、身份、油分均表現為拋物線變化趨勢，煙葉葉片結構呈下降趨勢，色度呈上升趨勢，煙葉成熟度和聚谷氨酸噴施濃度關系變化規律不明顯，這可能與煙葉采收及烘烤有一定關系。烤后煙葉的評價總分順序為：T3>T2>T4>T1>CK。

表1 不同濃度聚谷氨酸對初烤煙外觀質量的影響

2.3 不同濃度聚谷氨酸對烤后煙葉化學成分的影響

由表2 知，噴施聚谷氨酸后，煙葉總糖、還原糖、糖堿比含量有不同程度的增加，原因可能是聚谷氨酸施用有助于提高煙葉光合能力，從而促進碳水化合物積累。一般認為，我國優質煙葉總糖含量的適宜范圍為19%～28%，還原糖含量的適宜范圍為16%～24%，說明試驗煙葉總糖和還原糖含量總體偏高，這與云南的氣候條件有關[24-26]。同時，整體上噴施聚谷氨酸后煙葉鉀含量有增加趨勢，尤其T2 和T3 處理的鉀含量增加。煙堿、總氮，以及淀粉含量隨著聚谷氨酸濃度的提高呈上升趨勢。氯含量和鉀氯比變化規律不明顯，但均在適宜范圍。淀粉含量有增加趨勢，均在適宜范圍。兩糖比均比對照高，說明噴施聚谷氨酸有助于兩糖比向適宜方向轉化，但均略低。從綜合指數可以看出，T1 處理最高，T4 處理稍低，T2、T3 處理均低于CK，說明T1 和T4 處理煙葉化學成分協調性狀況整體較優。整體來看，噴施聚谷氨酸后，提升了煙葉總糖、還原糖和鉀含量，但是各個處理的糖堿比均偏高，這可能與當地氣候特征有關。

表2 不同濃度聚谷氨酸對初烤煙化學成分的影響

2.4 不同濃度聚谷氨酸對烤后煙感官質量的影響

如表3 所示，隨著聚谷氨酸噴施濃度的增加，煙葉的香氣質和香氣量明顯改善，但到一定峰值后開始降低，表現為：T3＞T1＞T2=T4＞CK；雜氣表現為：T3＞T1＞T2＞CK＞T4，即隨著噴施聚谷氨酸濃度的上升，煙葉雜氣逐漸減弱，當濃度超過T3 水平后，雜氣增加，得分降低；刺激性表現為：T2=T3＞T1＞CK＞T4；余味表現為：T3＞T1＞T2＞CK＞T4，與雜氣變化規律一致。噴施聚谷氨酸后，濃度和勁頭均呈上升趨勢。綜合來看，感官品質綜合指數表現為：T3＞T2＞T1＞T4＞CK，隨著聚谷氨酸噴施濃度的增加，評吸綜合指數值提高，但當濃度達到T4 水平時，評吸得分逐漸下降，但優于CK，以噴施0.2 g·L-1聚谷氨酸感官質量表現最佳。

表3 不同濃度聚谷氨酸對初烤煙感官質量的影響

3 討論與結論

煙葉質量是反映和體現煙葉必要性狀均衡情況的綜合性概念，包括外觀質量、物理特性、化學成分和感官質量。煙葉外觀質量在一定程度上可以反映其內在品質和使用價值。張延軍等[27]研究認為，煙葉顏色與身份影響煙葉感官評吸質量。沈利臣等[28]研究報道，煙葉油分是影響煙葉香氣量和透發性的最大外觀質量指標。本研究中，噴施聚谷氨酸可顯著提高煙葉顏色、身份和油分分值，以噴施0.2 g·L-1聚谷氨酸處理（T3）的煙葉顏色、身份、油分和色度明顯高于噴施0.05、0.1、0.4 g·L-1聚谷氨酸處理，其煙葉顏色橘黃為主，身份好，油分多，光澤強，外觀得分較高。

煙葉物理特性直接影響煙葉品質、煙葉產量和卷煙制造過程中產品成本等，其中煙葉含梗率直接關系到煙草工業企業的經濟效益。研究表明，單葉質量、煙葉密度與葉片厚度反映煙葉干物質積累，有利于提高煙葉產量[29]。煙葉平衡含水率與細胞間隙和疏松度以及細胞內可溶性糖、淀粉等親水性化合物密切相關[30]。本研究中，噴施聚谷氨酸可顯著提高煙葉單葉質量、葉面密度、葉長、葉寬和厚度，有效促進干物質積累和煙葉產量，但稍提高煙葉含梗率，需進一步深入研究探討聚谷氨酸對煙葉加工性能的影響。

煙葉化學成分含量及其協調性是決定內在品質及可用性的重要基礎。孫新等[31]研究報道含鉀量高的煙葉香氣質和香氣量足，有利于提高石油醚提取物和醛類物質含量，吸味好。胡國松等[32]發現，煙葉鉀含量高，煙葉富有彈性和韌性，填充性強，燃燒性好。本研究中，噴施聚谷氨酸對煙葉鉀含量稍有利，但是煙葉糖堿比整體偏高，這可能與噴施聚谷氨酸后提高了煙葉光合效率，進而促進了糖類物質積累有關。

煙葉感官質量是煙葉外觀質量、物理特性、化學成分特征的綜合體現，噴施聚谷氨酸對煙葉感官質量的影響與對前3 個品質影響研究較一致，即噴施濃度為0.2 g·L-1聚谷氨酸處理（T3）可顯著提高煙葉香氣質、香氣量和余味，降低煙葉雜氣和刺激性，提高了煙葉綜合品質。

總體來看，在烤煙團棵期和旺長期葉面噴施適宜濃度的聚谷氨酸對煙葉物理性狀、外觀質量、化學成分、感官質量均產生不同程度的影響，整體以噴施0.2 g·L-1聚谷氨酸（T3）處理煙葉的外觀、內在品質較佳。關于噴施聚谷氨酸改善煙葉品質機理需結合光合生理及代謝進一步深入研究與分析，研究結果對促進聚谷氨酸在烤煙提質增效上的廣泛應用具有重要的實踐意義。