有机无机肥配施对烤烟有机酸含量的影响

彭艳，喻曦，周冀衡，杨虹琦，肖遂

(1.作物基因工程湖南省重点实验室，湖南 长沙 410128；2.昆明市烟草公司，云南 昆明 650051；3.湖南农业大学烟草研究院，湖南 长沙 410128)

烟草有机酸主要指氨基酸以外的有机酸，按其挥发性强弱可分为非挥发酸、半挥发酸(高级脂肪酸)和挥发酸。非挥发性有机酸虽然对烟气的香味没有明显的直接作用，但可通过调节烟草的pH值，增加烟气的浓度，间接影响烟气的香气，在烟气中起平衡作用[1]。高级脂肪酸能增加烟气的脂肪味或腊味，使烟气醇和[2]。挥发酸是卷烟加工过程的重要添加剂，可以增加烟香，改善吸味，使余味醇和、舒适[3]。肥料类型对烟叶质量有着重要影响。有研究 表明，有机肥与无机肥配合施用，有利于增加烟叶中的有机酸含量，从而提高烟叶的产量、品质和改善烟叶的工业可用性。笔者采用田间试验，研究了施用无机复合肥、有机无机复合肥以及牛栏粪与无机复合肥配施对烤烟中3类有机酸含量的影响，旨在为进一步改进施肥技术以提高烤烟品质提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 材 料

试验在云南保山市隆阳区西邑乡老吴寨村进行。供试烟草品种为K326。供试土壤为紫色土，有机质含量12.8 g/kg，碱解氮含量113 mg/kg，有效磷12.2 mg/kg，有效钾128 mg/kg，pH6.7。供试烟草专用有机无机复合肥和无机复合肥均由云南开远市金叶复合肥有限公司提供。有机无机复合肥的N、P(P2O5)、K(K2O)配比为8∶8∶20，总养分≥40%，有机质含量200 g/kg；无机复合肥的N、P(P2O5)、K(K2O)配比为12∶12∶24，硫酸钾(K2O含量为50 %)，普钙(P2O5含量为16 %)，硝酸铵(N含量34 %)；腐熟农家肥(牛栏粪)的有机质含量147 g/kg，N 含量0.34 %，P2O5含量0.18 %，K2O 含量0.36 %。

1.2 试验设计

采用3种施肥方案：CF，施有机无机复合肥；CT，施无机复合肥；RC，施腐熟农家肥+无机复合肥，以不施肥作对照(CK)。每处理重复3次，共计12个小区，每小区160 m2，随机区组排列。在CF、CT、RC施肥处理中，N的用量为108 kg/hm2，N、P2O5、K2O的质量比为1∶1∶3。RC处理在施用6 000 kg/hm2腐熟农家肥的基础上，用无机复合肥补足其他养分，确保各处理间N、P、K含量一致。分别取各处理的C3F初烤烟叶样品1 kg，抽除烟梗， 40 ℃干燥2 h，粉碎，过0.425 mm孔径筛，烟末装入密闭袋中。

1.3 测定项目和方法

非挥发酸及高级脂肪酸含量采用浓硫酸–甲醇酯化法[9]测定；挥发酸含量采用BSTFA 硅烷化衍生法[10–11]测定。

1.4 数据处理

利用SPSS19.0统计软件包进行基本统计分析、方差分析和多重比较。

2 结果与分析

2.1 不同施肥处理对烤烟非挥发性有机酸含量的影响

由表1 可知，3 种施肥处理能有效提高烤烟中琥珀酸、苹果酸和柠檬酸的含量，其中有机无机复合肥处理效果最佳，腐熟农家肥+无机复合肥处理次之；方差分析表明，3 种施肥处理间琥珀酸、苹果酸和柠檬酸含量差异极显著。草酸含量以腐熟农家肥+无机复合肥处理烤烟中最高，对照次之，有机无机复合肥处理最低。不同施肥处理对丙二酸含量的影响从大到小依次为无机复合肥、对照、腐熟农家肥+无机复合肥、有机无机复合肥，说明无机肥能提高烟叶中丙二酸的含量，而有机肥对丙二酸含量的提高有抑制作用。

表1 不同施肥处理烤烟的非挥发性有机酸的含量Table 1 The content of non-volatile acid in flue-cured tobacco under different fertilizer treatments mg/g

2.2 不同施肥处理对烤烟高级脂肪酸含量的影响

由表2 可知，3 种施肥处理烤烟中高级脂肪酸含量均明显高于对照；有机无机复合肥处理烤烟的高级脂肪酸含量最高；腐熟农家肥+无机复合肥处理烤烟的棕榈酸、硬脂酸、饱和脂肪酸总量和亚油酸+亚麻酸的含量明显高于无机复合肥处理；无机复合肥处理烤烟的肉豆蔻酸、油酸和不饱和脂肪酸总量高于腐熟农家肥+无机复合肥配施的。方差分析结果显示，有机无机复合肥与无机复合肥处理烤烟的高级脂肪酸含量差异极显著，与腐熟农家肥+无机复合肥配施处理间除棕榈酸含量差异不显著外，其他各有机酸含量差异均达显著或极显著水平；无机复合肥与腐熟农家肥+无机复合肥配施处理间，除硬脂酸含量差异不显著外，其他有机酸含量差异均达显著水平。由此可见，3 种施肥处理均能明显提高烤烟高级脂肪酸的含量，其中以有机无机复合肥处理的效果最好。

表2 不同施肥处理烤烟的高级脂肪酸含量Table 2 The content of senior fatty acid in flue-cured tobacco under different fertilizer treatments mg/g

2.3 不同施肥处理对烤烟挥发酸含量的影响

由表3 可知，3 种施肥处理均能提高烤烟挥发酸的含量，但对挥发酸含量的影响不同。无机复合肥处理的烤烟中含有较高的异丁酸和壬酸；腐熟农家肥+无机复合肥配施处理能显著提高烤烟中戊酸、3–甲基戊酸、己酸和辛酸的含量；有机无机复合肥处理的烤烟异戊酸和庚酸含量最高；3 种肥料处理对丁酸的影响不明显。方差分析结果表明：无机复合肥与有机无机复合肥和腐熟农家肥+无机复合肥配施处理之间，除丁酸外，烤烟其他挥发酸含量差异显著，但有机无机复合肥和腐熟农家肥+无机复合肥处理间，除异丁酸、异戊酸、辛酸和壬酸含量差异显著外，烤烟其他挥发酸含量差异均不显著。由此可见，与无机复合肥处理相比，有机无机复合肥和腐熟农家肥+无机复合肥配施处理能更有效地提高烤烟挥发酸的含量，但有机无机复合肥和腐熟农家肥+无机复合肥处理之间对烤烟挥发酸含量影响的差异不明显。庚酸、辛酸和壬酸含量采用相对定量法计算。

表3 不同施肥处理烤烟的挥发酸含量Table 3 The content of volatile acid in flue-cured tobacco under different fertilizer treatments μg/g

2.4 不同施肥处理对烤烟3 类有机酸总量的影响

由表4 可知，3种施肥处理，烤烟的3 类有机酸及其总量均高于对照，且含量差异极显著，但对不同类型有机酸总量的影响不同。烤烟非挥发酸总量、高级脂肪酸酸总量和总有机酸均以有机无机复合肥处理最高，腐熟农家肥+无机复合肥配施次之，无机复合肥最低，除无机复合肥和腐熟农家肥+无机复合肥配施之间烤烟的高级脂肪酸总量差异不显著外，其他有机酸含量差异均达极显著水平。无机复合肥处理烤烟挥发酸总量最高，有机无机复合肥处理次之，腐熟农家肥+无机复合肥最低，这主要是因为无机复合肥处理中，烤烟中占挥发酸总量比例较大的异丁酸的含量显著高于其他3 个处理。

表4 不同施肥处理烤烟的有机酸含量Table 4 The content of organic acid in flue-cured tobacco under different fertilizer treatments

3 结论与讨论

本试验结果表明，3 种施肥处理均能提高烤烟挥发酸、非挥发酸和高级脂肪酸的含量，但对烤烟不同类型有机酸含量的影响不同。与施用无机复合肥相比，有机无机复合肥和腐熟农家肥+无机复合肥能更有效地提高烤烟的有机酸含量。对提高非挥发酸和高级脂肪酸含量，施用有机无机复合肥的效果更好，施用有机无机复合肥和腐熟农家肥+无机复合肥对提高挥发酸含量的效果差异不显著。形成这种差异的原因可能与有机无机复合肥与牛栏粪的有机成分不同有关。有机无机复合肥的主要有机成分是腐熟秸秆、腐熟烟草废弃料、饼肥等，而牛粪的主要有机成分是杂草经过牛胃消化后的纤维素等。目前，没有研究表明这些成分能对烤烟有机酸的形成产生直接作用，但大量研究[12–17]表明，有机肥能改善植烟土壤的微生态环境，调控土壤中微生物的群落结构，促进土壤养分吸收，提高烟叶内在品质和评吸质量，因此，导致烤烟不同种类有机酸含量的差异的主要原因可能是因为有机无机复合肥中的腐熟秸秆、腐熟烟草废弃料、饼肥与牛栏粪中的纤维素对植烟土壤的微生态环境和根际微生物群落的影响不同，进而造成烤烟不同种类有机酸含量的差异。另外，烟草专用有机无机复合肥的氨基酸和硼、钼、锌、镁等微量元素也可能是造成有机无机复合肥优于腐熟农家肥的原因之一。

从对不同种类有机酸含量的影响来看，有机无机复合肥对有机酸含量的影响最大，其次是牛栏粪+无机复合肥，无机复合肥的影响最小。

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