施用不同有机肥对烤烟品质的影响

何澎+周建黔+韩晓哲+杨丙钊

摘要：以云烟87为实验材料，采用大田试验研究了花生麸、鸡粪、黄豆粉和烟草专用有机肥对南雄地区烤烟品质的影响。结果表明：相比对照，施用花生麸和黄豆粉烤后烟叶B2F和C3F化学成分更加协调，全钾和石油醚提取物含量提高，B2F烟碱含量分别比对照降低21.8%、9.18%，全氮含量降低7.9%、4.76%，上部叶可用性增加，外观质量评价更高。施用花生麸处理的烤烟B2F类胡萝卜素类、棕色化产物类、新植二烯等致香成分的含量分别较对照提升40.47%、75.05%、44.39%，C3F较对照提升了65.50%、47.29%、43.80%。施用鸡粪和黄豆粉处理对提升烤烟类胡萝卜素类及新植二烯致香成分效果明显。苯丙氨酸类致香成分的含量以施用黄豆粉较高，分别较对照提升86.04%（B2F）、40.73%（C3F）；施用鸡粪则可使茄酮和其他致香成分的含量提升较多，B2F分别比对照高139.53%、94.22%，C3F分别比对照高103.40%、177.14%。花生麸在当地综合表现为最优。

关键词：烤烟；有机肥；香气；品质

我国烟叶生产地区的农药化肥使用量逐年增多，保证了烟叶的产量，但同时造成了土壤结构和生物多样性被破坏，保水保肥能力下降，土壤理化性质恶化，严重影响了优质烟叶的生产[1]。近年来，在烟叶生产中，有机肥作为改良土壤状况的重要物质，被人们逐渐接受并大量使用[2，3]。有机肥能够释放土壤矿质营养[4]，改变土壤理化性质[5]，增加土壤微生物种类与数量[6]，提高土壤肥力[7]等方面有极其重要的作用。施用有机肥中的氮磷钾等大量元素和铁锰锌铜等微量元素能直接被烟株吸收利用，同时也能通过这些营养元素聚集大量的微生物，直接或间接地改良土壤理化性质，改变土壤结构，给植物根系一个良好的生长环境，并提供大量的有机质和矿质营养；施用有机肥中的有机酸等物质，能活化土壤中被固定的氮及钾养分，提高土壤的利用效率。有机肥不仅能够改良植烟区的土壤环境，也能提高烟叶质量，使烟叶生产能够持续有效地进行发展。研究表明，相比化肥，施用有机肥收获的烟叶烤后样中的化学成分协调，烟叶香气质和香气量得到明显改善，刺激性和杂味减低，烟叶可用性得到提高[8]。近年来，广东南雄烟区因长期施用化肥，造成植烟土壤退化严重，烤后烟品质下降，香气量不足，烤烟颜色偏淡等问题，本研究从施用不同种类有机肥对烤后烟的品质及产质量等的作用，为建立科学合理的施肥制度，筛选出最优有机肥种类并推广，促进烟区的可持续发展。

1 材料与方法

1.1试验材料及土壤背景

田间试验于2015年在广东南雄烟区进行，供试品种为云烟87。在当年选择地面平整，肥力中等的水田进行试验，前茬为水稻，基本土壤肥力指标为：pH5.27，有机质9.66g·kg-1，全氮0.92g·kg-1，碱解氮143.22mg·kg-1，速效氮68.64mg·kg-1，速效磷17.2mg·kg-1，速效钾83.4mg·kg-1。采用漂浮育苗方式，移栽时挑选整齐一致烟苗，于4月25日移栽完毕，株行距为110cm×50cm。

1.2 试验设计

试验共设5个处理，各处理均基施60kg烟草专用肥（N：P2O5：K2O=12%：10%：14%），20kg硝酸钾（N：K2O=13.5%：44.5%），其中70%于移栽前一周基施，30%于烤烟移栽还苗后根外追施。其它栽培措施按当地规范化措施进行。

CK：不施有机肥；

HS：增施花生麸450kg/hm2； N6.39 %、P2 O5 1 .17 %， K2 O，1.34 %

JS：增施鸡粪5000 kg/hm2；鸡粪是由石家庄市希星肥业科技有限公司提供， pH 值6.19，有机质含量为 64.51%，N、P、K 含量分别为17.0、6.3 和 7.6g/kg

BS：增施黄豆粉600kg/hm2；

ZS：增施烟草专用有机肥900kg/hm2。

每个处理重復三次，随机区组设计，小区面积100m2，植烟密度16500株/hm2，四周设保护行。

1.3 测定项目及方法

1.3.1 烤后烟叶经济性状和主要化学成分测定

成熟烟叶按小区分开采收，采用三段式烘烤工艺进行烘烤，按国家烟叶分级标准GB2635—1992进行分级计产，并计算各处理烟叶产量、产值和上中等烟比例。在中部叶和上部叶中分别取C3F、B2F测定烤后烟叶主要化学成分。总氮测定采用凯氏定氮法[9]，烟碱含量测定采用分光光度法[10]，可溶性糖和淀粉含量测定采用蒽酮比色法[9]，还原糖含量测定采用3，5-二硝基水杨酸比色法[9]，钾含量测定采用原子吸收光谱法[10]，氯含量测定采用离子色谱法[10]。

1.3.2 烤烟致香物质的提取和测定

致香物质的提取：采用水蒸气蒸馏-二氯甲烷萃取法。即将10g烟样（过60目筛），1g柠檬酸，0.5ml内标（硝基苯），350ml蒸馏水置于500ml的蒸馏瓶中。另一端接250ml圆底烧瓶，加入40ml二氯甲烷于烧瓶内，恒温60℃蒸馏萃取2.5小时，收集250ml烧瓶中的有机相，使用10g无水硫酸钠干燥有机相至溶液澄清，60℃水浴浓缩有机相至1ml。

致香物质的定性和定量：所得有机相采用HP5890-5972气质联用仪进行定性定量分析，由GC/MS鉴定结果NIST库检索定性。GC/MS分析条件：色谱柱HP-5（60m×0.25mm×0.25mm）；载气：He；流量0.8ml/min；进样口温度：250℃；升温程序：初温50℃，恒温2min后，以2℃/min速度升至240℃保持30min；分流比：1：15；进样量：2μl；电离能：70eV；质量数范围50-500amu；MS谱库NIST02；采用内标法定量。

1.4 数据处理endprint

试验数据采用Excel2007和SPSS软件进行处理和分析。

2 结果与分析

2.1 不同有机肥对烤烟经济性状的影响

从表1可以看出施用有机肥的产量、产值和均价均高于对照。其中HS处理的产量和产值均最高，BS处理次之，各个处理之间差异性显著；而BS处理的均价最高，ZS处理次之，略高于HS处理，并且施用有机肥的处理与对照的差异明显，说明施用不同有机肥的四个处理均有利于提高烤烟的产量、产值和均价，表明采用HS处理的烤烟产量、产值和经济价值的作用最大。施用有机肥的上等烟比例、中上等烟的比例均高于对照，并与对照差异显著，其中，BS处理的上等烟比例最高，达到53.33%，中上等烟比例达到95.67%；HS处理的上等烟比例次之，达到52.37%，中上等烟的比例为94.67%，可见采用HS和BS处理的有机肥对烤烟产量和经济价值的作用较大。

2.2 不同有机肥对烤后烟叶外观质量特征的影响

由表2可知，施用有机肥处理的烤后烟叶B2F和C3F的外观质量评价总分均高于对照，其中以施用花生麸和黄豆粉的外观质量评价较好。HS和BS在各处理中，均表现为成熟度更好，颜色橘黄，油分较多，叶片结构疏松，身份适中。而施用鸡粪和专用有机肥处理则表现稍差于前两者。

2.3 不同有机肥对烤后烟叶B2F和C3F主要化学成分的影响

由表3可知，不同有机肥对烤后烟叶的常规化学成分及协调性的影响具有一定的差异性。各处理B2F、C3F的可溶性总糖、还原糖、全磷含量差异显著，但均在优质烤烟含量范围之内。施用花生麸和黄豆粉处理的B2F、C3F淀粉含量均较为适宜，而其他处理的淀粉含量稍高；并且施用花生麸和黄豆粉后，全氮和烟碱含量较对照均有所下降，尤其是B2F的烟碱含量分别比对照降低21.8%、9.18%，全氮含量降低7.9%、4.76%，上部叶可用性更好。

钾素是烤烟生长过程中的大量必需元素和烤后烟质量的重要评价指标。B2F全钾含量表现为HS处理最高为2.11%，BS次之为2.05%，均达到优质烟草钾含量标准2.0%以上，其他处理均未达到；除对照外，各处理C3F烟叶含钾量均较为适宜。在烟叶的调制、陈化和燃烧过程中，石油醚提取物是大量致香物质的前体物，对烟叶香气的形成起重要作用，各处理B2F、C3F石油醚提取物含量都以HS、JS和BS较高，超过5.0%，与其他处理差异明显。

2.4 不同有机肥对烤烟中性致香物质含量的影响

烟叶中不同的致香物质产生的香气类型、香气质量和香气量均不同，致香物质成分中以巨豆三烯酮2、β-大马酮、香叶基丙酮、法尼基丙酮、苯甲醇、糠醛、新植二烯、茄酮的含量较高，其他成分则含量较低。

施用有机肥能显著提高烤烟六大类烟叶致香物质的含量。其中，施用花生麸处理的烤烟上部叶和中部叶类胡萝卜素类、棕色化产物类、新植二烯等致香成分的含量较高，B2F较对照提升40.47%、75.05%、44.39%，C3F较对照提升了65.50%、47.29%、43.80%。施用鸡粪和黄豆粉处理对提升烤烟类胡萝卜素类及新植二烯致香成分效果明显。各处理中，苯丙氨酸类致香成分的含量以施用黄豆粉较高，其B2F和C3F分别较对照提升86.04%、40.73%；而施用鸡粪则可使茄酮和其他致香成分的含量提升较多，B2F分别比对照高139.53%、94.22%，C3F分别比对照高103.40%、177.14%。

新植二烯对提高烟草香气具有重要作用。新植二烯含量占总致香物质含量的85.91-89.31%，为含量最高的致香成分，与对照相比，施用有机肥能显著提高烤烟中新植二烯的含量，其中施用花生麸后新植二烯在B2F和C3F中含量最高，其次为施用鸡粪和黄豆粉。

3 结论与讨论

本研究发现施用花生麸和黄豆粉能显著降低烤烟中、上部叶的烟碱和总氮含量，并且上部叶淀粉的含量亦有所降低，使烟叶的吃味和刺激性有所改善，上部叶烟叶可用性更强。这与仝延鹏研究结果一致，可能是由于施用有机肥后，降低了对烟株生长后期土壤氮素水平供应，促使烟叶碳氮代谢的转换，促进烟叶的协调生长[11]。石油醚提取物含量高的烟叶化学成分含量一般比例协调、色度饱满、光泽强、油分多、弹性好、香气醇正丰满、吃味醇和舒适，综合素质较好。武雪萍[12]发现，增施有机肥能显著提高烤烟石油醚提取物和烟叶中性致香物质含量，本试验施用花生麸、黄豆粉和鸡粪亦得出相同的结果。

中性致香物质含量随着烟叶成熟度的提高而增加，成熟度好的烟叶经过调制加工后，各种常规化学成分含量适宜，比值协调，外观质量和内在质量明显增高，香气量足质好[13]。本试验中通过施用花生麸和黄豆粉的外观质量评价较高，在其B2F和C3F等级中，新植二烯及类胡萝卜素类的中性致香成分明显得到提升。此外，施用黄豆粉处理的苯丙氨酸类致香成分的含量较高；而施用鸡粪则可使茄酮和其他致香成分的含量提升较多。新植二烯是烤后烟中重要的萜烯类化合物，能提高烟叶吃味和香气，本身有一种令人愉悦的气味，可通过降解转化形成其他致香成物质。施用有机肥后，可使土壤的氮素供应能力增加，使得烟株有更多的氨基酸和蛋白质得以合成，提高了新植二烯等中性致香物质的含量，这也是花生麸和黄豆粉可改善烤烟致香物质含量的原因所在。

综合比较烤烟的经济性状，发现使用花生麸和黄豆粉不仅可使烤后烟叶的化学成分更加协调，烟叶外观质量较好，中性香气物质含量较高，并且可以获得更高的产量、产值。但黄豆粉处理相对成本较高，经济效益不如施用花生麸。因此，生产上更为推荐花生麸作为有机肥配施种植。

参考文献：

[1]刘洋.有机肥对植烟土壤NPK转化及烤烟香气物质的影响[D].贵州大学，2015.

[2]刘旭，邵孝侯，毛欣宇，等.EM生物有机肥对甜玉米生长发育及土壤特性的影响[J].江苏农业科学，2010，01：301-302.

[3]丁雷，李俊华，赵思峰，等.生物有机肥和拮抗菌对土壤有效养分和土壤酶活性的影响[J]. 新疆农业科学，2011，03：504-510.

[4]王玉，侯玉杰，付乃峰，等.生物有机肥对茶园土壤肥力、养分及土壤环境的影响[J].北方园艺，2011，17：171-173.

[5]田小明，李俊华，危常州，等.不同生物有机肥用量对土壤活性有机质和酶活性的影响[J]. 中国土壤与肥料，2012，01：26-32.

[6]胡可，李华兴，卢维盛，等.生物有机肥对土壤微生物活性的影响[J].中国生态农业学报，2010，02：303-306.

[7]胡诚，曹志平，罗艳蕊，等.长期施用生物有机肥对土壤肥力及微生物生物量碳的影响[J]. 中国生态农业学报，2007，03：48-51.

[8]刘典三，刘国顺，杨永峰，等.不同类型有机肥对烤烟石油醚提取物及香气物质含量的影响[J].中国土壤与肥料，2013，01：74-79.

[9]李合生. 植物生理生化实验原理和技术[M].北京：高等教育出版社，2006： 186–199.

[10]王瑞新.煙草化学[M].北京：中国农业出版社，2003：250–286.

[11]仝延鹏，刘朝科，王逸飞，古力，罗维，顾学文，张重义.精制有机肥对烤烟化学成分及香气物质含量的影响[J].江西农业学报，2014，26（3）：35～38

[12]武雪萍，钟秀明，秦艳青，等.不同种类饼肥与化肥配施对烟叶香气质量的影响[J].中国农业科学， 2006，06：1196-1201.

[13]朱忠，冼可法，尚希勇.中上部不同成熟度烤烟烟叶与主要化学成分和香味物质组成关系的研究[J].中国烟草学报，2008，01：6-12.

资助项目：河南浓香型优质烤烟品种筛选与工业应用研究（HNZY102013002）

作者简介： 何澎，烟叶分级技师，主要从事烟叶分级和烟叶品质研究。

*通讯作者：杨丙钊，硕士，高级技师，主要从事烟叶分级研究。endprint