配施饼肥对烤烟质体色素及其降解产物的影响

邢 雁，赵声辰，沈雪婷，苏东赢，于建军*(.河南农业大学烟草学院，国家烟草栽培生理生化研究基地，河南郑州45000;.河南中烟工业有限责任公司安阳卷烟厂，河南安阳455000;.河南中烟工业有限责任公司技术中心，河南郑州450000)

各种烟草色素的含量和性质不仅直接影响烟叶的外观质量，而且直接和间接地影响烟叶的内在品质［1］。质体色素包括叶绿素和类胡萝卜素，在烤烟生育期内含量的高低影响着烤烟叶片生理功能的强弱及烟叶的成熟落黄，且其降解产物的含量还与调制后烤烟的香气质量关系密切［2］。目前，关于不同产区、生态环境、调控措施、不同氮磷钾肥组合等对烤烟质体色素及其降解产物的影响均已见报道［3－6］，有关烤烟质体色素及其降解产物的研究已成为研究热点。笔者通过分析施用不同配比腐熟饼肥后烤烟生育期叶绿素及类胡萝卜素含量，研究其调制后降解产物对香气质、香气量的影响，旨在为优质烟叶生产提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 供试土壤、品种及肥料 试验于2014年在河南平顶山郏县候店村进行。供试土壤为沙壤土，土壤基础肥力为有效氮 84.12 mg/kg，速效钾94.61 mg/kg，速效磷 9.36 mg/kg，有机质14.28 g/kg，pH 6.69。试验所用无机肥为烟草专用复合肥(含N 10%，P2O510%，K2O 20%);供试饼肥为当地菜籽饼肥(全氮含量为59.5 mg/kg)，与水按1∶1混匀，腐熟15 d后使用。各处理保持总氮量为 82.5 kg/hm2，N∶P2O5∶K2O=1∶2∶3，基肥和追肥比例为7∶3，腐熟饼肥全部做基肥。试验供试品种为中烟100，于5月1日移栽。

1.2 试验设计 共设5个处理:T1 100%无机肥(百分比表示所施肥料含氮量占处理所施总氮量的百分比，下同);T2 25%腐熟饼肥+75%无机肥;T3 50%腐熟饼肥+50%无机肥;T4 75%腐熟饼肥+25%无机肥;T5 100%腐熟饼肥。每个处理3次重复，小区面积60 m2，采取随机区组排列，行距1.2 m，株距0.6 m。试验田四周设保护行，田间管理按照当地优质烟叶生产技术进行。

1.3 样品的采集 移栽后30 d开始取样，每15 d取样1次，共取样5次。每次各处理随机选取5株烟，自下而上选取第10叶位烟叶的中间部分，去除主侧脉，混合均匀后供色素含量测定。烤后样按照烤烟42级国标进行分级，然后各处理取中部叶C3F 2 kg进行中性致香物质含量的测定。

1.4 测定项目与方法

1.4.1 质体色素含量的测定。采取分光光度法进行测定［7］。

1.4.2 烤后烟中性致香物质的定性、定量分析。采用同时蒸馏萃取方法进行中性致香物质的提取，采用GS-MS进行定性定量分析。取10.000 g C3F等级粉碎样(过60目筛)、1.0 g柠檬酸、350 ml蒸馏水于500 ml圆底烧瓶中，同时加入500 μl内标硝基苯，另于一250 ml圆底烧瓶中加40 ml二氯甲烷，用蒸馏萃取仪蒸馏萃取。2.5 h后，用无水硫酸钠干燥有机相后用旋转蒸发仪在60℃水浴条件下浓缩至1 ml左右，即得烟叶精油。

GC/MS分析条件:色谱柱 HP-5MS(30 m ×0.25 mm.i.d.×0.25 μm d.f.);载气为 He，流速 0.8 ml/min;进样口温度250℃;传输线温度280℃;离子源温度177℃。升温程序:初温50℃，2 min后以2℃/min的速度升至120℃，5 min后以2℃/min的速度升至240℃，保持30 min;分流比为1∶15;进样量2 μl;电离能70 eV;质量数范围35～500 amu;采用内标法定量。

2 结果与分析

2.1 配施饼肥对烤烟质体色素含量的影响

2.1.1 配施饼肥对烤烟叶绿素含量的影响。叶绿素是烟草主要绿色素。它参与光合作用，使太阳能转变为化学能而贮藏在形成的有机化合物中，是烟草生长发育必不可少的成分。从图1可以看出，叶绿素含量随着生育期的推进逐渐减少。饼肥的施用有利于提高烟叶中叶绿素含量，随饼肥施用量的增加叶绿素含量呈递增趋势。移栽后30 d，75%饼肥处理叶绿素含量最高，除25%饼肥处理外其余施用饼肥的处理叶片中叶绿素含量均在0.05水平显著高于纯无机肥处理;移栽后第45天纯饼肥处理烟叶中叶绿素含量在0.05水平显著高于其他处理，纯无机肥处理叶绿素含量最低，饼肥、无机肥配施的3个处理中叶绿素含量差异不显著;移栽后第60天50%饼肥、75%饼肥和纯饼肥3个处理中叶绿素含量差异很小，均在0.05水平显著高于25%饼肥处理，纯无机肥处理中叶绿素含量在0.05水平显著低于其他处理;移栽后60 d叶绿素含量明显降低，但纯饼肥处理叶绿素含量仍在0.05水平显著高于其他处理，移栽后90 d纯无机肥处理叶绿素含量在0.05水平显著低于施用饼肥处理，25%饼肥、50%饼肥处理叶绿素含量差异较小，纯饼肥处理仍含有较高的叶绿素含量，不利于烟叶正常落黄。

2.1.2 配施饼肥对烤烟生育期类胡萝卜素含量的影响。烟叶中类胡萝卜素含量与烟叶品质存在正相关关系。一方面，其含量直接影响烟叶外观品质;另一方面，该类物质是烟草致香成分的一种重要前体物，类胡萝卜素类降解产物中紫罗兰酮、异佛尔酮、大马酮等是烤烟中关键的致香成分。从图2可以看出，随着生育期的推进，类胡萝卜素含量逐渐减少，在整个生育期过程中25%饼肥处理类胡萝卜素含量均为最高，50%饼肥处理次之。移栽后第30天，纯无机肥处理类胡萝卜素含量在0.05水平显著低于施用饼肥处理，施用不同比例饼肥处理间差异不显著，移栽后45 d 25%饼肥处理中类胡萝卜素含量均在0.05水平显著高于纯无机肥处理、75%饼肥处理和纯饼肥处理，纯无机肥处理和纯饼肥处理间差异不显著，说明25%饼肥处理有利于提高烟叶中类胡萝卜素含量。

2.2 配施饼肥对烤烟质体色素降解产物含量的影响

2.2.1 配施饼肥对叶绿素降解产物含量的影响。叶绿素降解产物为新植二烯，是烤烟中性致香成分中含量最高的成分。新植二烯自身具有清香气且刺激性较强，在烟草燃烧时可直接进入烟气，具有减少刺激性、醇和烟气的作用，也是烟叶的重要增香剂。从表1可以看出，施用饼肥的处理烤烟中新植二烯含量均高于纯无机肥处理，分别为纯无机肥处理的 150.49%、138.70%、132.03%、125.24% ，新植二烯含量在挥发性致香物质总量中所占比例在82.08% ～86.11%之间，其中25%饼肥处理比例最高，纯饼肥处理最低。随着饼肥施用量的增加，烤烟中新植二烯含量和挥发性致香物质总量逐渐降低，说明T2处理有利于烤烟叶片中叶绿素充分降解成新植二烯，且有利于香气物质总量的生成。

2.2.2 配施饼肥对类胡萝卜素降解产物含量的影响。类胡萝卜素降解产物是烤烟中性致香物质的重要组成成分。类胡萝卜素降解产生的香味物质阈值相对较低，刺激性小，香气质较好，对烟叶香气供献率大，是影响烟叶香气质和香气量的重要组分。从表2可以看出，类胡萝卜素降解产物含量在中性致香物质中所占比例为6.80% ～8.45%，5个处理中类胡萝卜素降解产物总含量大小排序为T2处理＞T3处理＞T4处理＞T5处理＞T1处理，25%饼肥、50%饼肥、75%饼肥处理中类胡萝卜素降解产物含量分别比纯无机肥高出 49.93%、12.24%、11.14%，纯饼肥和纯无机肥处理中类胡萝卜素降解产物总含量差异不大。各处理11种降解产物中含量最高的均为β－大马酮和β－二氢大马酮。除6－甲基－5－庚烯－酮、香叶基丙酮和二氢猕猴桃内酯外，其余8中降解产物均为25%饼肥处理中最高。

表1 配施饼肥对叶绿素降解产物含量的影响

3 小结

叶绿素是烟叶成熟和调制过程中变化最为剧烈的一个标志性色素。在调制过程中，绝大部分叶绿素逐渐降解消失，其分子中卟吩环可分解生成新植二烯，青杂气逐渐清除，产生清香气［2］。研究表明，饼肥的施用可以提高烟叶内叶绿素含量，且在烟叶成熟过程中叶绿素含量随饼肥施用比例的增加而增加，而只有配施适当比例饼肥不仅能促进前期叶绿素的合成，而且能促进在后期和调制过程中叶绿素的充分降解和香气物质的形成，使得烟叶正常落黄，有利于烤烟品质的形成。若饼肥用量过高，则会导致烤烟在调制过程中叶绿素降解不充分，烤后烟叶中新植二烯含量较低，而叶绿素的降解不充分易烤出“青黄烟”，不仅外观品质不良，而且烤后烟中叶绿素含量较多，烟气青杂气较重，严重影响烟叶的内在品质［8］。在5种配施方案中，配施25%饼肥处理在促进生育后期叶绿素的充分降解、烟叶的正常落黄及烤后烟叶中新植二烯含量的提高方面的作用较显著，配施50%饼肥处理次之。

表2 配施饼肥对类胡萝卜素降解产物含量的影响

类胡萝卜素在植物体内具有重要的生物功能，且其对烤烟香气的贡献率较大［2］。该研究表明，配施25%饼肥处理对提高烤烟生育过程中类胡萝卜素含量、抑制类胡萝卜素在烤烟成熟期过度降解的作用较明显，配施50%饼肥处理次之，饼肥施用量过高时烤烟类胡萝卜素含量与纯无机肥处理差异不大。经过调制，配施25%饼肥处理的烤烟烟叶中类胡萝卜素降解产物含量较高，对烟叶品质的形成有较好的促进作用。

［1］王瑞新.烟草化学［M］.北京:中国农业出版社，2003.

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［7］邹琦.植物生理生化实验指导［M］.北京:中国农业出版社，1997.

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