不同土壤改良措施对烟叶品质的影响

焦哲恒，许东亚，孙军伟，王新中，徐发华，孙榅淑，张 团，史宏志*

(1.河南农业大学/国家烟草栽培生理生化研究基地，河南 郑州 450002；2.云南省烟草公司 大理州公司，云南 大理 671000)



不同土壤改良措施对烟叶品质的影响

焦哲恒1，许东亚1，孙军伟2，王新中2，徐发华2，孙榅淑1，张 团1，史宏志1*

(1.河南农业大学/国家烟草栽培生理生化研究基地，河南 郑州 450002；2.云南省烟草公司 大理州公司，云南 大理 671000)

摘要：为了探索黏质土壤最适宜的土壤改良措施，通过大田小区试验研究了一定比例掺砂、掺稻壳对烤烟品质的影响。结果表明，黏质土壤掺砂对烤烟产量、产值均有显著提高，分别比对照提高31.35%、33.94%，香气物质含量提高了4.85%，但烤烟化学成分和感官质量评价不够突出。黏质土壤掺稻壳处理的经济效益显著高于对照，产量、产值分别提高了10.98%、21.74%，最大程度地提高了烟叶的外在品质，化学成分最为协调，香气物质积累较对照提高了12.74%，感官质量评价最好。综合考虑，黏质土壤掺砂对烤烟经济效益有显著提高，而掺稻壳对烟叶品质提升效果明显，优于掺砂处理，综合评价较好，具有一定的推广应用价值。

关键词：土壤改良；掺砂；掺稻壳；烟叶品质

土壤是优质烟叶生产系统工程的基础，是影响烟叶质量的重要环境因素[1]。只有优良的土壤质量，才能生产出优质的烟叶[2-3]。不同质地土壤的理化性状有显著差异，土壤机械组成、通透性、水分、温度和养分状况与烟叶生长发育和风格特色有着密切关系[4]。云南大理红大产区土壤土质黏重、通气透水性能不良的问题普遍存在。近年来，氮素化肥施用量过大，土壤残留氮素较多，使得烟株中上部叶成熟落黄较慢、上部叶开片较差、色素降解不充分、香气量减少、香气质变差、工业可用性降低，不利于烟叶生产。由于红大品种耐肥性差，对氮素较为敏感，成熟期氮素供应过多对烟叶质量影响更大。土壤退化问题已引起许多专家的关注，他们在多地进行了不同土壤修复措施的探索，如实行轮作、施用有机肥、秸秆还田、种植绿肥等。有研究表明[5]，客土改良可以促进烟株生长发育，提高烟叶产质量。秸秆或其他有机物料还田，能有效改良土壤理化性质、增加土壤通透性和土壤有机质[6-8]。关于土壤改良对植烟土壤理化性状影响的研究较多[9-10]，对烟叶内在品质的研究相对较少。因此在黏质土壤进行一定体积比例掺砂、掺稻壳试验，明确不同土壤改良措施对红大烤烟经济性状、化学成分、香气物质和感官质量的影响效果，寻求适宜的改良措施，为优质红大烤烟生产稳定发展、提高烟叶工业可用性提供理论依据。

1材料与方法

1.1试验材料

试验于2014年在云南省大理州弥渡县新街镇进行，供试品种为红花大金元，土壤质地轻黏土，田块平整，前茬作物为小麦，土壤肥力中等，排灌方便。土壤基本肥力：pH 6.38、有机质26.15 g/kg、碱解氮120.52 mg/kg、速效磷29.37 mg/kg、速效钾154.69 mg/kg。通过对大理地区典型烟田进行调查后发现，土壤耕层平均厚度为18 cm。

1.2试验设计

试验设3个处理：(1)掺砂：加入砂粒体积占耕作层土壤体积的20%；(2)掺稻壳：加入稻壳体积占耕作层土壤体积的20%；(3)对照(CK)：当地常规栽培。整地时按照设定的体积比例把砂粒或稻壳均匀平铺撒施，起垄前用旋耕机把试验材料与耕层土壤混合均匀。试验设置3次重复，共9个小区，随机区组排列。施纯氮90 kg/hm2(N∶P2O5∶K2O=1∶1∶2.4),株行距50 cm×120 cm，栽培管理按照当地优质烟叶生产技术规范进行。烟叶正常成熟采收，各处理选取上桔二、中桔三烟叶样品各3 kg，用于测定分析烟叶化学成分、香气物质、感官质量等。

1.3测定项目和方法

1.3.1经济性状测定分处理小区挂牌采收烟叶，烤后烟按照国家烤烟42级分级标准进行分级，参照当地烟叶收购价格，记录各处理烟叶的产量、产值、均价、上等烟比例等经济性状。

1.3.2化学成分分析采用AAⅢ型连续流动化学分析仪，测定总糖、还原糖、烟碱、总氮、氯含量[11]。钾含量测定采用火焰光度计法测定[12]。

1.3.3中性致香成分测定香气物质含量的测定前处理采用“水蒸气蒸馏-二氯甲烷溶液萃取”法，并采用HP5890Ⅱ-5972气质联用仪对烟叶样品进行定性分析[13-15]。

1.3.4感官质量评价样品卷制单料烟后，由红云红河烟草集团、河南农业大学国家烟草栽培生理生化研究基地评吸专家分别对其进行感官质量评价。按照香气质、香气量、透发性、杂气、浓度、劲头、刺激性、干燥感、余味、回甜共10个单项指标打分，取平均值累加记为评吸质量的总分。

1.3.5数据处理采用Microsoft Excel 2003和SPSS 19.0软件进行数据统计分析。

2结果与分析

2.1不同处理对烤烟经济性状的影响

不同处理的烤烟经济性状见表1。产量、产值均以掺砂处理的最高，掺稻壳处理次之，产量分别较对照增加了31.35%和10.98%，产值分别增加了33.94%和21.74%，各处理间存在显著差异。均价以掺稻壳处理的最高，比对照高2.70元/kg，掺砂的比对照高0.55元/kg。上等烟比例、上中等烟比例均以掺稻壳处理的最高，掺砂处理次之，对照最低。掺稻壳和掺砂处理的上等烟比例显著高于对照，掺稻壳处理的上中等烟比例显著高于掺砂和对照。说明掺砂处理对增产、增值有较大提高作用，而掺稻壳则最大程度地提高了烟株的外观品质。

表1　不同处理的烤烟经济性状比较

注：同列小写字母表示在5%水平上的显著性，字母相同则差异不显著，不同则显著。下同。

2.2不同处理对烤烟化学成分的影响

2.2.1对中部叶化学成分的影响不同处理中部叶的化学成分见表2。蛋白质以掺砂处理的最高，显著高于掺稻壳和对照。掺砂、掺稻壳处理的中部叶还原糖含量较高，显著高于对照。掺稻壳处理的钾含量为2.75%，显著高于对照和掺砂处理。氯含量以掺稻壳处理的最低，各处理的氯含量均低于1%。烟碱含量：对照>掺稻壳>掺砂，处理间差异显著。总氮含量以对照的最高，与掺稻壳处理差异显著。总糖含量符合云南当地烟叶高糖的特点，掺稻壳处理的最高，掺砂处理次之，各处理间存在显著差异。钾氯比以掺稻壳最高，显著优于其他处理，掺砂处理的最低，各处理的钾氯比均大于4。氮碱比均较低，糖碱比以掺砂处理的最高，掺稻壳次之，对照最低，但均在适宜范围内。

2.2.2对上部叶化学成分的影响由表3可知，掺砂和对照的上部叶蛋白质含量显著高于掺稻壳处理。掺稻壳处理的还原糖、钾含量最高，与掺砂和对照差异达到显著水平。氯含量以掺稻壳处理的最低，与其他处理差异显著。上部叶烟碱以对照的最高，掺稻壳的最低，各处理间存在显著差异，但均在适宜范围内。总氮含量均大于2%，以对照最高。总糖含量以掺稻壳处理最高，其余处理均在30%左右。钾氯比以掺稻壳显著高于其他处理。氮碱比均在0.6左右，糖碱比：掺稻壳>掺砂>对照，各处理间的差异到达显著水平。

表2　不同处理的中部叶化学成分比较

表3　不同处理的上部叶化学成分比较

2.3不同处理对烤烟上部叶中性致香成分含量的影响

香气物质是反映烟叶质量的重要品质因素。从表4可以看出，不同处理烤烟上部叶香气物质种类基本相同，但各处理间的中性致香成分含量差异较大。含量较高的组分有新植二烯、茄酮、糠醛、β-大马酮、法尼基丙酮、苯甲醇等。在类胡萝卜素降解产物中，异佛尔酮为掺稻壳处理独有的降解产物。按照香气前体物进行分类，类胡萝卜素降解产物、西柏烷类降解产物、苯丙氨酸降解产物、棕色化反应产物、新植二烯含量均表现为掺稻壳处理>掺砂处理>对照。掺稻壳处理的香气物质总量比对照提高了12.74%，掺砂处理的香气物质总量比对照提高了4.85%。掺稻壳、掺砂能有效促进烟叶的生长发育，物质积累较多。而掺稻壳处理的各类香气物质含量和香气成分总量最高，说明成熟后期落黄较快，质体色素充分降解，形成香气前体物质较多。

2.4不同处理对烤烟上部叶感官质量的影响

评吸结果用雷达图表示(图1)。香气质以掺稻壳处理的得分较高，对照和掺砂处理的得分较低。香气量得分依次为掺稻壳、掺砂、对照，对照的透发性较差，掺稻壳处理的杂气较少。掺砂和掺稻壳处理的浓度适宜，掺稻壳的劲头适中、细腻度较好。刺激性得分无差异，余味以掺稻壳的得分最高，掺砂处理最低。回甜以掺稻壳的得分最高，掺砂和对照的得分较低。掺稻壳、掺砂处理的评吸总分分别为71.0和66.3分，分别比对照增加了5.7和1.0分。

由此可知，感官质量评价较好的处理为掺稻壳处理，具有清甜突出、香气量较大、香气质较好、劲头较好的特点，明显地彰显了红大的特色。掺砂处理的感官质量评价与对照差别不明显。

3讨论

土壤质地影响了土壤通透性和保水保肥能力，与烟叶碳氮代谢转换有直接关系，进而影响烟叶的内在成分和香气物质的积累，最终影响烟叶质量[16-17]。土壤质地偏黏不利于烟叶生产，在寻求合适土壤改良措施的同时，最大程度地降低改良材料成本，提高烟叶产量的同时提升烟叶品质和烟农的种烟积极性。在农业生产中，每年产生大量的稻壳等有机物料，但利用率不高，焚烧或废弃现象严重，既污染环境也浪费资源。相对于砂粒，稻壳获得途径更为经济便捷，资源可再利用。

图1　不同处理上部叶的品质特征评吸结果

对比不同处理对烤烟经济性状的影响，掺砂处理对烤烟产量、产值的提升效果最高，优于掺稻壳处理，两者均显著高于对照。烟叶的均价、上等烟比例在一定程度上可以反映出其外观品质。掺稻壳处理的均价、上等烟比例、上中等烟比例均最高。烟叶外观品质表现为掺稻壳>掺砂>对照。这可能与掺入一定体积砂粒或稻壳后，土壤体积质量降低、大孔隙增多、黏质土壤质地变轻、土壤通透性得到改善、土壤养分较之前平衡、保水保肥能力得到一定程度的改善有关[18-19]。

在化学成分方面，掺砂、掺稻壳处理表现出高糖、低碱、高糖碱比特征，这与陈杰等[20]研究结果一致，说明这2种土壤改良措施使得土壤黏性降低，烟叶化学成分更趋于砂壤土烟叶特点。掺砂处理的钾含量降低，氯含量较高，钾氯比与对照间无显著差异。掺稻壳处理提高了烟叶钾含量，氯含量降低，钾氯比显著高于其他处理，化学成分最为协调。

表4　不同处理的烤烟上部叶中性致香成分含量比较

在香气成分方面，不同土壤改良措施的烤烟香气前体物降解程度不同[21]。邱立友[22]研究认为，在一定范围内土壤含砂比例提高，有利于烟株发育和干物质积累，成熟后期有利于色素等大分子物质降解，香气物质增多。也有研究表明[23-24]，秸秆覆盖、绿肥还田能促进烟叶致香前体物的积累。本试验表明，掺稻壳较掺砂处理的香气物质转化更为充分，有利于香气物质的形成和积累。掺稻壳处理的感官质量评价最好，这与其具有丰富的香气物质基础有关，突出了大理州红大“清甜香润”的风格，工业可用性增强。掺砂处理的感官质量评价并不突出，这可能与烟叶化学成分不够协调有关。

4结论

黏质土壤掺砂和掺稻壳在一定程度上改善了土壤通透性，促进烟株生长发育和后期成熟落黄。掺砂处理提高了烟叶产量和产值，经济效益明显提高，但烟叶品质不够突出。掺稻壳处理的烟叶产质量有明显的提升作用，化学成分协调，工业评价较好，对废弃稻壳资源再利用，减少环境污染，具有一定的推广应用价值。

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(责任编辑：曾小军)

Effects of Different Soil Improvement Measures on Quality of Tobacco Leaves

JIAO Zhe-heng1, XU Dong-ya1, SUN Jun-wei2, WANG Xin-zhong2,XU Fa-hua2, SUN Wen-shu1, ZHANG Tuan1, SHI Hong-zhi1*

(1. National Tobacco Cultivation, Physiology and Biochemistry Research Center, Henan Agricultural University, Zhengzhou 450002, China; 2. Dali Tobacco Company of Yunnan Province, Dali 671000, China)

Abstract：In order to explore the suitable soil improvement on clay soil, through the field experiments, studied the effect on quality of flue-cured tobacco in clay soil mixed with sand and rice husk at certain proportions. Results showed that clay soil mixed with sand could increase the yield and output value of tobacco leaves significantly. And the yield, output value and aroma substance increased 31.35%, 33.94% and 4.85%, respectively. While the chemical components and sensory quality of flue-cured tobacco present no significant increased. The economic profit of clay soil mixed with sand was significantly increased, the yield and output value increased 10.98% and 21.74%, respectively. It increased the external quality of tobacco and harmony of chemical components in maximum. The accumulation of aroma substance increased 12.74%, and the sensory quality reached the best effect. Overall considering, clay soil mixed with sand increased economic profit of tobacco significantly, clay soil mixed with rice husk showed obvious improvement of tobacco quality, which was superior to clay soil with sand, the overall evaluation of clay soil mixed with rice husk was more suitable and valuable for popularized application.

Key words：Soil improvement; Soil mixed with sand; Soil mixed with rice husk; Quality of tobacco leaves

中图分类号：S572

文献标志码：A

文章编号：1001-8581(2016)02-0054-05

作者简介：焦哲恒(1990─)，硕士研究生，主要从事烟草栽培生理研究。*通讯作者：史宏志。

基金项目：云南省烟草公司科技项目(2013YN28)。

收稿日期：2015-07-16