贵州3种香型烤烟中致香物质成分及含量对施肥的响应

秦 松，范成五，张 萌，胡 岗，张 恒，石俊雄

(1.贵州省土壤肥料研究所，贵州省农业资源与环境工程研究中心，贵州 贵阳 550006；2.贵州省烟草科学研究所，贵州 贵阳 550003； 3.贵州省耕地保育与农业环境科学观测实验站，贵州 贵阳 550006)



贵州3种香型烤烟中致香物质成分及含量对施肥的响应

秦 松1，2，范成五1，3，张 萌1，胡 岗1，张 恒2，石俊雄2

(1.贵州省土壤肥料研究所，贵州省农业资源与环境工程研究中心，贵州 贵阳 550006；2.贵州省烟草科学研究所，贵州 贵阳 550003； 3.贵州省耕地保育与农业环境科学观测实验站，贵州 贵阳 550006)

【目的】探索不同香型烤烟中致香物质对施肥的响应，为合理施肥提高烤烟的香气质量提供理论依据。【方法】2012-2014年在贵州开阳、天柱和威宁进行田间小区试验，研究施肥对贵州3种香型烤烟中致香物质成分组成及其含量的影响。【结果】施肥明显影响不同香型烤烟中致香物质的种类，其中施肥使2013年清香型和2014年偏清香型烤烟中致香物质数量分别增加15种和4种，使2013年中间香型和2012年偏清香型烤烟中致香物质分别减少4种和2种；施肥对烤烟中致香物质含量以及分配比例也产生明显影响，清香型烤烟醇类、醛类、酮类含量分别降低37.3 %、37.9 %、30.2 %，中间香型烤烟醛类下降33.3 %，偏清香型烤烟醛类、烷类分别降低49.0 %、 60.9 %。但这种影响差异会因烤烟香气类型、种植年限、施肥状况等而有所不同；此外，经过类比分析发现，施肥除共同影响3个试验点烤烟中17种致香物质的含量外，还对其他多种致香物质含量产生不同程度的影响。【结论】 贵州3种香型烤烟中致香物质成分组成及其含量对施肥的具有明显响应。

施肥；烤烟；不同香型；致香物质

【研究意义】气候、土壤等生态环境条件对烤烟致香物质含量、评吸质量具有显著影响[1-2]。施肥作为烟草栽培技术过程中最重要的环节，其不仅影响烤烟的生长和产量的形成，对烟叶致香物质含量也有很大影响[3-5]。如何通过合理的施肥措施提高烟叶致香物质含量已成为烤烟种植中急需解决的问题。【前人研究进展】汪耀富等[3]研究发现，与不施肥处理相比，氮、磷、钾肥配施处理的烟叶致香物质总量和不同种类致香物质含量明显升高，尤其对类胡萝卜素类致香物质含量的提高具有显著的增效作用。贵州作为我国优质烤烟的主要产区，其地势西高东低，海拔跨度大，气候差异明显，形成不同的生态类型[6-7]。近年来由于长期连作和大量施用化肥造成的烟叶油份减少、香气不足、品质下降等问题日益突出[8]。【本研究切入点】目前，关于贵州烤烟致香物质含量已有一定研究，李继新[6]等对贵州4个不同海拔的代表性烟区进行烟叶致香物质分析，结果发现在烟叶外观质量基本相同条件下，烟叶的质量风格存在明显差异，形成不同的烟叶质量特色。然而，当前针对贵州不同香气类型烤烟致香物质成分组成及其含量方面的研究还相对缺乏，尤其是从施肥角度来分析不同香气类型烤烟致香物质的研究较少。【拟解决的关键问题】通过2012-2014年的田间试验，研究施肥对3种香型烤烟中致香物质成分组成及其含量的影响，分析比较不同香型烤烟致香物质成分差异。

1 材料与方法

1.1 试验点概况

试验于2012-2014年分别在威宁、开阳和天柱进行。2012和2014年天柱试验点均位于天柱县社学乡，试验地单作烟草，烟草类型偏清香型。2013年，威宁试验点位于威宁县黑石镇，前作绿肥，烟草类型清香型；开阳试验点位于开阳县龙岗镇，前作小麦，烟草类型中间香型。各试验点基本情况见表1。

1.2 试验设计

分别于各试验点选择当地典型植烟田块3块，试验设置不施肥(CK)和常规施肥(F)处理，每个处理3次重复，小区面积为100 m2，随机区组排列。常规施肥处理：威宁点基肥施用烤烟专用基肥(N∶P2O5∶K2O=10∶10∶25，下同)50 kg/667m2，农家肥500 kg/667m2，追肥为专用肥(N∶P2O5∶K2O=13∶0∶26，下同)15 kg/667m2，油枯10 kg/667m2；开阳点基肥施用烤烟专用基肥30 kg/667m2，追肥为专用肥15 kg/667m2；天柱点基肥施用烤烟专用基肥50 kg/667m2，普钙25 kg/667m2，油枯20 kg/667m2，追肥为专用肥15 kg/667m2。基肥移栽时施用，追肥距烟移栽后35～40 施用。

各试验点烤烟移栽时间根据当地种植日期和气候条件决定，烤烟移栽规格均为双行凹垄种植，行距为110 cm，窝距为55 cm，移栽密度为1100株/667m2，田间日常管理按照当地常规进行。

1.3 测定项目与方法

测定项目包括烟叶中的醇类、醛类、酸类、酮类、烷类、烯类和酯类等香气物质。

测定方法：称取2.000 g/烟叶样品至50 mL离心试管中，准确加入20 mL二氯甲烷萃取液，涡旋1 min，并超声提取30 min。用载有5 g 无水硫酸钠的滤纸过滤。移取滤液至浓缩瓶中，在40 ℃浓缩至1 mL，转移至2 mL色谱瓶中，加入10 μl苯乙酸甲酯(Methyl phenylacetate，30 mg/mL)内标，用GC-MS进行定性定量分析。

1.4 数据分析

数据均采用Excel 2003软件进行处理。

2 结果与分析

2.1 烤烟致香物质成分

从表2看出，烤烟致香物质数量在69～84种，按照官能团分为16～20类，其中，醇类13～17种，醛类1～4种，酸类6～9种，酮类3～8种，烷类15～28种，烯类7～12种，酯类2～5种，其他种类8～19种。不同香型烤烟致香物质成分组成看，施肥处理的清香型烤烟致香物质数量增加15种，其中酮类致香物质增加4种，烷类致香物质增加5种，其他致香物质增加5种；施肥降低中间香型烤烟中的致香物质数量，其中醇类、酸类和其他类致香物质分别减少2、2和3种，但烯类致香物质却增加3种；施肥对2012和2014年偏清香型烤烟致香物质数量存在差异，其中2012年偏清香型烤烟致香物质数量减少2种，而2014年则增加4种，但是总体来看施肥使偏清香型烤烟醇类和烯类致香物质增加2～3种，烷类和其他类致香物质减少2～4种，表明施肥对不同种类致香物质可能会因烤烟种植年份的不同而存在一定差异。

表1 试验点的基本情况

表2 施肥和不施肥处理不同香型烤烟的致香物质成分组成

2.2 致香物质的总体含量

从表3看出，与不施肥(CK)相比，施肥后清香型烤烟致香物质总量影响不大，但醇类、醛类、酮类以及烯类致香物质含量明显降低，降幅分别为37.3 %、37.9 %、30.2 %和50.1 %，而其他类致香物质则增加55.6 %；施肥对中间香型烤烟的醛类、酮类和烷类致香物质的影响较大，醛类致香物质含量较CK下降33.3 %，而酮类和烷类致香物质则分别提高44.7 %和79.7 %；施肥对2012和2014年偏清香型烤烟致香物质含量的影响存在差异，2012年施肥后偏清香型烤烟的醛类和其他类致香物质含量较CK分别降低49.0 %和60.0 %，烯类提高45.4 %，而2014年施肥后偏清香型烤烟的烷类和烯类致香物质含量分别降低60.9 %和36.0 %，醛类致香物质含量则提高73.3 %。

2.3 致香物质的分配比例

从表4看出，施肥主要影响烤烟中醇类、醛类、烷类以及其他类致香物质的分配比例。与不施肥相比，施肥处理的清香型烤烟醇类致香物质分配比例降低10.78个百分点，其他类致香物质比例提高12.56个百分点；施肥对中间香型烤烟的致香物质分配比例影响较小，仅对烷类致香物质有显著影响，较CK处理相比提高10.19个百分点；施肥对2012年和2014年偏清香型烤烟致香物质分配比例的影响有所不同，其中施肥显著降低2012年偏清香型烤烟中其他类致香物质分配比例，降幅为15.48个百分点，2014年偏清香型烤烟的醛类致香物质分配比例较CK处理相比增加0.05个百分点，而烷类致香物质分配比例则显著降低了10.92个百分点。

表3 施肥和不施肥处理不同香型烤烟的致香物质含量

注：同列不同小写字母表示差异显著(P<0.05)，下同。

Note: Different lowercase letters in the same column indicate significance of difference atP<0.05 level. The same as below.

表4 施肥和不施肥处理不同香型烤烟致香物质的分配比例

Table 4 Distribution proportion of aroma components in flue-cured tobacco varieties with different aroma type under fertilization and no fertilization treatment

香型Aromatype年份(年)Year处理Treatment致香物质分配比例(%)Distributionproportionofaromacomponents醇类醛类酸类酮类烷类烯类酯类其他清香型Fen⁃flavor2013不施肥(CK)29．06a0．08a12．51a1．06a25．07a9．70a3．16a19．35b施肥18．28b0．06a9．95a0．79a31．05a5．10a2．85a31．91a中间香型Middleflavor2013不施肥(CK)14．84a0．03a9．11a2．08a17．08b6．28a1．95a48．63a施肥16．25a0．03a7．23a2．57a27．27a5．83a1．61a39．22a偏清香型Partialfen⁃flavor2012不施肥(CK)22．81a0．15a17．10a1．46a22．32a5．06a1．53a29．56a施肥24．22a0．12a20．28a2．26a28．06a8．79a2．19a14．08b2014不施肥(CK)23．86a0．04b15．02b5．28a23．06a8．71a1．88a22．15a施肥26．12a0．09a23．41a4．71a12．14b6．00a2．21a25．31a

2.4 致香物质含量

2.4.1 清香型烤烟 根据检测结果(表5)，施肥对清香型烤烟中致香物质影响较大的化合物共有21种，丁类1种、醇类4种、酸类3种、酮类1种、烷类6种、烯类5种及酯类1种。施肥显著增加清香型烤烟中烟碱含量，增幅为57.8 %；对胆固醇、二氧化二戊烯、2-甲基丁酸、氧化石竹烯、3-甲基丁酸、二十二烷和二十八烷含量也有明显的提升作用，分别提高65.3 %、30.3 %、37.6 %、23.5 %、250.7 %、159.0 %和149.8 %；而棕榈酸、植物甾醇、豆固醇、苯乙酸甲酯、反式角鲨烯、癸烷、双戊烯、角鲨烯、喇叭茶醇、十二烷、十四烷、二十七烷和巨豆三烯酮A含量则明显降低。

表5 施肥和不施肥处理清香型烤烟的致香物质含量

表6 施肥和不施肥处理中间香型烤烟的致香物质含量

2.4.2 中间香型烤烟 从表6看出，施肥对中间香型烤烟中22种化合物的影响较为明显。其中，丁类1种、醇类4种、酸类3种、酮类1种、烷类4种、烯类6种、酯类1种、醌类1种及吡啶类1种。施肥显著增加了中间香型烤烟中胆固醇、豆固醇、苯乙酸甲酯、泛醌、喇叭茶醇、二十七烷、二十九烷、三十烷、氧化石竹烯和角鲨烯含量，其中豆固醇、苯乙酸甲酯、泛醌、喇叭茶醇和氧化石竹烯含量增幅分别达到68.1 %、200.7 %、76.1 %、178.2 %和156.0 %；烟碱、棕榈酸、莰烯、二氧化二戊烯、十二烷、2-甲基丁酸、双戊烯、异戊酸、2,3-联吡啶、1,5-二甲基-1,5-环辛二烯、香叶基香叶醇和巨豆三烯酮A含量出现下降，其中二氧化二戊烯、双戊烯、异戊酸、2,3-联吡啶、1,5-二甲基-1,5-环辛二烯和巨豆三烯酮A含量降幅最为明显，分别达89.4 %、91.7 %、84.7 %、93.5 %、95.0 %和64.6 %。

2.4.3 偏清香型烤烟 从表7看出，施肥对偏清香型烤烟中14种化合物的影响较大。其中丁类1种，醇类4种，酸类2种，酮类1种，烷类2种，烯类2种，酯类1种，吡啶类1种。但是，施肥对2012年和2014年偏清香型烤烟中致香物质含量又有所不同，其中施肥显著增加了2012年偏清香型烤烟中癸烷、2,3-联吡啶和巨豆三烯酮A含量，增幅分别为36.4 %、87.0 %和46.9 %，使烟碱、双戊酸和香叶基香叶醇含量明显降低，降幅为81.8 %、37.0 %和54.8 %；施肥后，2014年偏清香型烤烟中十二烷、2,3-联吡啶、香叶基香叶醇和巨豆三烯酮A含量明显提升，增幅分别为84.2 %、36.1 %、68.8 %和66.9 %，烟碱、植物甾醇、豆固醇、苯乙酸甲酯、亚麻酸和喇叭茶醇含量明显降低，降幅分别为67.6 %、55.2 %、47.6 %、97.4 %和97.4 %。

3 讨 论

烟叶品质是评价烟叶的使用及价值的重要因素，致香物质组成和含量是衡量烟叶品质和香气状况最直接、最可靠的标准[8]。香气的量、质、型是由多种致香物质的含量、比例及其相互作用共同决定的[8-9]，因此评价烤烟的香气状况要从烤烟致香物质组成、含量和比例等多方面综合考虑[10]。然而，影响烟叶致香物质种类、含量和比例的重要因素包括主要遗传因素、生态环境、栽培措施和烘烤调制4个主要方面[8]，施肥作为烤烟的重要栽培技术手段，也是对烟叶致香物质调节幅度较大的因子[11]。研究发现，NPK合理配施是提高烤烟致香物质含量的重要措施[8]，而增施有机肥对提高烟叶致香物质也有明显效果[12]。本研究结果发现，清香型烤烟不施处理的致香物质分配比例为烷类>醇类>其他>酸类，施肥后致香物质分配比例变为其他类>烷类>醇类>酸类；偏清香型烤烟2012年不施肥处理的致香物质分配比例为其他>醇类>烷类>酸类>烯类>酯类>酮类>醛类>，施肥后变为烷类>醇类>酸类>其他>烯类>酮类>酯类>醛类，2014年不施肥处理的致香物质分配比例为醇类>烷类>其他>酸类，施肥后则变为醇类>其他>酸类>烷类；但施肥对中间香型烤烟中致香物质的分配比例则没有影响。表明施肥不仅影响烤烟中致香物质的成分组成和含量，对烟叶中致香物质的分配比例也产生一定影响，而且这种影响差异会因烤烟香气类型、种植年限、施肥状况等不同[10]。

表7 施肥和不施肥处理偏清香型烤烟的致香物质含量

4 结 论

(1)施肥使清香型和偏清香型烤烟中致香物质数量分别增加15种和4种，使中间香型烤烟中致香物质减少4种；施肥使清香型烤烟醇类、醛类、酮类含量分别降低37.3 %、37.9 %和30.2 %，中间香型烤烟醛类下降33.3 %，偏清香型烤烟醛类、烷类分别降低49.0 %和60.9 %。

(2)施肥对清香型、中间香型和偏清香型烤烟中致香物质影响较大的化合物分别为21、22和14种。含量增幅分别为23.5 %～250.7 %、68.1 %～200.7 %和36.4 %～97.4 %。

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(责任编辑 聂克艳)

Effects of Fertilization on Aroma Components and Content ofThree Flue-cured Tobacco Varieties with Different Aroma Type

QIN Song1,2, FAN Cheng-wu1,3, ZHANG Meng1, HU Gang1, ZHANG Heng1, SHI Jun-xiong2

(1.Guizhou Research Center for Agricultural Resources and Environment Engineering, Guizhou Institute of Soil and Fertilizer, Guizhou Guiyang 550006, China; 2.Guizhou Tobacco Institute, Guizhou Guiyang 550003, China; 3.Guizhou Observation and Experimental Station of Farmland Preservation and Agricultural Environment Sciences, Guizhou Guiyang 550006, China)

【Objective】 This study aimed to discuss effects of fertilization on aroma components of flue-cured tobacco varieties with different aroma type and provide the theoretical basis for improvement of aroma quality in flue-cured tobacco.【Method】 The effects of fertilization on aroma components of flue-cured tobacco varieties with three different aroma types were studied by the field plot test in Kaiyang, Tianzhu and Weining county, Guizhou during 2012-2014.【Result】Fertilization affected the kinds of aroma components in flue-cured tobacco varieties with different aroma type obviously.The increased number of aroma components in the flue-cured tobacco variety with fen-flavor type in 2013 and flue-cured tobacco variety with partial fen-flavor type in 2014 is 15 and 4 under fertilization treatment respectively. The decreased number of aroma components in the flue-cured tobacco variety with middle flavor type in 2013 and flue-cured tobacco variety with partial fen-flavor type in 2012 was 4 and 2 under fertilization treatment respectively. Fertilization affected the content and distribution proportion of aroma components in flue-cured tobacco varieties with different aroma types obviously. The content of alcohols, aldehydes and ketones in the flue-cured tobacco variety with fen-flavor type decreased by 37.3 %, 37.9 % and 30.2 % under fertilization treatment respectively. The content of aldehydes in the flue-cured tobacco variety with middle flavor type decreased by 33.3 % under fertilization treatment. The content of aldehydes and alkanes in the flue-cured tobacco variety with partial fen-flavor type decreases by 49.0 % and 60.9 % under fertilization treatment respectively. The influence difference was related to flue-cured tobacco’ aroma type, planting years and fertilization level. The analogy analysis showed that fertilization not only affected the content of 17 common aroma components in flue-cured tobacco in three test sites but also the content of other aroma components to varying degrees.【Conclusion】Fertilization has the significant effects on aroma components and aroma content in flue-cured tobacco varieties with three different aroma types.

Fertilization; Flue-cured tobacco; Different aroma type; Aroma component

1001-4829(2017)7-1612-07

10.16213/j.cnki.scjas.2017.7.025

2016-06-02

贵州省烟草公司项目“贵州植烟土壤有机碳氮特征及其与烟叶香气的关系研究”(201107)

秦 松(1967-)，男，贵州安顺人，研究员，从事农业资源利用与农业环境保护研究，E-mail:qs3761735@163.com。

S572

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