硒、硼配施对烟叶品质及硒含量的影响

2018-05-17敖金成陈廷慧黄崇峻余东灿钱周龙杨晓斌

河南农业科学 2018年3期

王政，敖金成，陈廷慧，黄崇峻，余东灿，钱周龙，杨晓斌

(1.广西中烟工业有限责任公司，广西南宁 530001； 2.云南瑞升烟草技术(集团)有限公司，云南昆明 650106； 3.云南省烟草公司文山州公司，云南文山 663000)

近年来，烟草的可用性和安全性成为烟草科学重点关注的方向。开发低害卷烟是卷烟行业发展的新思路[1]。提高烟叶中硒的含量可以增加烟草的安全性[2]，通过补硒能够显著降低吸烟对人体的伤害[3-6]。

微量元素硒是植物生长发育的有益元素。适量施硒在促进作物生长发育、增加产量、改善品质等方面发挥着重要的作用[1,7-9]。目前，富硒植物产品主要依靠土壤或叶面施用外源硒来获得[10-11]。但硒对植物促生、提质增产、硒含量的影响因作物种类、硒肥种类、硒肥施用量等[11-13]具有较大差异。硼是植物生长发育必需的微量元素之一，对烤烟的生长发育和改善品质方面具有重要的作用[14-16]，在烤烟生产中被广泛应用。

合理配施微量元素肥料，有助于促进作物生长和提升品质。郭艳等[17]研究认为，硒、硼配施可有效延缓因活性氧引起的油桃果实衰老，提高耐贮藏性。硒、锌配施可使油菜芥酸含量明显下降[18]。但是有些微量元素之间也存在拮抗作用，硼肥的施用应该根据土壤情况决定[19]。在油菜上的研究表明，硒、硼存在一定的拮抗作用[20]。目前，关于硒、硼配施对烟叶品质改善及硒素积累等方面的研究鲜见报道。为此，以高活性的有机硒肥为参试对象，探讨了硒、硼配施对烟叶品质及硒素积累的影响，为有机硒肥调控下富硒烟叶的种植提供参考。

1 材料和方法

1.1 试验区域概况与试验材料

试验于2016年在云南省文山州丘北县锦屏镇(104°11′774″E、23°58′519″N)进行。该地区属中亚热带高原季风气候，年平均气温13.2～19.7 ℃，年平均降雨量1 000～1 270 mm，烤烟大田期降雨量780～900 mm，海拔1 515 m。

试验地土壤类型为红壤，试验前耕作层(0～20 cm)土壤有机质、全氮、全磷、全钾、速效氮、速效磷、速效钾、有效硒含量分别为24.8 g/kg、1.6 g/kg、1.6 g/kg、13.6 g/kg、133.1 mg/kg、51.2 mg/kg、212.9 mg/kg、50 mg/kg，pH值6.5。

供试烤烟品种为云烟87。供试有机硒肥(唐山津国农业技术开发有限公司生产)主要含：氨基酸100 g/L、微量元素(Fe、B、Zn)≥20 g/L、有机硒>6 g/L；硼肥(北京新禾丰农化资料有限公司生产)主要含：纯硼≥21%、聚合硼酸钠盐≥99%。

1.2 试验设计

试验共设5个处理，各处理均在常规施肥的基础上进行。Se0处理为对照，不施硼肥和有机硒肥；Se0B处理施硼肥15 kg/hm2；Se1B、Se2B、Se3B处理均施硼肥15 kg/hm2，并分别施有机硒肥3、6、12 L/hm2。每个处理面积为333.9 m2，3次重复。硼肥和有机硒肥于烤烟移栽后(45～50 d)对水稀释800～1 000倍叶面喷施，施肥时间尽量选择在晴朗的午后进行。所有处理统一移栽，行株距为120 cm×55 cm，大田管理均按照优质烟叶生产技术进行。

1.3 调查项目及方法

1.3.1 SPAD值于烤烟现蕾期和封顶后7 d，用手持SPAD-502叶绿素仪(KONICA MINOLTA,日本)对中部烟叶(第13叶位)进行SPAD值的测定，每个处理随机选取5片，每个叶片测3个位点(叶基、叶中、叶尖)，取平均值。

1.3.2 烟叶品质施肥后，自下而上第8片叶起绑扎试验标识，烤后随机选取上橘二(B2F)和中橘三(C3F)等级烟叶各1.0 kg用于烟叶品质评价。

1.3.2.1 化学成分采用YC/T 160—2002测定烟叶总植物碱含量，采用YC/T 161—2002测定烟叶总氮含量，采用YC/T 159—2002测定烟叶总糖和还原糖含量，采用YC/T 173—2003测定烟叶钾含量，采用YC/T 216—2013测定烟叶淀粉含量,采用YC/T 162—2011测定烟叶氯离子含量，采用YC/T 249—2008测定烟叶蛋白质含量。参照《中国烟草种植区划》对烟碱、总氮、还原糖、钾、淀粉含量和糖碱比值、氮碱比值、钾氯比值进行赋值，确定化学成分档次，乘以对应权重，然后以指数和法判断化学成分协调性。

1.3.2.2 外观质量依据GB 2635—1992 烤烟分级标准和YC/T 142—1998对初烤烟叶的颜色、成熟度、叶片结构、身份、油分、色度6项指标进行量化打分，并参照《中国烟草种植区划》，乘以对应权重，以指数和法评价烤烟外观质量状况。

1.3.2.3 感官质量采用暗评方式评价烟叶感官质量。参照《YC/T 138—1998 烟草及烟草制品感官评吸方法》对烟叶香气质、香气量、刺激性、余味、杂气5项指标进行赋值量化，并参照《中国烟草种植区划》，乘以对应权重，以指数和法评价烤烟感官质量的总体状况。

1.3.3 烟叶硒含量按照1.3.2中方法采集烟叶，然后按GB/T 5009.93—2017测定硒含量。

1.4 数据分析

采用Excel 2007进行数据处理，用SPSS 16.0进行方差和聚类分析。

2 结果与分析

2.1 硒、硼配施对烟叶SPAD值的影响

现蕾期，施硒、硼处理烟叶SPAD值均较对照提高，以Se2B处理最高，但差异均不显著；封顶后7 d，施硒、硼处理烟叶SPAD值随着有机硒肥用量的增加而降低，且各处理均较对照降低，仅Se3B处理与对照差异显著，其他处理间差异不显著(图1)。说明施硒、硼处理有利于营养生长期烤烟光合色素的合成积累，进入成熟期后，施硒、硼处理有利于烟叶的生理成熟。

不同小写字母表示同一时期不同处理之间差异显著(P<0.05),下同

2.2 硒、硼配施对烟叶品质的影响

2.2.1 化学成分协调性由表1可知，施硒、硼处理对B2F和C3F等级烟叶的化学成分协调性影响不同。B2F等级烟叶中，4个施硒、硼处理烟叶总糖、还原糖含量，糖碱比、钾氯比及综合指数均高于对照，其中综合指数分别提高2.61%、0.07%、2.37%和2.74%；Se0B处理烟叶钾离子、总植物碱、氯离子、淀粉含量与对照较为接近，Se1B、Se2B、Se3B处理均低于对照；氮碱比变化趋势不规律。C3F等级烟叶中，Se1B、Se2B、Se3B处理烟叶总糖、淀粉含量高于对照，但综合指数均低于对照；增加施硒量有效降低C3F等级烟叶总植物碱含量，但提高烟叶淀粉含量。Se0B、Se1B、Se2B、Se3B处理糖碱比、氮碱比和钾氯比均高于对照。在4个施硒、硼处理中，以Se0B处理烟叶的化学成分含量较适宜，综合指数最高，表现出较好的化学成分协调性。整体看，单施硼肥或硒硼合理配施有利于改善上部位烟叶化学成分协调性，而单施硼肥有利于改善中部位烟叶化学成分协调性，烟叶工业可用性高。

表1 硒、硼配施对烟叶化学成分协调性的影响

2.2.2 外观质量由表2可知，施硒、硼对B2F等级烟叶外观质量的影响规律不明显。对照、Se1B和Se3B处理烟叶颜色橘黄，成熟度好，均优于Se0B和Se2B处理；叶片结构尚疏松，以Se3B处理最好，Se2B处理次之，其余3个处理无差别；各处理身份均稍薄、有油分，Se3B和Se2B处理身份偏中等，油分以Se1B处理较差；各处理色度强，但处理间无差别；综合指数表现为Se3B>Se0=Se1B>Se2B>Se0B，说明上部烟叶外观质量以Se3B处理最佳，Se0B处理最差。C3F等级烟叶中，对照颜色稍偏柠檬色，硒硼处理烟叶颜色均为橘黄；成熟度以对照、Se0B、Se3B处理稍好，Se1B、Se2B处理稍欠；叶片结构均为疏松，以Se2B、Se3B处理最优；身份均为中等、油分均为有，以施硒、硼处理整体较优，其中Se3B处理烟叶身份较好，Se0B处理烟叶油分较好；各处理烟叶色度中，处理间无差异；综合指数表现为Se3B>Se0B>Se2B>Se1B>Se0，表明施硒、硼可提高中部烟叶外观质量。以上结果说明，施硒、硼对提升C3F等级烟叶外观质量效果较好，上部烟叶规律不明显，但中上部位烟叶均以Se3B处理最好，可能与硒肥施用量或硒素吸收时效有关。

2.2.3 感官质量由表3可知，施硒、硼有利于改善中上部位烟叶的感官品质。B2F等级烟叶中，烟叶的香气质在处理间无差异；施硒、硼处理香气量和综合指数均优于对照，以Se3B处理最高；与对照相比，施硒、硼处理烟叶杂气均较轻，浓度均稍浓；刺激性以对照和Se2B处理较小；余味则以对照、Se2B、Se3B处理较好。C3F等级烟叶中，香气质和杂气在各处理间无差异；Se0B、Se2B、Se3B处理香气量较对照和Se1B处理好；Se0B处理烟气浓度和余味均较其他处理稍差；综合指数以Se3B处理最高，Se0B、Se1B和Se2B处理间无差异，但均较对照高。总体上，以Se3B处理较优。

表2 硒、硼配施对烟叶外观质量的影响

表3 硒、硼配施对烟叶感官质量的影响

2.2.4 蛋白质含量由图2可知，与对照相比，施硒、硼处理B2F等级烟叶蛋白质含量极显著降低，降幅分别为7.2%、15.5%、16.5%、24.9%，其中Se0B处理极显著高于Se1B、Se2B处理，Se1B与Se2B处理间差异不显著，但二者均极显著高于Se3B处理；施硒、硼处理C3F等级烟叶蛋白质含量也极显著降低，Se0B、Se1B、Se2B和Se3B 处理C3F等级烟叶蛋白质含量降幅分别为12.3%、18.3%、21.6%、22.0%，其中Se0B和Se1B处理差异不显著，但Se0B处理显著高于Se2B、Se3B，Se2B和Se3B处理间差异不显著。以上结果说明，施硒、硼有利于降低烟叶蛋白质含量，改善烟叶的燃吸品质。

不同小、大写字母分别表示不同处理之间差异显著(P<0.05)、极显著(P<0.01)，下同图2 硒、硼配施对烟叶蛋白质含量的影响

2.3 硒、硼配施对烟叶硒含量的影响

由图3可以看出，Se0B和Se1B处理B2F等级烟叶硒含量均较对照降低，分别降低4.0%和7.6%。随着有机硒肥施用量的增加，Se2B和Se3B处理硒含量分别较对照极显著提高109.7%和227.1%，Se3B处理极显著高于Se2B处理。与对照相比，随着有机硒肥施用量的增加C3F等级烟叶硒含量增加，增幅为8.8%～216.7%，其中Se2B和Se3B处理达极显著水平，且Se3B处理极显著高于Se2B处理，Se2B处理极显著高于对照、Se0B和Se1B处理。综上，提高有机硒肥施用量，硒、硼配施能显著或极显著提高中上部位烟叶硒含量。

图3 硒、硼配施对烟叶硒含量的影响

2.4 烟叶综合品质聚类分析

将各处理B2F和C3F等级烟叶的外观质量、常规化学成分、感官质量综合指数和蛋白质、硒含量进行聚类分析。由图4可知，烟叶品质可聚为3类，Se2B和Se3B处理综合品质较接近，聚为第Ⅰ类，Se0B和Se1B处理综合品质较为接近，聚为第Ⅱ类，对照单独聚为第Ⅲ类。结合各处理烟叶品质结果分析，说明有机硒和硼肥施用量分别为6.0～12.0 L/hm2和15 kg/hm2配施处理对提升烟叶品质作用较好。

图4 烟叶品质聚类结果

3 结论与讨论

苏云松等[21]研究马铃薯叶片SPAD值和叶绿素含量时指出，SPAD值与叶绿素含量极显著相关，认为叶片SPAD值可以很好地反映植株叶绿素含量。叶绿体是植物光合作用的唯一场所，叶片中叶绿素含量的高低是反映植物营养和生长状况的重要指标。本研究中，施硒、硼处理现蕾期烟叶SPAD值均较对照高，而成熟期烟叶SPAD值均较对照低，说明施硒、硼前期可增强烤烟的光合作用，后期可增强烤烟氮代谢水平，进而促进烤烟的生理成熟，说明硒、硼配施可作为养分过剩烟株的一种调控措施。

烟叶中的蛋白质含量过高或过低都会影响烟叶燃吸品质[22]。李常军等[23]研究认为，烤后烟叶中可溶性蛋白含量与鲜烟叶中可溶性蛋白含量呈高度正相关，随着烘烤进程发展烟叶蛋白质含量逐渐减少；而姚光明[24]研究认为，中性蛋白酶对烟叶蛋白质的调控效果最好。本研究中，施硒、硼处理B2F和C3F等级烟叶蛋白质含量均极显著低于对照，降幅为7.2%～24.9%，原因可能与施硒、硼有利于提高水溶性蛋白酶活性进而促进蛋白质的降解有关，说明施硒、硼处理有利于改善中上部位烟叶燃吸品质，结果与感官质量一致。

烟叶品质是烟叶的物理外观、化学成分和感官质量的综合反映，其中烟叶的化学成分协调性(权重0.22)和感官质量(权重0.66)对烟叶品质的形成及工业可用性具有决定性意义。本研究中，Se0、Se0B、Se1B、Se2B、Se3B处理B2F等级烟叶外观质量、化学成分协调性及感官质量3项指标指数和分别为22.6、23.2、22.9、23.3、23.5，C3F等级烟叶分别为23.0、25.9、23.2、23.3、23.1，说明单施硼肥或硒硼配施且增加有机硒肥施用量有利于改善上部烟叶品质，而单施硼肥或硒硼配施对中部烟叶品质均有一定的改善作用。

富硒烟叶主要来自于含硒丰富的土壤[25]，在低硒土壤上可以通过土壤施用和叶面喷施硒肥达到提高烟叶硒含量目的[26]。当烟叶含硒量达到0.4 μg/g以上时有利于吸烟者的健康[27]。本研究中，提高有机硒肥施用量，硒、硼配施能明显提高中上部位烟叶硒含量，说明烟叶安全性较高。在高水平有机硒肥供应条件下，硒、硼配施表现出协同作用，但在无硒或是低硒水平条件下，硒、硼吸收表现出一定的拮抗作用。与段碧辉等[20]在油菜幼苗上的研究结论基本一致。因而在生产富硒烟叶时，应根据土壤硒含量，确定适宜的硒肥用量。

综上所述，以有机硒肥6.0～12.0 L/hm2配施硼肥15 kg/hm2处理较有利于烤烟光合生理调控，改善中上部烟叶化学成分协调性，提高烟叶燃吸品质和安全性。

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