磷、硫、硼肥用量对烟叶石油醚提取物含量及品质的影响

2019-07-23李先红廖恒曹本福苟剑愈孟源刘京陆引罡

天津农业科学 2019年1期

李先红廖恒曹本福苟剑愈孟源刘京陆引罡

摘要：为探索磷、硫、硼肥对烤烟的影响，进一步提升烟叶品质，以云烟87为试验材料，于遵义市谢坝烟草科技园进行田间试验，研究磷、硫、硼肥不同用量对烟叶腺毛密度、石油醚提取物及烟叶化学成分的影响。结果表明：磷、硫、硼肥增加了烤烟生长期烟叶的腺毛密度，减少成熟期腺毛的脱落量;促进烟叶各生育期及烤后各部叶的石油醚提取物含量，改善烟叶内在化学成分含量，使其比值更趋于协调，且均表现出施入高水平的磷肥处理效果较佳。总体而言，以T5处理（P2O5 112.5 kg·hm-2、S 75 kg·hm-2、B 3 kg·hm-2）效果最佳，烟叶品质较好。

关键词：烤烟;腺毛;石油醚提取物;品质

中图分类号：S572 文献标识码：A DOI 编码：10.3969/j.issn.1006-6500.2019.01.003

Abstract： In order to explore the effects of phosphorus， sulfur and boron fertilizers on flue-cured tobacco， further improve the quality of tobacco leaves; Yunyan 87 was used as material to conduct field experiments in Xieba Tobacco Park in Zunyi City to study the different dosages of phosphorus， sulfur and boron fertilizer on tobacco leaf gland hair. The effects of density， petroleum ether extract and chemical composition of tobacco leaves. The results showed that phosphorus， sulfur and boron fertilizer increased the glandular hair density of flue-cured tobacco growing leaves， reduced the amount of glandular hairs in mature stage， promoted the content of petroleum ether extract in tobacco leaves and the leaves after roasting， and improved the intrinsic chemistry of tobacco leaves. The content of the ingredients made the ratio more harmonized， and both show that the application of high levels of phosphate fertilizer was better. In general， with T5 （ P2O5 112.5 kg·hm-2， S 75 kg·hm-2， B 3 kg·hm-2 ） was the best treatment that the quality of tobacco leaves was better.

Key words： flue-cured tobacco; gland war hair; petroleum ether extract; quality

煙叶中的石油醚提取物是采用石油醚作溶剂对烟叶进行萃取得到的有机混合物[1]，其主要包含树脂、油脂、挥发油、腊和质体色素[2];也有研究认为，其成分以游离脂肪酸、精油、类脂质、脂肪、色素和有机酸为主[3-4]。闫克玉等[5]对不同产区烤烟石油醚提取物含量进行对比分析发现，石油醚提取物含量高的烟叶，其颜色多为橘黄、叶片疏松、油分多、色度强、化学成分适中，说明石油醚提取物含量高的烟叶其外观品质和内在质量也较好。由此可见，如何有效提高烤烟石油醚提取物含量，对提升烟叶品质具有重要的研究意义。影响烤烟品质形成的因素众多，包括一系列基因品种、植烟环境、烘烤调制及农艺措施等[6-9]。其中，农艺措施中，施肥对石油醚提取物含量的影响最为直接，氮磷钾肥的合理配施是提高烟叶油分最重要的措施。一般而言，随着氮素施用量的增加，烟叶致香物质含量表现出先上升后下降的趋势[10]。刘国顺等[11]研究表明，氮磷钾肥中任意两种肥料配施均可有效提高烟叶石油醚提取物的含量，且其含量随着施肥量的增加而增加。何永秋等[12]发现，不同钾肥替代烟草专用钾肥，可进一步提高中部烟叶的石油醚提取物和中性致香物质含量，这可能是钾素对烟叶中的一些芳香烃及苯、酚物质的合成和累积作用的结果，因此，钾素的施用水平与施用类型不同，石油醚提取物含量也不同。此外，有机肥可促进质体色素的合成，这些色素是腺毛分泌物合成的重要前体物质[13]。以上研究为提高烟叶品质提供了一定的参考依据，但大多针对大量元素，较少关注与中微量元素合施的作用效果。鉴于此，本试验以硫、硼素为突破口并结合磷肥配施，研究磷、硫、硼对烟叶石油醚提取物合成及内在品质的影响，以期促进石油醚提取物的合成，进一步提高烟叶品质提供理论依据。

1 材料和方法

1.1 试验材料

供试烤烟品种为云烟87，正安县烟草公司马子窝育苗场提供。

供试肥料：烟草专用基肥（N∶P2O5∶K2O=10∶10∶27）和专用追肥（N∶P2O5∶K2O=13∶0∶23），福泉红星化肥厂提供。磷肥采用过磷酸钙[Ca（H2PO4）·H2O，含P2O5 16%]，中国农资公司提供;硫肥采用生石膏（CaSO4·2H2O，含硫18.6%），桐梓化肥厂提供;硼肥为硼砂（含硼20%），天津永大化工提供。

试验地土壤按中国土壤分类标准为黄壤土类黄泥土，土地平整，肥力均匀，pH值6.73，有机质含量24.12 g·kg-1，全氮2.01 g·kg-1，碱解氮含量56.2 mg·kg-1，有效磷含量22.09 mg·kg-1，速效钾202.66 mg·kg-1。

1.2 试验设计

试验在遵义市正安县谢坝乡烟草科技园（海拔674 m，33°24′N，107°27′E）进行。试验采用随机区组设计，在施用烟草专用基追肥的基础上施加不同水平的过磷酸钙、生石膏及硼砂。具体处理设计与施肥量见表1。3次重复，共15个小区，每小区面积为45 m2，行株距110 cm×55 cm，种植密度1.65万株·hm-2;同一区组内随机排列，小区及区组间设置保护行和走道。

试验常规施肥采用烟草专用基、追肥，基、追肥分别为750 kg·hm-2和225 kg·hm-2，氮肥基追比为7∶3。烟苗于5月7日移栽，基肥在起垄移苗前条施，追肥于烤烟种植30 d穴施，过磷酸钙肥和硫肥作基肥在移栽时一次性全部施入;硼肥分基肥和喷施，其中，基肥占总硼肥的70%，其余30%在旺长期阶段分3次等量喷施。小区烟叶成熟时单采单收，栽培种植及田间管理按当地优质烟生产标准，且同一作业日完成。

1.3 测定指标及方法

烤烟移栽后，分别在团棵期、旺长期、显蕾期、成熟期整株取样，取其功能叶（上数第8片）进行打孔（孔径5 mm）取样，烟叶样品经脱水和干燥处理后通过Hitachi电子显微镜（SEM-3000N，Techcomp LTD）扫描，观察统计其腺毛密度及形态。其余部分进行不同生育期的石油醚含量测定，烘烤后每个处理分别随机选取B2F、C3F和X2F共 3个等级各1 kg样品，65 ℃烘干、粉碎、并过筛处理后于自封袋保存，以作为石油醚提取物含量和烟叶品质指标的测定使用。石油醚提取物测定采用索氏抽提法[14]，烟叶化学成分含量测定按《烟草化学》[15]的方法进行。

1.4 数据处理

采用Microsoft Excel 2007和DPS 7.05软件进行统计分析，采用Duncan's新复极差法进行多重比较（P≤0.05）。

2 结果与分析

2.1 不同磷、硫、硼肥处理对不同生育期烟叶腺毛密度的影响

烟草腺毛是烟叶致香物质分泌的重要部分，烟叶表面腺毛密度等影响腺毛分泌物的数量，从而影响烟叶的香型风格。由表2可知，烤烟生长前期烟草腺毛密度较多，以短柄腺毛占绝对优势，随着生育期的推进，短柄腺毛和长柄腺毛数量逐渐增加，在旺长期均达到最多;进入成熟期，短柄腺毛和长柄腺毛数减少，类型以长柄腺毛为主，长柄腺毛是分泌油分和致香物质特别是中性致香物质最主要的腺毛类型。各生育期中短柄腺毛、长柄腺毛、腺毛密度均呈T5>T4>T2>T3>T1（CK），通过方差分析可以看出，T2～T5处理与T1（CK）处理差异显著，且以T4，T5处理效果较好;说明施入磷、硫、硼肥对烤烟生长前期烟叶腺毛密度的增加及缓解后期脱落皆具有一定的作用，且以施入高水平磷肥（112.5 kg·hm-2）烤烟各时期烟叶长柄腺毛和腺毛总密度较多，其中T5处理效果最为显著。

2.2 不同磷、硫、硼肥處理对不同生育期石油醚提取物含量的影响

烟叶石油醚提取物与烟叶外观质量具有一定的相关性，对获取优质的烟叶原料具有重要的参考价值。如表3所示，烟叶石油醚提取物含量生育前期最低，其含量随着烤烟生育期的推进而增加，在成熟期达到最高。团棵期中，以T1（CK）石油醚提取物含量最低，为1.61%，且与其他处理间差异显著，说明磷、硫、硼肥基施可促进烤烟生长前期石油醚提取物的分泌。进入旺长期，T2～T5处理通过喷施硼肥，其石油醚提取物含量进一步提高，达2.93%～3.23%，均与T1（CK）差异显著，说明硼肥可能有利于提高烟叶石油醚提取物的含量。进入生育后期，仍以T1（CK）处理石油醚提取物产量最低，且均表现出T5>T4>T2>T3>T1（CK）。以上说明磷、硫、硼肥可增加烤烟各生长期烟叶的石油醚提取物含量，且以T4、T5处理效果较好。

2.3 不同磷、硫、硼肥处理对烤后烟叶石油醚提取物含量的影响

烤后烟叶石油醚提取物是影响烟叶致香成分的重要因素之一，石油醚提取物含量较高的烟叶杂气轻，香气足，吃味醇厚，是决定烟叶品质的重要指标。如表4所示，烤后各部叶石油醚提取物含量高低表现为中部叶>上部叶>下部叶，且各部叶均以T1（CK）处理含量最低，与其他处理均达显著性差异，说明施用磷、硫、硼肥可提高烤后烟叶石油醚提取物的含量。其中，均以T4，T5处理石油醚提取物含量较高，说明高水平的磷肥可能较有利于提高烟叶石油醚提取物含量。

2.4 不同磷、硫、硼肥处理对烤后烟叶内在化学成分的影响

烟叶内在化学成分的含量和成分间的协调是评价其品质的重要内容，一般认为，与劣质烟叶相比，优质烟叶还原糖含量较高、总氮较低、烟碱含量适中、蛋白质含量较低、两糖比值较大、糖碱比较高、施木克值较小。

2.4.1 对总氮、烟碱和蛋白质含量的影响烟叶总氮含量1.5%～3.5%，烟碱1.5%～3%，蛋白质含量8%[16]较适宜。如表5所示，同一处理蛋白质含量、烟碱和总氮含量均以上部叶最高，其中，总氮含量范围为1.56%～2.04%，均达优质烟标准，各部叶均以T1（CK）处理总氮含量最高，除上部叶和下部叶的T3处理外，与其他处理间差异显著，施用磷、硫、硼肥降低了各部叶总氮含量。烟碱含量范围为1.91%～2.52%，均达优质烟标准，除下部叶外，上、中部叶均以T1（CK）含量最高，施用磷、硫、硼降低了各处理上部叶烟碱含量，但对于中、下部叶仅T4，T5处理差异显著，说明T4、T5处理的磷、硫、硼肥配比可降低烟碱含量，使吃味醇和，化学成分品质较好。就蛋白质而言，施入磷、硫、硼肥后烟叶蛋白质含量适中，使其更接近优质烟标准。

2.4.2 对氯素和钾素含量的影响优质烟叶生产一般要求烟叶氯素含量在1%以下，钾素含量为2.0%～3.5%[16-17]。本试验条件下，各处理氯素含量均在适宜值，磷、硫、硼肥的施入对各处理的氯素含量影响不明显。各部叶钾素含量均较低，均以T1（CK）处理最低，与其他处理间差异显著，施入磷、硫、硼肥显著提高了烟叶钾素含量，以T4，T5处理效果最佳。

2.4.3 对还原糖和总糖含量的影响优质烟叶生产要求还原糖含量为16%～22%，总糖含量为18%～24%。由表5可知，各处理均符合优质烟标准，施入磷、硫、硼肥整体提高了烟叶各部位的还原糖与总糖含量，两糖差值减小，使其更趋于协调;这可能与磷、硫、硼参与植物体内糖代谢有关。

2.5 不同磷、硫、硼肥处理对烤后烟叶内在化学成分协调性的影响

评价烟叶内在品质不仅仅取决于主要化学成分含量，成分间的协调性也是重要的参考指标之一，多采用氮碱比、钾氯比、施木克值、糖碱比来说明化学成分间的协调性。有研究表明，成分越协调的烟叶油分越多、品质越好;一般认为，油分含量较高的烟叶氮碱比略小于1∶1，钾氯比大于4∶1，施木克值接近2∶1，糖碱比10∶1。由表6可知，与T1（CK）处理相比，施用磷、硫、硼肥使各部位烟叶氮碱比、钾氯比、施木克值、糖碱比更协调，在一定程度上说明磷、硫、硼肥可提升烟叶质量;其中以T5处理化学成分最协调、品质最佳。

3 结论与讨论

腺毛分泌物和石油醚提取物是烟叶油分最重要的来源;腺毛分泌物是短柄腺毛和长柄腺毛共同作用的产物，尤其长柄腺毛是决定腺毛分泌物数量主要的腺毛类型，也是分泌香气物质的主要场所[18]。本试验研究表明，施入磷、硫、硼肥使烟叶腺毛密度产生了显著变化，磷、硫、硼肥增加了烤烟生长前期单位面积烟叶的短柄腺毛、长柄腺毛数，减少了成熟期表皮腺毛的脱落量，说明磷、硫、硼肥可在一定程度上增加腺毛分泌物，增加香气;其中，以高水平磷肥（112.5 kg·hm-2）处理的效果较好，烤烟各生育期腺毛密度较大，由此可见，施入较高水平的磷肥可能较有利于提高烟叶品质，这与前人的研究结果基本一致[19-20]。

不同油分烟叶的石油醚提取物含量差异显著，油分越多，石油醚提取物含量越高，反之，则越低[21]。史宏志等[22]研究也指出，石油醚提取物含量高的烟叶化学成分含量一般较为协调，其色度较饱满、光泽强、油分多、弹性好，香气纯正丰满，综合质量较好，因而，烟叶石油醚提取物与其油分之间的研究有一定的相关性。本试验研究表明，磷、硫、硼肥增加了不同生育期烟叶及烤后各部叶的石油醚提取物含量，石油醚提取物含量随磷肥用量的增加而增加，这与曹红云等[23]的研究结论基本一致。

韦克苏等[24]对贵州地区不同油分的烟叶进行对比分析，结果表明，不同油分的烟叶其内在化学成分存在很大的差异，多油分的烟叶主要化学成分更好，高油分钾氯比偏高，糖碱比更接近10∶1，这可能是少油分烟叶燃烧快、吃味粗糙、劲头大的原因之一。本试验研究表明，施用磷、硫、硼肥的处理烟叶化学品质较好，协调性更佳，就本试验结果来看，磷、硫、硼肥的用量对烟叶石油醚提取物含量、烟叶化学品质存在一定的促进作用，且高水平磷素的施入对烟叶油分及品质的提升最大。从试验数据上看，在施用烟草专用基、追肥的基础上，T5处理（磷肥112.5 kg·hm-2、硫肥75 kg·hm-2、硼肥3 kg·hm-2）烟叶综合石油醚提取物含量最高，化学成分含量及其比值最佳。本试验结果为进一步提高烟叶品质提供了一定的理论依据，但由于试验设计和试验条件的限制，对于是否存在更合理的配施用量仍待进一步研究。

参考文献：

[1]李祖良，刘国顺，张庆明，等. 成熟期淹水对烤烟石油醚提取物、主要化学成分及致香物质含量的影响[J].核农学报， 2012， 26（2）： 369-374.

[2]闫克玉，李兴波，侯雅珍，等.河南烤烟（40级）石油醚提取物含量的研究[J].郑州轻工业学院学报， 1995（1）： 71-75.

[3]黄中艳，朱勇，王树会，等. 云南烤烟内在品质与气候的关系[J].资源科学， 2007（2）： 83-90.

[4]陶晓秋，黄玫，白川. 近红外光谱法快速检测烟草中的石油醚提取物[J].光谱实验室， 2011， 28（3）： 1267-1271.

[5]閆克玉，闫洪洋，闫洪喜. 不同产区烤烟石油醚提取物含量对比分析[J].河南农业大学学报， 2007， 41（5）： 498-501.

[6]张铭真，张广谱，薛刚，等. 豫烟11号基础香味物质对不同海拔生态的响应[J].江苏农业科学， 2016， 44（10）： 346-350.

[7]冷璐，陆引罡. 烤烟品种南江3号烟叶油分成分的初步研究[J].浙江农业科学， 2014（12）： 1899-1901， 1910.

[8]曹本福，桂阳，祖庆学，等.减量施肥下聚天冬氨酸对烤烟生长、产量及养分吸收的影响[J].中国烟草科学，2018，39（5）：57-63.

[9]殷全玉，王霞，杨铁钊，等. 不同烤烟品种（系、组合）叶面分泌物和石油醚提取物变化动态[J].中国烟草学报， 2010， 16（2）： 11-13.

[10]魏心元，熊晶，张崇玉. 不同施氮量对烤烟红花大金元品质和经济效益的影响[J].贵州农业科学， 2010， 38（4）： 69-71.

[11]刘国顺，张春华，代李鹏，等. 不同氮磷钾配施对烤烟石油醚提取物和中性致香物质的影响[J].土壤， 2009， 41（6）： 974-979.