硼钼配施对烤烟生长及烤后烟化学品质的影响

李钊，鄢敏，张月华，刘海兵，肖文洋，刘勇，陈佛源，景延秋

(1. 河南农业大学烟草学院，河南郑州 450002；2. 四川省烟草公司宜宾市公司，四川宜宾 644000；3. 河南中烟工业有限责任公司，河南郑州 450003；4. 中国烟草总公司四川省公司，四川成都 610017)

烟草是我国重要的经济作物，植烟土壤养分是否充足关系着烤烟产质量[1]。 但是，连年耕作及对微量元素关注不够等原因导致我国土壤微量元素存在不同程度缺乏[2]。 硼(B)主要以H3BO3形式被植物吸收[3]，对植物多种生理功能有调控作用。 有研究表明，硼能通过调控细胞分裂素、生长素合成来影响烟草植株生长发育[4]。 硼能促进烟株体内碳水化合物运输和代谢。 韦建玉等[5]研究表明，一定范围内，随着供硼浓度增加烟株干物质积累量增加。 钼(Mo)也是植物必需微量元素之一，主要以钼酸盐形式进入植物体内[6]。 钼能参与植物氮代谢和同化，并参与植物体内固氮活动，从而增加烟株干物质积累量，钼营养的丰缺影响并调控烟株干物质积累[7]。 硼和钼之间存在极显著正交互作用[8]。崔辉梅等[9]研究表明，硼钼配施可促进胡萝卜叶片叶绿素含量，增加叶面积，提高产量，且配施效果优于单施。 刘鹏等[10]研究表明，硼钼配施对大豆光合效率的提高程度优于单施。

硼和钼均为植物吸收后无法再重复利用的必需微量元素，过少或过多都会对烟株产生危害[11，12]，适宜的硼、钼浓度是优质烤烟生产所必需的。 已有研究多集中在硼肥钼肥单施或多种微量元素同时施用对烤烟品质的影响，鲜有硼钼两种微肥配施对烤烟生长发育及烟叶化学品质影响的系统性研究。 本试验旨在通过研究不同水平硼钼微肥配施对烤烟生长、干物质积累、内在化学成分和香味成分含量的影响，为植烟土壤合理补充硼钼微肥提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验于2022 年在四川省宜宾市筠连县高坪苗族乡进行。 土壤养分基本理化性状见表1。

表1 土壤理化指标

1.2 供试材料

选择当地主栽烤烟品种云烟99 为试验材料。烟草专用肥由四川省烟草公司宜宾市公司筠连县公司提供，硼、钼微肥由国药集团化学试剂有限公司提供。

1.3 试验设计

采用双因素随机区组设计，设置3 个硼浓度和3 个钼浓度，以不施硼钼微肥为对照(CK)，共10 个处理(表2)，重复3 次，共30 个小区。 每小区5 行，每行20 株烟，行株距1.10 m × 0.50 m。

表2 硼钼微肥试验设计(mg/株)

基肥按当地烤烟种植标准进行，烟草专用肥250 kg/hm2，农家肥3000 kg/hm2。 硼钼微肥按处理用量分别溶于清水稀释1000 倍，烟株移栽成活后浇施于烟株根部。 其他生产管理措施同当地大田生产。

1.4 样品采集

1.4.1 大田期样品 烟苗移栽时记为0 d，各处理分别于团棵期、旺长期和成熟期取3 株具有代表性的完整烟株，整株洗净待测。

1.4.2 烤后烟样品 参照烤烟标准GB 2635—1992，由四川省烟草公司宜宾市筠连县分公司技术人员对烤后烟叶进行分级，每个处理取B2F、C3F 以及X2F 等级烟叶各2 kg，封装待测。

1.5 测定项目及方法

1.5.1 烟株生长指标 各小区选择有代表性烟株10 株挂牌标记，分别于团棵期、旺长期和成熟期对烟株株高、茎围、最大叶长、最大叶宽等农艺性状进行调查。

1.5.2 烟株干物质积累量 将采集的烟株放入烘箱中105℃杀青30 min 后60℃烘干至恒重，分别称量根、茎、叶干重。

1.5.3 烟叶化学成分 采用SEAL-AA3 连续流动分析仪测定烟叶常规化学成分含量，包括总糖、还原糖、总氮、烟碱、钾和氯[13]。

1.5.4 烟叶香味成分 采用同时蒸馏萃取法提取香味物质，采用HP 5890-5972 气质联用仪进行定性定量分析[14]。

1.6 数据处理与分析

采用Microsoft Excel 2020 和SPSS 24.0 软件对数据进行处理和分析。

2 结果与分析

2.1 不同水平硼钼配施对烟株生长指标的影响

由表3 可知，团棵期，T5 处理株高显著高于其他处理；T4 处理茎围最大，但各处理间差异不显著；最大叶长在T4 处理达最大值，T5 处理次之，二者分别较CK 显著增加15.81%、13.87%；最大叶宽在T5 处理达最大值，较CK 显著增加35.45%。旺长期，株高、茎围、最大叶长和最大叶宽均在T5 处理达到最大值，较CK 分别显著提高24.75%、20.79%、19.78%和46.16%。成熟期，T5处理的株高和最大叶宽最大且显著高于CK，T4处理的茎围和最大叶长最大且显著高于CK。 除团棵期钼对烟株茎围影响不显著外，各时期烟株生长指标受硼、钼及硼钼交互的影响均达极显著水平，各时期烟株生长指标随硼钼微肥施用量增加整体呈先升高后降低的趋势，分别于T4 或T5处理时达到峰值。

表3 不同水平硼钼配施对烟株生长指标的影响(cm)

2.2 不同水平硼钼配施对烟株干物质积累的影响

由表4 可知，硼钼配施可提高烟株各时期干物质积累量，且整体上呈先升高后降低趋势。 团棵期，各处理间根部干物质积累量无显著差异，T5 处理最高，较CK 提高115.38%；茎、叶干物质积累量均在T5 处理最大，分别较CK 显著提高132.51%、72.68%。 旺长期和成熟期，根、茎、叶干物质积累量均在T5 处理达最大值，较CK 分别显著提高56.76%、56.24%、49.12% 和77.97%、29.31%、60.63%。 硼钼微肥对团棵期烟株干物质积累量提升效果最大，成熟期次之，旺长期最低。除团棵期钼和硼钼交互对烟株根部干物质积累量影响不显著外，其他时期烟株干物质积累量受硼、钼及硼钼交互的影响均达极显著水平。

表4 不同水平硼钼配施对烟株干物质积累的影响(g/株)

2.3 不同水平硼钼配施对烤后烟常规化学成分含量的影响

由表5 可知，硼钼配施对烤后烟常规化学成分含量均有一定影响。 T5 处理上部叶总糖、还原糖、烟碱、总氮、钾含量均最高，分别较CK 显著提高25.26%、16.09%、7.53%、17.20%、15.47%；各处理间上部叶氯含量无显著差异。 糖碱比、氮碱比和钾氯比是反映烟叶常规化学成分协调性的重要指标，糖碱比通常为8 ～12，氮碱比以1 或略小于1 为宜，钾氯比以大于4 为宜。 上部叶糖碱比、氮碱比和钾氯比均在T5 处理下达到最大值，除氮碱比外与CK 差异显著，且更趋近于最佳值。 T9 处理上部叶各化学成分含量与CK 相比有下降趋势，可能是硼钼微肥施用量过高对烟株生理过程产生抑制作用，降低化学成分合成或降解速率。硼、钼和硼钼交互对上部叶总糖、还原糖、总氮含量及糖碱比、钾氯比均有极显著影响。

表5 不同水平硼钼配施对烤后烟常规化学成分含量的影响

T5 处理中部叶总糖、还原糖、总氮、钾含量最高，分别较CK 显著提高2.19%、2.90%、7.55%、26.28%；T5 处理中部叶烟碱和氯含量分别较CK提高2.49%和10.53%。 各处理间中部叶糖碱比和氮碱比均无显著差异，T5 处理的钾氯比最大，较CK 显著增加14.25%。 中部叶总糖、还原糖、总氮和钾含量受硼、钼影响达极显著水平，还原糖含量受硼钼交互影响达显著水平。 钼水平显著影响中部叶钾氯比，硼钼交互对钾氯比的影响达极显著水平，钼水平对钾氯比影响不显著。说明硼钼交互施用较单施硼或钼对烤后烟中部叶常规化学成分协调性的提升效果更好。

T5 处理下部叶总糖、总氮、钾含量最高，分别较CK 显著提高1.42%、20.61%、24.83%。 T5 处理下部叶还原糖和烟碱含量最高，T9 处理含量最低。 T9 处理下部叶糖碱比最大，T5 处理最小。各处理间下部叶氮碱比差异不显著。 T5 处理钾氯比最大且显著高于其他处理。 硼、钼及硼钼交互对下部叶氯含量和氮碱比无显著影响，对糖碱比有极显著影响。 单施硼、钼肥对下部叶总糖含量无显著影响，硼钼交互对其有显著影响。 硼肥显著影响下部叶钾含量，钼肥和硼钼交互对其有极显著影响。 单施硼肥显著影响下部叶钾氯比，单施钼肥对其无显著影响，硼钼交互对其有极显著影响。

2.4 不同水平硼钼配施对烤后烟香味物质含量的影响

由表6 看出，不同水平硼钼微肥对烤烟香味物质含量有显著影响。 上部叶棕色化反应产物、苯丙氨酸类降解产物、类胡萝卜素降解产物含量及香味物质总量均在T5 处理最高，分别较CK 显著提高49.75%、464.00%、93.90%、51.70%。 T6处理中部叶棕色化反应产物含量最高，T5 处理次之，分别较CK 显著提高56.20%和54.64%；苯丙氨酸类降解产物、类胡萝卜素降解产物含量及香味物质总量均在T5 处理达到最大值，较CK 分别显著提高390.55%、109.46%和58.91%。 下部叶棕色化反应产物、苯丙氨酸类降解产物、类胡萝卜素降解产物含量及香味物质总量均在T5 处理最高，较CK 分别显著提高68.93%、401.16%、142.06%、99.79%。 硼、钼及硼钼交互对烤后烟中、下部叶棕色化反应产物、苯丙氨酸类降解产物、类胡萝卜素降解产物含量及香味物质总量均有极显著影响。

表6 不同水平硼钼配施对烤后烟香味物质含量的影响(μg/g)

3 讨论与结论

硼、钼是植物正常生长发育必需的微量元素。俞丁力[15]的研究表明，适宜施用范围内，随着硼肥施用量增加烤烟叶片生长发育显著加快，株高和根变化显著。 白森[16]的研究表明，适量施用钼肥有利于烟株株高、茎围、中上部叶增长，提高烟叶产量和产值。 本研究结果表明，适量施用硼钼微肥可以显著提高烟株株高、茎围及最大叶长和叶宽，促进烟株生长。 这可能是由于硼钼参与植物内源激素代谢过程，缺少硼钼元素会阻碍植物体内源激素合成和运输[17，18]，当硼钼元素得到补充时，激素代谢过程中关键酶活性升高，使烟株内源激素运输和合成过程回归正常，烟株生长发育不再受阻。

硼钼元素直接或间接影响植物光合作用和呼吸作用，是植物碳氮代谢过程所必需的。 缺少硼钼元素会直接影响植株固氮能力，导致植物光合产物减少、碳水化合物合成受阻[19，20]。 本研究结果表明，补充适量硼钼微肥可提高烟株干物质积累量，总糖、还原糖、烟碱、总氮等碳氮代谢产物含量和钾含量较CK 均有所提高，常规化学成分协调性明显改善，这与前人研究结果一致[21，22]。 这可能是由于硼钼元素的补充提高硝酸还原酶、固氮酶等的活性，促进烟株光合作用、呼吸作用和碳氮代谢过程，使得烟株光合产物和碳氮代谢产物增加。 本研究结果得出，硼钼交互对上部叶总糖、还原糖和烟碱含量及糖碱比和钾氯比的影响达极显著水平；对中部叶还原糖含量影响达显著水平，对中部叶总糖、总氮和钾含量及钾氯比影响达极显著水平，对下部叶总糖、烟碱和总氮含量有显著影响，对下部叶钾含量及糖碱比和钾氯比有极显著影响。

烤烟棕色化反应产物可增加烤烟的甜味和香味浓度，使烟气更加柔和，苯丙氨酸类降解产物可以改善烟叶香气质和香气量[23]。 类胡萝卜素降解产物对烤烟品质有重要影响[24]。 硼和钼元素对烤烟香味物质含量有显著影响[25，26]。 本研究表明，硼、钼和硼+钼均对中、下部叶烤后烟棕色化反应产物、苯丙氨酸类降解产物、类胡萝卜素降解产物含量及香味物质总量有极显著影响，该结论与齐永杰等[27]的研究结果一致。 这可能是由于硼和钼对烤烟碳氮代谢产物(氨基酸、糖类和叶绿素等)合成和积累有重要作用，最终导致其含量升高。

本试验条件下，烟株各生育时期生长指标在T5 处理整体表现最优；T5 处理不同时期叶片干物质积累量分别较CK 显著增加72. 68%、49.12%、60.63%。 烟株不同部位叶片常规化学成分含量及糖碱比、氮碱比和钾氯比在T5 处理整体表现最好。 烟株不同部位叶片烤后烟香味物质棕色化反应产物、苯丙氨酸类降解产物、类胡萝卜素降解产物含量及香味物质总量在T5 处理表现最优，T5 处理烟株上部叶和下部叶这3 类香味物质含量及香味物质总量较CK 分别显著增加49.75%、464.00%、93.90%、51.70%和68.93%、401.16%、142.06%、99.79%。 综上，于移栽时施用7.00 mg/株硼和4.00 mg/株钼(T5)可显著改善当地烟叶品质，提高烟叶质量。