不同肥料配比对烤烟化学品质和香气物质的影响

　　摘要：采用田间试验方法，以不施肥、施100%无机肥处理为对照，研究饼肥、腐植酸、矿物肥、生物炭有机肥与无机肥配施对烟叶常规化学成分和中性致香物质含量的影响。结果表明，4个施肥处理与不施肥的对照比较，可显著改善烟叶化学品质，增加烟叶香气物质含量；40%有机肥+60%无机肥处理糖含量高，表现为对烟叶钾含量的提升，钾含量高达1.8%，分别比对照1、对照2提高了80%、2.27%，其他各常规化学成分协调，香气量足，香气物质总量高达 649.58 μg/g，该处理符合优质烟叶的标准，是烤烟最佳施肥配方。
　　关键词：有机肥；无机肥；化学品质；香气
　　中图分类号： S572.06文献标志码： A文章编号：1002-1302（2014）06-0092-03
　　收稿日期：2013-12-21
　　基金项目：中国烟草总公司特色优质烟叶开发重大专项（编号：Ts-01）。
　　作者简介：王林虹（1989—），女，陕西西安人，硕士研究生，主要从事烟草栽培及生理生化研究。
　　通信作者：刘国顺，教授，博士生导师。E-mail：liugsh@371.net。长期单纯施用无机肥，容易造成烟田土壤板结、缺乏微量元素、有机质含量下降、各种元素及化学成分比例失调，香气不足，以至于不能满足卷烟工业的需求[1-3]。施用有机肥可以改善土壤环境，为烟株生长提供所需的微量元素并能促进烟株对肥料的吸收。前人主要研究了饼肥、腐植酸等单一有机肥使用对烟草的影响：饼肥可促进土壤养分释放，增加氮吸收；腐植酸可以提高肥料利用率；生物炭可以增加土壤离子交换；矿物肥可以提供其他烟草生长所需微量元素。有关饼肥、矿物肥、生物质炭、腐植酸多种有机肥配比使用对烟草品质的影响却鲜有报道。本试验旨在研究不同比例的无机肥与有机肥配合施用对烟草常规化学成分和香气质量的影响，以期为提高烤烟品质和合理施肥提供理论依据。
　　1材料与方法
　　1.1材料
　　试验于2012年在河南省许昌市襄城县移民新村进行。试验田为肥力均匀、地势平坦的地块，土壤基础肥力：速效氮47.2 mg/kg，速效磷15.87 mg/kg，速效钾 126.14 mg/kg，有机质14.8 mg/kg，pH值7.36。供试品种为中烟100。
　　1.2方法
　　试验采用随机区组设计，共设5个处理：分别为（1）CK1，不施肥；（2）CK2，100%无机肥；（3）T1，40%有机肥+60%无机肥；（4）T2，70%有机肥+30%无机肥；（5）T3，100%有机肥。各百分比为有机氮和无机氮肥占全氮的百分数。T1、T2、T3处理中有机肥包含饼肥、腐植酸、矿物肥、生物炭。其中饼肥氮磷钾比例为N ∶P2O5 ∶K2O =4.5 ∶0.5 ∶1.5，腐植酸、矿物肥、生物炭中氮磷钾含量忽略不计，用量分别按105、180、351 hm2施用。各施肥处理总氮施用量为 52.5 hm2，按 N ∶P2O5 ∶K2O=1 ∶1.2 ∶3配施肥料，以饼肥和氮磷钾复合肥控制氮素用量，不足的磷、钾肥用重钙和硫酸钾补充。有机肥与无机肥按比例混合后以70%作为基肥条施，30%穴施。植烟行距为1.2 m，株距为0.55 m，每处理重复3次，小区面积70 m2，田间管理按当地优质烟叶生产标准进行。
　　1.3测定方法
　　分别取各处理的成熟烟叶，采用三段式烘烤工艺调制后，取中橘三（C3F）烟叶进行常规化学成分、中性致香物质含量的分析。
　　1.3.1常规化学成分分析成分包括总糖、还原糖、烟碱、钾含量、氯含量，均采用德国BRAN+LUEBBE公司生产的 AAⅢ 型连续流动化学分析仪测定。
　　1.3.2中性致香物质采用内标法进行测定[4-5]，在 500 mL 圆底烧瓶中加入20.000 g烟样、1.0 g柠檬酸、1 mL内标（0.37 g/L），再加500 mL超纯水。安装同时蒸馏萃取装置，从冷凝管上方加40 mL二氯甲烷于250 mL圆底烧瓶中，待开始沸腾时进行同时蒸馏萃取，出现分层便开始计时。2.5 h 后，收集250 mL圆底烧瓶中的有机相，加入10 g无水硫酸钠摇匀至溶液澄清，转移有机相到鸡心瓶中，水浴浓缩有机相至1 mL左右，转入色谱瓶中，用GC/MS鉴定结果和NIST库检索定性，待进样分析。所用仪器为HP5890Ⅱ-5972气质联用仪。
　　GC/MS分析条件如下：色谱柱：HP-5（60 m×0.25 mm，0.25 μm）；载气及流速为He，0.8 mL/min；进样口温度为250 ℃；传输线温度为280 ℃；离子源温度为177 ℃。升温程序：初温50 ℃，恒温2 min后以2 ℃/min升至120 ℃，保持 5 min 后以2 ℃/min升至240 ℃，保持30 min。分流比和进样量：1 ∶15，2 μL。电离能：70 eV。质量数范围：50～500 amu。MS谱库：NIST02。
　　1.4数据分析
　　试验中相关数据使用SPSS 19.0及Excel 2003统计软件进行处理分析。
　　2结果与分析
　　2.1不同处理对初烤烟叶常规化学成分的影响
　　一般认为，优质烟叶氮含量为1.5%～3.5%[3]。随着烟叶总氮含量的增加，烟叶香气量也随之增加，但总氮含量过高会使烟叶刺激性增强[4]。优质烤烟要求总糖含量18%～22%，还原糖含量16%～20%，烟碱含量1.5%～3.5%，钾含量 1.6%，氯含量0.3%～0.8%[3]。
　　分析结果见表1，与CK1相比，其他施肥处理中烟叶总氮含量均有提高，提高幅度为2.86%～56.07%；随着有机肥比例的增加，烟叶总氮含量呈现出先增加后降低的趋势，其中T2处理达到峰值，处理间差异显著。随着有机肥比例增加，烟叶还原糖和总糖含量也在一定范围内增加，与CK2相比，T3处理的还原糖含量提高了16.50%，T1处理提高了1608%；T3处理的总糖含量提高了17.46%，T1处理提高了1772%。与CK1相比，除T2处理外其他各施肥处理烟碱含量均有所提高，提高幅度为7.32%～25.61%，其中T1处理烟碱含量提高最为显著，为2561%。烟叶中总糖和烟碱的比率常被作为烟气强度和柔和性评价的基础，二者平衡是形成均衡烟气的重要因素[5]。一般认为，优质烟叶糖碱比8 ∶1～10 ∶1[1]。从表1可以看出，与CK2相比，增施有机肥可以提高烟叶糖碱比，T2处理提高最多，提高了16.40%，其次为T3处理，提高了10.55%。T1处理对钾离子含量的影响较大，比CK1提高了80%，比CK2提高了227%。烟叶中氯离子含量差异不显著。钾氯比为T1处理最高，比CK1提高了92.81%，比CK2提高了347%。本试验中不同处理还原糖与总糖的比值>0.9，符合优质烟叶的标准。优质烟叶的氮碱比通常等于或小于1，比值过高时化学成分不平衡，较低则烟碱含量通常较高[6]。本试验中T1处理的氮碱比最接近1，T2、T3处理均偏高。整体结果表明，以T1处理的烟叶化学成分最为平衡、协调，符合优质烟叶的标准。表1不同处理对初烤烟叶化学成分的影响

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