孔銀亮，韓富根，沈 錚，牛全旭，邸慧慧

（1.河南省平頂山市煙草專賣局，河南 平頂山 467000；2.河南農(nóng)業(yè)大學(xué)，國家煙草栽培生理生化研究基地，鄭州 450002；3.平頂山市煙草公司寶豐分公司，河南 寶豐 467400）

為恢復(fù)和發(fā)展河南濃香型優(yōu)質(zhì)煙葉，豫中煙區(qū)在提高煙葉品質(zhì)方面調(diào)整了諸多農(nóng)業(yè)技術(shù)措施，收到了良好效果。但與五、六十年代的煙葉質(zhì)量相比仍有差距，有關(guān)專家認(rèn)為其中一條重要原因是與煙田移栽過晚有關(guān)，為躲避煙草病毒病在早期移栽煙田中的大量發(fā)生，不斷推遲移栽期（5月上中旬），致使煙葉收烤期多在雨季進行，從而影響了煙葉品質(zhì)的進一步提高。為改變這種現(xiàn)狀，近年來，河南部分煙區(qū)積極推廣了小苗膜下移栽技術(shù)，使移栽期提前至4月中下旬，不僅利用膜下移栽預(yù)防了煙草病毒病的發(fā)生，而且充分利用了光熱水等資源，提高了煙葉產(chǎn)量和品質(zhì)，關(guān)于這些方面的文章也曾有報道[1-2]，但就有關(guān)小苗膜下移栽生理生化方面的研究則報道較少。煙株碳氮代謝間的相互作用，是決定煙葉質(zhì)量和化學(xué)成分的根本因素，硝酸還原酶（NR）是煙株體內(nèi)硝態(tài)氮還原為亞硝態(tài)氮的關(guān)鍵酶，該酶活性的強弱反映吸收利用氮素能力以及氧代謝水平的高低，并受土壤氮素含量的影響[3]；轉(zhuǎn)化酶（INV）可催化細胞質(zhì)中蔗糖轉(zhuǎn)化形成單糖，使葉綠素中淀粉積累減少，光合碳同化過程加強，其活性標(biāo)志著植物葉片光合產(chǎn)物利用的強度，是煙株碳代謝的重要指標(biāo)[4]；根系的陽離子交換量（CEC）大，氧化能力強，則植物對礦質(zhì)營養(yǎng)元素的吸收量就相應(yīng)增多[5]。為此，筆者在大田條件下，就小苗膜下移栽對烤煙碳氮代謝相關(guān)酶活性、根系陽離子交換量、干物質(zhì)積累動態(tài)、化學(xué)成分及致香物質(zhì)含量進行了研究，為今后推廣小苗膜下移栽技術(shù)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試品種為中煙 100，種子由中國煙草總公司青州煙草研究所提供，采用大棚漂浮育苗。

試驗于 2009年在河南省寶豐縣石橋鎮(zhèn)石橋村試驗田進行。試地土壤為褐土，砂壤、質(zhì)地疏松。土壤速效氮、磷、鉀含量分別為 67.9、12.1、130.5mg/kg，土壤pH為7.8，有機質(zhì)含量為1.65%。

1.2 試驗設(shè)計

試驗設(shè)2個處理：處理Ⅰ為小苗膜下移栽法（簡稱膜下移栽，T1），處理Ⅱ為常規(guī)移栽法（簡稱膜上移栽，并設(shè)為CK）。隨機區(qū)組排列，3次重復(fù)。移栽期為4月16日，田間施肥水平相同，管理按試驗設(shè)計要求進行。

小苗膜下移栽技術(shù)要點：移栽煙苗采用小苗配套，即葉片 5～6片、莖高 1.5～2 cm，剪葉 1～2次；移栽采取挖大穴（穴深25～30 cm、穴口直徑25 cm）、澆足水（4～5 kg）、深栽煙（插秧式移栽），栽后及時覆膜，煙苗在膜下（穴內(nèi)）生長，期間采取“打孔”通風(fēng)換氣以防燒苗，膜下生長至團棵期（栽后30 d左右），生長點將要頂膜時，“掏苗”在膜外生長，并及時圍根、封膜，以后管理同常規(guī)移栽法。

常規(guī)移栽法技術(shù)要點：移栽煙苗為常規(guī)苗（高莖壯苗），即葉片8～9片，莖高10～15 cm，剪葉3～4次；移栽后隨即覆蓋地膜，及時“掏苗”在膜外生長，大田管理同常規(guī)。

1.3 測定項目與方法

①煙葉生長發(fā)育及干物質(zhì)積累測定，生長發(fā)育分別在團棵期、旺長期、現(xiàn)蕾期田間進行；干物質(zhì)積累分別在不同生育期采鮮煙“殺青”稱重；②陽離子交換量（CEC）測定，采用張德生的土壤動態(tài)生物化學(xué)研究法[6]；硝酸還原酶（NR）活性測定，采用活體法[7]；蔗糖轉(zhuǎn)化酶（INV）活性測定，采用坤鉬酸比色法[8]；③煙葉中性致香物質(zhì)測定，前處理采用二氯甲烷溶劑萃取法；采用美國 HP5890Ⅱ—5972氣質(zhì)聯(lián)用儀定性、內(nèi)標(biāo)法定量[9]；④煙葉化學(xué)成分分析，隨機采集各處理的中部煙葉混合樣品，采用YC/T159—162、173—202標(biāo)準(zhǔn)測定總糖、還原糖、煙堿、總氮、氯和鉀[10]。測定項目均在國家煙草栽培生理生化研究基地實驗室進行。

2 結(jié)果與討論

2.1 小苗膜下移栽方式對烤煙根系陽離子交換量的影響

根系陽離子交換量（CEC）控制著根系自由空間的選擇性吸收，從而影響了根系吸收礦質(zhì)元素的成分。根系陽離子交換量的多少、氧化力的高低等都直接影響植物根系對營養(yǎng)元素的吸收能力，根系CEC大，氧化力強，則植物通過根系吸收土壤中的營養(yǎng)元素就多[11-12]。從表1可以看出，T1處理的根系陽離子交換量分別在團棵期、旺長期、成熟期高于對照1.37、1.50、1.51倍，且差異均達到顯著水平，表明采取小苗膜下移栽方式能有效提高根系陽離子的交換量，從而促進了根系對礦質(zhì)營養(yǎng)元素的吸收能力。

表1 烤煙根系陽離子交換量 cmol/kgTable1 The cation exchange capacity of flue-cured tobacco roots

2.2 小苗膜下移栽方式對烤煙葉片硝酸還原酶活性的影響

硝酸還原酶活性（NR）的強弱將直接影響到煙株中氮素含量的高低，只有積累的氮素達到一定量后，才能將其分配到各器官[13]，因此在一定氮用量范圍內(nèi)，提高硝酸還原酶的活性，有利于煙葉對氮素的吸收，促進煙株的生長發(fā)育[14]。由圖1可看出，煙株生長從團棵期到現(xiàn)蕾期的過程中，不同處理的NR活性變化總趨勢基本一致，表現(xiàn)為先降低后升高的趨勢；但就兩處理之間相比，T1處理的NR活性在不同生育時期均高于 CK，分別在團棵期、旺長期、成熟期較對照提高1.4、1.31、1.49倍，這表明采用小苗膜下移栽有利于提高煙葉對氮素的吸收，從而能促進煙株的生長發(fā)育。

圖1 烤煙葉片NR活性Fig.1 Activity of NR in flue-cured tobacco leaves

2.3 小苗膜下移栽方式對烤煙葉片蔗糖轉(zhuǎn)化酶活性的影響

蔗糖轉(zhuǎn)化酶（INV）是作物中重要的糖代謝酶，可促進葉綠體內(nèi)磷酸丙糖向外運轉(zhuǎn)，使葉綠體中淀粉積累減少，并通過與呼吸作用偶聯(lián)的氧化磷酸化產(chǎn)生能量，使光合碳固定過程加強，因此轉(zhuǎn)化酶活性的強弱反映了碳代謝的強弱[15-16]。作為煙草來說，煙葉中后期碳代謝的增強，可促進煙葉碳水化合物的積累和轉(zhuǎn)化，利于各種煙葉化學(xué)組分的協(xié)調(diào)。

從圖2看出，煙葉從團棵期到現(xiàn)蕾期的過程中，不同處理的 INV活性變化均表現(xiàn)為逐漸升高的趨勢，從團棵期到旺長期升高較快，旺長期至現(xiàn)蕾期趨于緩慢，這與史宏志等[17]的研究結(jié)果基本一致。但就兩處理之間相比，各時期T1的INV活性均高于CK，并分別在團棵期、旺長期、成熟期提高1.2、1.4、1.4倍，這表明小苗膜下移栽處理對煙株生長中后期有機化合物的合成提供較多的碳架和能量，有利于促進煙葉產(chǎn)量的形成和品質(zhì)的提高。

圖2 烤煙葉片INV活性Fig.2 Activity of INV in flue-cured tobacco leaves

2.4 小苗膜下移栽方式對烤煙干物質(zhì)積累的影響

烤煙干物質(zhì)積累的多少直接關(guān)系著煙株生長發(fā)育、產(chǎn)量和品質(zhì)的形成。從表2綜合情況看，T1處理的地上、地下部分的鮮、干質(zhì)量在不同生育時期均高于CK。就地下部而言，根系發(fā)育T1處理明顯好于對照，根部干質(zhì)量在團棵期、旺長期、成熟期分別高于對照的2.7、1.4、1.2倍，且在團棵期差異達到了顯著水平，這與煙苗前期在膜下適宜溫、濕度條件下促進根系快速生長發(fā)育有直接關(guān)系；從地上部分看，葉片干重在團棵期、旺長期、成熟期分別高于對照的1.3、1.1、1.3倍，在現(xiàn)蕾期差異達到顯著水平。

表2 烤煙地上地下部分干物質(zhì)積累 gTable2 The dry weight of above-ground part and under-ground part of flue-cured tobacco

由此表明小苗膜下移栽在生長發(fā)育的團棵期（伸根期）能顯著促進根系發(fā)育，在煙葉成熟期能顯著促進葉片干物質(zhì)積累，有利于煙葉產(chǎn)量的提高和品質(zhì)的改善。

2.5 小苗膜下移栽方式對煙葉化學(xué)成分的影響

煙葉化學(xué)成分是影響煙葉內(nèi)在質(zhì)量的物質(zhì)基礎(chǔ)。煙葉主要化學(xué)成分中還原糖、總堿、總氮等指標(biāo)與吸味有關(guān)，氯和鉀的含量與燃燒性有關(guān)，還有一些指標(biāo)如還原糖/煙堿、總氮/煙堿、鉀/氯等是影響吸味協(xié)調(diào)性的重要指標(biāo)[18]。從表3可以看出，雖然兩處理的主要化學(xué)成分沒有完全達到優(yōu)質(zhì)煙的指標(biāo)要求，但相對而言，T1處理要接近優(yōu)質(zhì)煙的指標(biāo)要求。特別是對煙葉質(zhì)量不利的成分如氯離子、蛋白質(zhì)含量，T1處理明顯低于對照，而對煙葉吸味協(xié)調(diào)性較強的鉀/氯、還原糖/煙堿、總氮/煙堿這些指標(biāo)較明顯好于對照。由此說明采取小苗膜下移栽方式有利于煙葉化學(xué)成分趨于協(xié)調(diào)。

表3 煙葉化學(xué)成分含量Table3 The content of chemical components in flue-cured tobacco leaves

2.6 小苗膜下移栽方式對煙葉致香物質(zhì)的影響

香氣是煙葉主要品質(zhì)因素之一，煙葉中的香氣物質(zhì)含量和組分與煙氣的香味有密切關(guān)系，煙葉中許多香氣成分可直接進入煙氣，并對煙氣的香氣量、香氣質(zhì)和香型產(chǎn)生重要影響[19]。經(jīng)對烤后煙葉樣品測定，共檢測出 24種對煙葉香氣物質(zhì)有較大影響的化合物。其中醛類4種，酮類11種，醇類5種，脂類1種，雜環(huán)類2種，烴類1種。由表4可知，T1各類別的香氣成分含量均明顯高于對照，其中類胡蘿卜素類降解產(chǎn)物總量、非酶棕色化反應(yīng)產(chǎn)物總量、苯丙氨酸類降解產(chǎn)物總量分別為對照的1.51、2.81、5.33倍；與煙葉香氣質(zhì)達到極顯著正相關(guān)的6-甲基-5-庚烯-2-酮[20]在T1中的含量為對照的4.48倍。類西柏烷類為腺毛的主要分泌物，對煙葉的香氣質(zhì)量具有重要貢獻[20-21]，T1的茄酮含量為對照的1.47倍。新植二烯為葉綠素類降解產(chǎn)物，其閾值較大對煙葉的香氣貢獻較小但仍與煙葉香氣質(zhì)量呈正相關(guān)[20-21]，其在T1中的含量為對照的1.7倍。香氣物質(zhì)（除新植二烯）總量為對照的1.83倍。由此可見，小苗膜下移栽方式對提高煙葉的香氣成分含量有顯著的促進作用。

3 小 結(jié)

小苗膜下移栽有效改善了煙株前期生長的一系列環(huán)境條件，使土壤生態(tài)和煙株地下、地上部生長發(fā)生了很大變化，與對照處理相比，根系陽離子交換量、硝酸還原酶活性、蔗糖轉(zhuǎn)化酶活性及干物質(zhì)積累等在煙株的整個生育期中均有明顯的增加，這與小苗膜下移栽的煙苗在特殊的膜下環(huán)境生長，使“苗穴”保持相對的適宜溫度和濕度、穩(wěn)定的地溫，有效利用了光、熱、水等自然資源，較快的促進了根系發(fā)育，提高煙株前期對氮素的吸收能力，促使煙株后期的碳代謝增強有關(guān)。由此表明，小苗膜下移栽有利于挖掘豫中煙區(qū)烤煙的生長潛力。

表4 煙葉致香物質(zhì)含量Table4 Th content of aromatic components in flue-cured tobacco leaves

本研究結(jié)果還表明，小苗膜下移栽的煙葉化學(xué)成分較為協(xié)調(diào)，這與其改善煙株碳氮代謝，使其碳、氮化合物之間較為平衡協(xié)調(diào)是分不開的。另外，其鉀與氯比值相對較高，這對于降低煙葉的雜氣和刺激性，改善煙葉香氣質(zhì)量和燃燒性較為有利，從而有利于煙葉安全性的提高。

不同的處理導(dǎo)致了煙葉香氣物質(zhì)含量的差異，本試驗檢測到的 24種煙葉主要香氣成分中，烤后煙葉中新植二烯的含量都占絕對優(yōu)勢。小苗膜下移栽處理的各種致香物質(zhì)含量除脫氫β-紫羅蘭酮、二氫獼猴桃內(nèi)酯、巨豆三烯酮 2、5-甲基糠醛、3,4-二甲基-2,5-呋喃二酮較對照增幅較小外，其他致香物質(zhì)含量均較對照增幅較大，這些致香物質(zhì)可賦予煙葉優(yōu)良的香吃味。因此表明小苗移栽可增加對煙葉香氣有貢獻的致香物質(zhì)含量。需要說明的是，本試驗是在大田條件下得出的結(jié)論，對指導(dǎo)煙葉生產(chǎn)有現(xiàn)實意義，至于小苗移栽對煙葉致香物質(zhì)含量貢獻率的比例，尚需進一步研究，以便更好的為調(diào)控烤煙致香物質(zhì)代謝奠定基礎(chǔ)。

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