焦哲恒，許東亞，孫軍偉，王新中，徐發(fā)華，孫榅淑，張 團，史宏志*

(1.河南農(nóng)業(yè)大學(xué)/國家煙草栽培生理生化研究基地，河南 鄭州 450002；2.云南省煙草公司 大理州公司，云南 大理 671000)

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不同土壤改良措施對煙葉品質(zhì)的影響

焦哲恒1，許東亞1，孫軍偉2，王新中2，徐發(fā)華2，孫榅淑1，張 團1，史宏志1*

(1.河南農(nóng)業(yè)大學(xué)/國家煙草栽培生理生化研究基地，河南 鄭州 450002；2.云南省煙草公司 大理州公司，云南 大理 671000)

摘要：為了探索黏質(zhì)土壤最適宜的土壤改良措施，通過大田小區(qū)試驗研究了一定比例摻砂、摻稻殼對烤煙品質(zhì)的影響。結(jié)果表明，黏質(zhì)土壤摻砂對烤煙產(chǎn)量、產(chǎn)值均有顯著提高，分別比對照提高31.35%、33.94%，香氣物質(zhì)含量提高了4.85%，但烤煙化學(xué)成分和感官質(zhì)量評價不夠突出。黏質(zhì)土壤摻稻殼處理的經(jīng)濟效益顯著高于對照，產(chǎn)量、產(chǎn)值分別提高了10.98%、21.74%，最大程度地提高了煙葉的外在品質(zhì)，化學(xué)成分最為協(xié)調(diào)，香氣物質(zhì)積累較對照提高了12.74%，感官質(zhì)量評價最好。綜合考慮，黏質(zhì)土壤摻砂對烤煙經(jīng)濟效益有顯著提高，而摻稻殼對煙葉品質(zhì)提升效果明顯，優(yōu)于摻砂處理，綜合評價較好，具有一定的推廣應(yīng)用價值。

關(guān)鍵詞：土壤改良；摻砂；摻稻殼；煙葉品質(zhì)

土壤是優(yōu)質(zhì)煙葉生產(chǎn)系統(tǒng)工程的基礎(chǔ)，是影響煙葉質(zhì)量的重要環(huán)境因素[1]。只有優(yōu)良的土壤質(zhì)量，才能生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)的煙葉[2-3]。不同質(zhì)地土壤的理化性狀有顯著差異，土壤機械組成、通透性、水分、溫度和養(yǎng)分狀況與煙葉生長發(fā)育和風(fēng)格特色有著密切關(guān)系[4]。云南大理紅大產(chǎn)區(qū)土壤土質(zhì)黏重、通氣透水性能不良的問題普遍存在。近年來，氮素化肥施用量過大，土壤殘留氮素較多，使得煙株中上部葉成熟落黃較慢、上部葉開片較差、色素降解不充分、香氣量減少、香氣質(zhì)變差、工業(yè)可用性降低，不利于煙葉生產(chǎn)。由于紅大品種耐肥性差，對氮素較為敏感，成熟期氮素供應(yīng)過多對煙葉質(zhì)量影響更大。土壤退化問題已引起許多專家的關(guān)注，他們在多地進行了不同土壤修復(fù)措施的探索，如實行輪作、施用有機肥、秸稈還田、種植綠肥等。有研究表明[5]，客土改良可以促進煙株生長發(fā)育，提高煙葉產(chǎn)質(zhì)量。秸稈或其他有機物料還田，能有效改良土壤理化性質(zhì)、增加土壤通透性和土壤有機質(zhì)[6-8]。關(guān)于土壤改良對植煙土壤理化性狀影響的研究較多[9-10]，對煙葉內(nèi)在品質(zhì)的研究相對較少。因此在黏質(zhì)土壤進行一定體積比例摻砂、摻稻殼試驗，明確不同土壤改良措施對紅大烤煙經(jīng)濟性狀、化學(xué)成分、香氣物質(zhì)和感官質(zhì)量的影響效果，尋求適宜的改良措施，為優(yōu)質(zhì)紅大烤煙生產(chǎn)穩(wěn)定發(fā)展、提高煙葉工業(yè)可用性提供理論依據(jù)。

1材料與方法

1.1試驗材料

試驗于2014年在云南省大理州彌渡縣新街鎮(zhèn)進行，供試品種為紅花大金元，土壤質(zhì)地輕黏土，田塊平整，前茬作物為小麥，土壤肥力中等，排灌方便。土壤基本肥力：pH 6.38、有機質(zhì)26.15 g/kg、堿解氮120.52 mg/kg、速效磷29.37 mg/kg、速效鉀154.69 mg/kg。通過對大理地區(qū)典型煙田進行調(diào)查后發(fā)現(xiàn)，土壤耕層平均厚度為18 cm。

1.2試驗設(shè)計

試驗設(shè)3個處理：(1)摻砂：加入砂粒體積占耕作層土壤體積的20%；(2)摻稻殼：加入稻殼體積占耕作層土壤體積的20%；(3)對照(CK)：當?shù)爻Ｒ?guī)栽培。整地時按照設(shè)定的體積比例把砂?；虻練ぞ鶆蚱戒伻鍪?，起壟前用旋耕機把試驗材料與耕層土壤混合均勻。試驗設(shè)置3次重復(fù)，共9個小區(qū)，隨機區(qū)組排列。施純氮90 kg/hm2(N∶P2O5∶K2O=1∶1∶2.4),株行距50 cm×120 cm，栽培管理按照當?shù)貎?yōu)質(zhì)煙葉生產(chǎn)技術(shù)規(guī)范進行。煙葉正常成熟采收，各處理選取上桔二、中桔三煙葉樣品各3 kg，用于測定分析煙葉化學(xué)成分、香氣物質(zhì)、感官質(zhì)量等。

1.3測定項目和方法

1.3.1經(jīng)濟性狀測定分處理小區(qū)掛牌采收煙葉，烤后煙按照國家烤煙42級分級標準進行分級，參照當?shù)責(zé)熑~收購價格，記錄各處理煙葉的產(chǎn)量、產(chǎn)值、均價、上等煙比例等經(jīng)濟性狀。

1.3.2化學(xué)成分分析采用AAⅢ型連續(xù)流動化學(xué)分析儀，測定總糖、還原糖、煙堿、總氮、氯含量[11]。鉀含量測定采用火焰光度計法測定[12]。

1.3.3中性致香成分測定香氣物質(zhì)含量的測定前處理采用“水蒸氣蒸餾-二氯甲烷溶液萃取”法，并采用HP5890Ⅱ-5972氣質(zhì)聯(lián)用儀對煙葉樣品進行定性分析[13-15]。

1.3.4感官質(zhì)量評價樣品卷制單料煙后，由紅云紅河煙草集團、河南農(nóng)業(yè)大學(xué)國家煙草栽培生理生化研究基地評吸專家分別對其進行感官質(zhì)量評價。按照香氣質(zhì)、香氣量、透發(fā)性、雜氣、濃度、勁頭、刺激性、干燥感、余味、回甜共10個單項指標打分，取平均值累加記為評吸質(zhì)量的總分。

1.3.5數(shù)據(jù)處理采用Microsoft Excel 2003和SPSS 19.0軟件進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析。

2結(jié)果與分析

2.1不同處理對烤煙經(jīng)濟性狀的影響

不同處理的烤煙經(jīng)濟性狀見表1。產(chǎn)量、產(chǎn)值均以摻砂處理的最高，摻稻殼處理次之，產(chǎn)量分別較對照增加了31.35%和10.98%，產(chǎn)值分別增加了33.94%和21.74%，各處理間存在顯著差異。均價以摻稻殼處理的最高，比對照高2.70元/kg，摻砂的比對照高0.55元/kg。上等煙比例、上中等煙比例均以摻稻殼處理的最高，摻砂處理次之，對照最低。摻稻殼和摻砂處理的上等煙比例顯著高于對照，摻稻殼處理的上中等煙比例顯著高于摻砂和對照。說明摻砂處理對增產(chǎn)、增值有較大提高作用，而摻稻殼則最大程度地提高了煙株的外觀品質(zhì)。

表1　不同處理的烤煙經(jīng)濟性狀比較

注：同列小寫字母表示在5%水平上的顯著性，字母相同則差異不顯著，不同則顯著。下同。

2.2不同處理對烤煙化學(xué)成分的影響

2.2.1對中部葉化學(xué)成分的影響不同處理中部葉的化學(xué)成分見表2。蛋白質(zhì)以摻砂處理的最高，顯著高于摻稻殼和對照。摻砂、摻稻殼處理的中部葉還原糖含量較高，顯著高于對照。摻稻殼處理的鉀含量為2.75%，顯著高于對照和摻砂處理。氯含量以摻稻殼處理的最低，各處理的氯含量均低于1%。煙堿含量：對照>摻稻殼>摻砂，處理間差異顯著。總氮含量以對照的最高，與摻稻殼處理差異顯著。總糖含量符合云南當?shù)責(zé)熑~高糖的特點，摻稻殼處理的最高，摻砂處理次之，各處理間存在顯著差異。鉀氯比以摻稻殼最高，顯著優(yōu)于其他處理，摻砂處理的最低，各處理的鉀氯比均大于4。氮堿比均較低，糖堿比以摻砂處理的最高，摻稻殼次之，對照最低，但均在適宜范圍內(nèi)。

2.2.2對上部葉化學(xué)成分的影響由表3可知，摻砂和對照的上部葉蛋白質(zhì)含量顯著高于摻稻殼處理。摻稻殼處理的還原糖、鉀含量最高，與摻砂和對照差異達到顯著水平。氯含量以摻稻殼處理的最低，與其他處理差異顯著。上部葉煙堿以對照的最高，摻稻殼的最低，各處理間存在顯著差異，但均在適宜范圍內(nèi)?？偟烤笥?%，以對照最高?？偺呛恳該降練ぬ幚碜罡?，其余處理均在30%左右。鉀氯比以摻稻殼顯著高于其他處理。氮堿比均在0.6左右，糖堿比：摻稻殼>摻砂>對照，各處理間的差異到達顯著水平。

表2　不同處理的中部葉化學(xué)成分比較

表3　不同處理的上部葉化學(xué)成分比較

2.3不同處理對烤煙上部葉中性致香成分含量的影響

香氣物質(zhì)是反映煙葉質(zhì)量的重要品質(zhì)因素。從表4可以看出，不同處理烤煙上部葉香氣物質(zhì)種類基本相同，但各處理間的中性致香成分含量差異較大。含量較高的組分有新植二烯、茄酮、糠醛、β-大馬酮、法尼基丙酮、苯甲醇等。在類胡蘿卜素降解產(chǎn)物中，異佛爾酮為摻稻殼處理獨有的降解產(chǎn)物。按照香氣前體物進行分類，類胡蘿卜素降解產(chǎn)物、西柏烷類降解產(chǎn)物、苯丙氨酸降解產(chǎn)物、棕色化反應(yīng)產(chǎn)物、新植二烯含量均表現(xiàn)為摻稻殼處理>摻砂處理>對照。摻稻殼處理的香氣物質(zhì)總量比對照提高了12.74%，摻砂處理的香氣物質(zhì)總量比對照提高了4.85%。摻稻殼、摻砂能有效促進煙葉的生長發(fā)育，物質(zhì)積累較多。而摻稻殼處理的各類香氣物質(zhì)含量和香氣成分總量最高，說明成熟后期落黃較快，質(zhì)體色素充分降解，形成香氣前體物質(zhì)較多。

2.4不同處理對烤煙上部葉感官質(zhì)量的影響

評吸結(jié)果用雷達圖表示(圖1)。香氣質(zhì)以摻稻殼處理的得分較高，對照和摻砂處理的得分較低。香氣量得分依次為摻稻殼、摻砂、對照，對照的透發(fā)性較差，摻稻殼處理的雜氣較少。摻砂和摻稻殼處理的濃度適宜，摻稻殼的勁頭適中、細膩度較好。刺激性得分無差異，余味以摻稻殼的得分最高，摻砂處理最低?；靥鹨該降練さ牡梅肿罡撸瑩缴昂蛯φ盏牡梅州^低。摻稻殼、摻砂處理的評吸總分分別為71.0和66.3分，分別比對照增加了5.7和1.0分。

由此可知，感官質(zhì)量評價較好的處理為摻稻殼處理，具有清甜突出、香氣量較大、香氣質(zhì)較好、勁頭較好的特點，明顯地彰顯了紅大的特色。摻砂處理的感官質(zhì)量評價與對照差別不明顯。

3討論

土壤質(zhì)地影響了土壤通透性和保水保肥能力，與煙葉碳氮代謝轉(zhuǎn)換有直接關(guān)系，進而影響煙葉的內(nèi)在成分和香氣物質(zhì)的積累，最終影響煙葉質(zhì)量[16-17]。土壤質(zhì)地偏黏不利于煙葉生產(chǎn)，在尋求合適土壤改良措施的同時，最大程度地降低改良材料成本，提高煙葉產(chǎn)量的同時提升煙葉品質(zhì)和煙農(nóng)的種煙積極性。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，每年產(chǎn)生大量的稻殼等有機物料，但利用率不高，焚燒或廢棄現(xiàn)象嚴重，既污染環(huán)境也浪費資源。相對于砂粒，稻殼獲得途徑更為經(jīng)濟便捷，資源可再利用。

圖1　不同處理上部葉的品質(zhì)特征評吸結(jié)果

對比不同處理對烤煙經(jīng)濟性狀的影響，摻砂處理對烤煙產(chǎn)量、產(chǎn)值的提升效果最高，優(yōu)于摻稻殼處理，兩者均顯著高于對照。煙葉的均價、上等煙比例在一定程度上可以反映出其外觀品質(zhì)。摻稻殼處理的均價、上等煙比例、上中等煙比例均最高。煙葉外觀品質(zhì)表現(xiàn)為摻稻殼>摻砂>對照。這可能與摻入一定體積砂粒或稻殼后，土壤體積質(zhì)量降低、大孔隙增多、黏質(zhì)土壤質(zhì)地變輕、土壤通透性得到改善、土壤養(yǎng)分較之前平衡、保水保肥能力得到一定程度的改善有關(guān)[18-19]。

在化學(xué)成分方面，摻砂、摻稻殼處理表現(xiàn)出高糖、低堿、高糖堿比特征，這與陳杰等[20]研究結(jié)果一致，說明這2種土壤改良措施使得土壤黏性降低，煙葉化學(xué)成分更趨于砂壤土煙葉特點。摻砂處理的鉀含量降低，氯含量較高，鉀氯比與對照間無顯著差異。摻稻殼處理提高了煙葉鉀含量，氯含量降低，鉀氯比顯著高于其他處理，化學(xué)成分最為協(xié)調(diào)。

表4　不同處理的烤煙上部葉中性致香成分含量比較

在香氣成分方面，不同土壤改良措施的烤煙香氣前體物降解程度不同[21]。邱立友[22]研究認為，在一定范圍內(nèi)土壤含砂比例提高，有利于煙株發(fā)育和干物質(zhì)積累，成熟后期有利于色素等大分子物質(zhì)降解，香氣物質(zhì)增多。也有研究表明[23-24]，秸稈覆蓋、綠肥還田能促進煙葉致香前體物的積累。本試驗表明，摻稻殼較摻砂處理的香氣物質(zhì)轉(zhuǎn)化更為充分，有利于香氣物質(zhì)的形成和積累。摻稻殼處理的感官質(zhì)量評價最好，這與其具有豐富的香氣物質(zhì)基礎(chǔ)有關(guān)，突出了大理州紅大“清甜香潤”的風(fēng)格，工業(yè)可用性增強。摻砂處理的感官質(zhì)量評價并不突出，這可能與煙葉化學(xué)成分不夠協(xié)調(diào)有關(guān)。

4結(jié)論

黏質(zhì)土壤摻砂和摻稻殼在一定程度上改善了土壤通透性，促進煙株生長發(fā)育和后期成熟落黃。摻砂處理提高了煙葉產(chǎn)量和產(chǎn)值，經(jīng)濟效益明顯提高，但煙葉品質(zhì)不夠突出。摻稻殼處理的煙葉產(chǎn)質(zhì)量有明顯的提升作用，化學(xué)成分協(xié)調(diào)，工業(yè)評價較好，對廢棄稻殼資源再利用，減少環(huán)境污染，具有一定的推廣應(yīng)用價值。

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(責(zé)任編輯：曾小軍)

Effects of Different Soil Improvement Measures on Quality of Tobacco Leaves

JIAO Zhe-heng1, XU Dong-ya1, SUN Jun-wei2, WANG Xin-zhong2,XU Fa-hua2, SUN Wen-shu1, ZHANG Tuan1, SHI Hong-zhi1*

(1. National Tobacco Cultivation, Physiology and Biochemistry Research Center, Henan Agricultural University, Zhengzhou 450002, China; 2. Dali Tobacco Company of Yunnan Province, Dali 671000, China)

Abstract：In order to explore the suitable soil improvement on clay soil, through the field experiments, studied the effect on quality of flue-cured tobacco in clay soil mixed with sand and rice husk at certain proportions. Results showed that clay soil mixed with sand could increase the yield and output value of tobacco leaves significantly. And the yield, output value and aroma substance increased 31.35%, 33.94% and 4.85%, respectively. While the chemical components and sensory quality of flue-cured tobacco present no significant increased. The economic profit of clay soil mixed with sand was significantly increased, the yield and output value increased 10.98% and 21.74%, respectively. It increased the external quality of tobacco and harmony of chemical components in maximum. The accumulation of aroma substance increased 12.74%, and the sensory quality reached the best effect. Overall considering, clay soil mixed with sand increased economic profit of tobacco significantly, clay soil mixed with rice husk showed obvious improvement of tobacco quality, which was superior to clay soil with sand, the overall evaluation of clay soil mixed with rice husk was more suitable and valuable for popularized application.

Key words：Soil improvement; Soil mixed with sand; Soil mixed with rice husk; Quality of tobacco leaves

中圖分類號：S572

文獻標志碼：A

文章編號：1001-8581(2016)02-0054-05

作者簡介：焦哲恒(1990─)，碩士研究生，主要從事煙草栽培生理研究。*通訊作者：史宏志。

基金項目：云南省煙草公司科技項目(2013YN28)。

收稿日期：2015-07-16