張士榮，王 軍，張德龍，丁效東

(1.青島農(nóng)業(yè)大學(xué) 資源與環(huán)境學(xué)院，山東 青島 266109；2.廣東省煙草南雄科學(xué)研究所，廣東 南雄 512400)

有機(jī)肥C/N優(yōu)化及鉀肥運(yùn)籌對烤煙鉀含量及香氣品質(zhì)的影響

張士榮1，王 軍2，張德龍1，丁效東1

(1.青島農(nóng)業(yè)大學(xué) 資源與環(huán)境學(xué)院，山東 青島 266109；2.廣東省煙草南雄科學(xué)研究所，廣東 南雄 512400)

利用大田試驗(yàn)研究了有機(jī)肥C/N優(yōu)化及鉀肥運(yùn)籌對烤煙鉀吸收及香氣品質(zhì)的影響。采用裂區(qū)試驗(yàn)設(shè)計(jì)，主處理為利用豬廄肥與腐熟花生餅肥混合配制不同碳氮比(m：m)的有機(jī)肥，設(shè)3個(gè)C水平，C1：餅肥420 kg/hm2，豬廄肥2 250 kg/hm2；C2：餅肥300 kg/hm2，豬廄肥3 750 kg/hm2；C3：180 kg/hm2，5 250 kg/hm2；副處理為3個(gè)K(K2O)水平，K低：120 kg/hm2；K中：240 kg/hm2；K高：480 kg/hm2。結(jié)果表明：C1、C3水平時(shí)，隨鉀用量增加中部葉生物量增加，K高處理上部葉生物量高于K低；C3水平時(shí)，供鉀量對上、中部葉生物量無顯著影響；C2水平時(shí)，鉀量增加提高煙葉生物量；相同碳水平時(shí)，隨生育進(jìn)程煙葉鉀含量呈降低趨勢，隨鉀量增加呈增加趨勢；相同鉀供應(yīng)下，C1、C2對煙葉鉀含量無顯著性影響；現(xiàn)蕾期、成熟期時(shí)，與C1相比，K中、K高處理時(shí)C2水平增加煙葉鉀含量，而C3水平降低煙葉鉀含量。不同部位煙葉鉀含量為C2>C3>C1處理；解鉀菌在團(tuán)棵期-旺長期呈增加趨勢，現(xiàn)蕾期-成熟期呈降低趨勢；K中、K高處理解鉀菌高于K低處理；C2水平時(shí)，K中、K高處理解鉀菌隨生育期呈增加趨勢，且C2水平時(shí)K中、K高處理顯著高于其他處理時(shí)；K中、K高時(shí)C3與C1處理時(shí)無顯著差異，顯著高于K低處理；各處理煙葉常規(guī)化學(xué)成分在C2處理時(shí)K中、K高處理中部葉總糖含量25.39%～25.27%，還原糖22.75%～25.73%，總氮1.67%～1.72%，氮堿比0.79，糖堿比10.78～11.80，煙堿含量2.11%～2.18%，表明有機(jī)肥碳氮比優(yōu)化下，鉀肥用量增加提高了煙葉中總煙堿、蛋白質(zhì)及總氮量，改善糖堿比及優(yōu)化氮堿比值，增加煙葉中鉀離子含量；所有處理煙葉中性致香物質(zhì)種類相同(28 種)，K低處理其總量低于K中、K高處理，且部位間差異顯著；上部葉總量低于中部葉；K中、K高處理提高煙葉致香物質(zhì)總量，C2處理上部葉提高幅度最大。由此可見，通過花生餅肥300 kg/hm2與豬廄肥3 750 kg/hm2(中碳水平)的碳氮比優(yōu)化下，施鉀量增加對提高煙葉中性致香物質(zhì)效果最佳，特別對上部葉。

有機(jī)肥；碳氮比；鉀肥運(yùn)籌；化學(xué)成分；香氣物質(zhì)

煙葉香氣含量低是制約我國烤煙產(chǎn)質(zhì)量提高的重要因素之一，煙葉中致香物質(zhì)成分及含量與其香氣質(zhì)量極其相關(guān)[1]，而烤煙中香氣成分及含量是由不同烤煙(品種)的遺傳因素、土壤養(yǎng)分供應(yīng)特征、外界環(huán)境生態(tài)條件與栽培管理措施等共同完成的[2]?？緹熛銡馕镔|(zhì)成分極其復(fù)雜且具有多樣性，其化學(xué)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的不同導(dǎo)致煙葉不但具有地域特色特征，而且對煙葉香氣的質(zhì)、量、型有不同的調(diào)控作用，香氣成分中盡管某些物質(zhì)含量較低，但對煙葉香氣質(zhì)量具有較大的貢獻(xiàn)[3]。研究表明，土壤養(yǎng)分的供應(yīng)特征、肥料種類及施用量是影響烤煙致香物質(zhì)成分和含量的重要因素，若煙田施肥不合理，不僅影響煙葉的產(chǎn)量，而且更加不利于煙葉形成優(yōu)良的品質(zhì)[4]。近年來，在華南地區(qū)煙田土壤化學(xué)肥料用量逐年增加，不但造成其環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)，而且造成煙田土壤的板結(jié)惡化、碳氮比降低、有機(jī)質(zhì)含量降低、營養(yǎng)元素比例失調(diào)，致使煙葉的香氣量不足、煙堿含量過高和化學(xué)成分極其不協(xié)調(diào)，導(dǎo)致生產(chǎn)的煙葉不能適應(yīng)我國卷煙工業(yè)的需求，而施肥技術(shù)的不合理，仍然是煙葉香氣效果不佳的直接因素。

煙葉品質(zhì)與土壤肥力和施肥狀況密切相關(guān)[5]。為了優(yōu)化改善我國烤煙煙葉的油分和香氣質(zhì)量，彰顯不同地域煙葉的風(fēng)格特色，提高煙葉生產(chǎn)的安全性，施肥過程中施用不同有機(jī)肥種類和施用量日益受到煙農(nóng)的重視和青睞[6]。有機(jī)肥施用是我國種植烤煙以來長期形成的良好的習(xí)慣，一定程度上影響著煙葉產(chǎn)量和品質(zhì)?？緹熥非蟮氖莾?yōu)質(zhì)適產(chǎn)，而有機(jī)肥對改善煙葉質(zhì)量起到了積極的作用，如增加烤煙煙葉的感官評吸質(zhì)量和提高內(nèi)在化學(xué)成分及含量等，但有機(jī)肥的施用又會(huì)致使煙葉中的一些化學(xué)成分及含量不協(xié)調(diào)，如煙葉中煙堿含量較高，特別是上部煙葉。加之在烤煙集約化生產(chǎn)過程中，長期大量施用單一有機(jī)肥和化肥，導(dǎo)致土壤碳氮比嚴(yán)重失調(diào)，而且過量有機(jī)肥的施用導(dǎo)致烤煙煙葉貪青晚熟(煙葉“假熟”采收)，煙堿含量偏高；有機(jī)肥用量不足則不能達(dá)到改良土壤和改善煙葉品質(zhì)的效果[7]。國內(nèi)關(guān)于有機(jī)肥施肥方式及碳氮比調(diào)節(jié)對不同部位煙葉致香物質(zhì)含量影響作用機(jī)理缺乏相關(guān)研究。

煙草是一種奢鉀作物，在N、P、K三要素中，對鉀累積最高。作為評價(jià)煙葉品質(zhì)的重要指標(biāo)之一的煙葉含鉀量高低，對煙葉外觀和內(nèi)在品質(zhì)均有較大的影響，含鉀量高的煙葉色澤呈深桔黃色，香氣足，吃味好，富有韌性，填充性強(qiáng)，陰燃持火力和燃燒性好[8]。我國生產(chǎn)中的煙葉含鉀量均值為1.81%，顯著低于國外優(yōu)質(zhì)煙葉4%～6%的含鉀量水平[9]。本研究針對植煙土壤碳氮比失調(diào)，有機(jī)肥過多施用，鉀肥不合理施用導(dǎo)致煙葉產(chǎn)質(zhì)量下降的關(guān)鍵問題，通過2種有機(jī)肥(豬糞、花生餅肥)合理搭配，探討沙泥田土壤有機(jī)肥碳氮比調(diào)節(jié)及鉀肥運(yùn)籌對煙葉不同部位鉀離子含量及煙葉品質(zhì)和中性香氣成分含量的影響，闡明有機(jī)肥碳氮比調(diào)節(jié)及鉀肥供應(yīng)在根際土壤鉀素供應(yīng)及煙葉鉀吸收對煙葉香氣品質(zhì)的調(diào)控技術(shù)，以期為華南沙泥田土壤烤煙種植過程中有機(jī)肥及鉀素管理提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)于2012年2-7月在廣東省梅州市蕉嶺縣廣福鎮(zhèn)大壩村(N 24°50′16.55″；E 116°11′3.55″)進(jìn)行，選用烤煙品種為云煙87，由廣東省煙草南雄科學(xué)研究所提供；試驗(yàn)地點(diǎn)土壤為沙泥田土壤，其基本理化性質(zhì)為pH值 6.15，有機(jī)質(zhì)16.8 g/kg，堿解氮130.5 mg/kg，速效磷34.8 mg/kg，速效鉀96.6 mg/kg；供試化學(xué)肥料為NH4NO3(N，30%)，鈣鎂磷肥(P2O5，12%)，K2SO4(K2O，50%)；有機(jī)肥為當(dāng)?shù)禺a(chǎn)的腐熟豬廄肥(N，0.50%；P2O5，0.20%；K2O，0.25%，碳氮比((m：m)=94.5)和腐熟花生餅肥(N，4.60%；P2O5，1.00%；K2O，1.00%，碳氮比(m：m)=10.65)。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)為碳、鉀兩因素共9個(gè)處理，通過裂區(qū)試驗(yàn)設(shè)計(jì)，主處理為腐熟花生餅肥和豬廄肥配制不同碳氮比(m(C)/m(N))的有機(jī)肥，設(shè)3個(gè)C水平，C1：花生餅肥420 kg/hm2，豬廄肥2 250 kg/hm2；C2：花生餅肥300 kg/hm2，豬廄肥3 750 kg/hm2；C3：180 kg/hm2，5 250 kg/hm2；副處理為3個(gè)K(K2O)水平，K低，120 kg/hm2；K中，240 kg/hm2；K高，480 kg/hm2，每處理3次重復(fù)，共27個(gè)小區(qū)。有機(jī)肥全部作基肥施用，無機(jī)氮肥施用量為105.0 kg/hm2，采用基肥與追肥施用，基、追肥分別占氮肥用量40%，60%；所有處理鈣鎂磷肥施用量為1 512.45 kg/hm2，全部作基肥施入；硫酸鉀肥作追肥施用；第1次是基施，移栽前條施，覆膜；第2次施肥為提苗肥，移栽后10～15 d，用水淋施，氮肥占總用量5%，鉀肥占用量10%；第3次施肥為團(tuán)棵揭膜培土?xí)r，移栽后30～40 d，結(jié)合揭膜培土干施，氮肥占總用量30%，鉀肥占用量60%；第4次施肥為旺長期，移栽后40～45 d，根據(jù)天氣情況淋施，氮肥占總用量20%，鉀肥占用量20%；第5次施肥為打頂期開片肥，移栽后55～65 d，根據(jù)天氣情況淋施，氮肥占總用量5%，鉀肥占總用量10%。小區(qū)面積為30.0 m2，每小區(qū)植煙1行，每行30株以上(行距為1.20 m，株距為0.60 m)，每個(gè)處理(行)株數(shù)相同，株間整齊一致，試驗(yàn)田設(shè)置保護(hù)行；根據(jù)小區(qū)面積(株數(shù))計(jì)算施肥量；按照當(dāng)?shù)責(zé)熮r(nóng)傳統(tǒng)習(xí)慣進(jìn)行其他栽培及田間管理。

1.3 取樣及測定方法

在烤煙各生育期的團(tuán)棵期(移栽后30 d)、旺長期(移栽后45 d)、現(xiàn)蕾期(移栽后60 d)、成熟期(移栽后90 d)分4次采用抖落法采集根際土壤樣，其中一部分新鮮土樣過2 mm篩后，放入4 ℃冰箱內(nèi)貯存，供微生物數(shù)量分析；另一部分風(fēng)干后過1.00，0.25 mm篩，用于測定土壤理化性狀。同時(shí)取烤煙植株，用去離子水洗凈、吸水紙吸干后，用剪刀把煙葉、莖、根系分開后烘干，測定干質(zhì)量，其中在烤煙成熟期時(shí)按照煙葉收獲方法測定。

1.3.1 煙葉鉀含量測定 煙葉鉀含量用H2SO4-H2O2法消煮，火焰光度計(jì)法測定。

1.3.2 土壤有效鉀、緩效鉀含量測定 土壤速效鉀含量利用1 mol/L NH4OAc作為浸提劑進(jìn)行浸提，鉀離子含量采用火焰光度法測定；土壤緩效鉀含量利用1 mol/L HNO3作為浸提劑，鉀離子含量采用火焰光度法測定[10]。

1.3.3 解鉀菌數(shù)量測定 解鉀菌計(jì)數(shù)采用硅酸鹽細(xì)菌培養(yǎng)基，采用平板涂布法，每個(gè)處理3次重復(fù)，同時(shí)測定土壤水分，最后將cfu值換算為以每克干土為基準(zhǔn)。

1.3.4 總糖、還原糖、淀粉、煙堿、總氮和氯含量 采用連續(xù)流動(dòng)法測定[11]。

1.3.5 煙葉主要致香物質(zhì)含量測定 測定的主要致香物質(zhì)為烤煙中質(zhì)體色素降解產(chǎn)物、棕色化反應(yīng)產(chǎn)物、苯丙氨酸類降解產(chǎn)物；其中質(zhì)體色素降解產(chǎn)物12種，包括：6-甲基-5-庚烯-2-酮、β-大馬酮、香葉基丙酮、氧化異佛爾酮、二氫獼猴桃內(nèi)酯、巨豆三烯酮-A、巨豆三烯酮-B、巨豆三烯酮-C、巨豆三烯酮-D、3-羥基-β-二氫大馬酮、法尼基丙酮、新植二??；棕色化反應(yīng)產(chǎn)物共6種，包括：糠醛、糠醇、2-乙酰呋喃、5-甲基糠醛、3，4-二甲基-2，5-呋喃二酮、2-乙酰基吡咯；苯丙氨酸類降解產(chǎn)物共4種，包括：苯甲醛、苯甲醇、苯乙醛、苯乙醇。

測定步驟及方法：準(zhǔn)確稱取10.0 g干煙樣粉末，置于500 mL 圓底燒瓶中，加入500 μL的內(nèi)標(biāo)，350 mL 蒸餾水和100 g 無水硫酸鈉；加熱蒸餾，當(dāng)餾分到170 mL 時(shí)停止加熱，加入20 mL 10%酒石酸溶液混勻，然后用60 mL 二氯甲烷萃取3次，萃取液經(jīng)無水硫酸鈉干燥后，50 ℃濃縮至1 mL，用氣質(zhì)聯(lián)用儀(GC/MS)進(jìn)行分析。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用SPSS 22.0軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行單因素顯著性檢驗(yàn)(SAS Institute Inc.，1989)。用LSD法在P=0.05水平進(jìn)行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 有機(jī)肥C/N優(yōu)化下鉀肥運(yùn)籌對烤煙生物量的影響

從圖1可以看出，相同碳處理下，隨施鉀量增加煙株總生物量增加(P<0.05)；但不同碳處理之間，C1、C2處理植株總生物量無顯著性差異，但兩者均高于C3處理；從根系生物量來看，C2、C1處理高于C3處理；相同碳處理下，隨施鉀量增加根系生物量增加；從植株莖稈生物量來看，相同碳處理下，隨施鉀量增加莖稈生物量呈增加趨勢，但是相同鉀施肥水平下，不同碳處理之間莖稈生物量無顯著性差異。

從整株煙葉生物量來看(圖1)，C2、C1處理高于C3處理；相同碳處理下，隨施鉀量增加煙葉生物量增加；從收獲后上部葉(B2F)及中部葉(C3F)生物量來看，在C1、C3處理下，隨鉀施用量增加，中部葉(C3F)生物量增加，但K高供應(yīng)上部葉生物量高于K低處理；在C3處理下，供鉀水平對上部葉(B2F)及中部葉(C3F)無顯著性影響。3種碳處理之間對上部葉(B2F)及中部葉(C3F)生物量影響表現(xiàn)為C1與C2處理之間無顯著性差異，但兩者顯著高于C3處理。上述結(jié)果表明，華南植煙土壤碳氮比調(diào)節(jié)優(yōu)化下，供鉀水平對煙葉生物量及不同部位煙葉產(chǎn)量影響較大，表現(xiàn)為在中量碳條件下，提高鉀肥水平能夠提高煙葉產(chǎn)質(zhì)量，而高碳處理后煙葉生產(chǎn)有一定程度的下降。

數(shù)值上方小寫字母表示在相同碳水平時(shí)鉀水平處理間在P=5%差異顯著；數(shù)值上方大寫字母表示碳水平處理間相同部位煙葉在P=5%差異顯著。

2.2 有機(jī)肥C/N優(yōu)化下鉀肥運(yùn)籌對烤煙鉀離子含量的影響

在相同碳水平下，隨生育期其煙葉鉀離子含量呈降低趨勢(圖2-A)；在相同碳水平下，隨鉀供應(yīng)量增加，煙葉鉀離子含量呈增加趨勢；在相同鉀量供應(yīng)下，C1、C2水平處理其煙葉鉀離子含量無顯著性差異，但在現(xiàn)蕾期、成熟期時(shí)，與C1水平相比，C2水平處理K中、K高供應(yīng)其煙葉鉀離子含量降低，但C2處理低于C3處理(圖2-A)。

圖2 有機(jī)肥C/N優(yōu)化及鉀肥運(yùn)籌對烤煙不同生育期內(nèi)煙葉(A)及烘烤后上、中部葉(B)鉀含量的影響

從煙葉不同部位鉀離子含量來看，碳處理下中、上部葉鉀離子含量大小依次為，C2>C3>C1(圖2-B)；在C2處理時(shí)，隨鉀水平增加，中部煙葉鉀離子含量增加，但是上部葉鉀離子含量在K中供應(yīng)與K高供應(yīng)無顯著性差異；在C3處理時(shí)，K低供應(yīng)中部葉及上部葉鉀離子含量顯著低于K中和K高供應(yīng)，但是后兩者無顯著性差異；在C1處理時(shí)，無論中部葉或上部葉，其鉀離子含量隨著供鉀水平增加而增加。在C1水平時(shí)，中部葉與上部葉鉀離子含量無顯著性差異(圖2-B)；在C2水平時(shí)，K中處理中部葉鉀離子含量低于上部葉鉀離子含量，而在K低、K高處理，中部葉與上部葉鉀離子含量無顯著性差異；在C3處理時(shí)，3個(gè)水平鉀處理中部葉與上部葉鉀離子含量無顯著性差異(圖2-B)。

2.3 有機(jī)肥C/N優(yōu)化下鉀肥運(yùn)籌對烤煙土壤鉀離子含量的影響

從圖3-A可以看出，不同生育期烤煙根際土壤有效鉀含量變化。C2、C3水平處理4個(gè)生育期內(nèi)烤煙根際土壤有效鉀含量變化趨勢一致；但在后3個(gè)時(shí)期內(nèi)，C2水平處理根際土壤有效鉀含量高于C3水平處理。C1水平，現(xiàn)蕾期時(shí)土壤有效鉀含量高于其他3個(gè)生育期，而后3個(gè)生育之間無顯著性差異，但C3處理其現(xiàn)蕾期、成熟期根際土壤有效鉀含量高于C1、C2水平。在C1水平，K中與K低水平相比，變化趨勢一致，但K中水平其根際土壤有效鉀含量高于K低水平，而K高水平，除了團(tuán)棵期，其他3個(gè)生育期內(nèi)根際土壤有效鉀水平高于其他2個(gè)鉀水平處理。

從圖3-B可以看出，不同生育期烤煙根際土壤緩效鉀含量變化趨勢。在相同碳水平下，隨鉀水平供應(yīng)的增加，根際土壤緩效鉀含量呈增加趨勢；但在相同鉀水平運(yùn)籌下，4個(gè)生育期內(nèi)根際土壤緩效鉀含量無顯著性差異，K中處理?xiàng)l件下，C2、C1水平時(shí)根際土壤緩效鉀含量高于C3水平。

圖3 有機(jī)肥優(yōu)化下鉀肥運(yùn)籌對烤煙根際土壤鉀含量的影響

2.4 有機(jī)肥C/N優(yōu)化下鉀肥運(yùn)籌對烤煙根際土壤解鉀菌的影響

從圖4可以看出，烤煙根際土壤解鉀菌數(shù)量的變化。根際土壤解鉀菌數(shù)量(以干質(zhì)量計(jì))的變化趨勢從團(tuán)棵期-旺長期根際土壤解鉀菌數(shù)量呈增加趨勢，但K低水平下根際土壤解鉀菌數(shù)量低于K中、K高水平時(shí)根際土壤解鉀菌數(shù)量；隨生育期延長，C2水平時(shí)K中、K高處理根際土壤解鉀菌數(shù)量呈增加趨勢，但其他處理根際土壤解鉀菌數(shù)量有降低趨勢，且C2水平時(shí)K中、K高處理高于其他處理，而在C3處理時(shí)K中、K高處理與C1處理K中、K高處理之間根際土壤解鉀菌數(shù)量無顯著性差異，但高于K低處理時(shí)根際土壤解鉀菌數(shù)量，而后三者處理根際土壤解鉀菌數(shù)量無顯著性差異。從現(xiàn)蕾期-成熟期，根際土壤解鉀菌數(shù)量有降低的趨勢。但是現(xiàn)蕾期各個(gè)處理根際土壤解鉀菌數(shù)量之間比較發(fā)現(xiàn)，其大小趨勢與現(xiàn)蕾期一致。

圖4 有機(jī)肥C/N優(yōu)化下鉀肥運(yùn)籌對烤煙根際土壤解鉀菌的影響

2.5 有機(jī)肥C/N優(yōu)化下鉀肥運(yùn)籌對烤后煙葉常規(guī)化學(xué)成分含量的影響

煙葉中常規(guī)化學(xué)成分(總糖、總氮和煙堿等)及含量是影響煙葉感官質(zhì)量和香氣風(fēng)格形成的重要因素。煙葉的煙區(qū)強(qiáng)度和柔和評價(jià)的基礎(chǔ)常常以糖和煙堿的比例作為參考指標(biāo)，而二者之間的平衡是形成均衡煙氣的重要因素。如果煙葉中糖含量過高，而煙堿含量過低，導(dǎo)致煙氣香味平淡、缺乏勁頭；若糖含量過低，煙堿含量過高時(shí)，煙氣勁頭強(qiáng)烈，導(dǎo)致煙葉的刺激性增大。優(yōu)質(zhì)煙的標(biāo)準(zhǔn)一般認(rèn)為：總糖含量為18%～22%，還原糖含量為16%～20%，總氮為1.5%～3.5%，氮堿比為0.8～0.9，糖堿比則為10，煙堿含量在1.5%～3.5%較為適宜。從表1可以看出，有機(jī)肥C/N優(yōu)化下鉀肥供應(yīng)對烤后不同部位煙葉常規(guī)化學(xué)成分含量的影響；結(jié)果表明，處理煙葉常規(guī)化學(xué)成分在C3處理時(shí)K中、K高處理中部葉總糖含量為24.74%～26.37%，還原糖24.99%～25.62%，總氮1.90%～1. 68%，氮堿比0.84～0. 76，糖堿比11.11～11.59，煙堿含量2.25%～2.21%，而C2處理時(shí)K中、K高處理中部葉總糖含量為25.39%～25.27%，還原糖22.75%～25.73%，總氮1.67%～1.72%，氮堿比0.79，糖堿比10.78～11.80，煙堿含量2.11%～2.18%，表明有機(jī)肥碳氮比優(yōu)化下，鉀肥用量增加提高了煙葉中總煙堿、蛋白質(zhì)及總氮量，改善糖堿比及優(yōu)化氮堿比值，增加煙葉中鉀離子含量；上述結(jié)果表明利用豬廄肥與腐熟花生餅肥混合配制施用下，即有機(jī)肥碳氮比優(yōu)化下，施用一定量鉀肥可有效提高煙葉中總煙堿、蛋白質(zhì)及總氮含量，改善糖堿比及優(yōu)化氮堿比值，增加煙葉中鉀離子含量，從而改善烤煙煙葉品質(zhì)，鉀肥合理供應(yīng)并配施合理碳氮比的適量有機(jī)肥可有效提高烤煙后期煙葉中鉀離子含量，改善其燃燒性。

表1 有機(jī)肥C/N優(yōu)化下鉀肥運(yùn)籌對烤后煙葉常規(guī)化學(xué)成分含量的影響

2.6 有機(jī)肥C/N優(yōu)化下鉀肥運(yùn)籌對烤后煙葉中性香氣成分含量的影響

致香物質(zhì)成分及含量是評價(jià)煙葉質(zhì)量高低的重要指標(biāo)，根據(jù)其提取方法的不同，將致香物質(zhì)成分分為3 類，分別是酸性致香物質(zhì)、中性致香物質(zhì)及堿性致香物質(zhì)。一般來說，根據(jù)各致香物質(zhì)成分所占比例，即中性致香物質(zhì)(不包括新植二烯)占煙葉致香物質(zhì)總量的87%左右，酸性致香物質(zhì)占12%，堿性致香物質(zhì)只占11% ，其中性致香物質(zhì)處于評價(jià)煙葉質(zhì)量高低的主導(dǎo)地位。

本研究結(jié)果表明，所有處理中上、中部煙葉能夠檢測出28 種中性致香成分，有類胡蘿卜素類15 種、類西柏烷類3 種、苯丙氨酸類5 種、棕色化產(chǎn)物類5 種。低、中、高碳處理下，煙葉中性致香物質(zhì)的種類基本相同，但低鉀處理時(shí)中性致香物質(zhì)總含量低于中鉀、高鉀處理(除新植二烯外)，且部位間有明顯的差異(表2，3)。研究表明，有機(jī)肥可以提高煙葉中中性致香成分總量。在所測定的28 種主要中性致香物質(zhì)中，上部葉中性致香物質(zhì)略低于中部葉，中性致香物質(zhì)總量在3個(gè)鉀水平處理相比，K中、K高水平處理較K低時(shí)有不同程度提高，同時(shí)C2處理時(shí)煙葉上部葉中性致香物質(zhì)提高幅度最大；這可能是由于C2有機(jī)肥(碳氮比)處理有機(jī)肥在分解過程中，除釋放養(yǎng)分外，根際土壤微生物活性還產(chǎn)生多種活性物質(zhì)，既能促進(jìn)煙株體內(nèi)代謝，又有利于致香物質(zhì)的積累。由此可見，中碳(碳氮比)處理下，提高施鉀水平對提高煙葉中性致香物質(zhì)含量效果最好，特別是對于上部煙葉中性致香物質(zhì)含量提高最佳。

表2 有機(jī)肥C/N優(yōu)化下鉀肥運(yùn)籌對烤后中部煙葉(C3F)中性香氣成分含量的影響

表3 有機(jī)肥C/N優(yōu)化下鉀肥運(yùn)籌對烤后上部煙葉(B2F)中性香氣成分含量的影響

表3(續(xù))

3 討論與結(jié)論

煙草香味物質(zhì)的形成及含量受生理生化過程的綜合調(diào)控，與其體內(nèi)遺傳因素、外部生態(tài)條件、栽培管理、煙葉調(diào)制及陳化等過程密切相關(guān)，不同生態(tài)環(huán)境、品種和栽培措施在一定程度上影響煙葉致香物質(zhì)的種類、含量及最終香氣物質(zhì)的協(xié)調(diào)性[12]?？緹熥非蟮氖莾?yōu)質(zhì)適產(chǎn)，研究表明有機(jī)肥在改善煙葉質(zhì)量上能夠起到積極的作用，施用有機(jī)肥可改善其植煙土壤的理化性狀，增加根際土壤微生物的活性，增強(qiáng)烤煙生理生化代謝能力，改善煙葉化學(xué)成分間的協(xié)調(diào)性，提高煙葉的香氣質(zhì)量[13]。有機(jī)肥中有益菌能夠增強(qiáng)植煙土壤的酶活性，促進(jìn)土壤有機(jī)物質(zhì)的轉(zhuǎn)化、合成過程，有利于煙株的生長發(fā)育[14]。有機(jī)肥能調(diào)節(jié)煙葉中氮、磷、鉀營養(yǎng)比例，進(jìn)而提高上部煙葉中鉀離子含量，改善煙葉的品質(zhì)；本研究表明，豬糞碳氮比較大，但與碳氮比低的餅肥混合施用，有機(jī)肥中碳水化合物施入土壤中能迅速分解，促進(jìn)烤煙根系的生長和代謝，使煙株生長健壯，提高煙葉干物質(zhì)積累；且易于對后期根際土壤解鉀菌調(diào)控，進(jìn)而促進(jìn)烤煙對鉀離子的吸收，并對后期煙葉成熟落黃有較好的作用，有利于提高煙葉中糖含量及芳香物質(zhì)成分的積累。

化學(xué)肥料與有機(jī)類肥料的合理配施能更好地滿足烤煙生長所需的各種營養(yǎng)物質(zhì)，特別是各類小分子物質(zhì)，在豬糞與腐熟花生餅肥合理配比施用，對煙葉的地上部及根系生長發(fā)育有較好效果，促使煙葉外觀質(zhì)量得到明顯改善，煙葉商品等級提高，上等煙比例顯著增加[15]。本研究表明，有機(jī)肥碳氮比調(diào)節(jié)下，供鉀水平對煙葉生物量及不同部位煙葉產(chǎn)量影響較大，表現(xiàn)為中碳水平，增加鉀量提高煙葉產(chǎn)量，而高碳降低煙葉產(chǎn)量；相同碳水平處理煙葉鉀含量隨鉀供應(yīng)呈增加趨勢；不同部位煙葉鉀含量為C2>C3>C1；由此可見，增施中等量有機(jī)肥可以提高煙葉產(chǎn)量、上等煙比例。李祖瑩等[16]研究表明，隨著有機(jī)肥的合理施用，不同部位煙葉中的總煙堿、總氮及蛋白質(zhì)含量可顯著地提高，同時(shí)糖堿比下降，氮堿比值趨于更加合理，從而使煙葉品質(zhì)顯著提高。配施適量有機(jī)肥可提高煙葉生長后期的飽和脂肪酸、類胡蘿卜素、乙醚提取物含量，降低不飽和脂肪酸的含量，并能提高煙葉中鉀的含量，改善煙葉的燃燒性。本研究表明，C2處理時(shí)K中、K高處理中部葉總糖含量為25.39%～25.27%，還原糖22.75%～25.73%，總氮1.67%～1.72%，氮堿比0.79，糖堿比10.78～11.80，煙堿含量2.11%～2.18%，表明有機(jī)肥碳氮比優(yōu)化下，中、高鉀可以有效調(diào)控?zé)熑~總氮、總煙堿和蛋白質(zhì)含量，改善糖堿比，氮堿比趨于合理，提高煙葉鉀含量，從而改善煙葉品質(zhì)。

中國農(nóng)科院煙草研究所科研人員研究證實(shí)，烤煙吸收的鉀含量顯著高于其他任何營養(yǎng)元素含量，是氮素吸收量的1.4倍，磷素吸收量的3.5倍[17]。充足的鉀素供應(yīng)是獲得優(yōu)質(zhì)適產(chǎn)煙葉的重要條件，鉀素在煙草體內(nèi)以游離狀態(tài)存在，是煙草體內(nèi)60多種酶的活化劑，可增加糖類和各種色素類物質(zhì)合成能力，促進(jìn)芳香物質(zhì)的合成和積累，有效改善煙葉的香氣質(zhì)和提高香氣量，提升煙葉的安全[18]。研究表明，烤煙鉀含量與煙葉的中性香氣物質(zhì)、非揮發(fā)性有機(jī)酸和揮發(fā)性有機(jī)酸呈顯著正相關(guān)關(guān)系，施用鉀肥可提高煙葉鉀含量，進(jìn)而提高煙葉的香氣量、改善香氣質(zhì)[19-20]。本研究表明，從中性致香成分及總量來看，所有處理均測定出28 種主要中性致香物質(zhì)，其上部葉中性致香物質(zhì)總量略低于中部葉，而隨鉀肥施用量的增加中性致香物質(zhì)總量呈一定程度的增加；花生餅肥300 kg/hm2與豬廄肥3 750 kg/hm2混合施用(C2處理)時(shí)K中、K高施用提高其中性致香物質(zhì)總量，上部葉中中性致香物質(zhì)提高幅度最大；這可能是由于中碳有機(jī)肥(碳氮比)處理時(shí)有機(jī)肥在分解過程中，除了提高根際土壤養(yǎng)分活化釋放外，導(dǎo)致根際土壤微生物活性提高，進(jìn)而誘導(dǎo)產(chǎn)生多種活性物質(zhì)，不但能促進(jìn)煙草體內(nèi)代謝過程的順利進(jìn)行，而且更有利于煙葉品質(zhì)質(zhì)量相關(guān)的致香物質(zhì)成分的積累增加。由此可見，適宜的碳氮調(diào)控(C2處理)下，施鉀量的增加可以提高煙葉中性致香物質(zhì)含量效果最好，特別對上部葉煙葉中性致香物質(zhì)含量提高最佳。

植煙土壤有機(jī)肥碳氮比調(diào)節(jié)下，供鉀水平對煙葉生物量及不同部位煙葉產(chǎn)量影響較大，表現(xiàn)為C2水平，增加鉀量提高煙葉產(chǎn)量，而C3降低煙葉產(chǎn)量；相同碳水平處理煙葉鉀含量隨鉀供應(yīng)呈增加趨勢；不同部位煙葉鉀含量為C2>C3>C1處理；土壤解鉀菌在團(tuán)棵期-旺長期呈增加趨勢，現(xiàn)蕾期-成熟期呈降低趨勢；C2水平，K中、K高處理解鉀菌隨生育期呈增加趨勢，且高于其他處理，而煙葉化學(xué)成分符合優(yōu)質(zhì)煙葉，中部葉總糖含量在25.39%～25.27%，還原糖22.75%～25.73%，總氮1.67%～1.72%，氮堿比0.79，糖堿比10.78～11.80，煙堿含量2.11%～2.18%，表明有機(jī)肥碳氮比優(yōu)化下，K中、K高可以有效調(diào)控?zé)熑~總氮、總煙堿和蛋白質(zhì)含量，改善糖堿比，氮堿比趨于合理，提高煙葉鉀含量，從而改善煙葉品質(zhì)；在K中(240.0 kg/hm2)、K高(480.0 kg/hm2)(K2O)處理一定程度上提高了煙葉致香物質(zhì)含量，花生餅肥300 kg/hm2與豬廄肥3 750 kg/hm2(C2處理)混合施用使上部葉中致香物質(zhì)提高幅度最大。由此可見，通過花生餅肥300 kg/hm2與豬廄肥3 750 kg/hm2(中碳C2處理)的碳氮比優(yōu)化下，施鉀量增加對提高煙葉中性致香物質(zhì)效果最佳，特別對上部葉。

[1] 趙銘欽，李曉強(qiáng)，韓 靜，等.不同基因型烤煙中性致香物質(zhì)含量的研究[J].中國煙草學(xué)報(bào)，2008，14(3)：46-50.

[2] 周 昆，周清明，胡曉蘭.烤煙香氣物質(zhì)研究進(jìn)展[J].中國煙草科學(xué)，2008，29(2)：58-61.

[3] 謝新喬，戴 勛，王 毅，等.有機(jī)初烤煙葉中性致香物質(zhì)特征分析[J].作物雜志，2013(2)：70-74.

[4] 許晨曦.不同種類肥料對烤煙生長發(fā)育及品質(zhì)的影響[D].鄭州：河南農(nóng)業(yè)大學(xué)，2012.

[5] 梁 偉.不同有機(jī)肥及施肥量對正安烤煙生長和產(chǎn)質(zhì)量的影響[D].長沙：湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)，2013.

[6] 黃正賓.有機(jī)肥施用量對紅花大金元生長發(fā)育及產(chǎn)質(zhì)量的影響[D].長沙：湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)，2014.

[7] 梁 偉，田兆福，韋建玉，等.有機(jī)肥對植煙土壤理化性狀及烤煙產(chǎn)質(zhì)量的影響[J].天津農(nóng)業(yè)科學(xué)，2013，19(8)：68-71.

[8] 胡國松，趙元寬，曹志洪，等.我國主要產(chǎn)煙省烤煙元素組成和化學(xué)品質(zhì)評價(jià)[J].中國煙草學(xué)報(bào)，1997，3(1)：36-44.

[9] 劉文祥，顏合洪，周 益，等.煙草鉀素營養(yǎng)與提高烤煙煙葉含鉀量的研究進(jìn)展[J].作物研究，2007(S1)：736-740.

[10] 鮑士旦.土壤農(nóng)化分析[M].北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2015：106-108.

[11] YC/T 煙草及煙草制品連續(xù)流動(dòng)法 [S].

[12] 劉 燕，闕勁松，于良君，等.烤煙致香物質(zhì)含量的主要影響因素及其提高的可能途徑[J].中國農(nóng)學(xué)通報(bào)，2013，29(22)：83-89.

[13] 謝 莉.有機(jī)肥對植煙土壤微生物活性及烤煙產(chǎn)量品質(zhì)的影響[D].重慶：西南大學(xué)，2010.

[14] 宋震震，李絮花，李 娟，等.有機(jī)肥和化肥長期施用對土壤活性有機(jī)氮組分及酶活性的影響[J].植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào)，2014(3)：525-533.

[15] 唐莉娜，陳順輝.不同種類有機(jī)肥與化肥配施對烤煙生長和品質(zhì)的影響[J].中國農(nóng)學(xué)通報(bào)，2008，24(11)：258-262.

[16] 李祖瑩，肖林長，方先蘭，等.創(chuàng)豐生物有機(jī)肥對烤煙生長、產(chǎn)量及品質(zhì)的影響[J].江西農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2011，23(6)：40-42，45.

[17] 顏合洪，胡雪平，張錦韜，等.不同施鉀水平對烤煙生長和品質(zhì)的影響[J].湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2005，31(1)：20-23.

[18] 李 靜，張錫洲，李廷軒，等.煙草鉀素營養(yǎng)特性及提高煙葉含鉀量的主要途徑[J].湖南農(nóng)業(yè)科學(xué)，2013(22)：17-19，22.

[19] 閆慧峰，石 屹，李乃會(huì)，等.煙草鉀素營養(yǎng)研究進(jìn)展[J].中國農(nóng)業(yè)科技導(dǎo)報(bào)，2013，15(1)：123-129.

[20] 張廣富.密度與鉀素互作對延邊烤煙生理生態(tài)指標(biāo)及其品質(zhì)效應(yīng)的影響[D].鄭州：河南農(nóng)業(yè)大學(xué)，2011.

The Effect of K Application on K Content and Aroma Quality of Leaves of Flue-cured Tobacco under the Optimization of C/N with Organic Fertilizer

ZHANG Shirong1，WANG Jun2，ZHANG Delong1，DING Xiaodong1

(1.College of Resources and Environment，Qingdao Agricultural University，Qingdao 266109，China；2.Nanxiong Tobacco Science Institute of Guangdong，Nanxiong 512400，China)

A field experiment was carried out in tobacco，to study the effect of K application on K content and aroma quality of leaves of flue-cured tobacco under the optimization of C/N with organic fertilizer.The results showed that：In the C3 or C1 level，the biomass of central leaf increased along with the increase of K application；The biomass of upper leaf in high K application was higher than that in low potassium；K application had no significant effect on the biomass of central and upper leaf in C3 level，and increased the biomass of leaf in C2 level；In the same C level，the content of K in leaf had the lower trend along with the growth period，and increased with the increase of K application；Under the same K application，C2 and C1 had no significant effect on K content of leaf；At the budding and mature period，compared with C1，in the medium and high K application，C levels increased K content of leaf，and the lower content of K in C3 level.K content of different parts of leaf was C2>C3>C1 level；The number of K bacteria showed an increasing trend from the rosette stage to vigorous growing period and a decreasing trend from bud period to mature period；The number of K bacteria in medium and high K application was higher than that in low K application；In the C2 level，the number of K bacteria in medium and high K application showed an increasing trend with the growth process，and those was significantly higher than other treatment；There was no significant difference in C3 and C1 between medium and high K application，but it was significantly higher than that in low K application；The chemical components of leaves treated with C2 level was higher between medium and high K application，which the total sugar content of the leaves was 25.39%-25.27%，reducing sugar was 22.75%-25.73%， total nitrogen was 1.67%-1.72%， nitrogen base ratio was of 0.79， sugar nicotine ratio was of 10.78-11.80， nicotine content was of 2.11%-2.18%，which showed that the application of K increased the content of total nitrogen，nicotine and protein，improved the ratio of sugar to nicotine，nitrogen base ratio，and increased the potassium content of tobacco leaf；The neutral aroma substances of 28 species in tobacco leaves was found in all treatments，and the total amount of low K application was lower than that of medium and high K application，and the difference was significant between the position of leaves；The upper leaf was lower than that in the middle leaves in the total amount；and the application of medium and high K increased the total amount of aroma substances，and the maximum amplitude in the upper leaves was found with C2 level.It can be seen，under the optimization of medium carbon(C/N ratio)，the increased of K application was the best on the effect of neutral aroma substances in tobacco leaves，especially for the upper leaves.

Organic fertilizer；The ratio of C/N；K application；Chemical compounds；Neutral aroma components

2017-04-09

廣東省煙草專賣局(公司)科技項(xiàng)目(201303)；廣東省煙草專賣局(公司)科技項(xiàng)目(201306)； 山東省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)體系煙草創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)建設(shè)項(xiàng)目(栽培與土肥崗位， SDAIT-25-04)

張士榮(1980-)，女，山東臨沂人，講師，博士，主要從事土壤與植物營養(yǎng)研究。

丁效東(1978-)，男，山東壽光人，副教授，博士，主要從事土壤與植物營養(yǎng)研究。

S143

A

1000-7091(2017)03-0220-09

10.7668/hbnxb.2017.03.034