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        貴州3種香型烤煙中致香物質(zhì)成分及含量對(duì)施肥的響應(yīng)

        2017-08-11 23:12:02范成五石俊雄
        關(guān)鍵詞:分配比例醛類醇類

        秦 松,范成五,張 萌,胡 崗,張 恒,石俊雄

        (1.貴州省土壤肥料研究所,貴州省農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境工程研究中心,貴州 貴陽 550006;2.貴州省煙草科學(xué)研究所,貴州 貴陽 550003; 3.貴州省耕地保育與農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)觀測(cè)實(shí)驗(yàn)站,貴州 貴陽 550006)

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        貴州3種香型烤煙中致香物質(zhì)成分及含量對(duì)施肥的響應(yīng)

        秦 松1,2,范成五1,3,張 萌1,胡 崗1,張 恒2,石俊雄2

        (1.貴州省土壤肥料研究所,貴州省農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境工程研究中心,貴州 貴陽 550006;2.貴州省煙草科學(xué)研究所,貴州 貴陽 550003; 3.貴州省耕地保育與農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)觀測(cè)實(shí)驗(yàn)站,貴州 貴陽 550006)

        【目的】探索不同香型烤煙中致香物質(zhì)對(duì)施肥的響應(yīng),為合理施肥提高烤煙的香氣質(zhì)量提供理論依據(jù)?!痉椒ā?012-2014年在貴州開陽、天柱和威寧進(jìn)行田間小區(qū)試驗(yàn),研究施肥對(duì)貴州3種香型烤煙中致香物質(zhì)成分組成及其含量的影響?!窘Y(jié)果】施肥明顯影響不同香型烤煙中致香物質(zhì)的種類,其中施肥使2013年清香型和2014年偏清香型烤煙中致香物質(zhì)數(shù)量分別增加15種和4種,使2013年中間香型和2012年偏清香型烤煙中致香物質(zhì)分別減少4種和2種;施肥對(duì)烤煙中致香物質(zhì)含量以及分配比例也產(chǎn)生明顯影響,清香型烤煙醇類、醛類、酮類含量分別降低37.3 %、37.9 %、30.2 %,中間香型烤煙醛類下降33.3 %,偏清香型烤煙醛類、烷類分別降低49.0 %、 60.9 %。但這種影響差異會(huì)因烤煙香氣類型、種植年限、施肥狀況等而有所不同;此外,經(jīng)過類比分析發(fā)現(xiàn),施肥除共同影響3個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)烤煙中17種致香物質(zhì)的含量外,還對(duì)其他多種致香物質(zhì)含量產(chǎn)生不同程度的影響。【結(jié)論】 貴州3種香型烤煙中致香物質(zhì)成分組成及其含量對(duì)施肥的具有明顯響應(yīng)。

        施肥;烤煙;不同香型;致香物質(zhì)

        【研究意義】氣候、土壤等生態(tài)環(huán)境條件對(duì)烤煙致香物質(zhì)含量、評(píng)吸質(zhì)量具有顯著影響[1-2]。施肥作為煙草栽培技術(shù)過程中最重要的環(huán)節(jié),其不僅影響烤煙的生長(zhǎng)和產(chǎn)量的形成,對(duì)煙葉致香物質(zhì)含量也有很大影響[3-5]。如何通過合理的施肥措施提高煙葉致香物質(zhì)含量已成為烤煙種植中急需解決的問題?!厩叭搜芯窟M(jìn)展】汪耀富等[3]研究發(fā)現(xiàn),與不施肥處理相比,氮、磷、鉀肥配施處理的煙葉致香物質(zhì)總量和不同種類致香物質(zhì)含量明顯升高,尤其對(duì)類胡蘿卜素類致香物質(zhì)含量的提高具有顯著的增效作用。貴州作為我國(guó)優(yōu)質(zhì)烤煙的主要產(chǎn)區(qū),其地勢(shì)西高東低,海拔跨度大,氣候差異明顯,形成不同的生態(tài)類型[6-7]。近年來由于長(zhǎng)期連作和大量施用化肥造成的煙葉油份減少、香氣不足、品質(zhì)下降等問題日益突出[8]?!颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】目前,關(guān)于貴州烤煙致香物質(zhì)含量已有一定研究,李繼新[6]等對(duì)貴州4個(gè)不同海拔的代表性煙區(qū)進(jìn)行煙葉致香物質(zhì)分析,結(jié)果發(fā)現(xiàn)在煙葉外觀質(zhì)量基本相同條件下,煙葉的質(zhì)量風(fēng)格存在明顯差異,形成不同的煙葉質(zhì)量特色。然而,當(dāng)前針對(duì)貴州不同香氣類型烤煙致香物質(zhì)成分組成及其含量方面的研究還相對(duì)缺乏,尤其是從施肥角度來分析不同香氣類型烤煙致香物質(zhì)的研究較少?!緮M解決的關(guān)鍵問題】通過2012-2014年的田間試驗(yàn),研究施肥對(duì)3種香型烤煙中致香物質(zhì)成分組成及其含量的影響,分析比較不同香型烤煙致香物質(zhì)成分差異。

        1 材料與方法

        1.1 試驗(yàn)點(diǎn)概況

        試驗(yàn)于2012-2014年分別在威寧、開陽和天柱進(jìn)行。2012和2014年天柱試驗(yàn)點(diǎn)均位于天柱縣社學(xué)鄉(xiāng),試驗(yàn)地單作煙草,煙草類型偏清香型。2013年,威寧試驗(yàn)點(diǎn)位于威寧縣黑石鎮(zhèn),前作綠肥,煙草類型清香型;開陽試驗(yàn)點(diǎn)位于開陽縣龍崗鎮(zhèn),前作小麥,煙草類型中間香型。各試驗(yàn)點(diǎn)基本情況見表1。

        1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

        分別于各試驗(yàn)點(diǎn)選擇當(dāng)?shù)氐湫椭矡熖飰K3塊,試驗(yàn)設(shè)置不施肥(CK)和常規(guī)施肥(F)處理,每個(gè)處理3次重復(fù),小區(qū)面積為100 m2,隨機(jī)區(qū)組排列。常規(guī)施肥處理:威寧點(diǎn)基肥施用烤煙專用基肥(N∶P2O5∶K2O=10∶10∶25,下同)50 kg/667m2,農(nóng)家肥500 kg/667m2,追肥為專用肥(N∶P2O5∶K2O=13∶0∶26,下同)15 kg/667m2,油枯10 kg/667m2;開陽點(diǎn)基肥施用烤煙專用基肥30 kg/667m2,追肥為專用肥15 kg/667m2;天柱點(diǎn)基肥施用烤煙專用基肥50 kg/667m2,普鈣25 kg/667m2,油枯20 kg/667m2,追肥為專用肥15 kg/667m2?;室圃詴r(shí)施用,追肥距煙移栽后35~40 施用。

        各試驗(yàn)點(diǎn)烤煙移栽時(shí)間根據(jù)當(dāng)?shù)胤N植日期和氣候條件決定,烤煙移栽規(guī)格均為雙行凹?jí)欧N植,行距為110 cm,窩距為55 cm,移栽密度為1100株/667m2,田間日常管理按照當(dāng)?shù)爻R?guī)進(jìn)行。

        1.3 測(cè)定項(xiàng)目與方法

        測(cè)定項(xiàng)目包括煙葉中的醇類、醛類、酸類、酮類、烷類、烯類和酯類等香氣物質(zhì)。

        測(cè)定方法:稱取2.000 g/煙葉樣品至50 mL離心試管中,準(zhǔn)確加入20 mL二氯甲烷萃取液,渦旋1 min,并超聲提取30 min。用載有5 g 無水硫酸鈉的濾紙過濾。移取濾液至濃縮瓶中,在40 ℃濃縮至1 mL,轉(zhuǎn)移至2 mL色譜瓶中,加入10 μl苯乙酸甲酯(Methyl phenylacetate,30 mg/mL)內(nèi)標(biāo),用GC-MS進(jìn)行定性定量分析。

        1.4 數(shù)據(jù)分析

        數(shù)據(jù)均采用Excel 2003軟件進(jìn)行處理。

        2 結(jié)果與分析

        2.1 烤煙致香物質(zhì)成分

        從表2看出,烤煙致香物質(zhì)數(shù)量在69~84種,按照官能團(tuán)分為16~20類,其中,醇類13~17種,醛類1~4種,酸類6~9種,酮類3~8種,烷類15~28種,烯類7~12種,酯類2~5種,其他種類8~19種。不同香型烤煙致香物質(zhì)成分組成看,施肥處理的清香型烤煙致香物質(zhì)數(shù)量增加15種,其中酮類致香物質(zhì)增加4種,烷類致香物質(zhì)增加5種,其他致香物質(zhì)增加5種;施肥降低中間香型烤煙中的致香物質(zhì)數(shù)量,其中醇類、酸類和其他類致香物質(zhì)分別減少2、2和3種,但烯類致香物質(zhì)卻增加3種;施肥對(duì)2012和2014年偏清香型烤煙致香物質(zhì)數(shù)量存在差異,其中2012年偏清香型烤煙致香物質(zhì)數(shù)量減少2種,而2014年則增加4種,但是總體來看施肥使偏清香型烤煙醇類和烯類致香物質(zhì)增加2~3種,烷類和其他類致香物質(zhì)減少2~4種,表明施肥對(duì)不同種類致香物質(zhì)可能會(huì)因烤煙種植年份的不同而存在一定差異。

        表1 試驗(yàn)點(diǎn)的基本情況

        表2 施肥和不施肥處理不同香型烤煙的致香物質(zhì)成分組成

        2.2 致香物質(zhì)的總體含量

        從表3看出,與不施肥(CK)相比,施肥后清香型烤煙致香物質(zhì)總量影響不大,但醇類、醛類、酮類以及烯類致香物質(zhì)含量明顯降低,降幅分別為37.3 %、37.9 %、30.2 %和50.1 %,而其他類致香物質(zhì)則增加55.6 %;施肥對(duì)中間香型烤煙的醛類、酮類和烷類致香物質(zhì)的影響較大,醛類致香物質(zhì)含量較CK下降33.3 %,而酮類和烷類致香物質(zhì)則分別提高44.7 %和79.7 %;施肥對(duì)2012和2014年偏清香型烤煙致香物質(zhì)含量的影響存在差異,2012年施肥后偏清香型烤煙的醛類和其他類致香物質(zhì)含量較CK分別降低49.0 %和60.0 %,烯類提高45.4 %,而2014年施肥后偏清香型烤煙的烷類和烯類致香物質(zhì)含量分別降低60.9 %和36.0 %,醛類致香物質(zhì)含量則提高73.3 %。

        2.3 致香物質(zhì)的分配比例

        從表4看出,施肥主要影響烤煙中醇類、醛類、烷類以及其他類致香物質(zhì)的分配比例。與不施肥相比,施肥處理的清香型烤煙醇類致香物質(zhì)分配比例降低10.78個(gè)百分點(diǎn),其他類致香物質(zhì)比例提高12.56個(gè)百分點(diǎn);施肥對(duì)中間香型烤煙的致香物質(zhì)分配比例影響較小,僅對(duì)烷類致香物質(zhì)有顯著影響,較CK處理相比提高10.19個(gè)百分點(diǎn);施肥對(duì)2012年和2014年偏清香型烤煙致香物質(zhì)分配比例的影響有所不同,其中施肥顯著降低2012年偏清香型烤煙中其他類致香物質(zhì)分配比例,降幅為15.48個(gè)百分點(diǎn),2014年偏清香型烤煙的醛類致香物質(zhì)分配比例較CK處理相比增加0.05個(gè)百分點(diǎn),而烷類致香物質(zhì)分配比例則顯著降低了10.92個(gè)百分點(diǎn)。

        表3 施肥和不施肥處理不同香型烤煙的致香物質(zhì)含量

        注:同列不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05),下同。

        Note: Different lowercase letters in the same column indicate significance of difference atP<0.05 level. The same as below.

        表4 施肥和不施肥處理不同香型烤煙致香物質(zhì)的分配比例

        Table 4 Distribution proportion of aroma components in flue-cured tobacco varieties with different aroma type under fertilization and no fertilization treatment

        香型Aromatype年份(年)Year處理Treatment致香物質(zhì)分配比例(%)Distributionproportionofaromacomponents醇類醛類酸類酮類烷類烯類酯類其他清香型Fen?flavor2013不施肥(CK)29.06a0.08a12.51a1.06a25.07a9.70a3.16a19.35b施肥18.28b0.06a9.95a0.79a31.05a5.10a2.85a31.91a中間香型Middleflavor2013不施肥(CK)14.84a0.03a9.11a2.08a17.08b6.28a1.95a48.63a施肥16.25a0.03a7.23a2.57a27.27a5.83a1.61a39.22a偏清香型Partialfen?flavor2012不施肥(CK)22.81a0.15a17.10a1.46a22.32a5.06a1.53a29.56a施肥24.22a0.12a20.28a2.26a28.06a8.79a2.19a14.08b2014不施肥(CK)23.86a0.04b15.02b5.28a23.06a8.71a1.88a22.15a施肥26.12a0.09a23.41a4.71a12.14b6.00a2.21a25.31a

        2.4 致香物質(zhì)含量

        2.4.1 清香型烤煙 根據(jù)檢測(cè)結(jié)果(表5),施肥對(duì)清香型烤煙中致香物質(zhì)影響較大的化合物共有21種,丁類1種、醇類4種、酸類3種、酮類1種、烷類6種、烯類5種及酯類1種。施肥顯著增加清香型烤煙中煙堿含量,增幅為57.8 %;對(duì)膽固醇、二氧化二戊烯、2-甲基丁酸、氧化石竹烯、3-甲基丁酸、二十二烷和二十八烷含量也有明顯的提升作用,分別提高65.3 %、30.3 %、37.6 %、23.5 %、250.7 %、159.0 %和149.8 %;而棕櫚酸、植物甾醇、豆固醇、苯乙酸甲酯、反式角鯊烯、癸烷、雙戊烯、角鯊烯、喇叭茶醇、十二烷、十四烷、二十七烷和巨豆三烯酮A含量則明顯降低。

        表5 施肥和不施肥處理清香型烤煙的致香物質(zhì)含量

        表6 施肥和不施肥處理中間香型烤煙的致香物質(zhì)含量

        2.4.2 中間香型烤煙 從表6看出,施肥對(duì)中間香型烤煙中22種化合物的影響較為明顯。其中,丁類1種、醇類4種、酸類3種、酮類1種、烷類4種、烯類6種、酯類1種、醌類1種及吡啶類1種。施肥顯著增加了中間香型烤煙中膽固醇、豆固醇、苯乙酸甲酯、泛醌、喇叭茶醇、二十七烷、二十九烷、三十烷、氧化石竹烯和角鯊烯含量,其中豆固醇、苯乙酸甲酯、泛醌、喇叭茶醇和氧化石竹烯含量增幅分別達(dá)到68.1 %、200.7 %、76.1 %、178.2 %和156.0 %;煙堿、棕櫚酸、莰烯、二氧化二戊烯、十二烷、2-甲基丁酸、雙戊烯、異戊酸、2,3-聯(lián)吡啶、1,5-二甲基-1,5-環(huán)辛二烯、香葉基香葉醇和巨豆三烯酮A含量出現(xiàn)下降,其中二氧化二戊烯、雙戊烯、異戊酸、2,3-聯(lián)吡啶、1,5-二甲基-1,5-環(huán)辛二烯和巨豆三烯酮A含量降幅最為明顯,分別達(dá)89.4 %、91.7 %、84.7 %、93.5 %、95.0 %和64.6 %。

        2.4.3 偏清香型烤煙 從表7看出,施肥對(duì)偏清香型烤煙中14種化合物的影響較大。其中丁類1種,醇類4種,酸類2種,酮類1種,烷類2種,烯類2種,酯類1種,吡啶類1種。但是,施肥對(duì)2012年和2014年偏清香型烤煙中致香物質(zhì)含量又有所不同,其中施肥顯著增加了2012年偏清香型烤煙中癸烷、2,3-聯(lián)吡啶和巨豆三烯酮A含量,增幅分別為36.4 %、87.0 %和46.9 %,使煙堿、雙戊酸和香葉基香葉醇含量明顯降低,降幅為81.8 %、37.0 %和54.8 %;施肥后,2014年偏清香型烤煙中十二烷、2,3-聯(lián)吡啶、香葉基香葉醇和巨豆三烯酮A含量明顯提升,增幅分別為84.2 %、36.1 %、68.8 %和66.9 %,煙堿、植物甾醇、豆固醇、苯乙酸甲酯、亞麻酸和喇叭茶醇含量明顯降低,降幅分別為67.6 %、55.2 %、47.6 %、97.4 %和97.4 %。

        3 討 論

        煙葉品質(zhì)是評(píng)價(jià)煙葉的使用及價(jià)值的重要因素,致香物質(zhì)組成和含量是衡量煙葉品質(zhì)和香氣狀況最直接、最可靠的標(biāo)準(zhǔn)[8]。香氣的量、質(zhì)、型是由多種致香物質(zhì)的含量、比例及其相互作用共同決定的[8-9],因此評(píng)價(jià)烤煙的香氣狀況要從烤煙致香物質(zhì)組成、含量和比例等多方面綜合考慮[10]。然而,影響煙葉致香物質(zhì)種類、含量和比例的重要因素包括主要遺傳因素、生態(tài)環(huán)境、栽培措施和烘烤調(diào)制4個(gè)主要方面[8],施肥作為烤煙的重要栽培技術(shù)手段,也是對(duì)煙葉致香物質(zhì)調(diào)節(jié)幅度較大的因子[11]。研究發(fā)現(xiàn),NPK合理配施是提高烤煙致香物質(zhì)含量的重要措施[8],而增施有機(jī)肥對(duì)提高煙葉致香物質(zhì)也有明顯效果[12]。本研究結(jié)果發(fā)現(xiàn),清香型烤煙不施處理的致香物質(zhì)分配比例為烷類>醇類>其他>酸類,施肥后致香物質(zhì)分配比例變?yōu)槠渌?烷類>醇類>酸類;偏清香型烤煙2012年不施肥處理的致香物質(zhì)分配比例為其他>醇類>烷類>酸類>烯類>酯類>酮類>醛類>,施肥后變?yōu)橥轭?醇類>酸類>其他>烯類>酮類>酯類>醛類,2014年不施肥處理的致香物質(zhì)分配比例為醇類>烷類>其他>酸類,施肥后則變?yōu)榇碱?其他>酸類>烷類;但施肥對(duì)中間香型烤煙中致香物質(zhì)的分配比例則沒有影響。表明施肥不僅影響烤煙中致香物質(zhì)的成分組成和含量,對(duì)煙葉中致香物質(zhì)的分配比例也產(chǎn)生一定影響,而且這種影響差異會(huì)因烤煙香氣類型、種植年限、施肥狀況等不同[10]。

        表7 施肥和不施肥處理偏清香型烤煙的致香物質(zhì)含量

        4 結(jié) 論

        (1)施肥使清香型和偏清香型烤煙中致香物質(zhì)數(shù)量分別增加15種和4種,使中間香型烤煙中致香物質(zhì)減少4種;施肥使清香型烤煙醇類、醛類、酮類含量分別降低37.3 %、37.9 %和30.2 %,中間香型烤煙醛類下降33.3 %,偏清香型烤煙醛類、烷類分別降低49.0 %和60.9 %。

        (2)施肥對(duì)清香型、中間香型和偏清香型烤煙中致香物質(zhì)影響較大的化合物分別為21、22和14種。含量增幅分別為23.5 %~250.7 %、68.1 %~200.7 %和36.4 %~97.4 %。

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        (責(zé)任編輯 聶克艷)

        Effects of Fertilization on Aroma Components and Content ofThree Flue-cured Tobacco Varieties with Different Aroma Type

        QIN Song1,2, FAN Cheng-wu1,3, ZHANG Meng1, HU Gang1, ZHANG Heng1, SHI Jun-xiong2

        (1.Guizhou Research Center for Agricultural Resources and Environment Engineering, Guizhou Institute of Soil and Fertilizer, Guizhou Guiyang 550006, China; 2.Guizhou Tobacco Institute, Guizhou Guiyang 550003, China; 3.Guizhou Observation and Experimental Station of Farmland Preservation and Agricultural Environment Sciences, Guizhou Guiyang 550006, China)

        【Objective】 This study aimed to discuss effects of fertilization on aroma components of flue-cured tobacco varieties with different aroma type and provide the theoretical basis for improvement of aroma quality in flue-cured tobacco.【Method】 The effects of fertilization on aroma components of flue-cured tobacco varieties with three different aroma types were studied by the field plot test in Kaiyang, Tianzhu and Weining county, Guizhou during 2012-2014.【Result】Fertilization affected the kinds of aroma components in flue-cured tobacco varieties with different aroma type obviously.The increased number of aroma components in the flue-cured tobacco variety with fen-flavor type in 2013 and flue-cured tobacco variety with partial fen-flavor type in 2014 is 15 and 4 under fertilization treatment respectively. The decreased number of aroma components in the flue-cured tobacco variety with middle flavor type in 2013 and flue-cured tobacco variety with partial fen-flavor type in 2012 was 4 and 2 under fertilization treatment respectively. Fertilization affected the content and distribution proportion of aroma components in flue-cured tobacco varieties with different aroma types obviously. The content of alcohols, aldehydes and ketones in the flue-cured tobacco variety with fen-flavor type decreased by 37.3 %, 37.9 % and 30.2 % under fertilization treatment respectively. The content of aldehydes in the flue-cured tobacco variety with middle flavor type decreased by 33.3 % under fertilization treatment. The content of aldehydes and alkanes in the flue-cured tobacco variety with partial fen-flavor type decreases by 49.0 % and 60.9 % under fertilization treatment respectively. The influence difference was related to flue-cured tobacco’ aroma type, planting years and fertilization level. The analogy analysis showed that fertilization not only affected the content of 17 common aroma components in flue-cured tobacco in three test sites but also the content of other aroma components to varying degrees.【Conclusion】Fertilization has the significant effects on aroma components and aroma content in flue-cured tobacco varieties with three different aroma types.

        Fertilization; Flue-cured tobacco; Different aroma type; Aroma component

        1001-4829(2017)7-1612-07

        10.16213/j.cnki.scjas.2017.7.025

        2016-06-02

        貴州省煙草公司項(xiàng)目“貴州植煙土壤有機(jī)碳氮特征及其與煙葉香氣的關(guān)系研究”(201107)

        秦 松(1967-),男,貴州安順人,研究員,從事農(nóng)業(yè)資源利用與農(nóng)業(yè)環(huán)境保護(hù)研究,E-mail:qs3761735@163.com。

        S572

        A

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