張銳新，任天寶，殷全玉，邵 雨，梅亞楠，趙銘欽，劉國(guó)順

施氮量對(duì)海南五指山雪茄生長(zhǎng)發(fā)育及品質(zhì)的影響

張銳新1，任天寶1，殷全玉1，邵 雨2，梅亞楠1，趙銘欽1，劉國(guó)順1

（1.河南農(nóng)業(yè)大學(xué)煙草學(xué)院，國(guó)家煙草栽培生理生化基地，河南鄭州450002；2.海南雪茄研究所，海南海口571199）

通過(guò)田間試驗(yàn)和化學(xué)分析等方法，研究了4個(gè)施氮量（90，135，180，225 kg/hm2）對(duì)煙株生長(zhǎng)發(fā)育及煙葉品質(zhì)的影響。結(jié)果表明，施氮量對(duì)雪茄的前期生長(zhǎng)發(fā)育以及中性香氣含量影響顯著；與其他3個(gè)施氮量相比，施氮量為180 kg/hm2時(shí)，雪茄的農(nóng)藝性狀、煙葉化學(xué)成分及中性致香成分大部分指標(biāo)較優(yōu)。表明在該試驗(yàn)條件下，每公頃施氮180 kg時(shí)雪茄綜合表現(xiàn)最好，優(yōu)勢(shì)得以充分展現(xiàn)。

施氮量；生長(zhǎng)發(fā)育；煙葉品質(zhì)

雪茄是一種全部用煙葉卷制而成的煙草制品，煙葉的優(yōu)劣直接影響到一支雪茄的品質(zhì)。氮素是決定煙草生長(zhǎng)和品質(zhì)的重要因素之一。有研究表明，隨著氮素水平的提高，煙株地上部的生長(zhǎng)速度、莖粗與葉面積指數(shù)均增加，但各個(gè)時(shí)期的變化程度不盡相同[1]。另有研究表明，氮肥施用量對(duì)烤后煙葉致香成分影響極其顯著且不同的致香物質(zhì)對(duì)施氮量的響應(yīng)表現(xiàn)不同[2-7]。雪茄煙屬于高氮類(lèi)型煙草，但施氮不足和過(guò)量都會(huì)對(duì)煙葉品質(zhì)產(chǎn)生較大的影響[8]。長(zhǎng)期以來(lái)，施氮水平對(duì)煙葉產(chǎn)質(zhì)量及化學(xué)成分的影響研究較多集中于烤煙、白肋煙上[9-13]。國(guó)內(nèi)在雪茄煙方面研究較少，關(guān)于施氮量對(duì)雪茄煙的常規(guī)化學(xué)成分及中性致香成分的研究更是鮮見(jiàn)報(bào)道。海南省是我國(guó)新興的雪茄煙生產(chǎn)基地，其生態(tài)條件極其適宜雪茄煙的生產(chǎn)，具有生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)雪茄煙葉的巨大潛力，研究適用于海南省雪茄煙生產(chǎn)的各類(lèi)技術(shù)規(guī)程很有必要。

筆者在海南五指山地區(qū)選擇肥力較高的田塊，設(shè)置不同的施氮量，研究施氮量對(duì)雪茄煙的生長(zhǎng)發(fā)育、常規(guī)化學(xué)成分及中性香氣物質(zhì)的影響，旨在為當(dāng)?shù)胤N植優(yōu)質(zhì)雪茄煙葉確定合理施氮量提供理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試雪茄品種為YA4。

1.2 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2015—2016年在海南省五指山市暢好鄉(xiāng)進(jìn)行，試驗(yàn)地土壤為水稻土，供試土壤0～20 cm養(yǎng)分狀況列于表1。規(guī)范化栽培管理，適時(shí)采收。

表1 土壤基本養(yǎng)分狀況

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)共設(shè)4個(gè)施氮處理，施氮水平分別為90（T1），135（T2），180（T3），225 kg/hm2（T4）。雪茄種植行距120 cm、株距40 cm，小區(qū)面積66.7 m2，隨機(jī)區(qū)組排列，3次重復(fù)。將復(fù)合肥、高碳基復(fù)合肥、硫酸鉀混合后，開(kāi)溝條施基肥，開(kāi)溝深度約15 cm，條施寬度25 cm。每公頃施純氮150 kg，N，P，K施肥比例為1∶1∶3?；蕳l施起壟：100%高碳基土壤修復(fù)肥，100%硫酸鉀，70%復(fù)合肥。移栽后20 d第1次追施復(fù)合肥的30%；移栽后35 d第2次追施每公頃75 kg硫酸鉀。根據(jù)五指山近年的溫度、降水、日照、臺(tái)風(fēng)發(fā)生規(guī)律等，確定在2016年2月10日移栽，使得煙株的旺長(zhǎng)到成熟期避開(kāi)低溫階段，成熟采收期避開(kāi)臺(tái)風(fēng)高發(fā)期。

1.4 測(cè)定項(xiàng)目及方法

1.4.1 農(nóng)藝性狀的測(cè)定 嚴(yán)格按照YC/T 142—1998煙草農(nóng)藝性狀調(diào)查方法來(lái)對(duì)大田期農(nóng)藝性狀進(jìn)行調(diào)查。

1.4.2 常規(guī)化學(xué)成分的測(cè)定 煙堿的檢測(cè)方法采用YC/T 160—2002，總氮的檢測(cè)方法采用YC/T 161—2002，水溶性糖的檢測(cè)方法采用YC/T 159—2002，鉀的測(cè)定采用YC/T 217—2002，氯的測(cè)定采用YC/T 218—2002連續(xù)流動(dòng)法。

1.4.3 中性致香成分含量的測(cè)定 香氣物質(zhì)的提?。翰捎盟魵庹麴s-二氯甲烷溶劑萃取法。在500 mL圓底燒瓶中加入10.000 g煙樣、1.0 g檸檬酸、500μL內(nèi)標(biāo)（302 g/mL硝基苯）、350 mL蒸餾水。安裝同步蒸餾萃取裝置，從冷凝管上方加入40 mL二氯甲烷于250 mL燒瓶中，待開(kāi)始沸騰時(shí)進(jìn)行同時(shí)蒸餾萃取，裝置中出現(xiàn)分層后計(jì)時(shí)。2.5 h后，收集有機(jī)相，加入Na2SO4進(jìn)行干燥至溶液澄清，轉(zhuǎn)移有機(jī)相到雞心瓶，水浴濃縮有機(jī)相至1 mL左右。所得分析樣品以GC/MS鑒定結(jié)果和NIST庫(kù)檢索定性。

香氣物質(zhì)定性定量測(cè)定：采用美國(guó)HP5890-5972氣質(zhì)聯(lián)用儀對(duì)煙葉樣品進(jìn)行定性分析。色譜柱為 HP-5（60 m×250 mm.i.d×0.25μmd.f.）；載氣為He，流速為0.8 mL/min；進(jìn)樣口溫度為250℃，傳輸線溫度為280℃；離子源溫度為177℃；升溫程序：40℃2 min，以8℃/min的升溫速度升至240℃，保留15 min，不分流進(jìn)樣，進(jìn)樣量為1μL，電離能為70 eV，電離方式為EI；質(zhì)量數(shù)范圍為35～500 amu；用NIST02譜庫(kù)檢索定性；采用內(nèi)標(biāo)法定量。

1.5 數(shù)據(jù)處理

采用Excel進(jìn)行數(shù)據(jù)處理作圖，SPSS17.0版進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 氮肥用量對(duì)雪茄煙生長(zhǎng)發(fā)育的影響

表2 施氮量對(duì)雪茄煙農(nóng)藝性狀的影響

從表2可以看出，移栽后30 d，株高、莖圍、最大葉長(zhǎng)及最大葉寬均隨施氮量的增加而增加，且差異達(dá)到顯著水平；葉片數(shù)均差異不顯著。移栽50 d，莖圍、最大葉長(zhǎng)均表現(xiàn)為T(mén)3＞T2＞T4＞T1，但處理間差異不顯著；株高表現(xiàn)為T(mén)3＞T2＞T1＞T4，且差異顯著；葉片數(shù)表現(xiàn)為T(mén)2＝T3＞T4＝T1，且差異不顯著；最大葉寬則表現(xiàn)為T(mén)3＞T2＞T1＞T4，但處理之間差異不顯著。移栽70 d，最大葉長(zhǎng)表現(xiàn)為T(mén)4＞T3＞T2＞T1，最大葉寬則是 T2＞T3＞T1＞T4，株高表現(xiàn)為T(mén)3＞T2＞T4＞T1，莖圍表現(xiàn)為T(mén)3＝T2＞T4＞T1，葉片數(shù)各處理間差異不顯著；移栽后90 d，株高、莖圍均表現(xiàn)為T(mén)3＞T2＞T4＞T1，最大葉長(zhǎng)表現(xiàn)為T(mén)3＞T2＞T1＞T4，最大葉寬表現(xiàn)為T(mén)3＞T2＞T1＞T4，葉片數(shù)之間無(wú)差異，各處理間差異均不顯著?？梢?jiàn)氮肥的施用量對(duì)于煙株的生育前期影響較大，對(duì)煙株的生育后期影響并不顯著，移栽后30 d內(nèi)雪茄的生長(zhǎng)發(fā)育基本上與施氮量成正比，之后T2，T3生長(zhǎng)發(fā)育情況與T1，T4相比較好。觀察整個(gè)生育期，180 kg/hm2施氮條件下煙株生長(zhǎng)發(fā)育較好。

2.2 施氮量對(duì)于煙葉常規(guī)化學(xué)成分的影響

總糖含量的高低對(duì)雪茄的吃味有一定影響，不同氮肥用量條件下，總糖含量隨施氮量的增加呈減少趨勢(shì)，除T2與T3處理間差異不顯著外，其余處理都達(dá)到顯著差異。一支真正的雪茄是純煙葉卷制，沒(méi)有香精、助燃劑等添加劑，故而對(duì)燃燒性要求很高。很好的燃燒性是保障香氣完美表達(dá)的基礎(chǔ)，而鉀氯比是影響燃燒性的重要條件。從表3可以看出，T3處理下鉀氯比最高，且與其他處理間差異顯著?？偟c煙堿的比值越大，葉片顏色越淡，煙氣香味越少，若達(dá)到2∶1，則會(huì)出現(xiàn)香氣嚴(yán)重缺失情況；氮堿比低于1∶1時(shí)，煙味則會(huì)逐漸轉(zhuǎn)濃[14]。高品質(zhì)煙葉的化學(xué)成分品質(zhì)指標(biāo)中，以氮堿比值接近1∶1為最佳[15]。從表3可以看出，T3處理的氮堿比值最接近 1∶1，T2，T4處理次之，T1處理較接近2∶1?？偟c煙堿的含量變化保持一致，表現(xiàn)均為T(mén)3＞T2＞T4＞T1，其中，T1，T3處理與其他各處理間均差異顯著。

表3 施氮量對(duì)于煙葉常規(guī)化學(xué)成分的影響

2.3 施氮量對(duì)雪茄煙葉中性致香物質(zhì)含量的影響

香氣是構(gòu)成煙葉風(fēng)格特色和質(zhì)量特征的核心內(nèi)容，致香物質(zhì)是煙葉燃吸過(guò)程中產(chǎn)生香氣的基礎(chǔ)，煙葉中致香物質(zhì)含量高則香味充足，吃味醇和[14]。煙葉中的香氣成分及含量在一定程度上決定雪茄的品質(zhì)優(yōu)劣，但香氣物質(zhì)成分十分復(fù)雜，一些香氣物質(zhì)含量雖少，卻對(duì)煙葉的香氣質(zhì)量有很大貢獻(xiàn)[16]。對(duì)調(diào)制后雪茄煙葉中香氣物質(zhì)的主要成分進(jìn)行測(cè)定，定性定量測(cè)出了31種中性香氣物質(zhì)。由表4可知，中性致香物質(zhì)總量表現(xiàn)為T(mén)3＞T4＞T1＞T2。

表4 氮肥用量對(duì)煙葉常規(guī)化學(xué)成分的影響 μg/g

續(xù)表4

2.3.1 施氮量對(duì)雪茄煙葉芳香族氨基酸降解產(chǎn)物的影響 苯丙氨酸類(lèi)致香物質(zhì)包含苯甲醛、苯甲醇、苯乙醛、苯乙醇等香氣成分，都是重要的可以使煙氣增加花香和果香的物質(zhì)[14]。比如苯甲醛可以增加杏仁香、櫻桃香和甜香，苯甲醇具有天然的玫瑰香味，苯乙醛可使煙氣增加皂花香和焦香等。

由圖1可知，隨著施氮量增加苯丙氨酸類(lèi)致香物質(zhì)整體上呈現(xiàn)先降低后增加的趨勢(shì)，表現(xiàn)為T(mén)4＞T3＞T1＞T2。從圖2可以看出，T3處理中苯甲醛與苯乙醛的含量最高，苯甲醇含量則是T1處理最高，苯乙醇含量是T4處理最高，而且苯乙醇受施氮量影響最為明顯。說(shuō)明苯丙氨酸類(lèi)致香物質(zhì)中施氮量主要影響的是苯乙醇含量。

2.3.2 施氮量對(duì)雪茄煙葉棕色化反應(yīng)產(chǎn)物的影響棕色化產(chǎn)物類(lèi)致香物質(zhì)包含有糠醛、糠醇、2-乙?；秽?-甲基糠醛、3，4-二甲基-2，5-呋喃二酮等成分，其中多種物質(zhì)具有特殊的香味，對(duì)煙草吃味的形成也有著重大影響，煙葉醇化后的堅(jiān)果香、甜香等多種優(yōu)美香氣與這些化合物都有著很大的關(guān)系[14]。

從圖3可以看出，棕色化產(chǎn)物類(lèi)致香物質(zhì)T4處理的含量最高，T2處理的含量最低，其總量表現(xiàn)為 T4＞T3＞T1＞T2。糠醛、2- 乙酰基呋喃、3，4- 二甲基-2，5-呋喃二酮均以T4處理最高，T2處理下含量均較低?？傮w來(lái)看，糖醛隨施氮量的增加而增加，其余產(chǎn)物含量均以T4處理最高，T2處理最低，故T4處理最有利于棕色反應(yīng)產(chǎn)物形成。

2.3.3 施氮量對(duì)雪茄煙葉西柏烷降解產(chǎn)物含量的影響 西柏烷類(lèi)降解產(chǎn)物茄酮是煙草中含量最多的中性香氣物質(zhì)之一，擁有新鮮胡蘿卜素的香味，對(duì)于提高煙草的香吃味有著很重要的作用。由圖4可知，茄酮在T3處理下含量最高，表現(xiàn)為T(mén)3＞T2＞T1＞T4。在本試驗(yàn)下，T1，T2，T3 處理差別不大，T4處理下降較為明顯。

2.3.4 施氮量對(duì)雪茄煙葉類(lèi)胡蘿卜素降解產(chǎn)物含量的影響 類(lèi)胡蘿卜素是煙葉主要致香物質(zhì)的前體物之一，在煙葉成熟、調(diào)制、發(fā)酵過(guò)程中可降解產(chǎn)生多種重要的致香成分[14，17-21]。如大馬酮和紫羅蘭酮可增加煙草的花香香味，巨豆三烯酮是煙草天然香氣的重要成分，可增加煙葉中花香和木香的特征，因而，在卷煙加香方面很有用處[14]。由表4可知，T3處理類(lèi)胡蘿卜素類(lèi)降解產(chǎn)物含量最高達(dá)到112.7μg/g，而 T1處理最低，為 97.62μg/g，T3處理較T1處理提高了15.08%。各處理含量表現(xiàn)為T(mén)3＞T2＞T4＞T1，呈先上升后下降趨勢(shì)，這與趙銘欽等[7]研究一致。圖5顯示，巨豆三烯酮1、巨豆三烯酮2、巨豆三烯酮3均隨氮肥用量的增加而增高，巨豆三烯酮4含量是T3處理最高；二氫獼猴桃內(nèi)酯、β-二氫大馬酮含量表現(xiàn)是T3＞T2＞T1＞T4；3-羥基-β-二氫大馬酮、法尼基丙酮含量是T3處理最高，T2處理次之。

2.3.5 施氮量對(duì)雪茄煙葉新植二烯含量的影響新植二烯是由葉綠素降解生成，是中性揮發(fā)性香氣物質(zhì)含量最高的成分。新植二烯具有使煙葉中其他揮發(fā)性香氣物質(zhì)、致香物質(zhì)及添加的香氣成分進(jìn)入煙氣的作用，同時(shí)它可直接大量轉(zhuǎn)移到煙氣中，具有減輕刺激和柔和煙氣的作用。其本身具有微弱香氣，在調(diào)制和陳化過(guò)程中可進(jìn)一步降解轉(zhuǎn)化為其他低分子的香氣成分[14，18]。從圖6可以看出，新植二烯含量表現(xiàn)為T(mén)4＞T3＞T2＞T1，隨施氮量的增加新植二烯含量逐漸升高，但升高幅度減小。

3 討論

N素是植物生長(zhǎng)發(fā)育的必須大量元素，對(duì)植物產(chǎn)量有著決定性的影響，被認(rèn)為是生命的元素[22]，雪茄煙生長(zhǎng)發(fā)育前期有足夠量的氮素供應(yīng)，尤其是在培養(yǎng)茄衣品種時(shí)氮素更為重要，增加氮素可使葉寬增加、葉片變薄、營(yíng)養(yǎng)期延長(zhǎng)，并可增加煙葉光澤。合理的施氮量能夠促使雪茄煙中各種養(yǎng)分達(dá)到平衡，滿足其正常生理代謝需求，利于雪茄煙品質(zhì)的形成。一般情況下，隨施氮量增大雪茄煙各種農(nóng)藝性狀逐漸變優(yōu)，各個(gè)部位葉片長(zhǎng)度、寬度等多種指標(biāo)都與施氮量呈正相關(guān)，但施氮量過(guò)大時(shí)，煙葉的品質(zhì)協(xié)調(diào)性會(huì)顯著下降[23]。本研究顯示，移栽30 d內(nèi)雪茄的生長(zhǎng)發(fā)育基本上與施氮量成正比，之后施氮量最大的T4處理發(fā)育變差，這可能與雪茄煙各個(gè)時(shí)期對(duì)氮肥需求量的不同有關(guān)，且生育前期各處理農(nóng)藝性狀大都呈顯著差異，生育后期受到施氮量的影響減小。所以，對(duì)于雪茄煙不同生長(zhǎng)階段對(duì)氮肥的需求量有待于進(jìn)一步研究。在本試驗(yàn)條件下發(fā)現(xiàn)，適宜的氮肥能夠增加雪茄煙葉寬、莖圍、葉長(zhǎng)、株高等農(nóng)藝性狀。

煙葉化學(xué)成分是決定煙葉質(zhì)量和風(fēng)格特色的物質(zhì)基礎(chǔ)，受品種、氣候、栽培、加工等多種因素影響，各種化學(xué)成分含量和相互間比例的變化較大[14]。一般情況下，適量增加施氮量，煙葉品質(zhì)也會(huì)隨之改善，過(guò)量施氮煙葉品質(zhì)的協(xié)調(diào)性將會(huì)降低[24]。本研究發(fā)現(xiàn)，施氮量對(duì)雪茄煙葉中總糖、煙堿及總氮的含量影響顯著，總糖含量與施氮量呈負(fù)相關(guān)，煙堿與總氮含量呈正相關(guān)；且施氮量為180 kg/hm2時(shí)，雪茄煙葉中各項(xiàng)常規(guī)化學(xué)成分最為協(xié)調(diào)，這與姚芳等[25]的研究結(jié)果一致。但雪茄煙至今沒(méi)有一個(gè)化學(xué)成分的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)進(jìn)行對(duì)比，故亟需建立優(yōu)質(zhì)雪茄煙的各項(xiàng)化學(xué)指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)。

雪茄品質(zhì)的優(yōu)劣，很大程度上取決于煙葉中的香氣成分[26]。對(duì)于雪茄煙香氣的影響有多種因素，但對(duì)于某一雪茄煙品種而言，選擇適宜的施氮量來(lái)提高煙葉致香物質(zhì)含量是優(yōu)質(zhì)雪茄煙葉生產(chǎn)的重要技術(shù)手段。但目前關(guān)于施氮量對(duì)雪茄煙香氣物質(zhì)影響的研究卻甚少。本試驗(yàn)結(jié)果表明，在五指山地區(qū)，適宜的施氮量能夠顯著提高中性香氣物質(zhì)，但不是每種中性致香物質(zhì)含量均會(huì)集中在一個(gè)施氮量處理下達(dá)到最高值。而且并不是致香物質(zhì)總量越高香氣品質(zhì)越好，不同致香物質(zhì)種類(lèi)對(duì)煙葉香味的作用與貢獻(xiàn)不同，某些致香物質(zhì)的含量雖少，但卻對(duì)煙葉香味的貢獻(xiàn)很大，也可能是某些特征香氣的重要來(lái)源。周昆等[27]研究發(fā)現(xiàn)，煙葉中各類(lèi)致香成分間會(huì)相互作用，煙葉香氣質(zhì)量也受多種香氣成分的組成、含量、比例及相互作用所影響。另外，不同品種及施肥量條件下的香氣物質(zhì)總量存在差異[28-29]。因此，對(duì)于雪茄煙中各類(lèi)香氣成分間的相互作用和不同品種所需施氮量的比較也亟需研究。

4 結(jié)論

不同的煙草類(lèi)型需肥量是不同的，對(duì)雪茄煙需肥量的研究對(duì)海南雪茄煙生產(chǎn)有重要意義。本試驗(yàn)結(jié)果表明，不同施氮量對(duì)雪茄煙的生長(zhǎng)發(fā)育、常規(guī)化學(xué)成分及中性香氣物質(zhì)影響均較為明顯，對(duì)比各處理煙株生長(zhǎng)發(fā)育情況可看出，施氮量對(duì)煙株生育前期影響較大，對(duì)煙株生育后期影響不顯著，施氮量為180 kg/hm2時(shí)，煙株農(nóng)藝性狀最優(yōu)、常規(guī)化學(xué)成分最為協(xié)調(diào)、晾制后煙葉中性香氣物質(zhì)表現(xiàn)也最好。綜上所述，雪茄煙在該地區(qū)施氮量為180 kg/hm2時(shí)，生長(zhǎng)發(fā)育最好、品質(zhì)最高。

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Effects of Nitrogen Application Rate on Growth and Quality of Cigar in Hainan Wuzhi Mountain

ZHANGRuixin1，RENTianbao1，YINQuanyu1，SHAOYu2，MEIYanan1，ZHAOMingqin1，LIUGuoshun1
（1.College of Tobacco，Henan Agricultural University，National Tobacco Cultivation and Physiological and Biochemical Center，Zhengzhou 450002，China；2.Hainan Cigar Research Institute，Haikou 571199，China）

The effects of four nitrogen application rates（90,135,180,225 kg/hm2） on the growth and quality of flue-cured tobacco were studied by field experiment and chemical analysis.The resultsshowed that the amount of nitrogen had significant effects on the early growth and neutral aroma content of cigar.Compared with the other three nitrogen application rates,the agronomic traits,tobacco chemical components and neutral aroma components of the cigar were the best indicators when the amount of nitrogen was 180 kg/hm2.The results show that under the experimental conditions,when the application of nitrogen is 180 kg/hm2,the comprehensive performance of cigarsisthebest,thecharacteristicscan befully displayed.

nitrogen application rate;growth and development;tobaccoquality

S572

A

1002-2481（2017）12-1969-07

10.3969/j.issn.1002-2481.2017.12.18

2017-07-05

中國(guó)煙草總公司海南省公司科技重點(diǎn)項(xiàng)目合同（201646000020041）

張銳新（1992-），男，河南孟州人，在讀碩士，研究方向：煙草栽培生理生化。趙銘欽為通信作者。