許山河 孫興權(quán) 盧平

摘 要：為探討外源氨基酸和腐殖酸對有機(jī)—無機(jī)配施條件下烤煙品質(zhì)的影響，通過田間小區(qū)試驗，以不同用量氨基酸和腐殖酸替代普通有機(jī)肥，比較對K326品種烤煙常規(guī)化學(xué)成分、外觀質(zhì)量和感官評吸的影響，并以這3個品質(zhì)維度的評定指數(shù)為變量進(jìn)行主成分分析。結(jié)果表明：45和60 kg/hm2氨基酸、45 kg/hm2腐殖酸與無機(jī)肥配施，烤煙化學(xué)成分、外觀質(zhì)量和感官質(zhì)量評定指數(shù)與對照相比均有不同程度的提高，30 kg/hm2腐殖酸與無機(jī)肥配施對C3F煙葉感官質(zhì)量有負(fù)面影響，腐殖酸用量為60 kg/hm2時，C3F化學(xué)成分協(xié)調(diào)性和煙葉外觀質(zhì)量有下降趨勢，主成分分析結(jié)果表明，在有效用量水平相當(dāng)時，添加氨基酸的處理烤煙品質(zhì)綜合得分高于腐殖酸。相對而言，在牟定地區(qū)烤煙施基肥時以45～60 kg/hm2氨基酸替代26.7%的無機(jī)氮肥，對烤煙綜合品質(zhì)的提高效果最佳。

關(guān)鍵詞：氨基酸;腐殖酸;有機(jī)-無機(jī)肥配施;烤煙;綜合品質(zhì)

中圖分類號：S572文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1006-060X（2019）10-0029-04

Abstract： In order to investigate the effects of exogenous amino acids （AAs） and humic acids （HAs） on quality of flue-cured tobacco under the condition of organic and inorganic fertilizer application， a field plot experiment by using K326 was carried out with substituting different levels AAs and HAs for conventional organic fertilizer to compare the effects on regular chemical composition， appearance quality and sensory smoking quality， furthermore， the PCA （principal component analysis） was used to evaluate the exponent of these three quality aspects of flue-cured tobacco. The results showed that the combination of 45 and 60 kg/hm2 amino acids， 45 kg/hm2 humic acid and inorganic fertilizer could improve the chemical composition， appearance quality and sensory smoking quality evaluation index of flue-cured tobacco. 30 kg/hm2 humic acid and inorganic fertilizer had a negative effect on the sensory quality of C3F tobacco. When humic acid dosage was 60 kg/hm2， the compatibility of chemical components of C3F and the appearance quality of tobacco decreased. The results of principal component analysis showed that the comprehensive quality score of flue-cured tobacco treated with amino acid was higher than that of humic acid when the effective dosage was the same. In comparison， 45-60 kg/hm2 amino acid was used to replace 26.7% inorganic nitrogen fertilizer in the base fertilizer application of flue-cured tobacco in Mouding area， which had the best effect on improving the comprehensive quality of flue-cured tobacco.

Key words： amino acid; humic acid; organic-inorganic fertilizer; flue-cured tobacco; comprehensive quality

大量研究和生產(chǎn)實踐表明，適量的有機(jī)肥和化肥配施對植煙土壤肥力、微生物種群多樣性和酶活性等有正面影響，與單施有機(jī)肥或化肥相比，能促進(jìn)不同主栽烤煙品種生長發(fā)育，提高煙葉的綜合品質(zhì)，并在一定程度上提高種煙經(jīng)濟(jì)效益[1-8]。配施有機(jī)肥料能夠改善煙葉品質(zhì)，主要原因是其礦化分解產(chǎn)生了大量有機(jī)酸。一般而言，有機(jī)酸通過改善土壤及煙株根際微環(huán)境，促進(jìn)煙株生理生化代謝，從而改善煙葉品質(zhì)，但不同類型有機(jī)酸在土壤中和植株體內(nèi)的作用有明顯不同[9]。氨基酸與腐殖酸是有機(jī)物料礦化分解產(chǎn)生的重要有機(jī)酸[10-11]，二者均可作為植物生物刺激素，促進(jìn)根系生長，加強(qiáng)營養(yǎng)吸收和提高抗逆性[12]。研究表明，氨基酸與氮肥同時補(bǔ)充時表現(xiàn)出明顯的激素活性[13]，能夠被植株根部直接吸收利用，可在作物生長過程中作為氮素吸收的調(diào)節(jié)信號[14];腐殖酸通過改善土壤結(jié)構(gòu)和植株根構(gòu)型，提高土壤肥力，對植株生理產(chǎn)生有利影響[15]，有學(xué)者通過直接添加的方式，比較了外源性氨基酸和檸檬酸、蘋果酸、乳酸等在烤煙葉綠體色素及氮代謝方面的異同[16]，探討腐殖酸和檸檬酸、蘋果酸、油酸對煙葉總糖、還原糖、煙堿含量等方面的影響[9，17-18]，而氨基酸和腐殖酸對烤煙品質(zhì)的對比研究報道較少，游離氨基酸作為促成腐殖酸分子聚合的重要前體物質(zhì)[11]，二者對烤煙品質(zhì)的形成必定存在某些方面的區(qū)別與聯(lián)系，值得開展相關(guān)探討。通過在烤煙移栽時直接添加不同量外源氨基酸和腐殖酸，綜合評價兩種有機(jī)酸對K326品種中、上部位煙葉在常規(guī)化學(xué)成分、外觀質(zhì)量和感官評吸3個方面的影響，以期為楚雄牟定地區(qū)優(yōu)質(zhì)煙葉生產(chǎn)提供參考和依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗地位于云南省楚雄彝族自治州牟定縣江坡鎮(zhèn)高平村（海拔1 760.0 m，地理位置：25?26′N，101?58′E）。土壤類型為沙壤土，前茬撂荒。供試土壤基本肥力狀況：pH值5.91，有機(jī)質(zhì)含量23.48 g/kg，全氮1.58 g/kg，全磷1.77 g/kg，全鉀6.63 g/kg，水解性氮116.39 mg/kg，有效磷34.42 mg/kg，速效鉀149.58?mg/kg。

1.2 試驗材料

供試烤煙品種為K326;供試肥料為烤煙專用復(fù)合肥（N-P2O5-K2O=15∶15∶18）、鈣鎂磷肥（P2O5≥15.0%）、商品有機(jī)肥（總養(yǎng)分≥6.0%）、農(nóng)用硝酸鉀（N-P2O5-K2O=13.5∶0∶44.5）、腐殖酸鈉（水溶性腐殖酸≥40.0%）、水溶性氨基酸（總氨基酸含量≥15.4%）。

1.3 試驗設(shè)計

腐殖酸組（H）設(shè)3個水平，分別為H1：純水溶性腐殖酸30 kg/hm2，H2：45 kg/hm2，H3：60 kg/hm2;氨基酸組（A）設(shè)3個水平，分別為A1：總氨基酸用量30 kg/hm2，A2：45 kg/hm2，A3：60 kg/hm2;以商品有機(jī)肥與無機(jī)肥配施為對照（CK）。共7個處理，3次重復(fù)，每小區(qū)植煙90株，隨機(jī)區(qū)組排列，于2018年5月1日以常規(guī)方式移栽，種植株行距0.6 m×1.2 m。CK施純氮量為112.5 kg/hm2，有機(jī)氮替代量約為26.7%，其中基肥按純氮用量67.5 kg/hm2計算，環(huán)施烤煙專用復(fù)合肥250 kg/hm2、鈣鎂磷肥300 kg/hm2和商品有機(jī)肥2 250 kg/hm2，移栽后40 d按純氮用量45 kg/hm2澆施農(nóng)用硝酸鉀。H組和A組處理除不施商品有機(jī)肥外，其余施肥措施與CK一致。按當(dāng)?shù)貎?yōu)質(zhì)煙葉生產(chǎn)技術(shù)規(guī)范進(jìn)行大田管理和成熟采烤。

1.4 測定項目及方法

各小區(qū)初烤煙葉回潮后按照GB 2635—1992進(jìn)行分級，選取C3F（中桔三）、B2F（上桔二）煙葉樣品各1.5 kg，依據(jù)YC/T 159—2002，YC/T 160—2002，YC/T 161—2002，YC/T 162—2002和YC/T 173—2003等標(biāo)準(zhǔn)，測定煙葉常規(guī)化學(xué)成分（總糖、還原糖、總氮、總植物堿、鉀離子及氯離子含量）。參考蔡憲杰等[19]的方法對煙葉外觀質(zhì)量的6項指標(biāo)（顏色、成熟度、組織結(jié)構(gòu)、身份、油分和色度）進(jìn)行評分。依據(jù)YC/T138—1998標(biāo)準(zhǔn)，以9分制法[8]對煙葉樣品5項感官質(zhì)量指標(biāo)（香氣質(zhì)、香氣量、余味、刺激性和雜氣）進(jìn)行評分。

1.5 數(shù)據(jù)分析

以協(xié)調(diào)性指數(shù)評價煙葉常規(guī)化學(xué)成分的協(xié)調(diào)性[20]，以賦值權(quán)重指數(shù)和法對煙葉外觀質(zhì)量和感官質(zhì)量進(jìn)行評價[21]，對各處理不同部位的常規(guī)化學(xué)成分協(xié)調(diào)性得分和外觀質(zhì)量、感官評吸指數(shù)和得分進(jìn)行主成分分析，并計算綜合主成分值[22]。數(shù)據(jù)整理、分析由Excel 2010和SPSS 18.0完成，多重比較采用Duncan's新復(fù)極差法（α=0.05），因子旋轉(zhuǎn)采用最大方差法。

2 結(jié)果及分析

2.1 烤煙常規(guī)化學(xué)成分

如表1所示，與CK相比，各處理C3F等級中A1、A2和A3處理的總糖含量以及A3還原糖、H3煙堿含量顯著降低（P<0.05），A3煙堿含量以及H2、A1、A2和A3的鉀離子含量顯著升高。B2F等級中H1、H2、H3、A2和A3的總糖含量和A3還原糖含量顯著降低，H3總氮含量、A3煙堿含量、A2和A3的鉀離子含量以及A3氯離子含量顯著升高。由表1可知，C3F等級煙葉協(xié)調(diào)性指數(shù)可分為兩個層次，第一層次是CK和H組，綜合指數(shù)范圍在0.58～0.64，處于“中”水平;第二層次是A組3個處理，綜合指數(shù)為0.66～0.72，達(dá)到了“較高”水平，且A1、A2和A3均顯著高于CK，其中最高為A2=0.72。B2F等級煙葉協(xié)調(diào)性指數(shù)同樣為兩個層次，即CK、H1、H3和A1處于0.68～0.73，為“較高”水平;H2、A2和A3在0.75以上，達(dá)到了“高”水平，3個處理均顯著高于CK，其中最高為A3=0.82。

2.2 煙葉外觀質(zhì)量

由表2可知，各處理C3F等級外觀質(zhì)量指數(shù)和H2>A1>A2>A3>H1>CK>H3，煙葉樣品顏色均為桔黃色，厚薄適中，各處理外觀質(zhì)量的差異主要表現(xiàn)為：H1、H2、A1和A2處理的成熟度較好，H3成熟度稍差;H2、H3和A1的葉片更顯疏松（葉面組織結(jié)構(gòu)）;H3處理油分稍顯不足;各處理色度均強(qiáng)于CK。B2F等級外觀質(zhì)量綜合指數(shù)表現(xiàn)為H2>A2>A3>A1>H1>CK>H3，煙葉樣品顏色均為桔黃色，葉片稍厚，各處理差異主要表現(xiàn)在：H2煙葉顏色均勻度更佳;CK、H3和A1處理的成熟度稍差;A1、A2和A3處理的葉面更顯疏松;A2葉片相對較薄;CK、A1、A2和A3油分較多;A1色度稍弱。

2.3 烤煙感官質(zhì)量

從評吸總分來看（表3），C3F等級A2>H2>A3>A1>H3>CK>H1，各處理間的差異主要表現(xiàn)在：H3柔和細(xì)膩性稍欠，生、青雜氣相對較重;H2、A1、A2和A3處理的香氣量相對較足，煙氣透發(fā)性、成團(tuán)性較好;H2、H3、A1、A2和A3的刺激性較小;H1、H2、H3和A1的余味較舒適。B2F等級A2>A3>H2>H3>A1>H1=CK，各處理香氣質(zhì)均顯細(xì)膩、甜潤，差異主要表現(xiàn)在：H2、H3和A3處理的香氣量較足;CK、H1和H2的刺激性相對較小;A1和A2的余味辛辣感較輕、舒適性更好;CK、H1、A2和A3的枯焦氣相對較輕。

2.4 烤煙品質(zhì)主成分分析及綜合評價

以不同部位常規(guī)化學(xué)成分、外觀質(zhì)量和感官評吸評定指數(shù)為變量進(jìn)行主成分分析，相關(guān)矩陣KMO=0.78，Bartlett球形度檢驗相伴概率為0.00，以特征值λ>0.6為標(biāo)準(zhǔn)將隸屬于不同維度的品質(zhì)指數(shù)壓縮為2個主成分，主成分1（PC1）的方差貢獻(xiàn)率為69.65%，主成分2（PC2）方差貢獻(xiàn)率為16.04%，對試驗處理烤煙品質(zhì)的累積解釋量為85.69%，適合進(jìn)行主成分分析[22]。主成分綜合得分排名如下：A2（0.98）>A3（0.87）>H2（0.10）>H3（-0.28）>A1（-0.42）>CK（-0.61）>H1（-0.64），除H1外各處理得分均高于CK，A組中A2和A3較優(yōu)，H組中H2處理表現(xiàn)相對較好，同一用量水平下，A組各處理綜合得分均高于H組。

3 討 論

結(jié)果表明，與常規(guī)有機(jī)—無機(jī)肥配施相比，氨基酸和腐殖酸均能引起煙葉總糖、還原糖、煙堿和鉀離子含量的變化（P<0.05），這些變化表現(xiàn)在不同部位和用量水平上，一致之處在于，對總糖、還原糖含量的影響均為降低，對鉀離子含量表現(xiàn)出的影響均為升高，差異之處在于對煙堿含量的影響上，施用氨基酸表現(xiàn)為升高（A3處理下的C3F及B2F），腐殖酸則表現(xiàn)為降低（H3處理下的C3F）;各處理的化學(xué)成分、外觀質(zhì)量和感官質(zhì)量綜合指數(shù)方面，添加30 kg/hm2腐殖酸使C3F煙葉感官質(zhì)量有下降趨勢，腐殖酸用量達(dá)60 kg/hm2時，C3F化學(xué)成分協(xié)調(diào)性和煙葉總體外觀質(zhì)量有下降趨勢，這些趨勢與某些研究結(jié)論有所差異[23-24]，其原因有待開展進(jìn)一步驗證，45和60 kg/hm2氨基酸、45 kg/hm2腐殖酸處理不同部位烤煙三個維度的評定指數(shù)均有不同程度的提高。結(jié)合楚雄K326品種煙葉糖含量高、鉀離子偏低等特點[25]，試驗結(jié)果說明了適量氨基酸或腐殖酸與化肥配施，對煙葉成熟期間同化物的降解轉(zhuǎn)化有一定的調(diào)節(jié)效應(yīng)，使煙葉的內(nèi)在品質(zhì)更加協(xié)調(diào)及醇和[26-27]。值得指出的是，二者對煙堿含量的不同影響可能是氨基酸本身就具有營養(yǎng)作用，可作為直接氮源供煙株吸收利用，且能夠促進(jìn)烤煙對硝態(tài)氮的吸收和轉(zhuǎn)化，直接或間接參與煙堿的合成[16]，而腐殖酸聚合體中雖然含有一定的氮素，但由于難以在土壤中分解釋放，在施氮量減少的情況下，會造成生長后期氮營養(yǎng)供應(yīng)不足，影響烤煙生長和植物堿的合成與轉(zhuǎn)化[28]。

由于烤煙化學(xué)成分、外觀質(zhì)量和感官評吸3個方面綜合指數(shù)計算模型不同，且不同葉位間內(nèi)在和外在品質(zhì)差異較大[29]，難以比較，采用主成分分析方法壓縮不同維度的品質(zhì)要素，能夠全面、客觀的評價烤煙品質(zhì)?？傮w而言，添加30、45和60 kg/hm2氨基酸以及45和60 kg/hm2腐殖酸，主成分綜合得分均高于常規(guī)有機(jī)—無機(jī)肥配施，相對而言，在有效含量添加水平相當(dāng)?shù)那闆r下，氨基酸各處理得分均高于腐殖酸，其中氨基酸添加量為45和60 kg/hm2時，烤煙品質(zhì)綜合得分較高，說明在供試條件下，45～60 kg/hm2氨基酸與無機(jī)肥配施，對K326品種烤煙品質(zhì)的提高效果最佳。

綜上所述，在有機(jī)-無機(jī)肥配施條件下，直接添加外源性氨基酸對煙葉綜合品質(zhì)的提高作用優(yōu)于同等用量水平的腐殖酸，在烤煙移栽時以氨基酸45～60 kg/hm2替代26.7%無機(jī)氮，對牟定K326品種烤煙綜合品質(zhì)的提高效果最優(yōu)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 張久明，周寶庫，魏 丹，等. 有機(jī)無機(jī)肥配施黑土胡敏酸結(jié)構(gòu)光譜學(xué)特征[J]. 光譜學(xué)與光譜分析，2019，39（3）：845-850.

[2] 劉 昌，黃 鶯，陳 雪，等. 有機(jī)、無機(jī)肥配施比例對植煙土壤細(xì)菌組成及烤煙產(chǎn)質(zhì)量的影響[J]. 河南農(nóng)業(yè)科學(xué)，2018，47（6）：52-58.

[3] 張 翔，毛家偉，黃元炯，等. 不同施肥處理對烤煙干物質(zhì)積累與分配的影響[J]. 中國土壤與肥料，2011（3）：31-34，91.

[4] 李軍營，鄧小鵬，楊 坤，等. 施用有機(jī)肥對植煙土壤理化性質(zhì)的影響[J]. 中國土壤與肥料，2012（3）：12-16，34.

[5] 裴 軍，王文杰，劉文濤，等. 不同種類有機(jī)肥對中煙100農(nóng)藝性狀和產(chǎn)質(zhì)量的影響[J]. 中國煙草科學(xué)，2010，31（5）：34-37.

[6] 毛家偉，孫大為，張 翔，等. 不同有機(jī)肥對烤煙云煙87生長發(fā)育及土壤肥力的影響[J]. 河南農(nóng)業(yè)科學(xué)，2016，45（9）：41-45.

[7] 王 毅，瞿 興，楊 躍，等. 菜籽餅肥與化肥配合施用對烤煙生長及土壤養(yǎng)分的影響[J]. 華中農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，2006，25（1）：50-54.

[8] 潘義宏，顧毓敏，王瑞寶，等. 不同有機(jī)肥配施對植煙土壤肥力及云煙105綜合品質(zhì)的影響[J]. 河南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，2018，52（2）：179-186.

[9] 介曉磊，杜 君，劉世亮，等. 不同有機(jī)酸營養(yǎng)對不同成熟度烤煙內(nèi)在品質(zhì)的影響[J].植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報，2008（4）：734-741.

[10] 楊亞麗，苑舉民，李彥東，等. 施用有機(jī)肥對棕壤養(yǎng)分及氨基氮含量的影響[J].中國煙草科學(xué)，2011，32（5）：52-55，62.

[11] 魏自民，吳俊秋，趙 越，等. 堆肥過程中氨基酸的產(chǎn)生及其對腐植酸形成的影響[J].環(huán)境工程技術(shù)學(xué)報，2016，6（4）：377-383.

[12] Calvo P，Nelson L，Kloepper J W. Agricultural uses of plant biostimulants [J]. Plant and Soil，2014，383（1/2）：3-41.

[13] Ertani A，Cavani L， Pizzeghello D，et al. Biostimulant activity of two protein hydrolyzates in the growth and nitrogen metabolism of maize seedlings[J]. Journal of Plant Nutrition and Soil Science，2009，172（2）：237-244.

[14] Miller A J，F(xiàn)an X，Shen Q，et al. Amino acids and nitrate as signals for the regulation of nitrogen acquisition [J]. Journal of Experimental Botany，2008，59（1）：111-119.

[15] Trevisan S，F(xiàn)rancioso O，Quaggiotti S，et al. Humic substances biological activity at the plant-soil interface [J]. Plant Signaling& Behavior，2010，6（6）：635-643.

[16] 劉國順，朱 凱，武雪萍，等. 施用有機(jī)酸和氨基酸對烤煙生長及氮素吸收的影響[J]. 華北農(nóng)學(xué)報，2004（4）：51-54.

[17] 化黨領(lǐng)，杜 君，劉世亮，等. 不同有機(jī)酸對烤煙生長發(fā)育及煙葉品質(zhì)的影響[J]. 中國農(nóng)學(xué)通報，2007，23（8）：166-170.

[18] 化黨領(lǐng)，杜 君，劉世亮，等. 施用有機(jī)酸對不同成熟度烤煙生理代謝和營養(yǎng)代謝的影響[J]. 干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究，2008，26（4）：59-64.

[19] 蔡憲杰，王信民，尹啟生. 烤煙外觀質(zhì)量指標(biāo)量化分析初探[J]. 煙草科技，2004，37（6）：37-39，42.

[20] 李曉婷，亞 平，何元勝，等. 云南省臨滄煙區(qū)烤煙化學(xué)成分特征及空間分布[J]. 煙草科技，2013，46（1）：53-57.

[21] 王彥亭，謝劍平，李志宏. 中國煙草種植區(qū)劃[M]. 北京：科學(xué)出版社，2010.

[22] 董高峰，張 強(qiáng)，向 明，等. 楚雄烤煙主要化學(xué)成分的因子分析和綜合評價[J]. 云南大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2010，32（S1）：81-86.

[23] 薛超群，奚家勤，王建偉，等. 腐殖酸用量對土壤微生物數(shù)量和煙葉香氣品質(zhì)的影響[J]. 煙草科技，2014，47（3）：71-75.

[24] 高華軍，林北森，王五權(quán)，等. 腐殖酸肥對百色植煙土壤養(yǎng)分和烤煙香氣質(zhì)量的影響[J]. 中國煙草科學(xué)，2014，35（4）：52-57.

[25] 李曉婷，張 靜，保 華，等. 云南3個主栽烤煙品種的化學(xué)成分含量和區(qū)域特征分析[J]. 云南大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2018，40（5）：995-1005.

[26] 向德明，張明發(fā)，彭曙光，等. 不同氨基酸有機(jī)肥對烤煙生長發(fā)育及產(chǎn)質(zhì)量的影響[J]. 農(nóng)學(xué)學(xué)報，2018，8（12）：40-46.

[27] 敖金成，王俊科，羅華元，等. 腐殖酸肥對烤后煙葉內(nèi)在品質(zhì)的影響[J]. 西北農(nóng)業(yè)學(xué)報，2012，21（11）：101-107.

[28] 趙滿興，劉 慧，白二磊，等. 腐殖酸和生物有機(jī)肥替代化肥對烤煙生長及品質(zhì)的影響[J]. 分子植物育種，2019，（9）：3105-3114.

[29] 胡榮海. 云南煙草栽培學(xué)[M]. 北京：科學(xué)出版社，2007.

（責(zé)任編輯：肖彥資）