硒、硼配施對(duì)煙葉品質(zhì)及硒含量的影響

王 政，敖金成，陳廷慧，黃崇峻，余東燦，錢周龍，楊曉斌

(1.廣西中煙工業(yè)有限責(zé)任公司，廣西 南寧 530001； 2.云南瑞升煙草技術(shù)(集團(tuán))有限公司，云南 昆明 650106； 3.云南省煙草公司文山州公司，云南 文山 663000)

近年來，煙草的可用性和安全性成為煙草科學(xué)重點(diǎn)關(guān)注的方向。開發(fā)低害卷煙是卷煙行業(yè)發(fā)展的新思路[1]。提高煙葉中硒的含量可以增加煙草的安全性[2]，通過補(bǔ)硒能夠顯著降低吸煙對(duì)人體的傷害[3-6]。

微量元素硒是植物生長發(fā)育的有益元素。適量施硒在促進(jìn)作物生長發(fā)育、增加產(chǎn)量、改善品質(zhì)等方面發(fā)揮著重要的作用[1,7-9]。目前，富硒植物產(chǎn)品主要依靠土壤或葉面施用外源硒來獲得[10-11]。但硒對(duì)植物促生、提質(zhì)增產(chǎn)、硒含量的影響因作物種類、硒肥種類、硒肥施用量等[11-13]具有較大差異。硼是植物生長發(fā)育必需的微量元素之一，對(duì)烤煙的生長發(fā)育和改善品質(zhì)方面具有重要的作用[14-16]，在烤煙生產(chǎn)中被廣泛應(yīng)用。

合理配施微量元素肥料，有助于促進(jìn)作物生長和提升品質(zhì)。郭艷等[17]研究認(rèn)為，硒、硼配施可有效延緩因活性氧引起的油桃果實(shí)衰老，提高耐貯藏性。硒、鋅配施可使油菜芥酸含量明顯下降[18]。但是有些微量元素之間也存在拮抗作用，硼肥的施用應(yīng)該根據(jù)土壤情況決定[19]。在油菜上的研究表明，硒、硼存在一定的拮抗作用[20]。目前，關(guān)于硒、硼配施對(duì)煙葉品質(zhì)改善及硒素積累等方面的研究鮮見報(bào)道。為此，以高活性的有機(jī)硒肥為參試對(duì)象，探討了硒、硼配施對(duì)煙葉品質(zhì)及硒素積累的影響，為有機(jī)硒肥調(diào)控下富硒煙葉的種植提供參考。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)區(qū)域概況與試驗(yàn)材料

試驗(yàn)于2016年在云南省文山州丘北縣錦屏鎮(zhèn)(104°11′774″E、23°58′519″N)進(jìn)行。該地區(qū)屬中亞熱帶高原季風(fēng)氣候，年平均氣溫13.2～19.7 ℃，年平均降雨量1 000～1 270 mm，烤煙大田期降雨量780～900 mm，海拔1 515 m。

試驗(yàn)地土壤類型為紅壤，試驗(yàn)前耕作層(0～20 cm)土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷、全鉀、速效氮、速效磷、速效鉀、有效硒含量分別為24.8 g/kg、1.6 g/kg、1.6 g/kg、13.6 g/kg、133.1 mg/kg、51.2 mg/kg、212.9 mg/kg、50 mg/kg，pH值6.5。

供試烤煙品種為云煙87。供試有機(jī)硒肥(唐山津國農(nóng)業(yè)技術(shù)開發(fā)有限公司生產(chǎn))主要含：氨基酸100 g/L、微量元素(Fe、B、Zn)≥20 g/L、有機(jī)硒>6 g/L；硼肥(北京新禾豐農(nóng)化資料有限公司生產(chǎn))主要含：純硼≥21%、聚合硼酸鈉鹽≥99%。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)共設(shè)5個(gè)處理，各處理均在常規(guī)施肥的基礎(chǔ)上進(jìn)行。Se0處理為對(duì)照，不施硼肥和有機(jī)硒肥；Se0B處理施硼肥15 kg/hm2；Se1B、Se2B、Se3B處理均施硼肥15 kg/hm2，并分別施有機(jī)硒肥3、6、12 L/hm2。每個(gè)處理面積為333.9 m2，3次重復(fù)。硼肥和有機(jī)硒肥于烤煙移栽后(45～50 d)對(duì)水稀釋800～1 000倍葉面噴施，施肥時(shí)間盡量選擇在晴朗的午后進(jìn)行。所有處理統(tǒng)一移栽，行株距為120 cm×55 cm，大田管理均按照優(yōu)質(zhì)煙葉生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)行。

1.3 調(diào)查項(xiàng)目及方法

1.3.1 SPAD值 于烤煙現(xiàn)蕾期和封頂后7 d，用手持SPAD-502葉綠素儀(KONICA MINOLTA,日本)對(duì)中部煙葉(第13葉位)進(jìn)行SPAD值的測(cè)定，每個(gè)處理隨機(jī)選取5片，每個(gè)葉片測(cè)3個(gè)位點(diǎn)(葉基、葉中、葉尖)，取平均值。

1.3.2 煙葉品質(zhì) 施肥后，自下而上第8片葉起綁扎試驗(yàn)標(biāo)識(shí)，烤后隨機(jī)選取上橘二(B2F)和中橘三(C3F)等級(jí)煙葉各1.0 kg用于煙葉品質(zhì)評(píng)價(jià)。

1.3.2.1 化學(xué)成分 采用YC/T 160—2002測(cè)定煙葉總植物堿含量，采用YC/T 161—2002測(cè)定煙葉總氮含量，采用YC/T 159—2002測(cè)定煙葉總糖和還原糖含量，采用YC/T 173—2003測(cè)定煙葉鉀含量，采用YC/T 216—2013測(cè)定煙葉淀粉含量,采用YC/T 162—2011測(cè)定煙葉氯離子含量，采用YC/T 249—2008測(cè)定煙葉蛋白質(zhì)含量。參照《中國煙草種植區(qū)劃》對(duì)煙堿、總氮、還原糖、鉀、淀粉含量和糖堿比值、氮堿比值、鉀氯比值進(jìn)行賦值，確定化學(xué)成分檔次，乘以對(duì)應(yīng)權(quán)重，然后以指數(shù)和法判斷化學(xué)成分協(xié)調(diào)性。

1.3.2.2 外觀質(zhì)量 依據(jù)GB 2635—1992 烤煙分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)和YC/T 142—1998對(duì)初烤煙葉的顏色、成熟度、葉片結(jié)構(gòu)、身份、油分、色度6項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行量化打分，并參照《中國煙草種植區(qū)劃》，乘以對(duì)應(yīng)權(quán)重，以指數(shù)和法評(píng)價(jià)烤煙外觀質(zhì)量狀況。

1.3.2.3 感官質(zhì)量 采用暗評(píng)方式評(píng)價(jià)煙葉感官質(zhì)量。參照《YC/T 138—1998 煙草及煙草制品感官評(píng)吸方法》對(duì)煙葉香氣質(zhì)、香氣量、刺激性、余味、雜氣5項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行賦值量化，并參照《中國煙草種植區(qū)劃》，乘以對(duì)應(yīng)權(quán)重，以指數(shù)和法評(píng)價(jià)烤煙感官質(zhì)量的總體狀況。

1.3.3 煙葉硒含量 按照1.3.2中方法采集煙葉，然后按GB/T 5009.93—2017測(cè)定硒含量。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用Excel 2007進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，用SPSS 16.0進(jìn)行方差和聚類分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 硒、硼配施對(duì)煙葉SPAD值的影響

現(xiàn)蕾期，施硒、硼處理煙葉SPAD值均較對(duì)照提高，以Se2B處理最高，但差異均不顯著；封頂后7 d，施硒、硼處理煙葉SPAD值隨著有機(jī)硒肥用量的增加而降低，且各處理均較對(duì)照降低，僅Se3B處理與對(duì)照差異顯著，其他處理間差異不顯著(圖1)。說明施硒、硼處理有利于營養(yǎng)生長期烤煙光合色素的合成積累，進(jìn)入成熟期后，施硒、硼處理有利于煙葉的生理成熟。

不同小寫字母表示同一時(shí)期不同處理之間差異顯著(P<0.05),下同

2.2 硒、硼配施對(duì)煙葉品質(zhì)的影響

2.2.1 化學(xué)成分協(xié)調(diào)性 由表1可知，施硒、硼處理對(duì)B2F和C3F等級(jí)煙葉的化學(xué)成分協(xié)調(diào)性影響不同。B2F等級(jí)煙葉中，4個(gè)施硒、硼處理煙葉總糖、還原糖含量，糖堿比、鉀氯比及綜合指數(shù)均高于對(duì)照，其中綜合指數(shù)分別提高2.61%、0.07%、2.37%和2.74%；Se0B處理煙葉鉀離子、總植物堿、氯離子、淀粉含量與對(duì)照較為接近，Se1B、Se2B、Se3B處理均低于對(duì)照；氮堿比變化趨勢(shì)不規(guī)律。C3F等級(jí)煙葉中，Se1B、Se2B、Se3B處理煙葉總糖、淀粉含量高于對(duì)照，但綜合指數(shù)均低于對(duì)照；增加施硒量有效降低C3F等級(jí)煙葉總植物堿含量，但提高煙葉淀粉含量。Se0B、Se1B、Se2B、Se3B處理糖堿比、氮堿比和鉀氯比均高于對(duì)照。在4個(gè)施硒、硼處理中，以Se0B處理煙葉的化學(xué)成分含量較適宜，綜合指數(shù)最高，表現(xiàn)出較好的化學(xué)成分協(xié)調(diào)性。整體看，單施硼肥或硒硼合理配施有利于改善上部位煙葉化學(xué)成分協(xié)調(diào)性，而單施硼肥有利于改善中部位煙葉化學(xué)成分協(xié)調(diào)性，煙葉工業(yè)可用性高。

表1 硒、硼配施對(duì)煙葉化學(xué)成分協(xié)調(diào)性的影響

2.2.2 外觀質(zhì)量 由表2可知，施硒、硼對(duì)B2F等級(jí)煙葉外觀質(zhì)量的影響規(guī)律不明顯。對(duì)照、Se1B和Se3B處理煙葉顏色橘黃，成熟度好，均優(yōu)于Se0B和Se2B處理；葉片結(jié)構(gòu)尚疏松，以Se3B處理最好，Se2B處理次之，其余3個(gè)處理無差別；各處理身份均稍薄、有油分，Se3B和Se2B處理身份偏中等，油分以Se1B處理較差；各處理色度強(qiáng)，但處理間無差別；綜合指數(shù)表現(xiàn)為Se3B>Se0=Se1B>Se2B>Se0B，說明上部煙葉外觀質(zhì)量以Se3B處理最佳，Se0B處理最差。C3F等級(jí)煙葉中，對(duì)照顏色稍偏檸檬色，硒硼處理煙葉顏色均為橘黃；成熟度以對(duì)照、Se0B、Se3B處理稍好，Se1B、Se2B處理稍欠；葉片結(jié)構(gòu)均為疏松，以Se2B、Se3B處理最優(yōu)；身份均為中等、油分均為有，以施硒、硼處理整體較優(yōu)，其中Se3B處理煙葉身份較好，Se0B處理煙葉油分較好；各處理煙葉色度中，處理間無差異；綜合指數(shù)表現(xiàn)為Se3B>Se0B>Se2B>Se1B>Se0，表明施硒、硼可提高中部煙葉外觀質(zhì)量。以上結(jié)果說明，施硒、硼對(duì)提升C3F等級(jí)煙葉外觀質(zhì)量效果較好，上部煙葉規(guī)律不明顯，但中上部位煙葉均以Se3B處理最好，可能與硒肥施用量或硒素吸收時(shí)效有關(guān)。

2.2.3 感官質(zhì)量 由表3可知，施硒、硼有利于改善中上部位煙葉的感官品質(zhì)。B2F等級(jí)煙葉中，煙葉的香氣質(zhì)在處理間無差異；施硒、硼處理香氣量和綜合指數(shù)均優(yōu)于對(duì)照，以Se3B處理最高；與對(duì)照相比，施硒、硼處理煙葉雜氣均較輕，濃度均稍濃；刺激性以對(duì)照和Se2B處理較??；余味則以對(duì)照、Se2B、Se3B處理較好。C3F等級(jí)煙葉中，香氣質(zhì)和雜氣在各處理間無差異；Se0B、Se2B、Se3B處理香氣量較對(duì)照和Se1B處理好；Se0B處理煙氣濃度和余味均較其他處理稍差；綜合指數(shù)以Se3B處理最高，Se0B、Se1B和Se2B處理間無差異，但均較對(duì)照高。總體上，以Se3B處理較優(yōu)。

表2 硒、硼配施對(duì)煙葉外觀質(zhì)量的影響

表3 硒、硼配施對(duì)煙葉感官質(zhì)量的影響

2.2.4 蛋白質(zhì)含量 由圖2可知，與對(duì)照相比，施硒、硼處理B2F等級(jí)煙葉蛋白質(zhì)含量極顯著降低，降幅分別為7.2%、15.5%、16.5%、24.9%，其中Se0B處理極顯著高于Se1B、Se2B處理，Se1B與Se2B處理間差異不顯著，但二者均極顯著高于Se3B處理；施硒、硼處理C3F等級(jí)煙葉蛋白質(zhì)含量也極顯著降低，Se0B、Se1B、Se2B和Se3B 處理C3F等級(jí)煙葉蛋白質(zhì)含量降幅分別為12.3%、18.3%、21.6%、22.0%，其中Se0B和Se1B處理差異不顯著，但Se0B處理顯著高于Se2B、Se3B，Se2B和Se3B處理間差異不顯著。以上結(jié)果說明，施硒、硼有利于降低煙葉蛋白質(zhì)含量，改善煙葉的燃吸品質(zhì)。

不同小、大寫字母分別表示不同處理之間差異顯著(P<0.05)、極顯著(P<0.01)，下同圖2 硒、硼配施對(duì)煙葉蛋白質(zhì)含量的影響

2.3 硒、硼配施對(duì)煙葉硒含量的影響

由圖3可以看出，Se0B和Se1B處理B2F等級(jí)煙葉硒含量均較對(duì)照降低，分別降低4.0%和7.6%。隨著有機(jī)硒肥施用量的增加，Se2B和Se3B處理硒含量分別較對(duì)照極顯著提高109.7%和227.1%，Se3B處理極顯著高于Se2B處理。與對(duì)照相比，隨著有機(jī)硒肥施用量的增加C3F等級(jí)煙葉硒含量增加，增幅為8.8%～216.7%，其中Se2B和Se3B處理達(dá)極顯著水平，且Se3B處理極顯著高于Se2B處理，Se2B處理極顯著高于對(duì)照、Se0B和Se1B處理。綜上，提高有機(jī)硒肥施用量，硒、硼配施能顯著或極顯著提高中上部位煙葉硒含量。

圖3 硒、硼配施對(duì)煙葉硒含量的影響

2.4 煙葉綜合品質(zhì)聚類分析

將各處理B2F和C3F等級(jí)煙葉的外觀質(zhì)量、常規(guī)化學(xué)成分、感官質(zhì)量綜合指數(shù)和蛋白質(zhì)、硒含量進(jìn)行聚類分析。由圖4可知，煙葉品質(zhì)可聚為3類，Se2B和Se3B處理綜合品質(zhì)較接近，聚為第Ⅰ類，Se0B和Se1B處理綜合品質(zhì)較為接近，聚為第Ⅱ類，對(duì)照單獨(dú)聚為第Ⅲ類。結(jié)合各處理煙葉品質(zhì)結(jié)果分析，說明有機(jī)硒和硼肥施用量分別為6.0～12.0 L/hm2和15 kg/hm2配施處理對(duì)提升煙葉品質(zhì)作用較好。

圖4 煙葉品質(zhì)聚類結(jié)果

3 結(jié)論與討論

蘇云松等[21]研究馬鈴薯葉片SPAD值和葉綠素含量時(shí)指出，SPAD值與葉綠素含量極顯著相關(guān)，認(rèn)為葉片SPAD值可以很好地反映植株葉綠素含量。葉綠體是植物光合作用的唯一場(chǎng)所，葉片中葉綠素含量的高低是反映植物營養(yǎng)和生長狀況的重要指標(biāo)。本研究中，施硒、硼處理現(xiàn)蕾期煙葉SPAD值均較對(duì)照高，而成熟期煙葉SPAD值均較對(duì)照低，說明施硒、硼前期可增強(qiáng)烤煙的光合作用，后期可增強(qiáng)烤煙氮代謝水平，進(jìn)而促進(jìn)烤煙的生理成熟，說明硒、硼配施可作為養(yǎng)分過剩煙株的一種調(diào)控措施。

煙葉中的蛋白質(zhì)含量過高或過低都會(huì)影響煙葉燃吸品質(zhì)[22]。李常軍等[23]研究認(rèn)為，烤后煙葉中可溶性蛋白含量與鮮煙葉中可溶性蛋白含量呈高度正相關(guān)，隨著烘烤進(jìn)程發(fā)展煙葉蛋白質(zhì)含量逐漸減少；而姚光明[24]研究認(rèn)為，中性蛋白酶對(duì)煙葉蛋白質(zhì)的調(diào)控效果最好。本研究中，施硒、硼處理B2F和C3F等級(jí)煙葉蛋白質(zhì)含量均極顯著低于對(duì)照，降幅為7.2%～24.9%，原因可能與施硒、硼有利于提高水溶性蛋白酶活性進(jìn)而促進(jìn)蛋白質(zhì)的降解有關(guān)，說明施硒、硼處理有利于改善中上部位煙葉燃吸品質(zhì)，結(jié)果與感官質(zhì)量一致。

煙葉品質(zhì)是煙葉的物理外觀、化學(xué)成分和感官質(zhì)量的綜合反映，其中煙葉的化學(xué)成分協(xié)調(diào)性(權(quán)重0.22)和感官質(zhì)量(權(quán)重0.66)對(duì)煙葉品質(zhì)的形成及工業(yè)可用性具有決定性意義。本研究中，Se0、Se0B、Se1B、Se2B、Se3B處理B2F等級(jí)煙葉外觀質(zhì)量、化學(xué)成分協(xié)調(diào)性及感官質(zhì)量3項(xiàng)指標(biāo)指數(shù)和分別為22.6、23.2、22.9、23.3、23.5，C3F等級(jí)煙葉分別為23.0、25.9、23.2、23.3、23.1，說明單施硼肥或硒硼配施且增加有機(jī)硒肥施用量有利于改善上部煙葉品質(zhì)，而單施硼肥或硒硼配施對(duì)中部煙葉品質(zhì)均有一定的改善作用。

富硒煙葉主要來自于含硒豐富的土壤[25]，在低硒土壤上可以通過土壤施用和葉面噴施硒肥達(dá)到提高煙葉硒含量目的[26]。當(dāng)煙葉含硒量達(dá)到0.4 μg/g以上時(shí)有利于吸煙者的健康[27]。本研究中，提高有機(jī)硒肥施用量，硒、硼配施能明顯提高中上部位煙葉硒含量，說明煙葉安全性較高。在高水平有機(jī)硒肥供應(yīng)條件下，硒、硼配施表現(xiàn)出協(xié)同作用，但在無硒或是低硒水平條件下，硒、硼吸收表現(xiàn)出一定的拮抗作用。與段碧輝等[20]在油菜幼苗上的研究結(jié)論基本一致。因而在生產(chǎn)富硒煙葉時(shí)，應(yīng)根據(jù)土壤硒含量，確定適宜的硒肥用量。

綜上所述，以有機(jī)硒肥6.0～12.0 L/hm2配施硼肥15 kg/hm2處理較有利于烤煙光合生理調(diào)控，改善中上部煙葉化學(xué)成分協(xié)調(diào)性，提高煙葉燃吸品質(zhì)和安全性。

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