含不同濃度腐殖酸的葉面肥對煙草生長和煙葉品質(zhì)的影響

崔步云， 楊浩宇， 韋鳳杰， 劉文濤， 李雅琪， 吳鳴建

(1.鄭州大學(xué)化工與能源學(xué)院，河南鄭州 450001； 2.河南省煙草公司，河南鄭州 450002； 3.鄭州大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，河南鄭州 450001)

腐殖酸是一種由芳香族及多種官能團(tuán)構(gòu)成的高分子有機(jī)物質(zhì)。研究表明，腐殖酸能夠改良土壤結(jié)構(gòu)[1]，增強(qiáng)煙草植株的生理活性[2]，促進(jìn)作物生長發(fā)育[3-4]，提高作物品質(zhì)[1]。腐殖酸能夠絡(luò)合金屬離子，促進(jìn)其在植物體內(nèi)運(yùn)轉(zhuǎn)，起到一定的刺激作用[5]，其中對根的刺激尤為明顯[6]。此外，腐殖酸可提高煙葉的鉀含量，特別是上部和中部，可以更好地協(xié)調(diào)煙葉化學(xué)成分并改善風(fēng)味等指標(biāo)[7]。不同葉面肥種類[8]，以及不同噴施濃度[9]、噴施時(shí)間[10]，噴施效果有很大差異。因此，探究含不同濃度腐殖酸的葉面肥對烤煙不同時(shí)期農(nóng)藝性狀、煙葉油分及常規(guī)化學(xué)成分含量的影響，并對其進(jìn)行評吸鑒定，以期為煙草專用葉面肥的研制開發(fā)提供理論依據(jù)，并對煙草種植及生長過程中營養(yǎng)的補(bǔ)充提供一定的理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

本試驗(yàn)于2015年5月在河南省洛陽市洛寧縣小界鄉(xiāng)煙草實(shí)驗(yàn)基地進(jìn)行，煙區(qū)土壤以淋溶褐土類、暗石土類為主，土層較厚，土壤表層疏松，通透性良好，保水、保肥力強(qiáng)，耕性較好，土壤pH值多為中性至微堿性，土壤有機(jī)質(zhì)含量平均為14.71 g/kg，土壤速效氮含量平均為60.8 mg/kg，速效磷含量平均為14.24 mg/kg，土壤速效鉀含量平均為122.3 mg/kg。洛寧煙區(qū)年日照時(shí)數(shù)1 800～2 200 h，日照百分率達(dá)50%以上。年均氣溫為13.7 ℃，≥10 ℃積溫為4 100～4 700 ℃，≥20 ℃持續(xù)時(shí)間為60～80 d，晝夜溫差為12～18 ℃，年降水量一般在 600～700 mm。

施肥狀況都是在普施的基礎(chǔ)上另施加肥料，基地所用的普施肥為149.25 kg/hm2重過磷酸鈣，149.25 kg/hm2硫酸鉀，298.5 kg/hm2復(fù)合肥。供試品種為豫煙6號。本試驗(yàn)所用含腐殖酸葉面肥參照筆者所在項(xiàng)目組的發(fā)明專利[11]配制(腐殖酸為礦物源腐殖酸)。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

本試驗(yàn)設(shè)3個(gè)處理，1個(gè)對照，各處理區(qū)域面積為 666.7 m2，對照(CK)：大量元素+中、微量元素；處理1(T1)：大量元素+中、微量元素+40 g/L腐殖酸；處理2(T2)：大量元素+中、微量元素+50 g/L腐殖酸；處理3(T3)：大量元素+中、微量元素+60 g/L腐殖酸。試驗(yàn)設(shè)3次重復(fù)，隨機(jī)區(qū)組排列，共12個(gè)小區(qū)，每個(gè)小區(qū)面積133.3 m2，行株距為 120 cm×55 cm。在移栽后60、70、80 d分別噴施1次葉面肥，連續(xù)3次。施用時(shí)間選擇在早上或傍晚，嚴(yán)禁在雨天或高溫天氣噴施。

配制含腐殖酸的葉面肥1 L[11]，各組葉面肥中的組分質(zhì)量見表1。

表1 各組葉面肥中組分質(zhì)量 g

1.3 測試項(xiàng)目與方法

1.3.1 煙樣預(yù)處理 參照YC/T 31—1996《煙草及煙草制品 試樣的制備和水分測定 烘箱法》對煙樣進(jìn)行預(yù)處理。

1.3.2 煙草含水率測定 參照YC/T 31—1996《煙草及煙草制品 試樣的制備和水分測定 烘箱法》對煙樣進(jìn)行含水率測定。

1.3.3 煙葉農(nóng)藝性狀的測定 由專人按照指定時(shí)間對煙株的生長性狀進(jìn)行測定和記錄，每組在相對應(yīng)的區(qū)域隨機(jī)選取6株煙樣進(jìn)行測定。在第1次噴施葉面肥后(6月25日)，每10 d測量1次，連續(xù)測量3次。觀測移栽后60、70、80 d煙葉農(nóng)藝性狀的變化情況。

1.3.4 煙草油分測定 采用超聲輔助索氏提取法(USEM)提取煙草油分[12]。

1.3.5 常規(guī)化學(xué)成分測定 采用Nicolet Antaris型傅里葉變換近紅外光譜儀測定常規(guī)化學(xué)成分。

1.3.6 質(zhì)量評吸 烤煙的吸食品質(zhì)參照GB 5606.4—2005《卷煙感官質(zhì)量評判標(biāo)準(zhǔn)》進(jìn)行評價(jià)。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

采用Excel 2003、SPSS 18.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 葉面肥相關(guān)參數(shù)測定

根據(jù)NY/T 887—2010《液體肥料 密度的測定》、NY/T 1977—2010《水溶肥料 總氮、磷、鉀含量的測定》、NY/T 1971—2010《水溶肥料 腐植酸含量的測定》、NY/T 1115—2006《水溶肥料水不溶物含量的測定》對葉面肥密度、氮含量和鉀含量、腐殖酸含量、水不溶物含量進(jìn)行測定。

由表2可知，各組葉面肥密度穩(wěn)定在1.1 g/cm3左右，符合標(biāo)準(zhǔn)要求。測得含氮量的結(jié)果與試驗(yàn)計(jì)算所得含氮量(40 g/L)基本一致。葉面肥中鉀含量測得的結(jié)果與試驗(yàn)方案中計(jì)算的鉀含量(60 g/L)基本一致。各組葉面肥中的水不溶物含量均符合國家標(biāo)準(zhǔn)要求(低于50%)。

表2 葉面肥參數(shù)測定

注：“—”表示未檢測出。

2.2 不同生長周期煙葉狀況

表3至表5分別表示移栽后60、70、80 d即每次噴施葉面肥后煙株的農(nóng)藝性狀。移栽后60 d，除T1處理與T3處理最大葉寬無顯著差異外，其他指標(biāo)在各處理間均呈現(xiàn)顯著差異。移栽后70、80 d，各處理之間各指標(biāo)差異均顯著。說明加入腐殖酸，可促進(jìn)煙株生長。因此，在煙草移栽后60、70、80 d時(shí)噴施含腐殖酸葉面肥，能夠提高煙株最大葉寬和最大葉面積，且提高的幅度與腐殖酸葉面肥的使用濃度有關(guān)。腐殖酸在一定濃度范圍內(nèi)，對煙株葉寬和葉面積的生長表現(xiàn)出低濃度促進(jìn)，高濃度促進(jìn)作用減弱的現(xiàn)象，在本試驗(yàn)中腐殖酸的合適使用濃度范圍為40～50 g/L。因此含腐殖酸葉面肥在使用時(shí)要注意濃度問題。

表3 移栽后60 d煙株農(nóng)藝性狀

表4 移栽后70 d煙株農(nóng)藝性狀

表5 移栽后80 d煙株農(nóng)藝性狀

2.3 烤后煙葉油分含量測定

選擇超聲輔助索氏提取法提取煙草油分，所測得的各組含水率如表6所示。

烤煙煙葉中的油分是形成烤煙芳香氣味的因素，其含量與煙葉的質(zhì)量和可用性在一定范圍內(nèi)呈正比。由圖1可知，與對照組相比，T1～T3處理的煙葉油分含量均有所提升，且油分含量表現(xiàn)為T2處理>T3處理>T1處理，說明一定濃度的腐殖酸對烤煙油分的產(chǎn)生有促進(jìn)作用，濃度過大的腐殖酸對烤煙油分產(chǎn)生的的促進(jìn)作用減弱。

表6 各處理煙樣的含水率

2.4 常規(guī)化學(xué)成分的檢測

采用Nicolet Antaris型傅里葉變換近紅外光譜儀，結(jié)合TQ analyst定量分析軟件分析測定各組烤煙煙葉中的煙堿、總糖、還原糖、總氮含量。

由表7可以看出，T1、T2、T3處理的煙葉總糖、還原糖含量顯著高于CK處理，T1處理與T3處理之間無顯著差異，說明在一定范圍內(nèi)隨腐殖酸噴施濃度的增加， 烤后煙葉中的總糖、還原糖含量均有所增加，且T2處理>T3處理>T1處理。CK處理的總氮、煙堿含量均低于T1～T3處理，說明噴施腐殖酸可在一定程度上增加煙葉中的總氮、煙堿含量，其中各組之間的煙堿含量沒有顯著差異，而T1、T2、T3處理之間煙葉的總氮含量也未呈現(xiàn)顯著差異。烤煙煙葉中的總糖、還原糖含量隨腐植酸噴施濃度的增加呈先增加后減少的變化趨勢，說明一定含量的腐殖酸能夠促進(jìn)烤煙內(nèi)一些化學(xué)物質(zhì)的積累，但腐殖酸含量過高時(shí)對烤煙中化學(xué)物質(zhì)積累的促進(jìn)作用減弱。

表7 各組煙樣常規(guī)化學(xué)成分含量 %

2.5 烤后煙葉的評吸

烤煙的感官評價(jià)包括外觀質(zhì)量評價(jià)和吸食品質(zhì)評價(jià)，其中外觀質(zhì)量評價(jià)是對烤煙成熟度、葉片結(jié)構(gòu)、身份、油分、色度和光澤等的評價(jià)；吸食品質(zhì)評價(jià)的指標(biāo)包括香氣、諧調(diào)、雜氣、刺激性、余味和勁頭等。

2.5.1 烤后煙葉的外觀評價(jià) 取各組同一部位(中部)的烤后煙樣進(jìn)行外觀質(zhì)量評價(jià)，對完整烤煙葉片適當(dāng)噴水，保持葉片含水率為15%～20%，交由河南省煙草公司的6位評吸專家進(jìn)行感官評價(jià)。依據(jù)GB 2635—1992《烤煙》進(jìn)行煙葉樣品的外觀評價(jià)鑒定，結(jié)果如表8所示。

表8 烤煙外觀評價(jià)結(jié)果

由表8可以看出，T2處理的煙葉外觀質(zhì)量最好，各外觀評價(jià)指標(biāo)均與烤煙油分含量保持一致；對比表7可知，外觀質(zhì)量也是各種化學(xué)成分相互作用的結(jié)果，外觀質(zhì)量好，其化學(xué)成分表現(xiàn)較諧調(diào)，即噴施含一定濃度腐殖酸的葉面肥可有效提高烤煙的外觀質(zhì)量。

2.5.2 烤后煙葉的感官質(zhì)量評價(jià) 烤煙的吸食品質(zhì)評價(jià)參照GB5606.4—2005《卷煙感官質(zhì)量評判標(biāo)準(zhǔn)》進(jìn)行，并用SPSS 18.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。將各組烤煙制成煙絲，用卷煙紙卷制成煙支，每支卷煙的煙絲填充量為(650±50) mg，評吸結(jié)果如表9所示。

由表9可以看出，各組烤煙的評吸結(jié)果基本和烤煙的油分含量及化學(xué)成分的諧調(diào)性保持一致，其中T2處理的烤煙煙葉表現(xiàn)出較好的香氣品質(zhì)和抽吸口感。說明噴施含腐殖酸的葉面肥能夠改善烤煙品質(zhì)，且在一定范圍內(nèi)隨著腐殖酸濃度的增加，烤煙品質(zhì)提高，但腐殖酸濃度過高時(shí)會(huì)抑制烤煙的生長及烤后煙葉的品質(zhì)指標(biāo)。

表9 各組烤煙評吸結(jié)果 分

3 結(jié)論與討論

研究表明，噴施含腐殖酸的葉面肥后，株高與有效葉片數(shù)增加，葉片變長、變寬、變大[13]。本研究結(jié)果顯示，噴施含腐殖酸的葉面肥，煙草葉長、葉寬、株高(除T3處理)、莖圍(除T3處理)均優(yōu)于對照，其中T2處理的農(nóng)藝性狀表現(xiàn)得最好，與相關(guān)研究結(jié)果[14]一致，其中最大葉面積提高了13.5%～29.1%。腐殖酸表現(xiàn)為低濃度促進(jìn)、高濃度促進(jìn)作用減弱的特點(diǎn)，在本試驗(yàn)中腐殖酸的合適使用濃度為40～50 g/L，移栽后70 d噴施作用更明顯。

油分是衡量烤煙品質(zhì)和香氣的重要指標(biāo)，油分含量越高，其香氣物質(zhì)就越多。油分與煙葉成熟度、顏色、身份呈極顯著正相關(guān)關(guān)系[15]。優(yōu)質(zhì)煙葉所表現(xiàn)出的外觀性狀有油分多、身份適中、色度強(qiáng)等，表明油分含量高的煙葉的外觀質(zhì)量和內(nèi)在質(zhì)量也較高，油分好的煙葉，香氣質(zhì)好，香氣量足，雜氣較輕，余味較純凈、舒適[16]。因此通過分析煙葉油分含量來研究煙葉品質(zhì)，對提高煙葉品質(zhì)具有一定的指導(dǎo)作用。研究表明，施用腐殖酸可以顯著提高烤煙的中性香味物質(zhì)含量[17]。本研究結(jié)果表明，油分含量表現(xiàn)為T2處理> T3處理> T1處理>CK，T2處理的油分含量較高，這與腐殖酸可以提高致香物質(zhì)含量相符，并與農(nóng)藝性狀變化規(guī)律一致。

評吸質(zhì)量好的烤煙還原糖含量較高，總氮含量較低，煙堿含量適中，兩糖差小，糖堿比、氮堿比均較高[18]。在由近紅外分析儀測得的各組煙葉化學(xué)成分含量中，還原糖含量最高的是T2處理，其他常規(guī)化學(xué)成分含量的變化趨勢與相關(guān)研究[18]較一致。

外觀質(zhì)量是煙葉分級的主要依據(jù)，與感官質(zhì)量和內(nèi)在化學(xué)成分之間也存在一定的聯(lián)系[19]。外觀質(zhì)量是煙葉分級的主要依據(jù)，與感官質(zhì)量和內(nèi)在化學(xué)成分之間也存在一定的聯(lián)系[19]。各組煙樣中，T2處理的煙葉外觀評價(jià)和評吸結(jié)果較好。

因此，對煙葉噴施含腐殖酸的葉面肥可在一定程度上改善煙葉的相關(guān)指標(biāo)，提升煙葉的綜合品質(zhì)。

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