磷、硫、硼肥用量對(duì)煙葉石油醚提取物含量及品質(zhì)的影響

李先紅 廖恒 曹本福 茍劍愈 孟源 劉京 陸引罡

摘? ? 要：為探索磷、硫、硼肥對(duì)烤煙的影響，進(jìn)一步提升煙葉品質(zhì)，以云煙87為試驗(yàn)材料，于遵義市謝壩煙草科技園進(jìn)行田間試驗(yàn)，研究磷、硫、硼肥不同用量對(duì)煙葉腺毛密度、石油醚提取物及煙葉化學(xué)成分的影響。結(jié)果表明：磷、硫、硼肥增加了烤煙生長(zhǎng)期煙葉的腺毛密度，減少成熟期腺毛的脫落量;促進(jìn)煙葉各生育期及烤后各部葉的石油醚提取物含量，改善煙葉內(nèi)在化學(xué)成分含量，使其比值更趨于協(xié)調(diào)，且均表現(xiàn)出施入高水平的磷肥處理效果較佳。總體而言，以T5處理（P2O5 112.5 kg·hm-2、S 75 kg·hm-2、B 3 kg·hm-2） 效果最佳，煙葉品質(zhì)較好。

關(guān)鍵詞：烤煙;腺毛;石油醚提取物;品質(zhì)

中圖分類號(hào)：S572? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? DOI 編碼：10.3969/j.issn.1006-6500.2019.01.003

Abstract： In order to explore the effects of phosphorus， sulfur and boron fertilizers on flue-cured tobacco， further improve the quality of tobacco leaves; Yunyan 87 was used as material to conduct field experiments in Xieba Tobacco Park in Zunyi City to study the different dosages of phosphorus， sulfur and boron fertilizer on tobacco leaf gland hair. The effects of density， petroleum ether extract and chemical composition of tobacco leaves. The results showed that phosphorus， sulfur and boron fertilizer increased the glandular hair density of flue-cured tobacco growing leaves， reduced the amount of glandular hairs in mature stage， promoted the content of petroleum ether extract in tobacco leaves and the leaves after roasting， and improved the intrinsic chemistry of tobacco leaves. The content of the ingredients made the ratio more harmonized， and both show that the application of high levels of phosphate fertilizer was better. In general， with T5 （ P2O5 112.5 kg·hm-2， S 75 kg·hm-2， B 3 kg·hm-2 ） was the best treatment that the quality of tobacco leaves was better.

Key words： flue-cured tobacco; gland war hair; petroleum ether extract; quality

煙葉中的石油醚提取物是采用石油醚作溶劑對(duì)煙葉進(jìn)行萃取得到的有機(jī)混合物[1]，其主要包含樹脂、油脂、揮發(fā)油、臘和質(zhì)體色素[2];也有研究認(rèn)為，其成分以游離脂肪酸、精油、類脂質(zhì)、脂肪、色素和有機(jī)酸為主[3-4]。閆克玉等[5]對(duì)不同產(chǎn)區(qū)烤煙石油醚提取物含量進(jìn)行對(duì)比分析發(fā)現(xiàn)，石油醚提取物含量高的煙葉，其顏色多為橘黃、葉片疏松、油分多、色度強(qiáng)、化學(xué)成分適中，說明石油醚提取物含量高的煙葉其外觀品質(zhì)和內(nèi)在質(zhì)量也較好。由此可見，如何有效提高烤煙石油醚提取物含量，對(duì)提升煙葉品質(zhì)具有重要的研究意義。影響烤煙品質(zhì)形成的因素眾多，包括一系列基因品種、植煙環(huán)境、烘烤調(diào)制及農(nóng)藝措施等[6-9]。其中，農(nóng)藝措施中，施肥對(duì)石油醚提取物含量的影響最為直接，氮磷鉀肥的合理配施是提高煙葉油分最重要的措施。一般而言，隨著氮素施用量的增加，煙葉致香物質(zhì)含量表現(xiàn)出先上升后下降的趨勢(shì)[10]。劉國(guó)順等[11]研究表明，氮磷鉀肥中任意兩種肥料配施均可有效提高煙葉石油醚提取物的含量，且其含量隨著施肥量的增加而增加。何永秋等[12]發(fā)現(xiàn)，不同鉀肥替代煙草專用鉀肥，可進(jìn)一步提高中部煙葉的石油醚提取物和中性致香物質(zhì)含量，這可能是鉀素對(duì)煙葉中的一些芳香烴及苯、酚物質(zhì)的合成和累積作用的結(jié)果，因此，鉀素的施用水平與施用類型不同，石油醚提取物含量也不同。此外，有機(jī)肥可促進(jìn)質(zhì)體色素的合成，這些色素是腺毛分泌物合成的重要前體物質(zhì)[13]。以上研究為提高煙葉品質(zhì)提供了一定的參考依據(jù)，但大多針對(duì)大量元素，較少關(guān)注與中微量元素合施的作用效果。鑒于此，本試驗(yàn)以硫、硼素為突破口并結(jié)合磷肥配施，研究磷、硫、硼對(duì)煙葉石油醚提取物合成及內(nèi)在品質(zhì)的影響，以期促進(jìn)石油醚提取物的合成，進(jìn)一步提高煙葉品質(zhì)提供理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試烤煙品種為云煙87，正安縣煙草公司馬子窩育苗場(chǎng)提供。

供試肥料：煙草專用基肥（N∶P2O5∶K2O=10∶10∶27）和專用追肥（N∶P2O5∶K2O=13∶0∶23），福泉紅星化肥廠提供。磷肥采用過磷酸鈣[Ca（H2PO4）·H2O，含P2O5 16%]，中國(guó)農(nóng)資公司提供;硫肥采用生石膏（CaSO4·2H2O，含硫18.6%），桐梓化肥廠提供;硼肥為硼砂（含硼20%），天津永大化工提供。

試驗(yàn)地土壤按中國(guó)土壤分類標(biāo)準(zhǔn)為黃壤土類黃泥土，土地平整，肥力均勻，pH值6.73，有機(jī)質(zhì)含量24.12 g·kg-1，全氮2.01 g·kg-1，堿解氮含量56.2 mg·kg-1，有效磷含量22.09 mg·kg-1，速效鉀202.66 mg·kg-1。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)在遵義市正安縣謝壩鄉(xiāng)煙草科技園（海拔674 m，33°24′N，107°27′E）進(jìn)行。試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，在施用煙草專用基追肥的基礎(chǔ)上施加不同水平的過磷酸鈣、生石膏及硼砂。具體處理設(shè)計(jì)與施肥量見表1。3次重復(fù)，共15個(gè)小區(qū)，每小區(qū)面積為45 m2，行株距110 cm×55 cm，種植密度1.65萬株·hm-2;同一區(qū)組內(nèi)隨機(jī)排列，小區(qū)及區(qū)組間設(shè)置保護(hù)行和走道。

試驗(yàn)常規(guī)施肥采用煙草專用基、追肥，基、追肥分別為750 kg·hm-2和225 kg·hm-2，氮肥基追比為7∶3。煙苗于5月7日移栽，基肥在起壟移苗前條施，追肥于烤煙種植30 d穴施，過磷酸鈣肥和硫肥作基肥在移栽時(shí)一次性全部施入;硼肥分基肥和噴施，其中，基肥占總硼肥的70%，其余30%在旺長(zhǎng)期階段分3次等量噴施。小區(qū)煙葉成熟時(shí)單采單收，栽培種植及田間管理按當(dāng)?shù)貎?yōu)質(zhì)煙生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)，且同一作業(yè)日完成。

1.3 測(cè)定指標(biāo)及方法

烤煙移栽后，分別在團(tuán)棵期、旺長(zhǎng)期、顯蕾期、成熟期整株取樣，取其功能葉（上數(shù)第8片）進(jìn)行打孔（孔徑5 mm）取樣，煙葉樣品經(jīng)脫水和干燥處理后通過Hitachi電子顯微鏡（SEM-3000N，Techcomp LTD）掃描，觀察統(tǒng)計(jì)其腺毛密度及形態(tài)。其余部分進(jìn)行不同生育期的石油醚含量測(cè)定，烘烤后每個(gè)處理分別隨機(jī)選取B2F、C3F和X2F共 3個(gè)等級(jí)各1 kg樣品，65 ℃烘干、粉碎、并過篩處理后于自封袋保存，以作為石油醚提取物含量和煙葉品質(zhì)指標(biāo)的測(cè)定使用。石油醚提取物測(cè)定采用索氏抽提法[14]，煙葉化學(xué)成分含量測(cè)定按《煙草化學(xué)》[15]的方法進(jìn)行。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Microsoft Excel 2007和DPS 7.05軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，采用Duncan's新復(fù)極差法進(jìn)行多重比較（P≤0.05）。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同磷、硫、硼肥處理對(duì)不同生育期煙葉腺毛密度的影響

煙草腺毛是煙葉致香物質(zhì)分泌的重要部分，煙葉表面腺毛密度等影響腺毛分泌物的數(shù)量，從而影響煙葉的香型風(fēng)格。由表2可知，烤煙生長(zhǎng)前期煙草腺毛密度較多，以短柄腺毛占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，隨著生育期的推進(jìn)，短柄腺毛和長(zhǎng)柄腺毛數(shù)量逐漸增加，在旺長(zhǎng)期均達(dá)到最多;進(jìn)入成熟期，短柄腺毛和長(zhǎng)柄腺毛數(shù)減少，類型以長(zhǎng)柄腺毛為主，長(zhǎng)柄腺毛是分泌油分和致香物質(zhì)特別是中性致香物質(zhì)最主要的腺毛類型。各生育期中短柄腺毛、長(zhǎng)柄腺毛、腺毛密度均呈T5>T4>T2>T3>T1（CK），通過方差分析可以看出，T2～T5處理與T1（CK）處理差異顯著，且以T4，T5處理效果較好;說明施入磷、硫、硼肥對(duì)烤煙生長(zhǎng)前期煙葉腺毛密度的增加及緩解后期脫落皆具有一定的作用，且以施入高水平磷肥（112.5 kg·hm-2）烤煙各時(shí)期煙葉長(zhǎng)柄腺毛和腺毛總密度較多，其中T5處理效果最為顯著。

2.2 不同磷、硫、硼肥處理對(duì)不同生育期石油醚提取物含量的影響

煙葉石油醚提取物與煙葉外觀質(zhì)量具有一定的相關(guān)性，對(duì)獲取優(yōu)質(zhì)的煙葉原料具有重要的參考價(jià)值。如表3所示，煙葉石油醚提取物含量生育前期最低，其含量隨著烤煙生育期的推進(jìn)而增加，在成熟期達(dá)到最高。團(tuán)棵期中，以T1（CK）石油醚提取物含量最低，為1.61%，且與其他處理間差異顯著，說明磷、硫、硼肥基施可促進(jìn)烤煙生長(zhǎng)前期石油醚提取物的分泌。進(jìn)入旺長(zhǎng)期，T2～T5處理通過噴施硼肥，其石油醚提取物含量進(jìn)一步提高，達(dá)2.93%～3.23%，均與T1（CK）差異顯著，說明硼肥可能有利于提高煙葉石油醚提取物的含量。進(jìn)入生育后期，仍以T1（CK）處理石油醚提取物產(chǎn)量最低，且均表現(xiàn)出T5>T4>T2>T3>T1（CK）。以上說明磷、硫、硼肥可增加烤煙各生長(zhǎng)期煙葉的石油醚提取物含量，且以T4、T5處理效果較好。

2.3 不同磷、硫、硼肥處理對(duì)烤后煙葉石油醚提取物含量的影響

烤后煙葉石油醚提取物是影響煙葉致香成分的重要因素之一，石油醚提取物含量較高的煙葉雜氣輕，香氣足，吃味醇厚，是決定煙葉品質(zhì)的重要指標(biāo)。如表4所示，烤后各部葉石油醚提取物含量高低表現(xiàn)為中部葉>上部葉>下部葉，且各部葉均以T1（CK）處理含量最低，與其他處理均達(dá)顯著性差異，說明施用磷、硫、硼肥可提高烤后煙葉石油醚提取物的含量。其中，均以T4，T5處理石油醚提取物含量較高，說明高水平的磷肥可能較有利于提高煙葉石油醚提取物含量。

2.4 不同磷、硫、硼肥處理對(duì)烤后煙葉內(nèi)在化學(xué)成分的影響

煙葉內(nèi)在化學(xué)成分的含量和成分間的協(xié)調(diào)是評(píng)價(jià)其品質(zhì)的重要內(nèi)容，一般認(rèn)為，與劣質(zhì)煙葉相比，優(yōu)質(zhì)煙葉還原糖含量較高、總氮較低、煙堿含量適中、蛋白質(zhì)含量較低、兩糖比值較大、糖堿比較高、施木克值較小。

2.4.1 對(duì)總氮、煙堿和蛋白質(zhì)含量的影響 煙葉總氮含量1.5%～3.5%，煙堿1.5%～3%，蛋白質(zhì)含量8%[16]較適宜。如表5所示，同一處理蛋白質(zhì)含量、煙堿和總氮含量均以上部葉最高，其中，總氮含量范圍為1.56%～2.04%，均達(dá)優(yōu)質(zhì)煙標(biāo)準(zhǔn)，各部葉均以T1（CK）處理總氮含量最高，除上部葉和下部葉的T3處理外，與其他處理間差異顯著，施用磷、硫、硼肥降低了各部葉總氮含量。煙堿含量范圍為1.91%～2.52%，均達(dá)優(yōu)質(zhì)煙標(biāo)準(zhǔn)，除下部葉外，上、中部葉均以T1（CK）含量最高，施用磷、硫、硼降低了各處理上部葉煙堿含量，但對(duì)于中、下部葉僅T4，T5處理差異顯著，說明T4、T5處理的磷、硫、硼肥配比可降低煙堿含量，使吃味醇和，化學(xué)成分品質(zhì)較好。就蛋白質(zhì)而言，施入磷、硫、硼肥后煙葉蛋白質(zhì)含量適中，使其更接近優(yōu)質(zhì)煙標(biāo)準(zhǔn)。

2.4.2 對(duì)氯素和鉀素含量的影響 優(yōu)質(zhì)煙葉生產(chǎn)一般要求煙葉氯素含量在1%以下，鉀素含量為2.0%～3.5%[16-17]。本試驗(yàn)條件下，各處理氯素含量均在適宜值，磷、硫、硼肥的施入對(duì)各處理的氯素含量影響不明顯。各部葉鉀素含量均較低，均以T1（CK）處理最低，與其他處理間差異顯著，施入磷、硫、硼肥顯著提高了煙葉鉀素含量，以T4，T5處理效果最佳。

2.4.3 對(duì)還原糖和總糖含量的影響 優(yōu)質(zhì)煙葉生產(chǎn)要求還原糖含量為16%～22%，總糖含量為18%～24%。由表5可知，各處理均符合優(yōu)質(zhì)煙標(biāo)準(zhǔn)，施入磷、硫、硼肥整體提高了煙葉各部位的還原糖與總糖含量，兩糖差值減小，使其更趨于協(xié)調(diào);這可能與磷、硫、硼參與植物體內(nèi)糖代謝有關(guān)。

2.5 不同磷、硫、硼肥處理對(duì)烤后煙葉內(nèi)在化學(xué)成分協(xié)調(diào)性的影響

評(píng)價(jià)煙葉內(nèi)在品質(zhì)不僅僅取決于主要化學(xué)成分含量，成分間的協(xié)調(diào)性也是重要的參考指標(biāo)之一，多采用氮堿比、鉀氯比、施木克值、糖堿比來說明化學(xué)成分間的協(xié)調(diào)性。有研究表明，成分越協(xié)調(diào)的煙葉油分越多、品質(zhì)越好;一般認(rèn)為，油分含量較高的煙葉氮堿比略小于1∶1，鉀氯比大于4∶1，施木克值接近2∶1，糖堿比10∶1。由表6可知，與T1（CK）處理相比，施用磷、硫、硼肥使各部位煙葉氮堿比、鉀氯比、施木克值、糖堿比更協(xié)調(diào)，在一定程度上說明磷、硫、硼肥可提升煙葉質(zhì)量;其中以T5處理化學(xué)成分最協(xié)調(diào)、品質(zhì)最佳。

3 結(jié)論與討論

腺毛分泌物和石油醚提取物是煙葉油分最重要的來源;腺毛分泌物是短柄腺毛和長(zhǎng)柄腺毛共同作用的產(chǎn)物，尤其長(zhǎng)柄腺毛是決定腺毛分泌物數(shù)量主要的腺毛類型，也是分泌香氣物質(zhì)的主要場(chǎng)所[18]。本試驗(yàn)研究表明，施入磷、硫、硼肥使煙葉腺毛密度產(chǎn)生了顯著變化，磷、硫、硼肥增加了烤煙生長(zhǎng)前期單位面積煙葉的短柄腺毛、長(zhǎng)柄腺毛數(shù)，減少了成熟期表皮腺毛的脫落量，說明磷、硫、硼肥可在一定程度上增加腺毛分泌物，增加香氣;其中，以高水平磷肥（112.5 kg·hm-2）處理的效果較好，烤煙各生育期腺毛密度較大，由此可見，施入較高水平的磷肥可能較有利于提高煙葉品質(zhì)，這與前人的研究結(jié)果基本一致[19-20]。

不同油分煙葉的石油醚提取物含量差異顯著，油分越多，石油醚提取物含量越高，反之，則越低[21]。史宏志等[22]研究也指出，石油醚提取物含量高的煙葉化學(xué)成分含量一般較為協(xié)調(diào)，其色度較飽滿、光澤強(qiáng)、油分多、彈性好，香氣純正豐滿，綜合質(zhì)量較好，因而，煙葉石油醚提取物與其油分之間的研究有一定的相關(guān)性。本試驗(yàn)研究表明，磷、硫、硼肥增加了不同生育期煙葉及烤后各部葉的石油醚提取物含量，石油醚提取物含量隨磷肥用量的增加而增加，這與曹紅云等[23]的研究結(jié)論基本一致。

韋克蘇等[24]對(duì)貴州地區(qū)不同油分的煙葉進(jìn)行對(duì)比分析，結(jié)果表明，不同油分的煙葉其內(nèi)在化學(xué)成分存在很大的差異，多油分的煙葉主要化學(xué)成分更好，高油分鉀氯比偏高，糖堿比更接近10∶1，這可能是少油分煙葉燃燒快、吃味粗糙、勁頭大的原因之一。本試驗(yàn)研究表明，施用磷、硫、硼肥的處理煙葉化學(xué)品質(zhì)較好，協(xié)調(diào)性更佳，就本試驗(yàn)結(jié)果來看，磷、硫、硼肥的用量對(duì)煙葉石油醚提取物含量、煙葉化學(xué)品質(zhì)存在一定的促進(jìn)作用，且高水平磷素的施入對(duì)煙葉油分及品質(zhì)的提升最大。從試驗(yàn)數(shù)據(jù)上看，在施用煙草專用基、追肥的基礎(chǔ)上，T5處理（磷肥112.5 kg·hm-2、硫肥75 kg·hm-2、硼肥3 kg·hm-2）煙葉綜合石油醚提取物含量最高，化學(xué)成分含量及其比值最佳。本試驗(yàn)結(jié)果為進(jìn)一步提高煙葉品質(zhì)提供了一定的理論依據(jù)，但由于試驗(yàn)設(shè)計(jì)和試驗(yàn)條件的限制，對(duì)于是否存在更合理的配施用量仍待進(jìn)一步研究。

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收稿日期：2018-08-12

基金項(xiàng)目：遵義市煙草公司科技項(xiàng)目[遵煙計(jì)（2016）1號(hào)]

作者簡(jiǎn)介：李先紅（1992—），男，貴州道真人，在讀碩士生，主要從事植物營(yíng)養(yǎng)方面的研究。

通訊作者簡(jiǎn)介：陸引罡（1962—），男，江蘇啟東人，教授，博士，主要從事植物營(yíng)養(yǎng)生理與遺傳研究。