土壤改良劑對云南雙江烤煙K326生長發(fā)育和品質的影響

摘要：云南雙江作為新的植煙區(qū)，由于之前連年種植甘蔗大量施用氮肥，導致土壤酸化嚴重，因此須通過增施土壤改良劑改善植煙土壤環(huán)境，分析土壤改良劑對雙江烤煙K326的生長發(fā)育及其品質的影響，篩選出對當地土壤具有較好改良作用的土壤改良劑來改善植煙地酸化狀況，使其更佳適宜煙株的生長。選擇云南雙江土壤酸化的植煙地，移栽時在當地常規(guī)施肥基礎上，增施土壤調理劑硅肥75 kg/667 m2、鈣鎂磷肥50 kg/667 m2和微生物菌肥20 kg/667 m2等3種土壤改良劑對植煙地進行土壤調節(jié)。結果表明，施用硅肥和鈣鎂磷肥能顯著增加葉片數和最大葉寬；增施硅肥后能降低煙葉總糖含量，提高鉀離子和氯離子的含量，而且能顯著提高中部葉的香氣量；施用鈣鎂磷肥和微生物菌肥提高了煙葉還原糖的含量。施用3種土壤改良劑都有利于煙葉致香成分的積累，其中新植二烯在所有致香成分中最為重要，其含量在中上部葉中總體表現為處理1gt;處理3gt;處理2gt;對照，處理1的中部葉、上部葉新植二烯含量最高，分別為270.42、238.25 μg/g，均顯著高于對照。因此，在臨滄雙江煙區(qū)常規(guī)施肥基礎上增施土壤改良劑特別是硅肥，能有效改善煙葉生長狀況并提升煙葉品質。

關鍵詞：土壤改良劑；K326；煙葉品質

中圖分類號：S156.2；S572.06" 文獻標志碼：A

文章編號：1002-1302（2024）13-0108-08

煙草是云南重要的經濟作物，推動著云南經濟的發(fā)展，而煙葉是卷煙生產的第一車間，優(yōu)質的煙葉是高端中式卷煙原料的生產目標［1-2］。云南省臨滄雙江基地單元作為重慶中煙重要的原料供應基地之一，一直以來為工業(yè)提供著優(yōu)質的煙葉，但長期以來當地持續(xù)種植甘蔗，導致施肥量（特別是施氮量）偏重，土壤酸化嚴重，加之當地以沙壤土為主，這類土壤有機質含量不高，持續(xù)供水供肥能力不強，嚴重影響了烤煙的正常發(fā)育，最后產出的部分煙葉的工業(yè)可用性與重慶中煙卷煙品牌的需求存在一定的差距［3］。雙江基地立體氣候突出、干濕季分明、壩區(qū)炎熱，多年平均氣溫為19.5 ℃，年平均降水量為 1 010.9 mm，年平均日照時數2 223.3 h?？緹煼N植在山地上，以溝渠灌溉為主，水分充足。因此，改善植煙土壤的理化性質、增加土壤有機質含量為烤煙根系的發(fā)育提供強力支撐具有重要的意義。

隨著現代農業(yè)的快速發(fā)展，通過增施土壤改良劑來調節(jié)土壤理化性質，可以為植物的生長發(fā)育提供更好的生長條件［4］。宋利強等的研究表明，施用有機硅水溶肥可以顯著增加土壤孔隙度，特別是 10～20 cm土層，說明土壤添加劑能促進根系生長［5］。呂永華等的研究表明，增加鈣鎂磷肥的施用比例，可以改善煙株根際的土壤酸度，從而維持適宜煙株生長的土壤環(huán)境，有助于提高煙株的抗病能力和煙葉質量，增加農戶的經濟收入［6］。此外，郭玉鴿等的研究表明，微生物菌肥能夠增加土壤微生物活性、提高堿解氮和有效磷含量，促進煙株生長發(fā)育，增加烤后煙葉致香物質含量，對提高煙葉香氣質量具有較大影響［7］。以上研究表明，施用土壤改良劑對改善煙草生長狀況和品質有較好的作用。

雙江植煙土壤類型以沙壤為主，土壤酸化較嚴重，供水供肥能力差。本研究采用硅肥、鈣鎂磷肥和微生物菌肥作為土壤改良劑，研究其對臨滄雙江酸性植煙土壤的改良效果和對煙葉品質的影響，旨在篩選出最優(yōu)的改良劑，進而為烤煙根系的發(fā)育提供強力支撐，以期為烤煙品質的提升奠定堅實基礎。

1 材料與方法

1.1 試驗地自然概況

試驗于2022年4—10月在云南省臨滄雙江縣布京村（23°42′N，99°69′E，海拔1 246.7 m）進行。

1.2 試驗材料

供試烤煙品種為K326。供試土壤改良劑為土壤調理劑硅肥（云南富貴磷化工有限公司，25 kg/袋，二氧化硅有效含量≥30.0%，氧化鈣有效含量≥35.0%，P2O5含量≥1.0%，氧化鎂有效含量≥1.0%）、鈣鎂磷肥（云南昆陽滇白化工有限公司，50 kg/袋，P2O5有效含量≥18%）；土壤微生物菌肥為解淀粉芽孢桿菌微生物菌劑（北京中農良方生物科技有限公司，20 kg/袋，有效活菌數≥2.0億CFU/g）。

1.3 試驗方法

1.3.1 試驗設計

試驗共設置4個處理：處理1，移栽時在當地常規(guī)施肥基礎上，增施土壤調理劑，即一起穴施硅肥75 kg/667 m2，煙草專用基肥；處理2，增施鈣鎂磷肥50 kg/667 m2，其他與當地常規(guī)施肥方式一致；處理3，增施微生物菌肥 20 kg/667 m2；對照，當地常規(guī)施肥。每個處理重復3次，每個重復種植面積為667 m2，行株距為120 cm×50 cm，試驗地外圍種植保護行。每個處理選擇植株長勢長相均勻一致、能夠代表各處理生長狀況的烤煙10株，在打頂10 d后進行煙草農藝性狀調查；烘烤結束后，從各處理中隨機挑選中橘三等級、上橘二等級混合煙葉樣品，每個等級 2.0 kg，進行煙葉的化學成分、致香物質和感官評吸質量的測定。

1.3.2 指標測定

每個處理選擇植株長勢長相均勻一致、能夠代表各處理生長狀況的烤煙10株，在打頂10 d后進行煙草農藝性狀調查，按照YC/T 142—2010《煙草農藝性狀調查測量方法》調查株高、莖圍、節(jié)距、有效葉片數、最大葉長和最大葉寬［8］。將取回的煙葉進行總氮、總糖、還原糖、煙堿、氯離子、鉀離子含量等指標的測定［9］。采用水蒸氣蒸餾-二氯甲烷溶劑萃取法對煙葉進行前處理，然后過0.45 μm濾膜后用于GC-MS分析進行致香物質含量的測定［10］。參照煙草感官評價方法YC/T 138—1998《煙草及煙草制品 感官評價方法》對烤煙香氣質、香氣量、刺激性、余味、雜氣、濃度等感官評吸進行評價［11］。對煙氣濃度進行定性描述，并采用100分制對各個指標進行賦值量化并計算總分。

1.4 數據處理

煙葉致香成分通過NIST14標準圖譜數據庫檢索，運用離子流峰面積歸一化法計算各成分的相對含量［10］，最后利用SPSS 27.0軟件對烤煙農藝性狀，感官質量及致香成分進行方差分析，并使用Origin 2022制圖。

2 結果與分析

2.1 對打頂期烤煙農藝性狀的影響

從烤煙打頂10 d后的農藝性狀（表1）看，處理1（施用土壤調理劑硅肥）、處理2（施用鈣鎂磷肥）有效葉數、最大葉寬顯著高于對照，而株高、最大葉長與對照相比無明顯差異；處理3（施用微生物菌肥）有效葉數、最大葉長、最大葉寬、莖圍與對照相比無明顯差異，株高和節(jié)距顯著低于對照。

2.2 對烤煙煙葉化學成分的影響

由表2可知，總糖含量表現為處理2gt;處理3gt;對照gt;處理1，說明施用硅肥可以降低中部煙葉的總糖含量，提高鉀含量；處理1的還原糖處于優(yōu)質煙葉還原糖的范略；煙堿含量是衡量煙草質量的重要標志，從表中可以看出，處理1的略高于對照，其他2個處理的煙堿略低于對照，煙葉糖堿比含量為處理3gt;處理2gt;對照gt;處理1， 均處于優(yōu)質煙葉糖堿比的范圍。綜合來看，處理1（施用土壤調理劑硅肥）中部葉化學成分含量最優(yōu)。

由表3可知，總糖含量表現為對照gt;處理 1≈處理3gt;處理2，說明施用土壤調理劑可以起到降低上部煙葉總糖含量的作用，而且都可以提高鉀的含量；處理1的還原糖含量低于對照，煙堿含量表現為處理3gt;處理2gt;處理1gt;對照，表明施用土壤調理劑提升了煙堿含量；煙葉糖堿比為對照gt;處理2gt;處理3gt;處理1，均處于優(yōu)質煙葉糖堿比的范圍。綜合來看，增施土壤改良劑有降低上部煙葉總糖含量和提高煙堿及鉀含量的作用。

2.3 對烤煙煙葉感官質量的影響

由表4可知，4個處理中，處理1香氣量顯著高于對照，其他各指標評分之間均無顯著性差異；綜合評分表現為處理1gt;處理2gt;處理3gt;對照，表明增施土壤改良劑有利于提高中部煙葉感官質量綜合評分。

根據表5可知，4個處理中，處理1與對照的濃度評分存在顯著性差異（Plt;0.05），其他各指標評分之間均無顯著性差異；綜合評分表現為處理1gt;處理3gt;處理2gt;對照，表明增施土壤改良劑有利于提高上部煙葉感官質量綜合評分。

2.4 對烤后煙葉主要致香成分含量的影響

2.4.1 對中部煙葉致香成分的影響

新植二烯是煙葉致香物質中較為重要的成分，其含量在所有物質中占比最高。由圖1可知，處理1的新植二烯含量最高，達到270.42 μg/g，顯著高于其他3個處理；對照的新植二烯含量是所有處理中最低的，為207.23 μg/g，與處理2無顯著性差異。增施土壤改良劑的烤后煙葉新植二烯含量均高于不施用土壤改良劑處理。

由圖2可知，類西柏烷類致香物質主要為茄酮，是烤后煙葉中非常關鍵的致香物質。4個處理茄酮含量總體表現為處理1gt;處理3gt;處理2gt;對照，其中處理1、處理3的含量較高，分別為18.81、18.59 μg/g，且都顯著高于對照（Plt;0.05），含量最低的為對照，為16.98 μg/g，與處理2不存在顯著性差異。

由表6可知，烤后中部煙葉中類胡蘿卜素降解產物類致香物質總量大體表現為處理1gt;處理3gt;處理2gt;對照，且處理1、處理3與對照存在顯著性差異。其中處理1總含量最高，為64.59 μg/g，其次是處理3和處理2，最低的是對照，為46.00 μg/g。在其他成分中，對照的3-羥基大馬酮和螺巖蘭草酮含量顯著低于其他3個處理，對照的香葉基丙酮和二氫獼猴桃內酯含量均高于其他3個處理，在所有處理中除巨豆三烯酮和藏花醛2個成分的含量外，其他所有成分含量均表現為增施土壤改良劑的高于不施加土壤改良劑。

由表7可知，烤后中部煙葉中苯丙氨酸類致香物質總量大體表現為處理1gt;處理3gt;處理2gt;對照，且處理1、處理2、處理3與對照存在顯著差異，處理1總量最高，為11.33 μg/g，其次是處理3和處理2，對照最低，為7.71 μg/g。在其他成分中，苯甲醛、苯甲醇、 苯乙醛、2，4-二叔丁基-苯酚及鄰苯二甲酸二丁酯均是處理1的含量最高，且除了鄰苯二甲酸二丁酯外，差異基本達到顯著水平；而苯乙醇和吲哚的含量則是處理3最高，與其他3個處理無顯著性差異。

由表8可知，烤后中部煙葉中美拉德反應產物類致香物質總量總體表現為處理1gt;處理3gt;處理2gt;對照。其中處理1、處理3顯著高于處理2和對照，處理1和處理3間差異不顯著，分別為7.41、7.33 μg/g；在其他成分中只有糠醇、2，3-二氫呋喃和1-（1H-吡咯-2-基）-乙酮各處理間不存在顯著差異。

由表9可知，烤后中部煙葉中其他致香物質總量總體表現為處理1gt;處理2gt;處理3gt;對照。對照含量最低，為55.82 μg/g，且處理1、處理2和處理3顯著高于對照；植醇和寸拜醇在處理1中含量最高，亞麻酸和肉豆蔻酸甲酯在處理2中最高，棕櫚酸則是處理3最高，為36.56 μg/g，對照的壬醛含量是各處理中最高的，為0.42 μg/g。

2.4.2 對上部煙葉致香成分的影響

由圖3可知，上部葉新植二烯含量總體表現為處理1gt;處理3gt;處理2gt;對照，處理1含量達到238.25 μg/g，顯著高于其他3個處理；對照新植二烯的含量最低，為182.68 μg/g，處理2、處理3的含量分別為198.65、188.39 μg/g，與對照無顯著性差異。

由圖4可知，4個處理茄酮含量總體表現為處理1gt;處理3gt;處理2gt;對照，其中處理1、處理3的含量較高，分別為28.34、26.50 μg/g，對照最低，含量為19.07 μg/g。由圖4還可以看出，增施土壤改良劑的3個處理上部葉茄酮含量均顯著高于對照。

由表10可知，烤后上部煙葉中類胡蘿卜素降解產物類致香物質總量總體表現為處理1gt;處理3gt;處理2gt;對照，且3個處理與對照均存在顯著性差異。其中處理1總含量最高，為71.57 μg/g，其次是處理3和處理2，對照最低，為47.90 μg/g。在其他成分中，芳樟醇含量在4個處理中無明顯差異，在剩下的其他成分中除了香葉基丙酮、3-羥基大馬酮和二氫獼猴桃內酯的含量外，其他所有成分含量均表現為增施土壤改良劑的高于不施加土壤改良劑，且都顯著高于對照。

由表11可知，烤后上部煙葉中苯丙氨酸類致香物質總量總體表現為處理1gt;處理3gt;處理2gt;對照，且處理1與處理2、處理3、對照存在顯著差異，在其他成分中，除了吲哚的含量外，其他成分均是處理1的含量最高；而吲哚的含量是處理3最高，為 1.15 μg/g，總體表現為處理3gt;處理2gt;處理1gt;對照。

由表12可知，烤后上部煙葉中美拉德反應產物類致香物質總量總體表現為處理1gt;處理3gt;處理2gt;對照。其中處理1高于其他3個處理；在所有處理其他成分中，除5-甲基-2-糠醛、1-（1H-吡咯-2-基）-乙酮、1-（2-吡啶基）-乙酮的含量外，剩余成分含量顯著高于對照。

由表13可知，烤后上部煙葉其他香氣物質總量總體表現為處理3gt;處理2gt;處理1gt;對照。對照含量最低，為43.35 μg/g，且處理3高于處理1、處理2和對照；亞麻酸和棕櫚酸在處理3中含量最高，壬醛和寸拜醇在處理1中含量最高，肉豆蔻酸甲酯是處理2最高，為0.45 μg/g，對照的植醇含量最高，為7.81 μg/g。

3 討論與結論

土壤是烤煙生存的基礎，其質量的好壞與烤煙的生長發(fā)育和品質有著密切的聯系。本試驗表明，增施硅肥和鈣鎂磷肥可以增加有效葉數、最大葉寬。與呂永華等的研究結論“增施鈣鎂磷肥可以提高烤煙的有效葉數和最大葉面積”［6］基本一致，而劉光亮等的研究表明，烤煙葉面噴施水溶性硅肥對其農藝性狀的影響不顯著［12］，與本試驗出現差異的原因可能是硅肥施用的方式不同。

土壤改良劑的施用能為烤煙提供良好的土壤環(huán)境，而且對煙葉化學成分起到良好的協調作用［13］，綜合中部葉與上部葉化學成分來看，增施硅肥可以降低總糖含量，使其更接近優(yōu)質煙葉的標準；同時，湯朝起等也發(fā)現施用土壤改良劑略微升高了煙堿的含量，可見煙堿對煙葉的品質影響巨大［14］。少量攝入煙堿可以興奮神經，增加血流量。煙堿在高溫條件下可以產生吡啶類化合物，是煙草的特征香氣，煙堿含量在一定范圍內的增加有助于改善煙葉的吸味。增施鈣鎂磷肥和微生物菌肥提高了還原糖的含量，還原糖在煙葉燃燒時可以熱解為多種香氣物質，其含量增加會降低煙氣的剌激性和嗆味，烤煙香氣質變好［15-16］；鉀元素和氯元素影響著烤煙的內在品質，施加3種土壤改良劑可增加二者的含量，可能是改良成分促進了煙株對2種元素的吸收。鉀氯比是決定烤煙燃燒內在質量的評判依據［17］，增施硅肥提高了鉀氯比。綜上所述，3種土壤改良劑中，相對而言施用硅肥對于協調雙江烤煙K326化學成分的作用效果更好。

煙葉感官評吸質量是影響卷煙產品質量的主要因素之一［18］，本研究結果表明，增施土壤改良劑的烤煙提高了煙葉的香氣質和香氣量，并且提高了煙葉感官評吸質量的綜合評分，特別是施用了硅肥的烤煙中部葉香氣量顯著高于對照；而上部葉施用了硅肥的烤煙濃度顯著高于對照，其他指標不存在顯著性差異?？赡苁且驗橥寥栏牧紕┲械母牧汲煞执龠M烤煙對鉀和氯的吸收，二者含量是評價烤煙內在質量的重要依據［19］。

在對煙葉進行評價時，香味物質是衡量煙葉品質的重要指標之一［20］。本試驗通過增施土壤改良劑，均增加了烤煙K326新植二烯和茄酮的含量。二者作為烤煙致香成分中最重要的2個物質，它們含量的提高對煙葉的香味尤為重要，其中新植二烯具有減少煙葉刺激性的作用并能夠攜帶致香成分進入煙氣，是煙葉的增香劑［21-23］；茄酮在過氧酸的作用下可以產生氧雜的雙環(huán)化合物，它對改變煙葉的香氣物質具有積極的作用［24-25］，而且與煙葉感官評吸的結果一致。結合中上部葉的致香成分可以看出，施用硅肥顯著提高了煙葉類胡蘿卜素類、苯丙氨酸類、美拉德反應產物類等致香物質的含量，表明施用硅肥可以提高烤煙致香物質含量，結合感官評吸質量來看施用硅肥對煙葉香氣量有明顯的促進作用，這與賈國濤的研究結果［26］一致。施用鈣鎂磷肥后同樣提高了中上部葉新植二烯和茄酮的含量，但除了上部葉茄酮外差異并不顯著；顯著提高了中部葉苯丙氨酸類和其他類香氣物質的含量，而在上部葉中卻沒有顯著性差異；類胡蘿卜素類和美拉德反應產物類香氣物質的含量與對照不存在顯著性差異，而上部葉的含量顯著高于對照。施用微生物菌肥后，新植二烯和茄酮的含量也都有所增加，但是上部葉新植二烯含量與對照差異不顯著；中部葉類胡蘿卜素類、苯丙氨酸類、美拉德反應產物類等致香物質的含量也顯著高于對照，這與李茜等的研究結果［27］一致；上部葉中類胡蘿卜素類、苯丙氨酸類、美拉德反應產物類等致香物質的含量均有所提高，除了苯丙氨酸類香氣物質差異不顯著外，其他3類香氣物質含量都顯著高于對照，與劉展展等的研究結果［28］基本一致。

本研究施用的3種土壤改良劑都能有效提高云南新煙區(qū)雙江K326烤煙的生長發(fā)育和煙葉品質。綜合來看，施用硅肥對于提升K326烤煙的煙葉質量效果更佳，因此在以后的烤煙種植過程中，推薦施用土壤調理劑硅肥來對臨滄雙江植煙土壤進行改良，在為烤煙根系的發(fā)育提供強力支撐的同時為烤煙品質的提升奠定堅實基礎。

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