陳若星，楊虹琦*，趙松義，李宏光，成軍平，方 明

（1.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)生物科學(xué)技術(shù)學(xué)院，煙草科學(xué)與健康重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，長(zhǎng)沙 410128；2.中國(guó)煙草中南農(nóng)業(yè)試驗(yàn)站，長(zhǎng)沙 410128；3.湖南省煙草公司郴州市公司，湖南 郴州 423000）

土壤是煙草生存的基礎(chǔ)，土壤條件主導(dǎo)著煙草生長(zhǎng)發(fā)育，同時(shí)也影響其內(nèi)在化學(xué)成分含量[1]。不同類型土壤理化性質(zhì)有較大差異，養(yǎng)分供應(yīng)規(guī)律有所不同，這將形成不同的煙葉品質(zhì)風(fēng)格特色[2-3]。劉冬冬等[4]對(duì)廣東南雄地區(qū)不同土壤類型烤煙質(zhì)量風(fēng)格特征研究表明，粵煙 96綜合品質(zhì)表現(xiàn)為紫色土＞牛肝田＞沙泥田。土壤類型與煙葉品質(zhì)的關(guān)系是近年研究熱點(diǎn)，但目前多以研究土壤條件為主，且具有一定地域局限性，對(duì)其他煙區(qū)煙葉生產(chǎn)指導(dǎo)作用有限。桂陽(yáng)煙區(qū)是湖南典型濃香型煙葉主產(chǎn)區(qū)，該煙區(qū)土壤類型多樣，其中主要植煙土壤有水稻土、紅壤、紫色土、黃紅壤、黑色石灰土。為了揭示典型濃香型煙葉產(chǎn)區(qū)不同土壤類型煙葉生長(zhǎng)速率、理化特性及感官評(píng)吸質(zhì)量指標(biāo)間存在的差異，以闡明土壤類型對(duì)煙葉生長(zhǎng)和品質(zhì)指標(biāo)的影響，本研究以桂陽(yáng)煙區(qū)水稻土、紫色土、紅壤3種主要植煙土壤為對(duì)象，研究相近生態(tài)條件下，不同植煙土壤煙葉的生長(zhǎng)速率、理化及品質(zhì)特征，以期為提高典型濃香型烤煙的品質(zhì)奠定理論與試驗(yàn)基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于 2010年在湖南省郴州市桂陽(yáng)縣進(jìn)行。試驗(yàn)品種為云煙87。分別選取氣候條件相近的3個(gè)村進(jìn)行試驗(yàn)，即仁義鎮(zhèn)梧桐村（水稻土），銀河鄉(xiāng)潭池村（紫色土），浩塘鄉(xiāng)大留村（紅壤）。各試驗(yàn)點(diǎn)分別選取3戶具有代表性農(nóng)戶的地塊。采用5點(diǎn)法取0～20 cm耕層土壤進(jìn)行養(yǎng)分和pH測(cè)定。各試驗(yàn)田均按郴州優(yōu)質(zhì)煙葉生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)的要求進(jìn)行統(tǒng)一施肥、中耕和打頂?shù)忍镩g管理。在各試驗(yàn)田內(nèi)分別選定 10株具有田間代表性煙株并用紅線標(biāo)記，于移栽后測(cè)定各階段煙葉的農(nóng)藝性狀，并計(jì)算其生長(zhǎng)速率。各試驗(yàn)點(diǎn)均采收中部第 10片適熟葉，編竿后放入同一烤房進(jìn)行烘烤，取 C3F等級(jí)初烤煙葉5 kg進(jìn)行理化指標(biāo)檢測(cè)和感官評(píng)吸。

1.2 測(cè)定項(xiàng)目與方法

土壤樣品的pH、全氮、全磷、全鉀、堿解氮、有效磷、速效鉀按照參考文獻(xiàn)[5]方法檢測(cè)。

株高及葉片生長(zhǎng)速率：分別于烤煙移栽后第25、40、55、70、85、100 d測(cè)量各試驗(yàn)點(diǎn)煙株的株高、莖圍及第5片煙葉的葉長(zhǎng)和寬，以相鄰兩次農(nóng)藝性狀測(cè)量值的差值與測(cè)量相隔天數(shù)的比值作為煙株及葉片生長(zhǎng)速率。

煙葉理化指標(biāo)：每個(gè)處理取烤后樣品C3F等級(jí)煙葉1 kg，隨機(jī)抽取10片，分別用電子天平稱單葉質(zhì)量和去梗質(zhì)量，以 10片煙葉稱量結(jié)果的平均值作為該樣品的單葉質(zhì)量和含梗率。采用 YC/T31—1996標(biāo)準(zhǔn)方法測(cè)定含水率。可溶性總糖和還原糖含量采用標(biāo)準(zhǔn) YC/T159—2002，總氮含量采用YC/T161—2002，揮發(fā)酸及揮發(fā)堿采用 YC/T160—2002，鉀含量采用 YC/T218—2007進(jìn)行檢測(cè)。β-胡蘿卜素、葉黃素、綠原酸、蕓香苷采用參考文獻(xiàn)[6-7]中的高效液相色譜法進(jìn)行檢測(cè)。

1.3 單料煙評(píng)吸方法

卷制長(zhǎng)70 mm、圓周27.5 mm的煙支，經(jīng)過(guò)挑選、平衡水分后，由評(píng)吸專家評(píng)吸鑒定。煙葉的感官評(píng)吸包含9項(xiàng)指標(biāo)，分別為煙氣香氣質(zhì)、香氣量、雜氣、濃度、勁頭、刺激性、余味、燃燒性、灰色。對(duì)上述9項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行評(píng)吸打分，每項(xiàng)指標(biāo)的最高分值為9分。

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析

數(shù)據(jù)采用SPSS 13.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié) 果

2.1 土壤養(yǎng)分含量與煙株生長(zhǎng)速率

由表1可知，桂陽(yáng)煙區(qū)水稻土、紫色土和紅壤的養(yǎng)分和pH值均存在顯著或極顯著差異。其中全氮、全磷含量紅壤＞紫色土＞水稻土，紫色土全鉀含量最高，水稻土中速效養(yǎng)分和有機(jī)質(zhì)含量均高于紫色土和紅壤。紅壤pH為弱酸性，質(zhì)地為黏壤土，較適合煙草生長(zhǎng)；水稻土和紫色土的pH為弱堿性，質(zhì)地均為壤黏土。

由圖1看出，紫色土的烤煙株高和莖圍25～40 d的生長(zhǎng)率，葉長(zhǎng)和葉寬25～55 d的生長(zhǎng)率高于水稻土和紅壤。植煙前土壤養(yǎng)分調(diào)查結(jié)果中紫色土速效養(yǎng)分含量并不豐富，所以維持其高生長(zhǎng)率所需的養(yǎng)分可能源自有機(jī)物礦化，也有可能由于紫色土土壤環(huán)境好，肥料利用率高。水稻土烤煙成熟期生長(zhǎng)速率較高，這不利于后期成熟落黃，可能造成煙葉脫氮困難，煙葉含氮類化合物含量高?？梢?jiàn)，土壤類型對(duì)烤煙生長(zhǎng)速率有較大影響，這可能由于不同類型土壤質(zhì)地和持水量存在差異，微生物和土壤酶活性變化規(guī)律有所不同，導(dǎo)致氮素礦化速率和煙株根系對(duì)養(yǎng)分吸收利用率受到一定影響。

表1 3種植煙土壤養(yǎng)分狀況Table 1 The conditions of nutrient from three soils

圖1 不同土壤類型烤煙生長(zhǎng)速度Fig.1 Growth rate of the flue-cured tobacco on various soil types

2.2 不同植煙土壤烤煙農(nóng)藝性狀

不同植煙土壤烤煙農(nóng)藝性狀的統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果見(jiàn)表2?？芍?，水稻土和紫色土烤煙株高極顯著高于紅壤，葉長(zhǎng)、莖圍顯著高于紅壤，但葉寬和節(jié)距差異不顯著。這是因?yàn)橹旮?、莖圍和葉長(zhǎng)是反映煙株生長(zhǎng)量的主要指標(biāo)，其大小主要與土壤水分和養(yǎng)分的供應(yīng)密切相關(guān)。而葉寬和節(jié)距這兩個(gè)農(nóng)藝性狀指標(biāo)除了受土壤水分和養(yǎng)分供應(yīng)的影響外，在一定程度上還受到基因型的調(diào)控[8]。

2.3 不同植煙土壤烤煙理化指標(biāo)

2.3.1 物理指標(biāo) 煙葉的物理特性不僅反映煙葉的外觀質(zhì)量，還將影響煙葉的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和可用性[9]。由表3可知，不同植煙土壤煙葉物理指標(biāo)中的含梗率、干物質(zhì)重、單位葉面積質(zhì)量、葉片厚度存在顯著差異。水稻土和紅壤土煙葉的物理指標(biāo)值較為接近，紫色土差異較大。水稻土和紅壤煙葉含梗率、含水率相對(duì)較小，但葉片偏厚，干物質(zhì)積累較多。紫色土煙葉含梗率最高，干物質(zhì)重、葉厚、單位葉面積質(zhì)量顯著低于其他兩者。

2.3.2 不同植煙土壤烤煙主要化學(xué)成分含量分析由表4可知，水稻土與紫色土煙葉各常規(guī)化學(xué)成分的含量較為接近，紅壤差異較大。水稻土和紫色土煙葉總氮、煙堿含量較高，總糖和還原糖含量較低，雙糖差值較小。兩糖差值反映煙葉中非還原糖的含量[10]，非還原糖含量與煙葉中的蔗糖和可溶性多糖的含量有關(guān)，對(duì)煙葉香吃味有較大影響。紅壤煙葉總氮和煙堿含量較低，并且高糖低堿的特征導(dǎo)致紅壤煙葉糖堿比顯著高于水稻土和紫色土煙葉，其揮發(fā)酸與揮發(fā)堿之比也顯著高于其他兩者。由于紅壤煙葉氯含量高，水稻土和紫色土煙葉鉀含量高，所以紅壤煙葉鉀氯比顯著低于水稻土和紫色土煙葉。

表2 不同植煙土壤烤煙農(nóng)藝性狀Table 2 Analysis on agronomic traits of the flue-cured tobacco

表3 不同植煙土壤烤煙物理指標(biāo)Table 3 Analysis on physical properties of the flue-cured tobacco

表4 不同植煙土壤烤煙化學(xué)成分含量及比例Table 4 Analysis on content and ratio of chemical components in the flue-cured tobacco

2.3.3 烤煙主要潛香型物質(zhì)含量 類胡蘿卜素是煙草中重要的萜烯類化合物之一，煙葉中中性揮發(fā)性香氣物質(zhì)成分中很大一部分是其降解產(chǎn)物，其中有很多是煙草中的重要致香成分[11]。綠原酸是煙葉中含量較高的多酚。蕓香苷對(duì)煙草的生長(zhǎng)發(fā)育、煙葉顏色、煙氣香吃味等有重要影響[12]。表5分析結(jié)果表明，不同植煙土壤煙葉類胡蘿卜素和多酚的含量差異不顯著。這是因?yàn)轭惡}卜素和多酚都是含碳化合物，相對(duì)于一個(gè)品種而言，類胡蘿卜素含量主要受光照強(qiáng)度影響[13]，多酚含量主要受煙葉光合作用和呼吸作用的影響。在光照、溫度和土壤含水率接近的生態(tài)條件下，煙草葉片碳代謝水平也相似，所以3種植煙土壤煙葉類胡蘿卜素和多酚含量沒(méi)有顯著差異。

表5 植煙土壤烤煙主要潛香型物質(zhì)含量Table 5 Main latent fragrant substance contents of the flue-cured tobacco

2.3.4 感官評(píng)吸結(jié)果 表6結(jié)果表明，紫色土煙葉香氣質(zhì)得分最高，雜氣小于水稻土和紅壤煙葉，刺激性小于水稻土煙葉；水稻土煙葉香氣量和濃度高于紫色土和紅壤煙葉，但勁頭和余味得分最低；紅壤煙葉除余味高于其他兩者外，其他評(píng)吸指標(biāo)分值大多居中等水平。煙葉鉀和氯的含量直接影響煙葉的燃燒性，進(jìn)而影響煙葉燃燒過(guò)程中大分子分解成小分子致香物質(zhì)及香味品質(zhì)。由表4可知，紫色土煙葉的含鉀量顯著高于其他兩類，鉀氯比高于紅壤煙葉，總氮、煙堿和揮發(fā)堿低于水稻土煙葉，這可能是導(dǎo)致紫色土感官評(píng)吸質(zhì)量好于水稻土和紅壤煙葉的主要原因。

表6 植煙土壤烤煙C3F感官評(píng)吸結(jié)果Table 6 Smoking test of the flue-cured tobacco from three soils

3 討 論

不同土壤類型養(yǎng)分有所差異，供應(yīng)規(guī)律有所不同。羅維斌等[14]對(duì)湖南祁東煙區(qū)不同土壤類型肥力狀況進(jìn)行了比較，結(jié)果表明，紫色土肥力比較適合種煙，其次是水稻土，紅壤肥力較低，應(yīng)進(jìn)行適當(dāng)改良。與本試驗(yàn)結(jié)果類似，其中水稻土氮磷總量不高，速效養(yǎng)分含量高；紫色土和紅壤總量高，速效養(yǎng)分含量低。水稻土和紫色土速效鉀含量較高。

研究表明，紫色土煙葉化學(xué)組分比例協(xié)調(diào)，評(píng)吸結(jié)果較好[15-16]，本研究結(jié)果也顯示，紫色土煙葉感官評(píng)吸結(jié)果最好，香氣質(zhì)得分最高，雜氣和刺激性最少。目前針對(duì)紫色土土壤環(huán)境與煙葉品質(zhì)關(guān)系的研究較少，其他作物相關(guān)研究結(jié)果表明，紫色土具有磷脂脂肪酸總量和鉀素含量高，微生物含量極為豐富，有機(jī)質(zhì)和養(yǎng)分含量適中的特點(diǎn)[17-18]。研究結(jié)果還表明，紫色土在烤煙生育期內(nèi)的土壤生物學(xué)特征和供肥規(guī)律都利于煙葉生長(zhǎng)和改善品質(zhì)，這些特點(diǎn)可能是紫色土煙葉形成良好品質(zhì)的土壤條件。

綜合本研究結(jié)果可知，桂陽(yáng)煙區(qū)紫色土烤煙生長(zhǎng)“前高后低”，生長(zhǎng)規(guī)律最符合優(yōu)質(zhì)煙葉生產(chǎn)要求。煙葉含梗率高，葉片厚度較薄，干物質(zhì)重和單位葉面積質(zhì)量較小?？偺?、還原糖、總氮和煙堿含量較低，鉀含量顯著高于水稻土和紅壤。煙葉感官評(píng)吸中香氣質(zhì)分最高，總分等于紅壤煙葉并高于水稻土煙葉。水稻土烤煙旺長(zhǎng)期內(nèi)長(zhǎng)勢(shì)較好，但進(jìn)入成熟期后依舊有較高的生長(zhǎng)率，這將造成煙葉脫氮困難，導(dǎo)致總氮和煙堿含量過(guò)高，這可能由于水稻土成熟期內(nèi)氮素養(yǎng)分供應(yīng)過(guò)量造成，所以應(yīng)采取適當(dāng)?shù)拇胧┻M(jìn)行調(diào)控。由于整個(gè)生育期生長(zhǎng)量大，水稻土煙葉干物質(zhì)累積較多，葉片偏厚，單位葉面積大。雖然紅壤烤煙整個(gè)生育期生長(zhǎng)率都要低于水稻土和紫色土，速效養(yǎng)分含量也不豐富，但其煙葉干物質(zhì)含量也較多，單位葉面積和葉片厚度大。這可能因?yàn)橘|(zhì)地偏壤土的土壤利于煙葉糖類化合物的合成[19]，紅壤煙葉總糖和還原糖含量較高所致。

4 結(jié) 論

本研究結(jié)果表明，紫色土煙葉綜合品質(zhì)最好，紅壤煙葉長(zhǎng)勢(shì)不足，水稻土煙葉氮類化合物含量過(guò)高?？筛鶕?jù)不同土壤種植煙葉的特征合理優(yōu)化栽培措施，如對(duì)紅壤補(bǔ)肥和控制烤煙成熟期內(nèi)水稻土氮素養(yǎng)分。但同時(shí)還需分析土壤理化特性和生育期內(nèi)土壤條件的變化規(guī)律。有關(guān)桂陽(yáng)煙區(qū)不同類型土壤理化及生物學(xué)特性的研究見(jiàn)后續(xù)報(bào)道。

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