蔣 杰，周冀衡，張 毅，李 強(qiáng)，王承偉

(1.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)煙草研究院,湖南 長(zhǎng)沙 410128; 2.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)生科院,湖南 長(zhǎng)沙 410128)

施用不同木本泥炭肥料對(duì)烤煙品質(zhì)及中性香氣物質(zhì)的影響

蔣 杰1,2，周冀衡1*，張 毅2，李 強(qiáng)1，王承偉1,2

(1.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)煙草研究院,湖南 長(zhǎng)沙 410128; 2.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)生科院,湖南 長(zhǎng)沙 410128)

【目的】為研究施用不同木本泥炭對(duì)烤煙品質(zhì)及中性香氣物質(zhì)的影響。【方法】通過田間試驗(yàn)，設(shè)置木本泥炭腐殖酸鉀、200 kg/667m2木本泥炭原料和500 kg/667m2木本泥炭原料3個(gè)處理，以不施肥處理、常規(guī)施肥處理為對(duì)照?！窘Y(jié)果】與不施肥、常規(guī)施肥相比，木本泥炭3個(gè)處理可以提高煙葉氧化鉀、還原糖和總糖含量，降低初烤煙葉中淀粉含量。在木本泥炭施用量相同時(shí)，木本泥炭腐殖酸鉀處理是提高中性致香物質(zhì)較合適的選擇。與不施肥處理比較，提高了98.47 %棕色化產(chǎn)物類產(chǎn)物含量、430.32 %苯丙氨酸類產(chǎn)物含量、238.31 %類胡蘿卜素類產(chǎn)物含量、71.01 %類西柏烷類產(chǎn)物含量?！窘Y(jié)論】在提高木本泥炭施用量的基礎(chǔ)上，500 kg/667m2木本泥炭處理取得的效果最好。

木本泥炭；烤煙；品質(zhì)；香氣

烤煙作為我國重要的經(jīng)濟(jì)作物之一， 在經(jīng)濟(jì)發(fā)展中占有重要的戰(zhàn)略地位。香氣是衡量烤煙質(zhì)量和可用性的核心內(nèi)容和重要指標(biāo)之一[1-3]。香氣量不足是我國煙葉存在的主要問題之一，因此，提高我國煙葉香氣量是亟待解決的問題。造成煙草香氣差異的因素主要有遺傳因素、環(huán)境條件、土壤狀況、農(nóng)藝措施、成熟度、調(diào)制方法、養(yǎng)分管理等[4]。

遺傳因素是影響煙葉香吃味的第一因子。馬常力和韓錦峰[5]等研究表明，不同品種煙葉的香氣物質(zhì)含量不同。王彪[6]等研究表明，品種對(duì)香吃味的最大貢獻(xiàn)率達(dá)50 %，是影響煙葉香吃味的第一因子。據(jù)研究，同一煙草品種在不同生態(tài)條件下形成的煙葉化學(xué)成分、評(píng)吸品質(zhì)、致香物質(zhì)含量的差異，大于同一生態(tài)條件下不同品種問的差異，煙葉品質(zhì)和致香物質(zhì)含量有明顯的地域性特征[7]。任永浩[8]試驗(yàn)結(jié)果表明，不同根際土壤pH值下煙葉的香氣成分有明顯差異。定量測(cè)出15種香氣物質(zhì)成分含量，在根際pH值為6.5～7.5時(shí)最高，pH值>7.5或<6.5時(shí)普遍降低。土壤肥力對(duì)烤煙香氣影響極大。成熟度極大影響著煙葉的色、香、味以及吸食質(zhì)量和使用價(jià)值等。研究[9]表明，采摘時(shí)間是降低煙堿含量，增加香氣量和香氣質(zhì)的重要措施之一。趙銘欽[10-11]等試驗(yàn)結(jié)果表明，煙葉采收時(shí)的成熟度不同，烤后煙葉化學(xué)成分和質(zhì)量特性明顯不同。研究指出，煙葉成熟和調(diào)制過程是香氣前體物降解、香氣物質(zhì)形成和轉(zhuǎn)化的主要時(shí)期。

增施腐殖酸肥可以提高煙葉總致香物質(zhì)含量、主要致香物質(zhì)含量和評(píng)吸質(zhì)量[12]。腐植酸的原料主要來源于泥炭、褐煤和風(fēng)化煤(腐植酸含量從10 %到80 %)，其中泥炭可分為木本泥炭、草本泥炭、蘚類泥炭3種類型，其中以木本泥炭腐植酸含量最高，草本泥炭次之、蘚類泥炭最低[13]。我國泥炭豐富，但多數(shù)為草本泥炭，其儲(chǔ)量約占泥炭總儲(chǔ)量的70 %，這使得目前國內(nèi)研究多集中于草本泥炭，較少關(guān)注到木本泥炭。因此在有必要對(duì)木本泥炭在烤煙生產(chǎn)中的應(yīng)用效果進(jìn)行系統(tǒng)的研究，以期為改善烤煙品質(zhì)，提高煙葉香味提供理論和技術(shù)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)條件

試驗(yàn)于2014年在湖南省長(zhǎng)沙市寧鄉(xiāng)縣黃材鎮(zhèn)(北緯28°9′33″，東經(jīng)112°7′1″)進(jìn)行，供試土壤為水稻土，中等肥力水平。土壤pH值為5.95，土壤有機(jī)質(zhì)含量為24.2 g/kg，堿解氮含量為122.5 mg/kg，速效鉀含量為187.3 mg/kg，速效磷含量為16.2 mg/kg。

1.2 試驗(yàn)材料與方法

試驗(yàn)共設(shè)5個(gè)處理：①T1：不施任何肥料(CK)。②T2：農(nóng)民常規(guī)施肥。③T3：木本泥炭腐殖酸鉀做基肥+ T2處理(去除腐殖酸鉀中的投入的鉀素)。④T4：200 kg/667m2木本泥炭原料做基肥+T2處理。⑤T5：500 kg/667m2木本泥炭原料做基肥+T2處理。試驗(yàn)共設(shè)3次重復(fù)，共計(jì)15個(gè)小區(qū)，小區(qū)面積約37 m2，隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)。

肥料施用如下：70 %氮肥(煙草專用肥15-5-25)和全部磷肥作為基肥在移栽前穴施，木本泥炭及其衍生的新型肥料產(chǎn)品撒施(氮：硝銨磷肥(N 32 %、P2O54.4 %；磷：過磷酸鈣P2O516 %、鉀：硫酸鉀 K2O 50 %)；追施時(shí)間在移栽后7～10、20～25 d分2次追施(表1)。各小區(qū)煙葉采收后按三段式烘烤法烘烤，按烤煙42級(jí)國家標(biāo)準(zhǔn)(GB 2635-92)分級(jí)，選取煙樣等級(jí)為中桔三(C3F)1.5 kg。

1.3 試驗(yàn)樣品采集和測(cè)定

1.3.1 各小區(qū)煙葉采收后按三段式烘烤法烘烤 按烤煙42級(jí)國家標(biāo)準(zhǔn)(GB 2635-92)分級(jí)，每個(gè)小區(qū)取C3F等級(jí)的煙葉1.5 kg，分別測(cè)定常規(guī)化學(xué)指標(biāo)(氮、鉀、氯、煙堿、淀粉、總糖、還原糖)。

1.3.2 將采集的樣品粉碎 過60目篩備用。淀粉采用碘顯色法[14]測(cè)定； 總糖、還原糖、煙堿含量采用Pulse-3000 連續(xù)流動(dòng)分析儀測(cè)定[15]；總氮采用高氯酸-硫酸消化法測(cè)定15[15]；鉀采用原子吸收火焰光度法[15]；氯離子采用戴安ICS-1500測(cè)定[15]；致香物質(zhì)參照王超的方法[16]測(cè)定。

表1 木本泥炭物理化學(xué)指標(biāo)Table 1 Physical and chemical indicators of woody peat

表2 不同處理肥料施用量Table 2 Contents of different treatment fertilizer (kg/667 m2)

2 結(jié)果與分析

2.1 不同試驗(yàn)處理對(duì)初烤煙常規(guī)化學(xué)成分的影響

表3顯示，各處理均可提高葉水溶性總糖、和氧化鉀含量；降低氯含量，而對(duì)各部位其它化學(xué)成分的影響不盡一致。在鉀含量方面，配施木本泥炭腐殖酸鉀處理T3和200 kg/667m2木本泥炭原料處理T4、500 kg/667m2木本泥炭原料處理T5均可提高煙葉中氧化鉀的含量，分別為2.71 %、3.08 %、2.51 %。與不施肥T1相比，提高了0.67～1.24個(gè)百分點(diǎn)，與常規(guī)施肥T2比較，提高了0.21～0.78個(gè)百分點(diǎn)，呈現(xiàn)出顯著性差異水平。呈現(xiàn)T5>T3>T4趨勢(shì)。與不施肥和常規(guī)施肥比較，配施木本泥炭腐殖酸鉀和200 kg/667m2木本泥炭原料、500 kg/667m2木本泥炭原料處理均可提高煙葉中總糖和還原糖的含量，差異達(dá)到了顯著水平?？偺潜炔皇┓侍幚砀叱?.90～9.33個(gè)百分點(diǎn)，比常規(guī)施肥高出3.34～8.77個(gè)百分點(diǎn)；還原糖比不施肥處理高出2.66～5.74個(gè)百分點(diǎn)，比常規(guī)施肥高出1.72～4.80個(gè)百分點(diǎn)。一般認(rèn)為優(yōu)質(zhì)煙葉水溶性總糖與煙堿的比值為6以上，接近于10，總氮與煙堿的比值接近1較好[17]。從上述兩者的比值來看，T3、T4、T5接近于優(yōu)質(zhì)煙葉化學(xué)成分品質(zhì)指標(biāo)。綜合分析認(rèn)為，配施木本泥炭腐殖酸鉀和木本泥炭原料的處理可使煙葉化學(xué)成分協(xié)調(diào)、鉀素含量有所提高，氯含量有所降低。這說明該處理可能有利于煙株生長(zhǎng)期間各部位煙葉碳氮代謝更趨協(xié)調(diào)，促進(jìn)了煙葉碳氮化合物(糖、堿、總氮)之間比例的平衡，對(duì)鉀素的吸收利用也相對(duì)較好。

2.2 致香物質(zhì)測(cè)定結(jié)果

2.2.1 不同試驗(yàn)處理對(duì)烤煙棕色化產(chǎn)物含量的影響 棕色化產(chǎn)物類致香物質(zhì)包括吡嗪類、吡咯類、呋喃類、吡喃類。如糠醛、糠醇、3-甲基-2(5H)-呋喃酮、2-乙?；量?、2-乙酰呋喃、5-甲基糠醛等成分。其中有許多都具有讓人愉悅的吸味和香氣，對(duì)煙氣的香吃味有較好的貢獻(xiàn)[19]。煙葉醇化后的堅(jiān)果香、甜香等優(yōu)美香氣與這些化合物有密切的關(guān)系，尤其是其中的吡咯、呋喃類物質(zhì)，雖然含量低微，但對(duì)可可香味的形成至關(guān)重要[20]。由表4可以看出，不同處理煙葉中棕色化產(chǎn)物類致香物質(zhì)含量具有一定的變化。其中以配施木本泥炭腐殖酸鉀處理T3和500 kg/667m2木本泥炭處理T5含量較高，分別為28.52、33.65 μg/g。其中糠醛、糠醇、2-乙?；量?、2-乙酰呋喃、5-甲基糠醛含量在配施500 kg/667m2木本泥炭原料中處理T5最高，3-甲基-2(5H)-呋喃酮在配施木本泥炭腐殖酸鉀處理T3中最高。在總量方面，配施木本泥炭腐殖酸鉀處理T3比TI、T2分別提升了98.47 %、46.78 %；配施500 kg/667m2木本泥炭處理T5比TI、T2分別提升了134.17 %、73.19 %。表明配施木本泥炭對(duì)提高棕色化產(chǎn)物類致香物質(zhì)含量有一定的促進(jìn)作用。

表3 不同處理對(duì)煙葉化學(xué)成分的影響Table 3 Contents of chemical components in tobacco leaves with different treatment

表4 不同處理烤煙類棕色化產(chǎn)物的含量Table 4 Contents of degraded products of browning reaction in tobacco leaves with different treatment (μg/g)

2.2.2 不同試驗(yàn)處理對(duì)烤煙苯丙氨酸降解物含量的影響 苯丙氨酸類致香物質(zhì)包括苯甲醇、苯乙醇、苯甲醛、苯乙醛等成分，對(duì)烤煙的香氣具有良好的促進(jìn)作用，尤其對(duì)烤煙的清香、果香具有一定的影響。如表5所示，施用木本泥炭類肥料可以不同程度影響煙葉中苯丙氨酸類中性香氣成分的含量，其中對(duì)苯乙醛含量的影響較大，以配施木本泥炭腐殖酸鉀處理T3含量最高，為13.26 μg/g。就不同處理比較，木本泥炭腐殖酸鉀配施處理T3煙葉中苯丙氨酸類致香物質(zhì)含量明顯高于其它處理，配施500 kg/667m2木本泥炭原料處理T5次之，而不施肥、農(nóng)民常規(guī)施肥處理的含量都較低。在總量方面，配施木本泥炭腐殖酸鉀處理T3比TI、T2分別提升了430.32 %、127.09 %；配施500 kg/667m2木本泥炭處理T5比TI、T2分別提升了382.22 %、106.49 %。表明木本泥炭腐殖酸鉀配施可以提高煙葉苯丙氨酸類致香物質(zhì)含量，但配施200 kg/667m2木本泥炭處理T4和農(nóng)民常規(guī)施肥相比差別不大。

2.2.3 不同試驗(yàn)處理對(duì)烤煙類胡蘿卜素降解物含量的影響 對(duì)煙葉中所含有的中性香氣物質(zhì)，有很多化合物是類胡蘿卜素的降解產(chǎn)物，其中有較高比例的化合物是關(guān)鍵致香物質(zhì)，其產(chǎn)生香味的閾值相對(duì)較低，對(duì)煙葉中性香氣成分量的貢獻(xiàn)較大[21]，如巨豆三烯酮(1、2、3)、β-大馬酮等。煙葉在醇化過程中，類胡蘿卜素降解后可生成一類揮發(fā)性芳香化合物，對(duì)卷煙吸食品質(zhì)有重要影響[20]。由表6可知，木本泥炭處理可不同程度地提高煙葉中類胡蘿卜素類致香物質(zhì)的含最，且以配施500 kg/667m2木本泥炭處理T5的效果最好，達(dá)到61.76 μg/g，比TI、T2分別提升了267.40 %、145.86 %。配施木本泥炭腐殖酸鉀處理T3的效果次之，達(dá)到了56.87 μg/g，比TI、T2分別提升了238.37 %、126.39 %。

2.2.4 不同試驗(yàn)處理對(duì)烤煙西柏烷降解物含量的影響 對(duì)于類西柏烷類降解物，主要包括茄酮及其衍生物，是煙葉中重要的致香前體物，通過一定的降解途徑可形成多種醛、酮等致香成分[22]。與不施肥處理T1及農(nóng)民常規(guī)施肥處理T2相比，配施木本泥炭腐殖酸鉀處理T3、200 kg/667m2木本泥炭原料處理T4、500 kg/667m2木本泥炭原料處理T5均能提高煙葉中類西柏烷類致香物質(zhì)含量，分別為15.22、 14.38、16.75 μg/g。但3個(gè)處理之間的差距不大，500 kg/667m2木本泥炭原料>施木本泥炭腐殖酸鉀>200 kg/667m2木本泥炭原料。在總量方面，配施木本泥炭腐殖酸鉀處理T3比TI、T2分別提升了71.01 %、58.54 %；配施500 kg/667m2木本泥炭處理T5比TI、T2分別提升了88.2 %、74.48 %。表明配施木本泥炭肥料能明顯提高煙葉中類西柏烷類致香物質(zhì)的含量(圖1)。

表5 不同處理烤煙類苯丙氨酸降解物的含量Table 5 Contents of degraded products of phenylanoids degradation in tobacco leaves with different treatments (μg/g)

表6 不同處理烤煙類胡蘿卜素類降解產(chǎn)物的含量Table 6 Contents of degraded products of carotenoid in tobacco leaves with different treatments (μg/g)

2.2.5 不同試驗(yàn)處理對(duì)烤煙新植二烯含量和中性致香物質(zhì)總量的影響 新植二烯是烤煙中性致香物質(zhì)中含量最高的成分，對(duì)煙葉香氣的閾值較高，含量低時(shí)難于奏效。新植二烯本身不僅具有一定的香氣，而且可分解轉(zhuǎn)化形成低分子香味成分，其可直接轉(zhuǎn)移到煙氣中，并具有減輕刺激和柔和煙氣的作用，因而與煙氣的品質(zhì)密切相關(guān)。

相比于不施肥處理T1與農(nóng)民常規(guī)處理T2，以配施500 kg/667m2木本泥炭處理T5最高，為617.10 μg/g，配施木本泥炭腐殖酸鉀處理T3再次之，為542.30 μg/g(圖2)。總的中性香氣物質(zhì)含量以及扣除新植二烯后中性香氣物質(zhì)后含量均以配施500 kg/667m2木本泥炭處理T5含量最高，不施肥處理T1與農(nóng)民常規(guī)處理T2最低，這反應(yīng)出木本泥炭類肥料的施用可以提高煙葉的中性香氣物質(zhì)，尤其的500 kg/667m2木本泥炭原料的投入，有利于煙葉品質(zhì)的提升。

圖1 不同處理烤煙類西柏烷類降解產(chǎn)物的含量Fig.1 Contents of degraded products of cembrane aroma components in tobacco leaves with different treatments

3 討 論

煙葉內(nèi)在品質(zhì)由煙葉內(nèi)含物及其協(xié)調(diào)性決定。有研究認(rèn)為，還原糖是體現(xiàn)煙草優(yōu)良品質(zhì)的指標(biāo)之一[23]，煙葉香氣風(fēng)格特征與總糖、還原糖、糖堿比、氮堿比含量或比值呈極顯著相關(guān)或負(fù)相關(guān)，當(dāng)這些化學(xué)指標(biāo)較高時(shí)，有助于凸顯煙葉清香型風(fēng)格特征[24]。在試驗(yàn)中，配施木本泥炭腐殖酸鉀、適量木本泥炭和高量木本泥炭原料的處理的糖堿比更接近于10，但是在氮堿比方面的比較不施肥處理和常規(guī)施肥處理更接近于1。與常規(guī)施肥比較，配施木本泥炭腐殖酸鉀、200 kg/m2木本泥炭和500 kg/m2木本泥炭原料的處理可不同程度降低煙堿含量。這與敖金成[25]的研究結(jié)果一致。

圖2 不同處理烤煙新植二烯含量和中性致香物質(zhì)總量的含量Fig.2 Contents of degraded products of neophytadiene and total aroma substances in tobacco leaves with different treatments

薛超群[26]研究表明，施用腐殖酸提高了煙葉香氣品質(zhì)，隨著腐殖酸用量的增加，煙葉美拉德反應(yīng)產(chǎn)物、總香味物質(zhì)含量顯著提高，腐殖酸用量120和180 kg/hm2的煙葉香氣品質(zhì)得分較高。本試驗(yàn)研究結(jié)果表明，施用不同種類木本泥炭肥料對(duì)烤煙各類中性致香物質(zhì)含量和中性致香物質(zhì)總量均有明顯影響。棕色化產(chǎn)物類、類胡蘿卜素和西柏烷降解物含量均為施用500 kg/667m2木本泥炭原料肥料最高。苯丙氨酸類為施用木本泥炭腐殖酸鉀肥料最高。與不施肥和常規(guī)處理相比，木本泥炭類肥料的施用可顯著提高苯丙氨酸類、棕色化產(chǎn)物類、類胡蘿卜素和西柏烷降解物含量。

李強(qiáng)[27]研究表明，煙葉鉀含量與 7 類致香物質(zhì)含量呈線性關(guān)系；說明鉀素營(yíng)養(yǎng)對(duì)烤煙致香物質(zhì)含量影響顯著，改善鉀素營(yíng)養(yǎng)可提高煙葉致香物質(zhì)含量。葉協(xié)鋒等[28]研究認(rèn)為硫酸鉀增施生物鉀肥可以提高中性致香物質(zhì)總量。劉國順[29]研究表明,烤后煙葉鉀含量隨鉀肥施用量的增加而增加。施用鉀肥提高了煙葉的酸性和中性香氣成分含量。隨著鉀肥施用量的增加,煙葉中亞油酸和亞麻酸的含量在降低，同時(shí)提高了棕色化產(chǎn)物、西柏烷類等物質(zhì)的含量。比較木本泥炭腐殖酸鉀和木本泥炭原料，在提高棕色化產(chǎn)物類、類胡蘿卜素和西柏烷降解物方面，500 kg/667m2木本泥炭原料優(yōu)于木本泥炭腐殖酸鉀。在提高苯丙氨酸類、棕色化產(chǎn)物類、類胡蘿卜素和西柏烷降解物方面，施用木本泥炭腐殖酸鉀優(yōu)于施用200 kg/667m2木本泥炭原料。

4 討 論

綜上所述，配施木本泥炭腐殖酸鉀肥能明顯提高煙葉醇和度及協(xié)調(diào)性，有效降低煙葉煙堿含量，改善煙葉香氣質(zhì)和提高煙葉香氣量。在施用量相同時(shí)，施用木本泥炭腐殖酸鉀是提高中性致香物質(zhì)最優(yōu)的選擇。在提高木本泥炭施用量的基礎(chǔ)上，木本泥炭原料取得的效果較好，較合適施用量為500 kg/667m2。

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EffectsofDifferentWoodyPeatFertilizersonQualityandNeutralAromaComponentsofFlue-curedTobacco

JIANG Jie1,2,ZHOU Ji-heng1*,ZHANG Yi2,LI Qiang1,WANG Cheng-wei1,2

(1.Institute of Tobacco,Hunan Agricultural University,Hunan Changsha 410128,China;2.College of Life Sciences，Hunan Agricultural University,Hunan Changsha 410128,China)

【Objective】The present experiment was conducted to study the effects of different woody peat on the quality and neutral aroma components of flue cured tobacco.【Method】By field experiment,three treatments of woody peat humic acid potassium,200 kg/667m2woody peat raw material and 500 kg/667m2woody peat raw material,were designed,with no fertilization treatment and conventional fertilization treatment as control.【Result】Compared with no fertilization,conventional fertilization and three woody peat treatment could improve tobacco potassium,reduce sugar and total sugar content and reduce starch content in tobacco first baking.At the same time,the application of peat humic acid potassium treatment was a more suitable choice to improve the neutral aroma substances.Compared with non-fertilization treatment,the content of product of brown product 98.47 %,phenylalanine product of 430.32 %,carotenoid content of 238.31 % and 71.01 % of cephalosporin product were increased.【Conclusion】On the basis of increasing the amount of woody peat,the effect of 500 kg/667m2in the treatment of peat peat was the best.

Woody peat; Flue-cured tobacco; Quality; Aroma

1001-4829(2017)4-0830-06

10.16213/j.cnki.scjas.2017.4.020

2016-10-20

廣西中煙工業(yè)有限責(zé)任公司“煙葉增鉀關(guān)鍵技術(shù)研究與集成示范”項(xiàng)目；湖南省研究生科研創(chuàng)新項(xiàng)目(CX2016B273)

蔣 杰(1993-)，土家族，男，湖南鳳凰人，在讀研究生，碩士，研究方向?yàn)闊煵萆砩珽-mail:jiangjie7476@163.com，Tel：13027317476，*為通訊作者：周冀衡，E-mail:jhzhou2005@163.com。

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(責(zé)任編輯 李山云)