張銳新，任天寶，殷全玉，邵 雨，梅亞楠，趙銘欽，劉國順

施氮量對海南五指山雪茄生長發(fā)育及品質(zhì)的影響

張銳新1，任天寶1，殷全玉1，邵 雨2，梅亞楠1，趙銘欽1，劉國順1

（1.河南農(nóng)業(yè)大學煙草學院，國家煙草栽培生理生化基地，河南鄭州450002；2.海南雪茄研究所，海南?？?71199）

通過田間試驗和化學分析等方法，研究了4個施氮量（90，135，180，225 kg/hm2）對煙株生長發(fā)育及煙葉品質(zhì)的影響。結(jié)果表明，施氮量對雪茄的前期生長發(fā)育以及中性香氣含量影響顯著；與其他3個施氮量相比，施氮量為180 kg/hm2時，雪茄的農(nóng)藝性狀、煙葉化學成分及中性致香成分大部分指標較優(yōu)。表明在該試驗條件下，每公頃施氮180 kg時雪茄綜合表現(xiàn)最好，優(yōu)勢得以充分展現(xiàn)。

施氮量；生長發(fā)育；煙葉品質(zhì)

雪茄是一種全部用煙葉卷制而成的煙草制品，煙葉的優(yōu)劣直接影響到一支雪茄的品質(zhì)。氮素是決定煙草生長和品質(zhì)的重要因素之一。有研究表明，隨著氮素水平的提高，煙株地上部的生長速度、莖粗與葉面積指數(shù)均增加，但各個時期的變化程度不盡相同[1]。另有研究表明，氮肥施用量對烤后煙葉致香成分影響極其顯著且不同的致香物質(zhì)對施氮量的響應表現(xiàn)不同[2-7]。雪茄煙屬于高氮類型煙草，但施氮不足和過量都會對煙葉品質(zhì)產(chǎn)生較大的影響[8]。長期以來，施氮水平對煙葉產(chǎn)質(zhì)量及化學成分的影響研究較多集中于烤煙、白肋煙上[9-13]。國內(nèi)在雪茄煙方面研究較少，關(guān)于施氮量對雪茄煙的常規(guī)化學成分及中性致香成分的研究更是鮮見報道。海南省是我國新興的雪茄煙生產(chǎn)基地，其生態(tài)條件極其適宜雪茄煙的生產(chǎn)，具有生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)雪茄煙葉的巨大潛力，研究適用于海南省雪茄煙生產(chǎn)的各類技術(shù)規(guī)程很有必要。

筆者在海南五指山地區(qū)選擇肥力較高的田塊，設(shè)置不同的施氮量，研究施氮量對雪茄煙的生長發(fā)育、常規(guī)化學成分及中性香氣物質(zhì)的影響，旨在為當?shù)胤N植優(yōu)質(zhì)雪茄煙葉確定合理施氮量提供理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗材料

供試雪茄品種為YA4。

1.2 試驗地概況

試驗于2015—2016年在海南省五指山市暢好鄉(xiāng)進行，試驗地土壤為水稻土，供試土壤0～20 cm養(yǎng)分狀況列于表1。規(guī)范化栽培管理，適時采收。

表1 土壤基本養(yǎng)分狀況

1.3 試驗設(shè)計

試驗共設(shè)4個施氮處理，施氮水平分別為90（T1），135（T2），180（T3），225 kg/hm2（T4）。雪茄種植行距120 cm、株距40 cm，小區(qū)面積66.7 m2，隨機區(qū)組排列，3次重復。將復合肥、高碳基復合肥、硫酸鉀混合后，開溝條施基肥，開溝深度約15 cm，條施寬度25 cm。每公頃施純氮150 kg，N，P，K施肥比例為1∶1∶3?；蕳l施起壟：100%高碳基土壤修復肥，100%硫酸鉀，70%復合肥。移栽后20 d第1次追施復合肥的30%；移栽后35 d第2次追施每公頃75 kg硫酸鉀。根據(jù)五指山近年的溫度、降水、日照、臺風發(fā)生規(guī)律等，確定在2016年2月10日移栽，使得煙株的旺長到成熟期避開低溫階段，成熟采收期避開臺風高發(fā)期。

1.4 測定項目及方法

1.4.1 農(nóng)藝性狀的測定 嚴格按照YC/T 142—1998煙草農(nóng)藝性狀調(diào)查方法來對大田期農(nóng)藝性狀進行調(diào)查。

1.4.2 常規(guī)化學成分的測定 煙堿的檢測方法采用YC/T 160—2002，總氮的檢測方法采用YC/T 161—2002，水溶性糖的檢測方法采用YC/T 159—2002，鉀的測定采用YC/T 217—2002，氯的測定采用YC/T 218—2002連續(xù)流動法。

1.4.3 中性致香成分含量的測定 香氣物質(zhì)的提?。翰捎盟魵庹麴s-二氯甲烷溶劑萃取法。在500 mL圓底燒瓶中加入10.000 g煙樣、1.0 g檸檬酸、500μL內(nèi)標（302 g/mL硝基苯）、350 mL蒸餾水。安裝同步蒸餾萃取裝置，從冷凝管上方加入40 mL二氯甲烷于250 mL燒瓶中，待開始沸騰時進行同時蒸餾萃取，裝置中出現(xiàn)分層后計時。2.5 h后，收集有機相，加入Na2SO4進行干燥至溶液澄清，轉(zhuǎn)移有機相到雞心瓶，水浴濃縮有機相至1 mL左右。所得分析樣品以GC/MS鑒定結(jié)果和NIST庫檢索定性。

香氣物質(zhì)定性定量測定：采用美國HP5890-5972氣質(zhì)聯(lián)用儀對煙葉樣品進行定性分析。色譜柱為 HP-5（60 m×250 mm.i.d×0.25μmd.f.）；載氣為He，流速為0.8 mL/min；進樣口溫度為250℃，傳輸線溫度為280℃；離子源溫度為177℃；升溫程序：40℃2 min，以8℃/min的升溫速度升至240℃，保留15 min，不分流進樣，進樣量為1μL，電離能為70 eV，電離方式為EI；質(zhì)量數(shù)范圍為35～500 amu；用NIST02譜庫檢索定性；采用內(nèi)標法定量。

1.5 數(shù)據(jù)處理

采用Excel進行數(shù)據(jù)處理作圖，SPSS17.0版進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 氮肥用量對雪茄煙生長發(fā)育的影響

表2 施氮量對雪茄煙農(nóng)藝性狀的影響

從表2可以看出，移栽后30 d，株高、莖圍、最大葉長及最大葉寬均隨施氮量的增加而增加，且差異達到顯著水平；葉片數(shù)均差異不顯著。移栽50 d，莖圍、最大葉長均表現(xiàn)為T3＞T2＞T4＞T1，但處理間差異不顯著；株高表現(xiàn)為T3＞T2＞T1＞T4，且差異顯著；葉片數(shù)表現(xiàn)為T2＝T3＞T4＝T1，且差異不顯著；最大葉寬則表現(xiàn)為T3＞T2＞T1＞T4，但處理之間差異不顯著。移栽70 d，最大葉長表現(xiàn)為T4＞T3＞T2＞T1，最大葉寬則是 T2＞T3＞T1＞T4，株高表現(xiàn)為T3＞T2＞T4＞T1，莖圍表現(xiàn)為T3＝T2＞T4＞T1，葉片數(shù)各處理間差異不顯著；移栽后90 d，株高、莖圍均表現(xiàn)為T3＞T2＞T4＞T1，最大葉長表現(xiàn)為T3＞T2＞T1＞T4，最大葉寬表現(xiàn)為T3＞T2＞T1＞T4，葉片數(shù)之間無差異，各處理間差異均不顯著?？梢姷实氖┯昧繉τ跓熤甑纳捌谟绊戄^大，對煙株的生育后期影響并不顯著，移栽后30 d內(nèi)雪茄的生長發(fā)育基本上與施氮量成正比，之后T2，T3生長發(fā)育情況與T1，T4相比較好。觀察整個生育期，180 kg/hm2施氮條件下煙株生長發(fā)育較好。

2.2 施氮量對于煙葉常規(guī)化學成分的影響

總糖含量的高低對雪茄的吃味有一定影響，不同氮肥用量條件下，總糖含量隨施氮量的增加呈減少趨勢，除T2與T3處理間差異不顯著外，其余處理都達到顯著差異。一支真正的雪茄是純煙葉卷制，沒有香精、助燃劑等添加劑，故而對燃燒性要求很高。很好的燃燒性是保障香氣完美表達的基礎(chǔ)，而鉀氯比是影響燃燒性的重要條件。從表3可以看出，T3處理下鉀氯比最高，且與其他處理間差異顯著。總氮與煙堿的比值越大，葉片顏色越淡，煙氣香味越少，若達到2∶1，則會出現(xiàn)香氣嚴重缺失情況；氮堿比低于1∶1時，煙味則會逐漸轉(zhuǎn)濃[14]。高品質(zhì)煙葉的化學成分品質(zhì)指標中，以氮堿比值接近1∶1為最佳[15]。從表3可以看出，T3處理的氮堿比值最接近 1∶1，T2，T4處理次之，T1處理較接近2∶1?？偟c煙堿的含量變化保持一致，表現(xiàn)均為T3＞T2＞T4＞T1，其中，T1，T3處理與其他各處理間均差異顯著。

表3 施氮量對于煙葉常規(guī)化學成分的影響

2.3 施氮量對雪茄煙葉中性致香物質(zhì)含量的影響

香氣是構(gòu)成煙葉風格特色和質(zhì)量特征的核心內(nèi)容，致香物質(zhì)是煙葉燃吸過程中產(chǎn)生香氣的基礎(chǔ)，煙葉中致香物質(zhì)含量高則香味充足，吃味醇和[14]。煙葉中的香氣成分及含量在一定程度上決定雪茄的品質(zhì)優(yōu)劣，但香氣物質(zhì)成分十分復雜，一些香氣物質(zhì)含量雖少，卻對煙葉的香氣質(zhì)量有很大貢獻[16]。對調(diào)制后雪茄煙葉中香氣物質(zhì)的主要成分進行測定，定性定量測出了31種中性香氣物質(zhì)。由表4可知，中性致香物質(zhì)總量表現(xiàn)為T3＞T4＞T1＞T2。

表4 氮肥用量對煙葉常規(guī)化學成分的影響 μg/g

續(xù)表4

2.3.1 施氮量對雪茄煙葉芳香族氨基酸降解產(chǎn)物的影響 苯丙氨酸類致香物質(zhì)包含苯甲醛、苯甲醇、苯乙醛、苯乙醇等香氣成分，都是重要的可以使煙氣增加花香和果香的物質(zhì)[14]。比如苯甲醛可以增加杏仁香、櫻桃香和甜香，苯甲醇具有天然的玫瑰香味，苯乙醛可使煙氣增加皂花香和焦香等。

由圖1可知，隨著施氮量增加苯丙氨酸類致香物質(zhì)整體上呈現(xiàn)先降低后增加的趨勢，表現(xiàn)為T4＞T3＞T1＞T2。從圖2可以看出，T3處理中苯甲醛與苯乙醛的含量最高，苯甲醇含量則是T1處理最高，苯乙醇含量是T4處理最高，而且苯乙醇受施氮量影響最為明顯。說明苯丙氨酸類致香物質(zhì)中施氮量主要影響的是苯乙醇含量。

2.3.2 施氮量對雪茄煙葉棕色化反應產(chǎn)物的影響棕色化產(chǎn)物類致香物質(zhì)包含有糠醛、糠醇、2-乙酰基呋喃、5-甲基糠醛、3，4-二甲基-2，5-呋喃二酮等成分，其中多種物質(zhì)具有特殊的香味，對煙草吃味的形成也有著重大影響，煙葉醇化后的堅果香、甜香等多種優(yōu)美香氣與這些化合物都有著很大的關(guān)系[14]。

從圖3可以看出，棕色化產(chǎn)物類致香物質(zhì)T4處理的含量最高，T2處理的含量最低，其總量表現(xiàn)為 T4＞T3＞T1＞T2?？啡?、2- 乙?；秽?，4- 二甲基-2，5-呋喃二酮均以T4處理最高，T2處理下含量均較低?？傮w來看，糖醛隨施氮量的增加而增加，其余產(chǎn)物含量均以T4處理最高，T2處理最低，故T4處理最有利于棕色反應產(chǎn)物形成。

2.3.3 施氮量對雪茄煙葉西柏烷降解產(chǎn)物含量的影響 西柏烷類降解產(chǎn)物茄酮是煙草中含量最多的中性香氣物質(zhì)之一，擁有新鮮胡蘿卜素的香味，對于提高煙草的香吃味有著很重要的作用。由圖4可知，茄酮在T3處理下含量最高，表現(xiàn)為T3＞T2＞T1＞T4。在本試驗下，T1，T2，T3 處理差別不大，T4處理下降較為明顯。

2.3.4 施氮量對雪茄煙葉類胡蘿卜素降解產(chǎn)物含量的影響 類胡蘿卜素是煙葉主要致香物質(zhì)的前體物之一，在煙葉成熟、調(diào)制、發(fā)酵過程中可降解產(chǎn)生多種重要的致香成分[14，17-21]。如大馬酮和紫羅蘭酮可增加煙草的花香香味，巨豆三烯酮是煙草天然香氣的重要成分，可增加煙葉中花香和木香的特征，因而，在卷煙加香方面很有用處[14]。由表4可知，T3處理類胡蘿卜素類降解產(chǎn)物含量最高達到112.7μg/g，而 T1處理最低，為 97.62μg/g，T3處理較T1處理提高了15.08%。各處理含量表現(xiàn)為T3＞T2＞T4＞T1，呈先上升后下降趨勢，這與趙銘欽等[7]研究一致。圖5顯示，巨豆三烯酮1、巨豆三烯酮2、巨豆三烯酮3均隨氮肥用量的增加而增高，巨豆三烯酮4含量是T3處理最高；二氫獼猴桃內(nèi)酯、β-二氫大馬酮含量表現(xiàn)是T3＞T2＞T1＞T4；3-羥基-β-二氫大馬酮、法尼基丙酮含量是T3處理最高，T2處理次之。

2.3.5 施氮量對雪茄煙葉新植二烯含量的影響新植二烯是由葉綠素降解生成，是中性揮發(fā)性香氣物質(zhì)含量最高的成分。新植二烯具有使煙葉中其他揮發(fā)性香氣物質(zhì)、致香物質(zhì)及添加的香氣成分進入煙氣的作用，同時它可直接大量轉(zhuǎn)移到煙氣中，具有減輕刺激和柔和煙氣的作用。其本身具有微弱香氣，在調(diào)制和陳化過程中可進一步降解轉(zhuǎn)化為其他低分子的香氣成分[14，18]。從圖6可以看出，新植二烯含量表現(xiàn)為T4＞T3＞T2＞T1，隨施氮量的增加新植二烯含量逐漸升高，但升高幅度減小。

3 討論

N素是植物生長發(fā)育的必須大量元素，對植物產(chǎn)量有著決定性的影響，被認為是生命的元素[22]，雪茄煙生長發(fā)育前期有足夠量的氮素供應，尤其是在培養(yǎng)茄衣品種時氮素更為重要，增加氮素可使葉寬增加、葉片變薄、營養(yǎng)期延長，并可增加煙葉光澤。合理的施氮量能夠促使雪茄煙中各種養(yǎng)分達到平衡，滿足其正常生理代謝需求，利于雪茄煙品質(zhì)的形成。一般情況下，隨施氮量增大雪茄煙各種農(nóng)藝性狀逐漸變優(yōu)，各個部位葉片長度、寬度等多種指標都與施氮量呈正相關(guān)，但施氮量過大時，煙葉的品質(zhì)協(xié)調(diào)性會顯著下降[23]。本研究顯示，移栽30 d內(nèi)雪茄的生長發(fā)育基本上與施氮量成正比，之后施氮量最大的T4處理發(fā)育變差，這可能與雪茄煙各個時期對氮肥需求量的不同有關(guān)，且生育前期各處理農(nóng)藝性狀大都呈顯著差異，生育后期受到施氮量的影響減小。所以，對于雪茄煙不同生長階段對氮肥的需求量有待于進一步研究。在本試驗條件下發(fā)現(xiàn)，適宜的氮肥能夠增加雪茄煙葉寬、莖圍、葉長、株高等農(nóng)藝性狀。

煙葉化學成分是決定煙葉質(zhì)量和風格特色的物質(zhì)基礎(chǔ)，受品種、氣候、栽培、加工等多種因素影響，各種化學成分含量和相互間比例的變化較大[14]。一般情況下，適量增加施氮量，煙葉品質(zhì)也會隨之改善，過量施氮煙葉品質(zhì)的協(xié)調(diào)性將會降低[24]。本研究發(fā)現(xiàn)，施氮量對雪茄煙葉中總糖、煙堿及總氮的含量影響顯著，總糖含量與施氮量呈負相關(guān)，煙堿與總氮含量呈正相關(guān)；且施氮量為180 kg/hm2時，雪茄煙葉中各項常規(guī)化學成分最為協(xié)調(diào)，這與姚芳等[25]的研究結(jié)果一致。但雪茄煙至今沒有一個化學成分的行業(yè)標準來進行對比，故亟需建立優(yōu)質(zhì)雪茄煙的各項化學指標標準。

雪茄品質(zhì)的優(yōu)劣，很大程度上取決于煙葉中的香氣成分[26]。對于雪茄煙香氣的影響有多種因素，但對于某一雪茄煙品種而言，選擇適宜的施氮量來提高煙葉致香物質(zhì)含量是優(yōu)質(zhì)雪茄煙葉生產(chǎn)的重要技術(shù)手段。但目前關(guān)于施氮量對雪茄煙香氣物質(zhì)影響的研究卻甚少。本試驗結(jié)果表明，在五指山地區(qū)，適宜的施氮量能夠顯著提高中性香氣物質(zhì)，但不是每種中性致香物質(zhì)含量均會集中在一個施氮量處理下達到最高值。而且并不是致香物質(zhì)總量越高香氣品質(zhì)越好，不同致香物質(zhì)種類對煙葉香味的作用與貢獻不同，某些致香物質(zhì)的含量雖少，但卻對煙葉香味的貢獻很大，也可能是某些特征香氣的重要來源。周昆等[27]研究發(fā)現(xiàn)，煙葉中各類致香成分間會相互作用，煙葉香氣質(zhì)量也受多種香氣成分的組成、含量、比例及相互作用所影響。另外，不同品種及施肥量條件下的香氣物質(zhì)總量存在差異[28-29]。因此，對于雪茄煙中各類香氣成分間的相互作用和不同品種所需施氮量的比較也亟需研究。

4 結(jié)論

不同的煙草類型需肥量是不同的，對雪茄煙需肥量的研究對海南雪茄煙生產(chǎn)有重要意義。本試驗結(jié)果表明，不同施氮量對雪茄煙的生長發(fā)育、常規(guī)化學成分及中性香氣物質(zhì)影響均較為明顯，對比各處理煙株生長發(fā)育情況可看出，施氮量對煙株生育前期影響較大，對煙株生育后期影響不顯著，施氮量為180 kg/hm2時，煙株農(nóng)藝性狀最優(yōu)、常規(guī)化學成分最為協(xié)調(diào)、晾制后煙葉中性香氣物質(zhì)表現(xiàn)也最好。綜上所述，雪茄煙在該地區(qū)施氮量為180 kg/hm2時，生長發(fā)育最好、品質(zhì)最高。

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Effects of Nitrogen Application Rate on Growth and Quality of Cigar in Hainan Wuzhi Mountain

ZHANGRuixin1，RENTianbao1，YINQuanyu1，SHAOYu2，MEIYanan1，ZHAOMingqin1，LIUGuoshun1
（1.College of Tobacco，Henan Agricultural University，National Tobacco Cultivation and Physiological and Biochemical Center，Zhengzhou 450002，China；2.Hainan Cigar Research Institute，Haikou 571199，China）

The effects of four nitrogen application rates（90,135,180,225 kg/hm2） on the growth and quality of flue-cured tobacco were studied by field experiment and chemical analysis.The resultsshowed that the amount of nitrogen had significant effects on the early growth and neutral aroma content of cigar.Compared with the other three nitrogen application rates,the agronomic traits,tobacco chemical components and neutral aroma components of the cigar were the best indicators when the amount of nitrogen was 180 kg/hm2.The results show that under the experimental conditions,when the application of nitrogen is 180 kg/hm2,the comprehensive performance of cigarsisthebest,thecharacteristicscan befully displayed.

nitrogen application rate;growth and development;tobaccoquality

S572

A

1002-2481（2017）12-1969-07

10.3969/j.issn.1002-2481.2017.12.18

2017-07-05

中國煙草總公司海南省公司科技重點項目合同（201646000020041）

張銳新（1992-），男，河南孟州人，在讀碩士，研究方向：煙草栽培生理生化。趙銘欽為通信作者。