喷施微量元素与糖对烟叶品质的影响

张豹林　景延秋　刘剑君等

摘要：为探究不同微量元素叶面喷施对烟叶中常规化学成分和香味物质的影响，分别于团棵期、旺长期和成熟期（打顶当天）各喷施1次不同浓度的硫酸锌、硼酸和壳聚糖。结果表明：不同处理条件下，烤烟烟叶中常规化学成分的含量不同，不同处理间类胡萝卜素降解产物、新植二烯、香味物质总量（除去新植二烯）、芳香族氨基酸类物质总量、苯甲醛含量、苯乙醇含量等香味物质的含量大小均不同，综合考虑，喷施0.01%硫酸锌+0.05%硼酸+100 mg/L 壳聚糖有利于优质烟叶的形成，能显著提高烟叶香气成分含量。

关键词：微量元素；硫酸锌；硼酸；壳聚糖；烟叶品质

中图分类号： S572.06 文献标志码： A

文章编号：1002-1302（2015）03-0091-04

硼和锌均是植物生长过程中不可缺少的微量元素[1-2]。硼主要通过参与植物体内糖、蛋白质、生物碱等化合物质的合成、代谢与运输来影响植物的生长发育[3-5]。烟草对硼的需求量较大，当硼缺乏时，会导致烟叶中含氮化合物（主要是硝酸盐）的积累，影响烤后烟叶的质量，而当烟叶硼含量过高也会出现中毒现象[6-7]。锌存在于很多植物酶中，通过影响酶与基质的结合来影响植株的生理功能[8]，此外锌还参与叶绿素、生长素的合成与代谢[9-10]，这决定了锌对植物的生长发育起关键性作用。有研究表明，当烟草缺锌时会导致烟草花叶病加重，补充一定量的锌可以提高烟株对花叶病毒的抗性[11]。目前，壳聚糖在烟草上的应用主要是关于抗病虫害的研究。有研究表明，壳聚糖可以诱导植物产生抗体，有效抑制TMV、CMV、PVY等病毒的增殖，对烟草花叶病毒的抗性效果更加显著[12]；喷施一定浓度的壳聚糖可以显著提高烟草对病毒病的抗性，而且还能够显著提高烟叶质量、产量[13]。本试验通过喷施喷施硼、锌微量元素和壳聚糖对烤后烟叶品质的研究，为合理利用微量元素肥料作出理论指导。

1 材料与方法

1.1 试验设计

试验于2012年在河南郑州登封烟草种植基地进行，供试品种为中烟100。试验地烟苗于5月中旬移栽，7月中下旬打顶。田块土壤肥力中等，土壤pH值7.41，有机质含量12.30 g/kg，速效氮含量50.27 mg/kg，速效磷含量12.36 mg/kg，速效钾含量153.37 mg/kg，氯含量34.13 mg/kg。田间管理按优质烟栽培技术进行。

试验共设5个处理：处理1，0.01%硫酸锌；处理2，005%硼酸；处理3，0.01%硫酸锌+0.05%硼酸；处理4，001%硫酸锌+0.05%硼酸+100 mg/L壳聚糖；处理5，清水（对照）。各处理于团棵期、旺长期和成熟期（打顶当天）各喷施1次，每个处理3次重复，每个重复40株。每次喷施在当天16：00时全株喷施，以叶面叶背湿露为度。烤后取C3F，在45 ℃下烘干，磨碎，过60目筛后保存，用于成分的测定。

1.2 检测指标及方法

1.2.1 主要中性香味物质的测定 质体色素降解产物及其他致香物质含量的测定采用GC/MS法。

1.2.2 烟叶常规化学成分检测 总糖（还原糖）含量测定用连续流动法（YC/T 159—2002《烟草及烟草制品 水溶性糖的测定》）；总氮含量的测定用连续流动法（YC/T 161—2002《烟草及烟草制品 总氮的测定》）；总生物碱的测定用连续流动法（YC/T 160—2002《烟草及烟草制品 总植物碱的测定 连续流动法》）；钾元素含量的测定用火焰光度法（YC/T 217—2007《烟草及烟草制品 钾的测定 连续流动法》）；氯元素含量的测定用电位滴定法（YC/T 153—2001《烟草及烟草制品 氯含量的测定 电位滴定法》）。

2 结果与分析

2.1 不同处理条件下烤烟烟叶中常规化学成分含量的变化

烤后烟叶内化学成分是衡量烟叶内在品质的一项重要指标。优质烤烟烤后烟叶总糖的含量要求范围为18%～22%，由表1可知，除处理1外，其他处理烤后烟叶总糖含量都在优质烤烟要求范围之内；优质烤烟烤后还原糖的含量适宜范围为18%～20%，除处理1外均在优质烟叶范围内；优质烤烟烤后烟碱含量适宜范围为1.5%～3.5%，各个处理均在适宜范围之内；优质烤烟烤后烟叶氯和钾含量的适宜范围为：K+>2%、Cl-<1%，各个处理烤后烟叶钾、氯含量也都达到了适宜范围；优质烤烟烤后烟叶总氮含量要求适宜范围为15%～3.5%，各个处理效果较好， 都达到了适宜范围；优质烤烟蛋白质含量适宜范围为8%～10%，各个处理的含量都偏高。

2.2 不同处理条件下烤烟烟叶中中性香味成分含量的变化

2.2.1 不同处理条件对类胡萝卜素降解产物的影响 由表2可知，不同处理间类胡萝卜素降解产物总量从大到小为处理4>处理2>CK>处理3>处理1，因此单独从类胡萝卜素降解产物方面考虑，处理4有利于产生香气丰韵的烟叶，其次为处理2。从不同降解产物含量来看，不同处理间差异较大，处理4的法尼基丙酮、香叶基丙酮、b-紫罗兰酮、二氢猕猴桃内酯、3-羟基-b-二氢大马酮含量最高；CK的氧化异佛尔酮、巨豆三烯酮1、巨豆三烯酮2、巨豆三烯酮3、巨豆三烯酮4含量最高；处理3的b-二氢大马酮、6-甲基-5-庚烯-2-酮含量最高；处理2的6-甲基-5-庚烯-2-醇、b-大马酮含量最高，且处理2各降解成分含量较为平衡，有利于提高综合香气。

2.2.2 不同处理条件对新植二烯含量的影响 由表3可以看出，不同处理间新植二烯的含量以处理4最高，其次为处理2，分别较对照高出5.30%和0.26%；处理1和处理3新植二烯的含量都低于CK。 不同处理间香味物质总量（除去新植二烯）以处理3最高，其次为处理2，处理1低于CK。

2.3 不同处理条件对芳香族氨基酸降解产物的影响

由表4可知，不同处理间芳香族氨基酸类物质总量大小依次为处理2>处理3>处理4>CK>处理1。苯甲醛含量以处理3最高，苯甲醇含量以CK最高，苯乙醛含量含量以处理2最高，苯乙醇含量以处理4最高。

2.4 不同处理对美拉德反应产物的影响

不同处理间降解产物含量有明显差异（表5），CK的美拉德反应产物总量最高（27.14 μg/g），其次为处理1（27.01 μg/g）。处理1糠醛含量最高，处理3糠醇含量最高，CK的2-乙酰呋喃含量最高，而处理4的5-甲基糠醛和3，4-二甲基-2，5-呋喃二酮含量最高。

2.5 不同处理对类西柏烷类降解产物的影响

由表6可知，处理3烤烟中类西柏烷类总量含量最高，较对照高39.48%，占总量（除新植二烯）的47%，其次为处理2，占总量（除新植二烯）的44%。不同降解产物的含量比较来看，均以处理3最高，表明处理3有利于提高类西柏烷类降解产物的含量。

2.6 不同处理条件对中性香味物质总量的影响

烟叶中的中性挥发性香味物质是烟草香气评价研究的重要化学组分，也是对烟叶香气质、量及香型评价的重要指标。表7可见，以处理4香气物质总量最高，为1 041.77 μg/g，其次为处理2（1 005.08 μg/g），处理1含量最低，仅为820.21 μg/g。

2.7 不同处理条件对烤后烟有机酸含量的影响

烟叶中有机酸主要包括高级脂肪酸、非挥发性的二元酸、三元酸及低级脂肪酸。非挥发性有机酸可调节烟气酸性，中和游离碱，使吸味醇和，在烟气中起平衡作用；挥发性有机酸能增进烟叶和烟气的香气，降低烟气的碱性，减少刺激性，使气味变得醇和[14-16]。

2.7.1 不同处理对烤后烟非挥发性有机酸含量的影响 由表8可知，不同处理对非挥发性有机酸含量影响从大到小依次为处理4>处理3>处理1>处理2>CK，其含量分别为39.58、3884、36.32、35.99、33.61 mg/g。不同处理下烤烟非挥发性有机酸含量也存在较大差别，处理4的乙二酸、富马酸（延胡索酸）含量主多，处理2的丙二酸、苹果酸含量最多，处理1的γ-戊酮酸、丁二酸、2，4-庚二烯酸含量最多，处理3的柠檬酸含量最多，而异柠檬酸含量又以处理3和处理4最多。

2.7.2 不同处理条件对烤后烟高级脂肪酸含量的影响 由表9可知，不同处理对高级饱和脂肪酸含量的影响从大到小依次为处理1>处理4 >处理3>处理2>CK，其含量分别为662、5.86、5.02、4.39、4.31 mg/g。不同处理间高级不饱和脂肪酸含量见表10，处理间含量从大到小依次为处理1>处理4>处理3>CK>处理2，其含量分别为10.72、8.56、7.56、6.87、6.82 mg/g。

3 结论与讨论

3.1 不同处理常规成分含量的影响

烟草喷施锌后，烟叶常规成分除了总糖和还原糖的含量高于对照外，其他成分的含量均低于对照，且各成分的含量均在优质烟叶适宜范围内。当单独喷施硼时，常规成分含量中氯、还原糖、总糖的含量低于对照，且各项指标均在最适宜的范围之内。与单一喷施硼相比，喷施锌后提高还原糖和总糖的含量，这可能由于喷施锌提高了叶绿素含量[9]，进而提高光合产物。单独喷施硼后，处理3与处理4的还原糖总糖含量均低于对照与单独喷施锌；蛋白质等其他成分的含量高于对照与单独喷施锌，这可能与硼参与蛋白质、生物碱的合成有关。

3.2 香气物质成分的影响

单独喷施锌时，不同种类香气成分的总量均低于对照与其他处理，即是喷施锌减少了香气物质总量，不利于香气的行成，这与韦凤杰的研究相矛盾[2]，笔者认为可能与地区有关，须进一步研究。硼及壳聚糖处理除美拉德反应物的含量低于对照外，其他种类香气成分的总量均高于对照，这可能与硼密切相关，起着增加烟叶香气的作用[17]。因此，单独从香气物质单方面考虑，处理4（硫酸锌0.01%+硼酸0.05%+壳聚糖100 mg/L）有利于生产香气丰韵的烟叶。

3.3 有机酸总量的影响

不同处理均可以提高有机酸、高级饱和脂肪酸、高级不饱和脂肪酸的含量，又以处理1和处理4提高幅度较大，可见喷施锌时可以提高烟叶有机酸的含量。

综上所述，硫酸锌+硼酸+壳聚糖有利于烤后烟叶香气成分的形成；而单独喷施锌可以提高烤后烟叶还原糖与总糖的含量，有利于有机酸含量的提高。

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