高碳基土壤修复肥对不同采收期邵阳烤烟上六片质量的影响

汪坤， 隆准， 姬小明， 杨永锋， 尹光庭， 王新发， 魏跃伟， 邹凯

(1.河南农业大学烟草学院, 河南 郑州 450002； 2.湖南省烟草公司邵阳市公司,湖南 邵阳 422200； 3.河南中烟工业有限责任公司, 河南 郑州 450000；4.河南惠农土质保育研发有限公司, 河南 登封452470)

烟草上部叶占整株烟产量的很大比重，对烤烟总体质量和产量都影响较大。同时，优质上部叶也是提升卷烟质量的重要保障[1]。中国烤烟的上部叶叶片厚密，颜色偏深，填充性差，内部化学成分不协调，香气质品质不佳，刺激性较大，导致上部叶可用性整体偏低[2-3]。提高上部叶的成熟度可改善烟叶的外观质量和内在品质[4]，采收期的推迟是提高成熟度的方法之一。

施加高碳基肥料有助于提高上部烟叶质量。姚文艺等[5]研究表明，山地烟田施用高碳基肥可以降低烟株发病率、提升上部烟叶产量、产值和上等烟比例。周小红[6]研究发现，高碳基土壤修复肥可协调上部烟叶内在化学成分。申洪涛等[7]研究显示，高碳基肥可以提升中上部烟叶感官质量评吸得分和产量产值、上等烟比例。

关于改善上部叶品质已有文献报道。仙立国等[8]以不同采收方式探究最适宜于翠碧一号上部叶的采收方式，结果表明，上6片叶充分成熟时一次采收烘烤为最佳。朱峰等[9]探究不同采收模式下(3次采收(5-5-8)、4次采收(4-4-4-6)和常规5次采收(3-3-3-3-6))对安康烟区烟叶质量的影响，研究发现，以4次采收模式和5次采收模式为宜。张晓龙等[10]研究表明，不同工艺的烟草提取物喷洒至上部叶，可以提升上部烟叶质量和上等烟比例。赵唯琦等[11]研究表明，不同打顶时期，以初花打顶更利于提升上部烟叶的质量。但提高上部烟叶的可用性是一项长期的工作，非改变单一措施可以解决问题。目前，植烟地区普遍存在过量用肥现象，使得植烟土壤板结，透气性降低，进而导致上部叶化学成分不协调、可用性差、烟叶质量低[12]。因此，在邵阳地区设计了以高碳基肥为基础，不同采收期的试验，旨在探讨施用高碳基肥后，适宜于该烟区的采收时期，改善邵阳上部叶的品质，提高上部叶可用性。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试烤烟品种为云烟87。

供试高碳基肥由生物炭、矿物肥等组成，由河南惠农土质保育研发有限公司提供。总养分为7.9%，生物碳含量≥20%，N含量为3.1%,P2O5含量为1.8%,K2O含量为2.9%，有机质含量为720 g·kg-1，氯离子含量为0.5%，粗脂肪含量为2.9%。

试验田土壤为水稻土，有机质含量为46.93 g·kg-1，pH值为5.25，速效磷为24.96 mg·kg-1，速效钾为109.84 mg·kg-1，碱解氮为76.32 mg·kg-1。(施肥前取样测定，pH值、有机质、速效磷、速效钾、碱解氮的测定参照文献[13])。

1.2 试验设计

试验于2019年3月至9月在湖南省邵阳河伯乡杨田村进行。试验地区地处衡邵盆地西南边缘至西部山地的过渡地带，最高海拔1 455 m，雨热同季。植烟季(2019年3月至9月)平均高温为16～34 ℃，平均低温为9～24 ℃，极端高温为31～38 ℃，极端低温为3～22 ℃；年降雨量为12.50～329.50 mm。

试验共设6个处理，采用随机区组排列，3次重复，每个小区5行，行距1.2 m，株距0.5 m。试验设计如表1所示。各处理基肥施用方式均为起垄后条施，追肥用量一致。

烟苗移栽时间为2019-03-15，试验田各处理所有农事操作要求在同1 d内完成，其他田间管理和烘烤措施均按当地优质烟叶生产技术方案操作。各处理上部叶采收方式为上六片按成熟标准一次性采收。

表1 各处理施肥及上部叶的采收时期Table 1 Fertilization for each treatment and harvest time of upper leaves

1.3 测定项目及方法

1.3.1 烤后样指标的测定 选取试验各处理小区代表性上部B2F初烤烟1.0 kg用于以下指标的测定。物理特性含梗率、叶质质量、厚度、拉力、填充值、平衡含水率的测定参照烟草物理检验[14]的方法；多酚类物质含量测定参照烟草行业标准YC/T 202—2006[15]中方法；烟碱、总糖、还原糖、钾、氯含量和感官质量评吸测定参照刘扣珠等[16]的方法，计算得氮碱比、糖碱比、钾氯比、两糖比；中性致香物质含量的测定参照杨宗灿等[17]的方法。

1.3.2 杀青样色素测定 采收当天选取各处理小区最能代表试验结果的上六片烟叶样品，样品进行杀青、留存。依照YC/T 382—2010[18]的方法测定色素含量。

1.4 数据分析

数据运用DPS 7.5 Duncan新复极差法进行显著性差异分析；Excel 2003制表、GraphPad Prism 8.0制图。

2 结果与分析

2.1 高碳基肥对不同采收期杀青样色素的影响

如图1所示，高碳基肥的施入，使得在相同时期采收的烟叶叶绿素、叶黄素、β-胡萝卜素含量较常规处理有显著增高。同一采收期，叶绿素a含量较常规处理高出87.63%,93.78%,34.20%；叶绿素b含量较常规处理高出17.26%,28.19%,31.12%；β-胡萝卜素含量较常规处理高33.45%,65.83%,77.79%；叶黄素含量较常规处理高出29.00%,53.98%,78.13%。随着采收期的推迟，2种施肥处理的叶绿素、叶黄素、β-胡萝卜素含量均呈现逐渐降低的趋势。其中β-胡萝卜素含量C3处理较C1处理降低41.40%，T3处理较T1处理降低6.92%；叶黄素含量C3处理较C1处理降低124.69%，T3处理较T1处理降低62.71%；叶绿素b含量C3处理较C1处理降低89.56%，T3处理较T1处理降低69.54%。

注：图柱上不同小写字母表示处理间差异显著(P<0.05)。 Note: Different lowercase letters on the bar indicate significant differences between treatments(P<0.05).图1 高碳基肥对不同采收期杀青样色素的影响 Fig.1 The effect of high-carbon base fertilizer on curing-like pigments in different harvest periods

2.2 高碳基肥对不同采收期烤后烟物理特性的影响

由表2可知，高碳基肥的施入使得烟叶的含梗率和填充值呈现降低的趋势。同一采收期高碳基处理较常规施肥处理，烟叶含梗率显著降低，填充值最多显著降低8.90%，叶片厚度最多显著增加15.00%，叶质质量最多显著增加10.37%。高碳基肥基础上延迟采收显著降低烟叶含梗率和填充值，增加烟叶的拉力和叶质质量。T3处理的含梗率为各处理中最低，；T2处理的填充值较C1降低12.81%；T3处理的拉力较C1处理增加10.74%；T2处理的叶质质量较C1处理增加14.10%。

2.3 高碳基肥对不同采收期烤后烟常规化学成分的影响

由表3可知，高碳基肥处理的烟叶总糖含量、还原糖含量、钾含量较同时期采收的常规处理均有显著增加；烟碱和总氮含量较常规处理显著降低。总糖和还原糖含量均为正常采收时期增加量最多，此时总糖和还原糖含量T1处理较C1处理分别增加14.52%和19.75%；钾含量为延后14 d采收时增加最多，此时钾含量T3处理较C3处理增加7.31%；烟碱含量为延后7 d采收时降低最多，此时烟碱含量T2处理较C2处理降低8.86%；总氮含量为延后14 d采收时降低最多，此时总氮含量T3处理较C3处理降低11.06%。同时期采收的烟叶糖碱比，高碳基肥处理较常规处理分别增加22.16%,14.08%,17.51%，两糖比高碳基肥处理较常规处理分别增加4.76%,4.55%,8.43%。

表2 高碳基肥对不同采收期烤后烟物理特性的影响Table 2 Effects of high-carbon base fertilizer on physical properties of flue-cured tobacco in different harvest periods

表3 高碳基肥对不同采收期烤后烟常规化学成分的影响Table 3 Effects of high-carbon base fertilizer on conventional chemical components of flue-cured tobacco in different harvest periods

2.4 高碳基肥对不同采收期烤后烟多酚物质含量的影响

由表4可知，高碳基处理和常规施肥处理的绿原酸、莨菪亭和芸香苷含量均随采收期的推迟呈先增加后降低的趋势，同时高碳基肥处理的烟叶多酚物质含量较同时期采收的常规处理均有显著增加。绿原酸含量为正常采收时期增加最多，此时绿原酸含量T1处理较C1处理增加9.36%；莨菪亭和芸香苷含量均为延后14 d采收时增加最多，此时莨菪亭和芸香苷含量T3处理较C3处理分别增加63.16%和19.32%；多酚物质总量为延后14 d采收增加最多，此时多酚物质总量T3处理较C3处理增加13.24%。

表4 高碳基肥对不同采收期烤后烟多酚物质含量的影响Table 4 Effect of high-carbon base fertilizer on polyphenol content of flue-cured tobacco at different harvesting periods mg·g-1

2.5 高碳基肥对不同采收期烤后烟中性致香物质含量的影响

由表5可知，高碳基处理和常规施肥处理的新植二烯和中性致香物质总量均随采收期的推迟呈先增加后降低的趋势。各处理的芳香族氨基酸类致香物质含量表现为T2处理最高，与C2相比，显著增高了20.36%，C3处理最低，比T3显著降低75.11%；各处理的美拉德反应产物质和新植二烯含量均表现为T2>C2>T3>T1>C1>C3，同一采收期，高碳基处理较常规施肥处理分别高出6.98%，5.54%，21.47%和0.45%，17.76%，21.05%；T2处理的中性致香物质总量最高，C3最低；同一采收期，高碳基肥处理的中性致香物含量较常规施肥处理分别显著高出1.95%，13.62%，18.51%。

2.6 高碳基肥对不同采收期烤后烟感官质量评吸的影响

由表6可知，高碳基肥的施入增加了同一采收时期的香气质和香气量的得分，提升了感官质量评吸的总体得分。高碳基处理和常规施肥处理的香气质、香气量、透发性、杂气得分均随着采收期的推迟呈先增后减的趋势。同一采收期，高碳基处理的香气量和香气质较常规施肥处理分别高出10.17%，3.08%，5.08%和1.59%，2.99%，3.28%；各处理的总得分表现为T2>C2>T1>T3>C1>C3，同一采收期，高碳基肥处理较常规施肥处理分别高出3.21%，2.37%，2.87%。

表5 高碳基肥对不同采收期烤后烟中性致香物质含量的影响Table 5 Effect of high-carbon base fertilizer on neutral aroma substances of flue-cured tobacco in different harvest period μg·g-1

表6 高碳基肥对不同采收期烤后烟感官质量评吸的影响Table 6 Effect of high-carbon base fertilizer on the sensory quality evaluation of flue-cured tobacco in different harvest periods 分

3 结论与讨论

烤烟叶片的物理特性可以反映烟叶田间生长的状况和成熟度，同时也是检测烟叶内含物质充实与否的重要条件，对烟叶的品质产生直接影响[19]。杨明坤等[20]研究表明，上部叶推迟10～11 d时，烟叶物理性状较为良好。本试验研究表明，高碳基肥的施用可降低烟叶含梗率。这与张团[21]研究结果一致。烤后烟常规化学成分的含量和协调性对烟叶内在品质至关重要，感官质量评吸又是烟叶品质评价的重要依据[22]。本试验研究表明，延后7 d采收可以提升烟叶的总糖、还原糖和钾含量；相同采收时间，施用高碳基肥可以降低烟碱和总氮含量。使得烟叶的氮碱比更为协调[23]，两糖比更为适宜[24]，同时提升了烟叶感官评吸质量。可能与延迟采收使得烟叶成熟度升高，内含物被消耗化学成分相互转化有关[20]。同时，高碳基土壤修复肥中含有的生物炭具有吸附作用，改善了土壤中微生物群落的生存环境[25]，使得土壤中的元素更易被烟株吸收，进而提升了上部烟叶的质量。

多酚类物质的含量对烤后烟叶的香气质、香气量、烟叶的色泽、香吃味等有重要影响[26]。本试验结果表明，延迟7 d采收有助于上部烟叶的多酚物质含量增加，且同一采收期，高碳基肥可以增加上部叶多酚物质含量。烤烟在成熟期和调制过程中，会导致烟叶中质体色素的降解，烤烟中香气物质的增加与烟叶中的质体色素降解有着密切关系[27]。本试验表明，高碳基肥的施入增加了烟叶的叶绿素含量。这与翁瑕等[28]研究结果一致。这可能与高碳基肥中的生物炭对土壤改良有一定作用，增加了土壤中营养物质的含量，利于植物的生长有关[29]。本试验还发现，延后采收的烟叶中质体色素含量降低。这和张树堂等[30]的研究结果一致。烟叶香气是衡量烟叶品质的重要指标，中致香物质的含量、种类都对烟叶的香气质、香气量有着重大的影响[31]。烟叶中新植二烯是重要的萜烯类化合物，含量最高，是叶绿素的降解产物[32]。施用高碳基肥和延迟7 d采收均可增加上部叶中性致香物质总量和新植二烯含量。这与高真真等[33]和吕大树等[34]研究结果一致。这可能是因为采收期延迟导致有效积温增加，有利于烟叶大分子物质充分降解和转化[33]；另外，高碳基肥中的生物炭可以调控土壤养分平衡，提高土壤碳氮比，不同程度地提高烟叶碳氮关键酶活性，有利于促进烟株的碳氮代谢平衡[35]，这种平衡有助于内含物质的转化，进而增加中性致香物质含量。

综上可知，高碳基肥的施入可以提升上部烟叶的厚度、叶质质量，增加总糖、还原糖和钾含量和烟叶的香气质量，提升烟叶的质体色素含量，利于香气物质的积累，对上部叶质量的改善有一定的促进作用。同时，合理延迟采收期可以降低烟碱和总氮含量，平衡烟叶的内在化学成分，对感官质量有较好的改善作用。但是要注意控制延迟采收的时间。本试验条件下，常规施肥基础上延后7 d采收(处理C2)，在高碳基肥基础上延后7 d(处理T2)至14 d(处理T3)采收对上部叶质量提升较好。