增密减叶减氮模式对烤烟上部叶的提质增香效果

李传胜，史宏志*，李怀奇，许东亚，危月辉，喻奇伟，黄化刚

(1.河南农业大学 烟草学院，河南 郑州 450002； 2.河南中烟工业公司，河南 郑州 450000； 3.云南省烟草公司昆明市禄劝分公司，云南 禄劝 651500； 4.贵州省烟草公司毕节市公司，贵州 毕节 551700)

增密减叶减氮模式对烤烟上部叶的提质增香效果

李传胜1，史宏志1*，李怀奇2，许东亚3，危月辉1，喻奇伟4，黄化刚4

(1.河南农业大学 烟草学院，河南 郑州 450002； 2.河南中烟工业公司，河南 郑州 450000； 3.云南省烟草公司昆明市禄劝分公司，云南 禄劝 651500； 4.贵州省烟草公司毕节市公司，贵州 毕节 551700)

为了提高优质烟叶比例和上部叶工业可用性，于2014年在贵州毕节以常规模式(移栽密度16 530株/hm2、留叶数22片、施氮量90 kg/hm2)为对照，设置增密减叶、增密减叶减氮的栽培模式，研究不同栽培模式对烟叶质体色素、香气物质含量及经济性状等的影响。结果表明，增密减叶减氮的栽培措施可促进上部烟叶的成熟落黄，提高上部烟叶的化学成分及香气成分的协调性，对上部烟叶提质增香效果明显。与对照相比，增密减叶减氮处理的烟株生长后期烟叶质体色素降解更为充分；烤后烟叶产值和上中等烟叶比例显著提升；烟叶含氮化合物含量降低，糖含量增加，化学成分协调性增加，香气物质总量显著增加；上部烟叶香气质改善、香气量及甜感增加、刺激性减小。综合分析，移栽密度18 195～20 205株/hm2、留叶18～20片、减氮20%的栽培模式对上部叶增香提质效果最佳，适宜在毕节地区示范并推广利用。

烤烟； 增密减叶减氮； 烟叶质量； 香气物质

烟叶生产受栽培技术措施、生态环境和品种等因素的共同影响[1-2]。种植密度和留叶数影响着作物的有效截光叶面积、群体光合效能和田间小气候[3]。种植密度、留叶数和施氮水平对烟草的产量和品质都有重要影响，合理的种植密度、留叶数及适宜的氮素供应量是提高烟叶质量、降低生产成本、增加效益的主要技术措施[4-6]。只有在合理的群体密度和个体发育基础上配合适宜的栽培管理措施，才能使其群体效应发挥出理想水平，最终实现烟叶优质适产的目标[7]。研究表明，种植密度和留叶数影响植物光合速率、呼吸强度以及田间风速等田间小气候，还影响烟草质体色素、化学成分和香气物质含量等[8-16]。毕文荣等[17]研究指出，种植密度在16 680～22 230株/hm2时，随着密度的增加，叶面积系数增加，烟叶中叶绿素含量下降，烤后中下部烟叶总糖、还原糖含量增加，烟碱、总氮、蛋白质含量下降。赵辉等[18]研究表明，密度与留叶数互作对质体色素及其降解产物有显著影响；质体色素及其降解产物随种植密度的增加呈现先增加后减少的变化。赵铭钦等[13]研究了不同种植密度和留叶数对烤烟中性致香物质含量及烤后烟叶评吸质量的影响，指出行株距1.2 m×0.5 m、留叶数18片对烤烟中性致香物质含量的增加及烤后烟叶评吸质量的改善效果最佳。贵州毕节地处高原，热量条件相对较差，特别是烟叶生长后期温度偏低，不利于烟叶成熟落黄[1]，再加上一些烟田土壤施肥偏多，土壤通透性不良，对烟叶后期香气前体物降解和质量形成造成不利影响，上部叶的工业可用性较低。如何降低质量较差的上部叶比例，提高优质中部叶比例，优化烟叶的等级结构是摆在烟草科技工作者面前的重要课题。在传统种植模式基础上，是否可以通过增加密度、减少留叶数、调整施氮量，达到在单位面积总叶数不变和产量不降低的情况下增加优质烟叶比例的目的尚不明确，为此，于2014年在贵州毕节设置田间试验，研究了增密减叶、增密减叶减氮栽培模式对烟叶质体色素含量、经济性状和质量性状的影响，以期为提高优质烟叶比例和上部叶工业可用性提供技术支持和理论依据。

1 材料和方法

1.1 试验地点和材料

试验于2014年在贵州省毕节市七星关区田坝桥镇何田科技园进行，烤烟品种为贵州烟区主栽品种毕纳一号。选择土壤肥力均匀、地面平整、排灌方便、肥力中等的有代表性的壤质土壤地块进行试验。试验地海拔1 500 m，土壤肥力：全氮含量2.74 g/kg、有效氮含量158.00 mg/kg，全磷含量1.08 g/kg、有效磷含量11.67 mg/kg，全钾含量18.31 g/kg、有效钾含量196.43 mg/kg，有机质42.29 g/kg，pH值6.78。

1.2 试验设计

试验设置常规模式(CK)、增密减叶模式Ⅰ(L1)、增密减叶减氮模式Ⅰ(L1N)、增密减叶模式Ⅱ(L2)、增密减叶减氮模式Ⅱ(L2N)5种栽培模式，具体见表1。5种栽培模式下单位面积的烟叶总叶片数基本相当，CK总叶数为3.637×105片/hm2，L1与L1N处理总叶数均为3.639×105片/hm2，L2与L2N处理总叶数均为3.637×105片/hm2。每个处理重复3次，共15个小区。每个小区4行，行长15 m，面积66 m2。试验地面积 1 200 m2。

表1 试验处理设置

1.3 测定项目与方法

1.3.1 质体色素 烟叶移栽后70 d打顶，移栽后约125 d上部叶成熟采收。打顶后每隔15 d取各处理烟株正向叶位第17叶和倒2叶，参照邹琦[19]的方法测定鲜样质体色素含量。

1.3.2 经济性状 统计各处理烤后烟叶产量，并根据烤烟42级国标(GB 2635—92)对烤后烟叶分级，确定烤烟的产值、均价、上中等烟比例以及中部烟产量比例。

1.3.3 常规化学成分 取中、上部烤后烟叶样品，于50 ℃下烘干，研碎，并过孔径0.25 mm的筛，采用AA Ⅲ 型连续流动化学分析仪(德国BRAN+LUEBBE公司生产)测定常规化学成分含量。

1.3.4 中性致香物质 中性致香物质含量由国家烟草栽培生理生化研究基地采用内标法进行测定，内标为硝基苯。前处理采用水蒸气蒸馏—二氯甲烷溶剂萃取法。在500 mL圆底烧瓶中加入20.000 g烟样(过0.25 mm的筛)、1.0 g柠檬酸、1.0 mL内标(302 g/mL硝基苯)、600 mL蒸馏水。安装同步蒸馏萃取装置，从冷凝管上方加入40 mL二氯甲烷于250 mL烧瓶中，待开始沸腾时进行同时蒸馏萃取，装置中出现分层时开始计时。2.5 h后，收集250 mL烧瓶中的有机相，加入10 g左右无水硫酸钠摇匀至溶液澄清，转移有机相到鸡心瓶，于60 ℃水浴浓缩有机相至1 mL左右，即得烟叶精油。所得样品由GC/MS鉴定结果和NIST库检索定性。所用仪器为HP 5890-5972气质联用仪。GC/MS析条件如下：色谱柱HP-5 (60 m×0.25 mm，0.25 μm)；载气He，流速0.8 mL/min；进样口温度250 ℃，传输线温度280 ℃；离子源温度177 ℃；升温程序为初温50 ℃，恒温2 min后以2 ℃/min升至120 ℃，保持5 min后以2 ℃/min升至240 ℃，保持30 min；分流比和进样量分别为1∶15、2 μL；电离能70 eV；质量数50～500 Da；MS谱库NIST02。假定相对校正因子为1，采用内标法定量。

1.3.5 感官质量 将各处理烟样按部位去梗，切丝后卷成单料烟。由河南中烟工业有限公司技术中心与河南农业大学生理生化研究基地评吸专家对其香气质、香气量、透发性、杂气、浓度、劲头、细腻度、刺激性、余味、甜度等进行评吸鉴定，评吸结果用打分法(10分制)表示。

1.4 数据处理

试验数据用软件Excel 2003与SPSS 17.0进行处理分析。

2 结果与分析

2.1 不同栽培模式对上部烟叶成熟期质体色素含量的影响

烟叶成熟期色素含量的变化动态直接关系到烟叶成熟进程和烟叶成熟度，色素充分降解有利于烟叶香气前体物向香气物质转化和形成。由表2可知，移栽后130 d，第17叶的叶绿素、类胡萝卜素含量及质体色素总量均表现为CK>L1>L1N>L2>L2N；移栽后85～130 d，CK、L1、L1N、L2、L2N处理第17叶的叶绿素降解率分别为62.39%、61.43%、71.73%、70.56%、74.88%，类胡萝卜素降解率分别为63.36%、62.18%、70.90%、70.18%、74.36%，降解率均表现为L2N>L1N>L2>CK>L1。移栽后130 d，倒2叶质体色素总量表现为L1>CK>L1N>L2>L2N；移栽后85～130 d，CK、L1、L1N、L2、L2N处理倒2叶的叶绿素降解率分别为61.76%、60.59%、66.52%、70.56%、74.88%，类胡萝卜素降解率分别为61.34%、56.14%、65.87%、70.18%、74.36%，均表现为L2N>L2>L1N>CK>L1。可见，L1N、L2、L2N三种栽培措施能够有效促进成熟期上部烟叶质体色素的降解，促进上部烟叶的成熟落黄；通过比较L1与L1N、L2与L2N、L1与L2及L1N与L2N可知，减氮20%及增密减叶(留叶18片)都有利于质体色素的降解。L1处理可能由于单株烟叶叶片减少，生长后期氮素供应过足，导致上部烟叶质体色素降解率较低，田间表现为贪青晚熟。

表2 不同栽培模式对上部烟叶成熟期质体色素含量的影响 mg/g

2.2 不同栽培模式对烟叶经济性状的影响

由表3可知，不同栽培模式对烟叶经济形状的影响不同。L1、L1N、L2、L2N处理产量均显著低于CK，但产值、均价、中上等烟比例及中部叶产量比例均高于CK。其中，与CK相比，L1、L1N、L2、L2N处理的产值分别增加5.08%、19.33%、4.25%、11.03%，均价分别增加4.27%、9.88%、3.81%、5.30%，中上等烟比例分别提升5.88%、11.64%、3.62%、8.05%；中部叶产量占比分别提升3.47%、7.95%、6.23%、5.06%。可见，增密减叶栽培模式能够提升烟叶中上等烟比例、产值及均价；在产值提升、烟农植烟收益增加的情况下，中部叶占比增加，烟叶部位等级结构得到优化；适当的减氮措施对烟叶经济性状的提升效果显著，主要表现为L2N较L2、L1N较L1产值和中上等烟比例显著提高。

表3 不同栽培模式对烤烟经济性状的影响

注：同列不同小写字母表示处理间差异达到5%显著水平。

2.3 不同栽培模式对烟叶常规化学成分的影响

由表4可知，与CK相比，L1、L1N、L2、L2N处理中部叶常规化学成分含量虽有所变化，但相互之间差异未达到显著水平，且均在优质烟叶适宜含量范围内[1]。各处理上部烟叶与CK相比，蛋白质、烟碱、总氮含量降低，还原糖含量显著增加，其中，L1N、L2、L2N 3个处理蛋白质、烟碱含量显著低于CK，总糖含量显著高于CK；各处理上部烟叶氯含量虽有差异，但均在适宜范围内[1]，各处理上部烟叶钾含量无显著差异。可见，增密减叶栽培措施对中部烟叶化学成分的影响不显著，在中部烟叶质量稳定的同时，上部烟叶蛋白质、烟碱、总氮含量降低和总糖、还原糖含量增加，使得上部烟叶化学成分协调性增加。

表4 不同栽培模式对烟叶化学成分含量的影响 %

注：表中数据为平均值±标准差，同行不同小写字母表示处理间差异达到5%显著水平。

2.4 不同栽培模式对上部倒2、倒4叶位烟叶中性致香物质含量的影响

烤烟中常见致香物质按烟叶香气前体物质分为类胡萝卜素类、苯丙氨酸类、棕色化产物类、类西柏烷类和新植二烯类共五大类[20-21]。由表5可知，L1、L1N、L2、L2N处理倒2叶位烟叶香气物质总量和新植二烯含量较CK显著增加，类胡萝卜素类降解产物含量较CK增加，且L1、L1N、L2处理与CK差异达显著水平。其中，与CK相比，L1、L1N、L2、L2N各处理倒2叶位烟叶香气物质总量分别增加23.14%、16.12%、34.09%、11.26%；新植二烯含量分别增加25.22%、15.93%、41.28%、15.18%。各处理倒4叶位烟叶香气物质总量、类胡萝卜素类降解产物总量及新植二烯含量均较CK增加，其中，L1、L2N处理类胡萝卜素类总量及L1N、L2、L2N处理香气物质总量和新植二烯含量与CK差异显著。可见，增密减叶栽培措施能够增加上部烟叶香气物质含量，改善上部烟叶香气成分的协调性。

表5 不同栽培模式对上部烟叶中性致香成分的影响 μg/g

注：同行不同小写字母表示处理间差异达到5%显著水平。

2.5 不同栽培模式对上部不同叶位烟叶感官质量评价的影响

烟叶是满足人们吸食需要的特殊食品，感官质量评价是衡量烟叶品质和香气状况最直接、可靠的标准[21]。根据烟叶香气特性、烟气特性及口感特性的评价分析(表6)可见,与CK相比，L1N和L2N处理第17叶的香气质稍好、香气量尚足，烟气劲头稍大、细腻度较好，回甜较好。对于倒2叶，与CK相比，L2N处理香气质好、香气量较足，L1N处理香气质较好、香气量足、透发性好；烟气特性、口感特性以L2N处理表现最好，L1N处理次之。可见，增密减叶对上部烟叶的香气特性、烟气特性和口感特性都有较大改善，且适当减氮对烟叶感官质量提高有促进作用。

表6 不同栽培模式对烤后烟叶感官质量评价的影响 分

3 结论与讨论

毕节烟区海拔相对较高，成熟期温度低，降雨量大，大田施氮量大，后期供氮能力较强，氮代谢水平较高，叶片结构紧实，质体色素等大分子香气前体物降解不充分，不利于烟叶的成熟落黄和品质的形成[1,22]。本试验结果表明，增密减叶、增密减叶减氮的栽培模式对贵州毕节烤烟上部叶色素动态变化、色素降解、烟叶产量和品质均有一定的影响。增密减叶的栽培措施能够有效促进上部烟叶质体色素的降解，从而促进上部烟叶的成熟落黄，适当的减氮处理对促进上部烟叶的成熟落黄效果明显。在单位面积烤烟总叶片数不变的情况下，中上等烟叶比例显著增加，上部烟叶的外观质量和烟叶等级得到有效提升，该结果与潘广为等[23]的研究结果基本相符。

毕节地区上部烟叶蛋白质和烟碱含量偏高，还原糖含量偏低，化学成分协调性较差，致使上部烟叶的工业可用性低。这可能与上部烟叶开片较差，成熟采收期烟叶不能及时落黄成熟，烤烟成熟度偏低有关。增密减叶和减氮的栽培措施能够促进上部烟叶质体色素的降解及氮代谢向碳代谢的转化，从而降低烤后上部烟叶烟碱、蛋白质及总氮含量，提高上部烟还原糖含量。上部烟叶常规化学成分的协调性得到提升，上部烟叶内在品质及工业可用性明显提升，该结果与李章海等[24]、王莹等[25]研究结果较为一致。

毕节地区上部烟叶生长后期因供氮能力较强，氮代谢水平较高，质体色素等大分子香气前体物降解不充分，致使上部叶烟叶香气质较差、香气量少、刺激性大、杂气重，工业可用性降低。增密减叶与减氮的栽培措施改变了上部烟叶的生长环境，促进了上部烟叶成熟期质体色素降解，提高了上部烟叶的成熟度。上部烟叶中性致香物质的总量及各香气成分间的相互协调性显著提升。上部烟叶化学成分、香气成分协调性的提升和中性致香物质总量的增加，使得上部烟叶香气质得到改善、香气量增加、刺激性降低、杂气较轻，工业可用性显著提升。

综合分析表明，贵州毕节烤烟增密减叶的栽培措施对促进上部烟叶成熟和改善上部烟叶质量效果显著。当移栽密度为18 195～20 205株/hm2、留叶数18～20片时，上部烟叶成熟期质体色素含量降低，烤后烟叶中性致香物质总量显著增加，而适当的减氮措施对毕节地区上部烟叶质量的改善作用同样

效果明显。可见，移栽密度18 195～20 205株/hm2、留叶数18～20片、施氮量减少20%的栽培措施可以提升上部烟叶的质量及工业可用性，适宜在毕节烟区进一步示范并推广利用。

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Effects of Increasing Plant Density and Reducing Leaf Number and Nitrogen Amount on Upper Leaf Quality and Aroma

LI Chuansheng1，SHI Hongzhi1*，LI Huaiqi2，XU Dongya3，WEI Yuehui1，YU Qiwei4，HUANG Huagang4

(1.Tobacco College,Henan Agricultural University，Zhengzhou 450002，China; 2.Chinese Tobacco Industrial Company in Henan，Zhengzhou 450000，China; 3.Luquan County Branch Company of Kunming，Yunnan Provincial Tobacco Company，Luquan 651500; 4.Bijie Branch Company,Guizhou Tobacco Company，Bijie 551700，China)

In order to increase the proportion of quality tobacco and the availability of upper tobacco leaves，the field experiment was set up at Bijie of Guizhou province in 2014 to investigate the effect of different planting model(commonly used model as control with transplanting density of 16 530 plants/ha，22 leaves per plant and nitrogen amount of 90 kg/ha; increasing density and reducing leaf number; increasing density and reducing leaf number and nitrogen amount) on the contents of plastid pigment and aroma components and economic characters of tobacco leaves.Experimental results showed that increasing plant density with less nitrogen fertilization and less leaves promoted leaf maturity and improved the coordination of chemical components and increased aroma quality of upper leaves.Compared with the control group，increasing plant density and reducing leaf number and nitrogen amount gave rise to greater plastid pigment degradation in the late growth stage of tobacco plant;the output value of flue-cured tobacco and the proportion of medium tobacco increased significantly;the nitrogenous substances reduced，while the contents of sugar and the coordination of chemical composition increased，aroma content increased significantly;the aroma quality of upper leaves was improved with more aroma sweeter feeling and less irritation.Upon comprehensive analysis，the optimal model for improving the quality of upper leaves was 18 195—20 205 plants/ha with 18—20 leaves per plant and 80% of nitrogen amount of control，which was suitable for further demonstration and application in Bijie of Guizhou.

flue-cured tobacco; dense planting with less nitrogen fertilization and less leaves; tobacco quality; aroma substance

2016-12-27

贵州省烟草公司毕节市公司科技项目 (BJYC-201305)

李传胜(1990-)，男，河南信阳人，在读硕士研究生，研究方向：烟草栽培生理。E-mail:yclcs0603@163.com

*通讯作者：史宏志(1963-)，男，河南安阳人，教授，博士，主要从事烟草栽培生理研究。E-mail:shihongzhi88@163.com

S572

A

1004-3268(2017)04-0032-07