赵宇霞， 陆亚春， 宋战锋， 农世英， 赖洪敏， 周文亮*， 范东升， 韦忠， 赵磊峰， 年夫照

(1.玉溪市农业科学院，云南 玉溪 653100； 2.广西壮族自治区烟草公司百色市公司，广西 百色 533000；3.云南农业大学 园林园艺学院，云南 昆明 650201； 4.云南农业大学 烟草学院，云南 昆明 650201)

近年来，由于大量施用不含有机质的无机化肥，导致植烟土壤出现有机质含量下降、土壤酶活性降低、土壤微生物含量下降、土壤营养不协调等问题，进一步造成烟叶化学成分不协调、香气质量下降和油分不足，严重影响了烟叶的品质[1-3]。有机肥料不仅能给作物提供多种营养成分，而且能改善土壤理化性质，培肥土壤，调节土壤微生物活性和养分供应能力。提高肥料利用率能够促进烟株生长发育和干物质积累，从而促进烟叶化学成分的协调及香气物质的形成[4-5]。同时也有相关研究表明，有机肥料中富含大量的有机质以及磷素和钾素，施用有机肥可以调节土壤中的碳库与氮库，改善烟叶化学成分，提高烤烟各类中性致香物质含量和中性致香物质总含量。因而使用有机肥可以提高烟叶的品质，从而提高上等烟的比例[6-7]。因此，本文研究有机氮替代25%的无机氮对初烤烟叶常规化学成分与中性致香物质含量的影响，旨在为合理施肥、提高烤烟品质提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料

试验位于广西壮族自治区靖西市新甲乡，试验时间为2019年2—9月，试验地前茬作物为水稻，土壤理化性状为：pH 6.6，有机质为27.1 g·kg-1，碱解氮为139.5 mg·kg-1，速效磷为23.4 mg·kg-1，速效钾为108.6 mg·kg-1。

烤烟品种为云烟87。供试肥料为烤烟专用复合肥(N 9%、P2O59%、K2O 26%)；农家肥(稻草秸秆、花生麸、羊粪等发酵沤制N 0.8%、P2O50.2%、K2O 0.9%)；油枯有机肥(有机质≥45%，总养分≥6%)。

1.2 处理设计

以当地常规施肥为对照(CK)，保持纯氮量为7.0 kg·hm-2不变，减施25%的化学氮肥施用量(从底肥的烤烟专用复合肥中减除)，以有机肥补充氮源作为底肥施入，每种处理设5次重复。小区四周设置保护行，其他栽培措施及田间管理与常规方法一致。

具体施肥处理：CK，常规施肥，施复合肥600 kg·hm-2、硝酸钾225 kg·hm-2、硫酸钾150 kg·hm-2；T1，减施25%化学氮肥，施复合肥366 kg·hm-2、硝酸钾225 kg·hm-2、硫酸钾150 kg·hm-2、油枯有机肥1 500 kg·hm-2；T2，减施25%化学氮肥，施复合肥366 kg·hm-2、硝酸钾225 kg·hm-2、硫酸钾150 kg·hm-2、农家肥7 500 kg·hm-2；T3，减施25%化学氮肥，施复合肥366 kg·hm-2、硝酸钾225 kg·hm-2、硫酸钾150 kg·hm-2，不再补充有机肥。

1.3 测定项目与方法

各处理取初烤烟叶0.5 kg，粉碎后过筛，用于化学成分的测定。

1.3.1 常规化学成分

采用连续流动分析仪[8]进行总糖、还原糖、烟碱、氯、钾、总氮量的测定，并计算氮碱比和糖碱比。

1.3.2 石油醚提取物

将初烤烟叶磨粉之后，用残余法计算烟叶石油醚提取物含量[9]。

1.3.3 中性致香物质

使用仪器：HP5890-5972气质联用仪。测定方法：内标法定量。样品处理流程：烤后烟叶磨至粉末，称25 g样品进行水分平衡，加350 mL水蒸馏、30 mL二氯甲烷萃取2 h，无水硫酸钠干燥有机相以去除水分，60 ℃水浴浓缩至1 mL左右即得烟叶的精油。最后用GC/MS仪器分析检测[10]处理好的分析样品，即烟叶的精油。

1.4 数据处理与分析

采用Microsoft Excel 2010、SPSS 20.0进行数据处理和分析。

2 结果与分析

2.1 各处理对中性致香物质含量的影响

烟叶的香味是多种微量致香物质共同决定的结果[11]。因此，将中性致香物质按烟叶香气前体物分为类胡萝卜素类、苯丙氨酸类、类西柏烷类、棕色化反应产物、新植二烯等[12-13]类别，对不同施肥处理的初烤烟叶中致香物质含量进行分析，从而得到不同施肥处理对烟叶质量的影响。表1可知，在减氮25%的基础上，用有机氮替代无机氮配施有机肥后，中部烟叶的致香物质含量均有不同的变化，其中T1处理有22种致香物质含量达到最高，而CK有5种致香物质的含量最低。

表1 不同施肥处理对中性致香物质含量的影响

2.1.1 类胡萝卜素类降解产物含量

烟叶的中性致香物质成分中，类胡萝卜素降解产物中有不少的化合物是关键的致香成分，这些化合物的含量高低决定着烟叶的品质[13-14]。表1可知，类胡萝卜素致香物质成分总含量为T1>T2>CK>T3，类胡萝卜素总含量最高的T1处理达到289.31 μg·g-1；在测定的11种类胡萝卜素类致香物质化合物中，T1处理的巨豆三烯酮B含量分别是T2、T3、CK的11.6倍、29倍、50倍；香叶基丙酮、巨豆三烯酮、二氢猕猴桃内酯的含量均高于其他处理。

2.1.2 苯丙氨酸类降解产物含量

苯丙氨酸类降解产物与烟草中丰富的香味有关，其成分包括苯甲醇、苯乙醇、苯甲醛、苯乙醛等。这些成分参与烤烟果香、清香的形成，影响烟气的香味[12]。中部烟叶的苯丙氨酸类降解产物含量在不同的施肥处理下有着不同的表现(表1)。其中苯丙氨酸类总含量最高的是T1处理，为CK的5.6倍。而T2处理和CK的苯丙氨酸类总量差异较小。测定的4种苯丙氨酸类致香物质化合物中，T1处理的苯甲醇分别是T2、T3、CK的4.96倍、13.12倍、5.01倍。T1处理的苯乙醛和苯甲醛含量也达到了最高，而T2和T3处理均低于CK。

2.1.3 棕色化反应产物含量

棕色化反应降解产物中有多种物质具有特殊的香味，其含量对烟叶的质量产生了重要的影响。表1可知，4个处理中，T1处理的棕色化反应产物总含量最高，相比于CK增幅达到545%。不同处理的烟叶棕色化反应产物积累量占比也不同，其中糠醛产量约占总量的82.8%～86.8%。T2处理的糠醛含量低于CK处理，而T3处理高于T2处理，增幅高达51.3%。各处理的糠醇含量均高于CK处理，增幅在50%～112%，其中T1处理的糠醇含量最高，相比CK增幅达到11.2倍。

2.1.4 类西柏烷类含量

茄酮是类西柏烷类香味物质的一种，有酮和醛的香味[12]。茄酮的降解产物可以转化为茄醇和茄呢呋喃[14]，是烟草内在质量评价致香物质成分中的香味之一。表1可知，T1处理的类西柏烷类致香物质含量最高，T3处理最低，总体含量呈现为T1>T2>CK>T3。

2.1.5 新植二烯及其他致香物质含量

新植二烯是香气物质中含量最高的化合物，也是叶绿素的降解产物，可以降低烟气物质的刺激性，使烟气变得柔和不刺鼻[15]。表1可知，T1处理的新植二烯总含量最高，相比CK增幅达到49.4%。

表1可知，在减施氮肥25%的基础上，各处理非酶棕色化反应降解产物的总量大小表现为T3>T2>CK>T1，T3的含量远高于T1和T2，相比T2增幅在45.5%。T1处理相对于T2处理非酶棕色化反应产物含量的增幅有所减少。

2.2 各处理对石油醚提取物的影响

石油醚提取物是烤烟致香物质的前体物。石油醚提取烤烟内脂类化合物的含量与烟叶质量呈正相关，含量越高的烟叶，品质也越好[15-16]。图1可知，增施油枯有机肥的T1处理石油醚提取物含量为5.56%，比CK增加了0.94百分点；增施农家肥的T2处理的石油醚提取物含量为5.45%，比CK增加0.83百分点。

图1 初烤烟叶的石油醚提取物含量

2.3 各处理对初烤烟叶常规化学成分的影响

表2可知，各个处理烟叶总糖含量在17.38%～26.27%，还原糖含量在13.21%～20.23%，属于正常值范围。T1、T2和T3处理的总糖和还原糖含量比CK高，且与CK存在显著差异。各个处理的初烤烟叶总氮含量在正常范围之内，T1和T2处理的总氮含量低于CK。从烟叶的协调性方面来看，糖碱比和氮碱比T1处理与CK存在显著差异。

表2 不同施肥处理中部烟叶的常规化学成分

3 小结与讨论

香气是评价烟叶内在质量的指标之一，烟叶的香气质和香气量均与烟叶的致香物质具有很强的相关性[17-18]，香气物质中某些成分含量虽低，却是某种特征香气的重要来源。类胡萝卜素的降解产物对烟叶的香气贡献率大，新植二烯是烟叶中主要的萜烯类化合物，其含量的提高可以增强烟叶的吃味和香气，同时降解转化之后可以形成致香物质成分[19]。从本试验的结果可以看出，增施油枯有机肥的T1处理相对于其他处理中部叶致香物质成分均有不同程度的提高。这与郑亚楠等[6]试验结果有异曲同工之处，在常规施肥条件下增施不同的有机物质，烤后烟叶中各种香气物质组分含量均有较大幅度的提高。

石油醚提取物也是烟叶香气物质成分中的一种混合物，一部分能直接进入到烟气中产生香气，另一部分作为香气的前体物质，在成熟调制阶段陈化发酵中分解成香气[20-21]。本试验T1和T2处理的石油醚提取物高于其他处理，这与李艳平等[22]研究结果相似，混合有机肥能提高烟叶的石油醚提取物含量，因烟叶部位的不同而存在差异性。

本试验研究结果表明，通过在原有施氮的基础上减施25%无机氮，增施有机肥对烟叶的致香物质含量有着不同的影响，增施油枯可以提高初烤烟叶类胡萝卜素的降解产物、类西柏烷类、新植二烯产物、苯丙氨酸和棕色化反应产物、茄酮含量，同常规施肥相比提高了烤后烟叶的致香物质成分，表明增施有机肥可以增加烤后烟叶中的致香物质成分含量。