于大鵬, 劉 娜, 郭莉莉， 張世強， 任昭輝， 韓龍洋

(吉林煙草工業(yè)有限責(zé)任公司技術(shù)中心，吉林 長春 130033)

隨著消費者對吸煙與健康問題的進(jìn)一步關(guān)注，“高香氣、低焦油、低危害”的優(yōu)質(zhì)卷煙成為卷煙市場發(fā)展的趨勢，為保證卷煙的香氣濃度，河南煙葉以其典型的濃香特征成為各工業(yè)公司的首選。但是由于河南煙區(qū)種煙歷史悠久，長期大量施用化肥、種植模式單一等原因造成的土壤板結(jié)、通透性差、重金屬污染等[1-2]問題成為制約煙葉質(zhì)量進(jìn)一步提高的瓶頸。各種研究表明[3-12]，斷根是一種有效的農(nóng)藝措施，但其效果因斷根的時間、程度等有所差異。本試驗擬通過打頂時不同程度斷根處理，研究其對煙株根系生長、煙葉農(nóng)藝性狀、烤后煙葉致香物質(zhì)含量等的影響，旨在為探索提高河南基地?zé)熑~質(zhì)量提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗設(shè)計

試驗安排在河南襄城縣紫云鎮(zhèn)種煙大戶尚安民煙田。土壤為中壤，0～20 cm耕層pH值為7.30，有機質(zhì)12.83 g/kg，堿解氮62.82 mg/kg，速效磷10.1 mg/kg，速效鉀132.6 mg/kg。土層深厚，地勢平坦，排灌方便。常規(guī)施肥量為純氮52.5 kg/hm2，N∶P2O5∶K2O質(zhì)量比為1∶2∶2.5。煙苗于2016年5月6日移栽，品種為中煙100，其中50%氮素由腐熟芝麻餅肥提供。壟距120 cm，行距50 cm。

試驗采用隨機區(qū)組設(shè)計，設(shè)正常打頂不斷根為對照(CK)；T1：煙株打頂當(dāng)天輕度斷根，即打頂后在壟兩側(cè)距煙株20 cm斷根，深度20 cm；T2：煙株打頂當(dāng)天重度斷根，即打頂后在壟兩側(cè)距煙株10 cm斷根，深度20 cm。小區(qū)面積67 m2(T1和T2各斷根100株)，3次重復(fù)，隨機排列。

1.2 測定方法

1.2.1 農(nóng)藝性狀的測定

煙苗打頂時每個處理隨機選取30株，分別在斷根后7、14 d對煙株進(jìn)行農(nóng)藝性狀的測定[13]。株高(從莖基部-莖頂?shù)拈L度)，莖圍(莖基部以上到莖的1/3處的莖圍)，測定單株葉面積，逐葉測定葉長，葉寬，葉面積為葉長×葉寬×0.634 5，而后將各葉面積累積即為單株葉面積。

1.2.2 礦質(zhì)養(yǎng)分含量的測定

每個處理隨機選取30株，取其9～11葉位，用濕紗布將葉片清理干凈，用烘箱于105 ℃殺青15 min后調(diào)至60 ℃烘干至恒重，去除煙筋，粉碎過60目篩，混勻裝袋密封，冷藏儲存，進(jìn)行礦質(zhì)養(yǎng)分含量的測定。

測定時準(zhǔn)確稱取0.400 0 g樣品置于瓷坩堝內(nèi)，膠頭滴管吸取3～4滴95%乙醇溶液于樣品中間濕潤樣品。將內(nèi)有樣品的坩堝置馬弗爐內(nèi)灰化，先低溫100 ℃穩(wěn)定0.5 h碳化，升溫至250 ℃穩(wěn)定1 h，繼續(xù)升溫至500 ℃穩(wěn)定3 h，冷卻后用φ=5%硝酸溶解，膠頭滴管小心洗滌，過濾至50 mL容量瓶中，用φ=5%硝酸定容至50 mL，搖勻，用德國產(chǎn)OPTIMA 3300 DV型ICP-MS分析儀測定濾液礦質(zhì)元素含量。

1.2.3 根系性狀的測定

對取完葉片的煙株，挖出根系進(jìn)行根系性狀的測定[14]。

1.2.4 常規(guī)化學(xué)成分的測定

總糖、煙堿、鉀、氯離子采用5%醋酸浸提-連續(xù)流動法[15-18]；總氮采用硫酸消解-連續(xù)流動法[19]。

1.2.5 中性致香成分的測定

前處理采用水蒸氣蒸餾-二氯甲烷溶劑同時蒸餾萃取法。10.0 g煙樣、1.0 g檸檬酸、0.5 mL內(nèi)標(biāo)、350 mL蒸餾水同時進(jìn)行蒸餾萃取，有機相為二氯甲烷，60 ℃水浴加熱2.5 h，無水硫酸鈉除水，濃縮至1 mL左右。

LC/MS條件：樣品以GC/MS鑒定結(jié)果和NIST庫檢索定性。

GC/MS條件：色譜柱HP-5(60 m×0．25 mm.i.d×0.25 μm.d.f)；載氣及流速He 0.8 mL/min；進(jìn)樣口溫度250 ℃；傳輸線溫度280 ℃；離子源溫度177 ℃；升溫程序：初溫50 ℃，恒溫2 min后，以2 ℃/min的速度升至120 ℃，5 min后2 ℃/min的速度升至240 ℃，保持30 min；分流比1∶15；進(jìn)樣量2 μL；電離能70 eV；電離方式EI；質(zhì)量數(shù)范圍50～500 amu；MS譜庫NIST02；采用內(nèi)標(biāo)法定量。

1.2.6 煙葉主要生物堿類

在堿性條件下利用甲基叔丁基醚(MTBE)等有機溶劑提取煙葉中的生物堿類，通過氣相色譜-氫火焰離子化檢測器(GC-FID)按國家標(biāo)準(zhǔn)定量分析檢測其中4種生物堿含量[20]。

1.2.7 煙葉經(jīng)濟性狀

烤煙外觀品質(zhì)評價按“GB2635-92烤煙”標(biāo)準(zhǔn)[21]，品質(zhì)因素分為顏色、成熟度、葉片結(jié)構(gòu)、身份、油分、色度。煙葉感官質(zhì)量評價按照吉林煙草工業(yè)有限責(zé)任公司單料煙評吸標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對煙株根系生長的影響

由表1可知，T1處理的煙株其根鮮重、根體積和根數(shù)最大，CK次之，T2最小。說明打頂時輕度斷根處理能有效促進(jìn)根系生長，促使根系性狀增大；打頂時重度斷根處理則降低了煙株的根鮮重、根體積和根條數(shù)。T2處理根含水率小于對照和T1，這與T2重度斷根側(cè)根木質(zhì)化程度較高相吻合。而T1根含水率略高于T2，這可能與輕度斷根根系生長較為旺盛有關(guān)。綜上所述，打頂時輕度斷根能有效促進(jìn)煙株的根系生長。

表1 不同處理對煙株根系生長的影響

2.2 不同處理對煙株農(nóng)藝性狀的影響

不同處理對煙株農(nóng)藝性狀的影響見表2。

表2 不同處理對煙株農(nóng)藝性狀的影響

由表2可知，T1處理的煙株株高、莖圍最大；T2處理的煙株株高最小，莖圍則大于對照。這說明輕度斷根對株高、莖圍生長較為有利，重度斷根對株高生長稍有抑制。從單株葉面積來看，2個處理均小于對照，即斷根處理對葉片生長有一定的不利影響，這可能與斷根之后根系需要一定時間的恢復(fù)生長有關(guān)。

2.3 不同處理對煙葉經(jīng)濟性狀的影響

由表3可知，T1處理的煙葉其產(chǎn)量、產(chǎn)值、上中等煙比例和均價最高，其中，煙葉產(chǎn)量和產(chǎn)值分別較對照提高43.14 kg/hm2和1 287.69元/hm2。說明打頂時輕度斷根可使煙葉產(chǎn)量和外觀等級質(zhì)量協(xié)同提高。T2處理的煙葉其產(chǎn)量、上中等煙比例和均價略低于CK，產(chǎn)值明顯低于CK，可能是因為打頂時重度斷根影響了煙株對營養(yǎng)元素的吸收，最終導(dǎo)致煙葉的產(chǎn)值降低。

表3 不同處理對煙葉經(jīng)濟性狀的影響

2.4 不同處理對煙葉常規(guī)化學(xué)成分的影響

由表4可知，T1、T2處理均可降低煙葉中的水溶性總糖含量，提高煙葉中的總氮、煙堿和鉀含量，其中，T2處理的煙葉其水溶性總糖含量降低和總氮、煙堿含量升高更為明顯。因此，T2處理的煙葉其糖堿比和氮堿比降低更為明顯。一般認(rèn)為優(yōu)質(zhì)煙葉的糖堿比≥6，接近10較為合理；氮堿比接近1為佳，對照和T1、T2均符合優(yōu)質(zhì)煙葉化學(xué)成分指標(biāo)。綜上所述，對照和輕度斷根處理的煙葉其化學(xué)成分更趨于協(xié)調(diào)。

表4 不同處理對煙葉常規(guī)化學(xué)成分的影響

2.5 不同處理對煙葉主要礦質(zhì)養(yǎng)分含量的影響

由表5可知，大、中量營養(yǎng)元素斷根1周和2周，煙葉總含量T1顯著高于CK，微量營養(yǎng)元素斷根1周，煙葉總含量T1較CK有所降低，斷根2周則明顯高于CK。這可能是因為輕度斷根后根系的應(yīng)激反應(yīng)首先使其增強吸收利用大、中量營養(yǎng)元素，2周后產(chǎn)生較多新根，從而增強對于微量營養(yǎng)元素的吸收利用能力。大、中量營養(yǎng)元素總量和微量營養(yǎng)元素總量重度斷根1周和2周均低于CK，這表明重度斷根對根系傷害較大，使其對大、中量營養(yǎng)元素和微量營養(yǎng)元素的吸收利用減弱。礦質(zhì)營養(yǎng)元素參與煙株生長過程中的生理代謝，不同程度斷根影響煙株的生長發(fā)育及生理代謝。在煙株生長代謝過程中，這些大、中量和微量營養(yǎng)元素會發(fā)生變化，最終導(dǎo)致處理和CK斷根2周后煙葉中營養(yǎng)元素含量不同。

表5 不同處理對煙葉主要礦質(zhì)養(yǎng)分含量的影響

2.6 不同處理對煙葉主要生物堿類含量的影響

由表6可知，T1各部位煙葉煙堿含量均高于CK，去甲基煙堿含量上部和中部煙葉高于CK，下部煙葉低于CK，假木賊堿含量各部位煙葉均較CK有所降低，新煙草堿含量各部位煙葉較CK有所升高。說明輕度斷根可提高3個部位煙葉的煙堿、新煙草堿和中、上部煙葉的去甲基煙堿含量，降低下部煙葉的去甲基煙堿和3個部位煙葉假木賊堿含量；T2各部位煙葉的煙堿和新煙草堿均高于CK，且較T1提高幅度大，去甲基煙堿含量中、下部煙葉高于CK，上部煙葉低于CK，假木賊堿上、中部煙葉高于CK，下部煙葉低于CK。說明輕、重度斷根均在一定程度上提高了煙葉的煙堿含量。

表6 不同處理對煙葉主要生物堿類含量的影響

2.7 不同處理對中部葉致香物質(zhì)含量的影響

由表7可知，檢測出的30種致香物質(zhì)含量中， CK的6-甲基-5-庚烯-2-酮、4-乙?；?2-甲氧基苯酚、3-羥基-β-二氫大馬酮、螺巖蘭草酮、巨豆三烯酮4、2-乙酰呋喃、3,4-二甲基-2,5-呋喃二酮和苯乙醛8種致香物質(zhì)含量較高；T1的6-甲基5-庚烯-2-醇、β-二氫大馬酮、芳樟醇、β-大馬酮、二氫獼猴桃內(nèi)酯、巨豆三烯酮1、巨豆三烯酮2、巨豆三烯酮3、法尼基丙酮、糠醇、5-甲基糠醛、2-乙酰吡咯、苯甲醛、苯甲醇、茄酮和新植二烯16種致香物質(zhì)含量較高；T2煙葉中除以上24種致香物質(zhì)外，其余6種致香物質(zhì)含量較高。總的來說，T1的新植二烯及其以外的致香物質(zhì)含量最高，T2次之，CK最低，因此，T1的致香物質(zhì)總量也最高。

表7 不同處理對中部葉致香物質(zhì)含量的影響

續(xù)表7 不同處理對中部葉致香物質(zhì)含量的影響

3 討論與結(jié)論

輕度斷根處理能有效促進(jìn)煙株再發(fā)新根，根條數(shù)增多，根體積、根鮮重和根干重增大，促進(jìn)了根系生長，有利于養(yǎng)分的吸收利用，因此株高較對照有所增加，莖圍有所增粗，單株葉面積有所減少，能有效提高煙葉的產(chǎn)量、產(chǎn)值、上中等煙比例和均價。與劉國順[22]認(rèn)為中耕將表層土壤中一部分根系切斷，促進(jìn)根系向縱深發(fā)展，形成龐大根系，有利于煙株吸收水分養(yǎng)分和提高抗旱能力，進(jìn)而促進(jìn)地上部分生長，提高煙葉產(chǎn)量和質(zhì)量的研究結(jié)論較為一致。輕度斷根處理的煙葉，其大、中、微量營養(yǎng)元素在斷根兩周后就明顯高于對照，烤后化學(xué)成分更趨于協(xié)調(diào)，鉀元素含量相對較高，內(nèi)含物相對充實。斷根處理可顯著提高煙葉的煙堿含量，提高新植二烯等致香物質(zhì)含量，從而提高煙葉的感官評吸質(zhì)量和使用價值。本試驗僅初步探討了打頂時斷根處理對煙株產(chǎn)、質(zhì)量的影響，至于斷根的程度、節(jié)點及其對煙株各項指標(biāo)的影響機理仍需做進(jìn)一步的深入研究。