張 迪，李 冬，李俊營(yíng)，曾三軍，徐放達(dá)，馬文輝，谷潔潔

（1. 河南省煙草公司平頂山市公司，河南 平頂山 467000；2. 貴州省煙草公司黔東南州公司，貴州 凱里 556000；3. 河南科技大學(xué)食品與生物工程學(xué)院，河南 洛陽 471000）

豫中煙區(qū)的生態(tài)條件適宜優(yōu)質(zhì)煙葉生產(chǎn)，是我國(guó)濃香型優(yōu)質(zhì)煙葉的主要產(chǎn)區(qū)之一，該地區(qū)所產(chǎn)煙葉特色突出，難以替代。然而由于長(zhǎng)年不合理的連作，導(dǎo)致土壤生物化學(xué)反應(yīng)受到抑制，理化性質(zhì)惡化，微生物種群結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，煙株病蟲害加劇，煙葉產(chǎn)量和品質(zhì)嚴(yán)重降低[1-4]。煙葉香氣是衡量煙葉質(zhì)量和可用性的重要因素，直接決定著煙葉品質(zhì)的優(yōu)劣，但其形成是由多種致香物質(zhì)相互作用共同決定的[5-6]?？緹熀侠硖鬃髂軌蚋纳茻熤旮瞪鷳B(tài)環(huán)境，提高土壤肥力，減輕花葉病等田間病害，改善煙葉質(zhì)量[7-8]。祖朝龍等[9]研究表明，煙草套種甘薯可消耗烤煙生長(zhǎng)后期殘余的肥料，有利于烤煙的成熟落黃。李廷軒等[10]研究發(fā)現(xiàn)，籽粒莧與烤煙間作能顯著增強(qiáng)煙草對(duì)鉀元素的吸收利用能力，提高煙葉鉀離子的含量。然而楊承等[11]研究表明，烤煙與馬鈴薯套作雖明顯提高了煙葉質(zhì)量，但同時(shí)也增加了普通花葉病毒病、馬鈴薯Y 病毒病、黃瓜花葉病毒病、青枯病等病害的發(fā)病率。因此，選擇科學(xué)合理的種植模式對(duì)減輕煙草病害、提高煙葉品質(zhì)和保障農(nóng)業(yè)生產(chǎn)可持續(xù)發(fā)展具有重要的意義。結(jié)合當(dāng)?shù)厣a(chǎn)實(shí)際情況，選取3 種具有代表性的種植模式，研究了不同種植模式對(duì)煙葉鉀氯離子、致香物質(zhì)和感官質(zhì)量的影響，旨在確定平頂山煙區(qū)科學(xué)合理的煙草種植模式，為現(xiàn)代煙草農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地點(diǎn)及供試材料

試驗(yàn)在平頂山市郟縣李口鄉(xiāng)王辛莊進(jìn)行，供試烤煙品種為中煙100，由平頂山市煙草公司煙葉育苗基地提供。供試土壤有機(jī)質(zhì)14.30 g/kg，全磷0.27 g/kg，全氮0.79 g/kg，全鉀19.81 g/kg，速效氮55.22 mg/kg，速效磷5.43 mg/kg，速效鉀178.35 mg/kg，pH 值為7.8。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)共設(shè)3 個(gè)處理，分別為烤煙連作（CK）、煙麥套種（T1）和煙薯套種（T2），每個(gè)處理重復(fù)3 次，共設(shè)9 個(gè)小區(qū)，各小區(qū)隨機(jī)區(qū)組排列，小區(qū)面積為15 m×12 m，煙苗于5 月15 日左右移栽，行距120 cm，株距50 cm。所用肥料為煙草專用肥（15-15-15）、硫酸鉀和硝酸鉀，其中硝酸鉀全部基施，硫酸鉀和氮肥70%基施、15%窩施、15%于移栽30 d 后追施，其他田間管理措施均統(tǒng)一按當(dāng)?shù)貎?yōu)質(zhì)煙葉生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，50%的煙株中心花開放后打頂。

煙麥套種：小麥于10 月30 日播種，播種前先起好煙壟，在兩壟間插播小麥，于次年6 月15 日收割，煙苗移栽時(shí)間同其他處理，煙麥共生期有30 d。煙薯套種：在煙苗移栽30 d 后栽插甘薯苗，將甘薯苗插秧于煙壟兩側(cè)。

1.3 測(cè)定指標(biāo)及方法

1.3.1 致香物質(zhì)成分測(cè)定 各處理煙葉烘烤結(jié)束后，分別取中橘三（C3F）和上橘二（B2F）的煙葉各5 kg，帶回試驗(yàn)室，采用氣相色譜-質(zhì)譜（GS-MS）進(jìn)行苯丙氨酸類降解產(chǎn)物、類西柏烷類降解產(chǎn)物、類胡蘿卜素類降解產(chǎn)物和新植二烯測(cè)定。采用同時(shí)蒸餾萃取裝置進(jìn)行中性致香物質(zhì)的提取，GS-MS 進(jìn)行定性定量分析。在500 mL 圓底燒瓶中加入10.00 g 煙樣、1.00 g 檸檬酸、500 μL 內(nèi)標(biāo)硝基苯以及350 mL 蒸餾水，另加40 mL 二氯甲烷于250 mL 圓底燒瓶中。將250 mL 圓底燒瓶在60℃水浴中加熱，同時(shí)用蒸餾萃取儀蒸餾萃取。2.5 h 后用無水硫酸鈉干燥有機(jī)相，用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀在60℃水浴條件下濃縮至1 mL 左右，即得煙葉精油。經(jīng)前處理制得的分析樣品由GC-MS 鑒定結(jié)果和NIST02 庫檢索定性，采用內(nèi)標(biāo)法定量。

1.3.2 鉀、氯離子含量測(cè)定 氯離子含量參照羅華云等[12]的方法測(cè)定，鉀離子含量采用浸提-火焰光度法測(cè)定[13]。

1.3.3 感官質(zhì)量評(píng)吸 烤煙感官質(zhì)量評(píng)價(jià)參照YC/T 138—1998 煙草及煙草制品感官評(píng)吸方法，組織工業(yè)評(píng)吸專家在河南中煙工業(yè)有限公司技術(shù)中心對(duì)烤煙樣品進(jìn)行感官評(píng)吸，各項(xiàng)指標(biāo)均按9 分制打分。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Microsoft Excel 2016 進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和分析，采用SPSS 22.0 軟件進(jìn)行方差分析，并運(yùn)用Duncan's法進(jìn)行差異顯著性檢驗(yàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同種植模式對(duì)烤煙中致香物質(zhì)含量的影響

由表1 可知，就中部葉而言，與CK 相比，T1處理的苯丙氨酸類、類西柏烷類、類胡蘿卜素類降解產(chǎn)物和新植二烯含量分別顯著降低了13.25%、25.24%、18.26%和7.39%，T2 處理的苯丙氨酸類、類西柏烷類、類胡蘿卜素類降解產(chǎn)物含量分別顯著增加了12.82%、12.70%和9.73%，新植二烯含量無明顯變化。

就上部葉而言，與CK 相比，T1 處理的苯丙氨酸類、類西柏烷類、類胡蘿卜素類降解產(chǎn)物和新植二烯含量分別顯著降低了15.63%、13.49%、11.15%和6.74%，T2 處理的苯丙氨酸類、類西柏烷類、類胡蘿卜素類降解產(chǎn)物含量分別顯著增加了7.42%、14.26%和11.80%，新植二烯含量無明顯變化。

表1 不同種植模式烤煙的致香物質(zhì)成分 （μg/g）

2.2 不同種植模式對(duì)煙葉氯離子的影響

由圖1 可知，與CK 相比，T1 處理中部葉和上部葉氯離子的含量分別顯著增加了40.34%和41.67%，T2 處理中部葉和上部葉氯離子的含量分別顯著降低了27.19%和25.17%。結(jié)果說明，煙麥套種會(huì)促進(jìn)煙葉對(duì)氯離子的吸收，煙薯套種能有效抑制煙葉對(duì)氯離子的吸收。

圖1 不同種植模式煙葉的氯離子含量

2.3 不同種植模式對(duì)煙葉鉀離子的影響

由圖2 可知，與CK 相比，T1 處理中部葉和上部葉的鉀離子含量分別顯著降低了23.37%和18.28%，T2 處理中部葉和上部葉的鉀離子含量分別顯著增加了26.17%和20.77%。結(jié)果說明，煙麥套種會(huì)抑制煙葉對(duì)鉀離子的吸收，煙薯套種能夠明顯促進(jìn)煙葉對(duì)氯離子的吸收。

圖2 不同種植模式煙葉的鉀離子含量

2.4 不同種植模式對(duì)烤后煙葉感官質(zhì)量的影響

感官品質(zhì)評(píng)價(jià)是衡量煙葉品質(zhì)最直接和客觀的指標(biāo)，優(yōu)質(zhì)煙葉一般表現(xiàn)為香氣質(zhì)較好、香氣量中等、勁頭適中、余味舒適、雜氣和刺激性較小[6]。由表2可知，與CK 相比，T1 處理的香氣質(zhì)、香氣量、濃度、柔細(xì)度、余味、雜氣和刺激性均有所降低，T2 處理的香氣質(zhì)、香氣量、濃度、柔細(xì)度、余味、雜氣和刺激性均明顯增加。這表明，煙麥套種會(huì)降低烤后煙葉的感官評(píng)吸質(zhì)量，煙薯套種對(duì)提高烤后煙葉的感官質(zhì)量有促進(jìn)作用。

表2 不同種植模式烤后煙葉的感官質(zhì)量

3 結(jié)論與討論

致香物質(zhì)是衡量煙葉質(zhì)量風(fēng)格特色的重要因素，也是評(píng)價(jià)煙葉香氣質(zhì)、香氣量及香型風(fēng)格的核心內(nèi)容和重要指標(biāo)[14-16]。苯丙氨酸類降解物是煙草中含量較豐富的香味成分，對(duì)烤煙的香氣具有良好的影響[6]。類西柏烷類物質(zhì)是單環(huán)二萜類化合物，在煙葉調(diào)制和醇化過程中大部分發(fā)生降解并且產(chǎn)生煙葉煙氣中多種有價(jià)值的香氣物[17]。類胡蘿卜素類物質(zhì)是煙葉香氣的重要組成成分，其降解和熱裂解產(chǎn)物是烤煙的主要香氣成分[18]。新植二烯是煙葉中重要的萜烯類化合物，可直接大量轉(zhuǎn)移到煙氣中，減輕刺激并柔和煙氣，同時(shí)還具有促使煙葉中其他致香物質(zhì)和香氣成分進(jìn)入煙氣的作用[19-20]。試驗(yàn)結(jié)果表明，與烤煙連作相比，煙麥套種降低了烤煙中苯丙氨酸類、類西柏烷類、類胡蘿卜素類降解產(chǎn)物和新植二烯的含量，煙薯套種則能顯著提高煙葉苯丙氨酸類、類西柏烷類和類胡蘿卜素類降解產(chǎn)物的含量。這與賈健等[21]的研究結(jié)論基本一致。

煙草屬于需鉀忌氯型作物，鉀離子參與作物體內(nèi)物質(zhì)運(yùn)轉(zhuǎn)，促進(jìn)煙株光合能力增強(qiáng)，同時(shí)鉀離子還能促進(jìn)煙葉的燃燒性，有效提高煙葉品質(zhì)。煙葉氯含量決定了煙葉的工業(yè)可用性和經(jīng)濟(jì)效益，煙葉氯含量過高會(huì)直接影響煙葉的質(zhì)量，且煙葉燃燒時(shí)會(huì)出現(xiàn)黑灰截火現(xiàn)象[22]。煙葉鉀含量偏低、氯含量偏高的問題是河南煙區(qū)煙葉品質(zhì)提高的主要限制因子。研究發(fā)現(xiàn)，與烤煙連作相比，煙麥套種模式下煙葉的氯離子含量顯著提高，鉀離子含量明顯下降，煙薯套種模式下煙葉氯離子含量顯著下降，鉀離子含量明顯增加。這可能是因?yàn)闊燐溙追N中小麥?zhǔn)┘臃柿现羞^多施用氯肥，導(dǎo)致烤煙生長(zhǎng)過程中過多吸收氯離子，抑制對(duì)鉀離子的吸收利用，對(duì)烤煙的內(nèi)在品質(zhì)造成了不良的影響。

感官質(zhì)量是評(píng)價(jià)煙葉香味品質(zhì)和內(nèi)在質(zhì)量最直接、最客觀、最核心的內(nèi)容[23]。試驗(yàn)結(jié)果表明，與烤煙連作相比，煙麥套種明顯降低烤后煙葉的感官質(zhì)量，煙薯套種能顯著提高烤后煙葉的感官質(zhì)量。

綜上所述，與烤煙連作相比，煙麥套種會(huì)降低煙葉的致香物質(zhì)含量、鉀離子含量和感官評(píng)吸質(zhì)量，提高氯離子含量，煙薯套種能夠顯著提交煙葉的致香物質(zhì)含量、鉀離子含量和感官評(píng)吸質(zhì)量，降低氯離子含量。因此，為保證優(yōu)質(zhì)煙葉有效供給，滿足卷煙工業(yè)原料需求，在平頂山煙區(qū)應(yīng)嚴(yán)格限制煙麥套種，對(duì)煙薯套種模式加以推廣應(yīng)用。