51 钾肥运筹对烤烟叶片钾和香气成分含量影响研究

51.钾肥运筹对烤烟叶片钾和香气成分含量影响研究叶协锋，朱海滨，喻奇伟，崔树毅，刘国顺*（河南农业大学国家烟草栽培生理生化研究基地，郑州，450002）摘要：采用盆栽试验研究了钾肥运筹对烤后烟叶的钾含量和香气成分含量的影响以及钾含量与香气成分含量的关系。结果表明，施用钾肥提高了烤后烟叶的钾含量和香气成分含量。烤后烟叶钾含量、中性香气成分含量均随钾肥施用量的增加而增加，不饱和脂肪酸含量随钾肥施用量的增加而降低。不同钾肥用量各处理中以处理L4的钾含量和香气成分含量昀高。施用K2SO4处理的钾含量和中性香气成分含量大于施用KNO3的处理，而非挥发性有机酸含量小于施用KNO3的处理。不同钾肥种类各处理中以K3处理的钾含量和香气成分含量昀低。烤后烟叶钾含量与中性香气成分含量呈显著正相关，与非挥发性有机酸含量达到了极显著正相关，说明提高烤后烟叶钾含量能够提高烟叶的香气成分含量。关键词：钾烤烟香气成分中图分类号：S572．01文献标识码：B文章编号：EffectsofPotassiumManagementontheContentsofPotassiumandAromaComponentsofFlue-curedTobaccoYeXiefeng1,JinDongmei1,LiuGuoshun*1,WangYingyuan2,ZhouWenhui3,YuHaitao3(1NationalTobaccoCultivationandPhysiologicalandBiochemicalResearchCenterofHenanAgricultureUniversity,Zhengzhou450002,China;2ZhengzhouTobaccoResearchInstitute,Zhengzhou450001,China;3ChangdeCigaretteFactory,Changde,415000,China)Abstract:Potexperimentswerecarriedouttostudytheeffectofpotassiummanagementonthecontentsofpotassiumandaromacomponentsoftobaccoleavesaftercuring,andthecorrelationbetweenthem.Theresultsshowedthatthecontentsofpotassiumandaromacomponentsofthecuredleavesareincreasedbyusingpotassiumfertilizer.Thecontentsofpotassiumandneutralaromacomponentsincreasedwiththeincreaseofpotassiumapplicationrate.Andthecontentsofunsaturatedfattyaciddecreasedwiththeincreaseofpotassiumapplicationrate.ThecontentsofpotassiumandaromaconstituentsinL4werethehighestofdifferentpotassiumapplicationrates’treatments.ThecontentsofpotassiumandneutralaromacomponentswerehigherwhenusingK2SO4thanKNO3.Contrarilythecontentsofnon-volatileorganicacidwerelowerthanthelatter.ThecontentsofpotassiumandaromaconstituentsinK3werethelowestofdifferentpotassiumfertilizertreatments.Theflue-curedtobaccoleaves’potassiumcontentsweresignificantlycorrelatedtothecontentsofneutralaromacomponents,andwerehighlycorrelatedtothecontentsofnon-volatileorganicacid.Sothecontentsofaromacomponentsofflue-curedtobaccoleavescouldbeincreasedafterpotassiumcontentswereincreased.Keywords:potassium;flue-curedtobacco;aromacomponents在植物所需的营养元素中，钾是公认的品质元素，钾能显著改善烟叶燃烧性，增进烟叶香气、吃味及品质，对提高烟叶可用性起重要作用[1]。有数据表明，除满足昀大产量所需要的施钾量以外，再增施钾可能会继续改善烟叶质量[2]。关于钾素与烟叶品质关系的研究目前较多[3-8]。香气是评定烟叶及其制品品质的重要指标，优质烟叶要求在燃烧过程中产生的香气量大质纯、香型突出、吃味醇和。烟叶香味品质的优劣是由遗传因素和环境因素共同决定的，烟叶香气不足是当前影响烟叶品质和商品价值提高的主要因素之一，因此各国科教工作者都比较重视有关烟叶香气成分的分离鉴定、生理生化代谢、遗传育种及其与生态条件和栽培条件有关系的研究，以期为烟草香气成分的化学合成，通过品种选育和农艺措施提高烟叶香气含量，改善香味品质，改进烟叶和烟制品的香质香型提供理论依据[9]。关于烟叶致香成分的研究较多[10-16]，但是关于钾与烟叶致香成分含量之间关系的研究较少。因此，本研究采用盆栽方法研究了钾肥运筹对烟叶钾和香气物质含量的影响以及钾含量与香气成分含量的关系，以期为提高烤烟的香气成分含量提供理论依据。1材料与方法1.1试验设计分设不同钾肥用量和不同钾肥种类两个试验，采用盆栽方式于2002年在许昌市襄城县烟草研究所进行。供试土壤钾素基础肥力为：速效钾148.71mg·kg-1，缓效钾1.10g·kg-1，全钾26.6g·kg-1。1.1.1不同钾肥用量试验设五个处理：对照（CKL）不施钾肥，L1施钾（以K2O计，下同）2.5g·株-1，L2施钾5.0g·株-1，L3施钾7.5g·株-1，L4施钾10.0g·株-1。肥料用量为氮肥（以纯氮计）2.5g·株-1，磷肥（以P2O5计）2.5g·株-1，钾肥为K2SO4；相当于N:P2O5:K2O为1:1:0到1:1:4。1.1.2不同钾肥种类试验设八个处理：对照（CK）不施钾肥，处理K1施用K2SO4（以K2O计，下同）7.5g·株-1，K2施用KNO37.5g·株-1，K3在对照的基础上增施生物钾肥，K4和K5分别在K1和K2的基础上增施生物钾肥，K6和K7分别在K1和K2的基础上增施有机钾肥。肥料用量为氮肥（以纯氮计）2.5g·株-1，磷肥（以P2O5计）2.5g·株-1；相当于N:P2O5:K2O为1:1:3。生物钾肥由河南农业大学研制，在移栽时喷洒于垄内；有机钾肥由四川盛祥高科技有限公司研制（含有效钾180g·kg-1以上、有机质350g·kg-1以上和作物必需的微量元素），分别在团棵前5d左右、旺长期、打顶前10d左右喷施。试验用盆为陶土盆，供试烤烟品种为NC89，每盆植烟一株，土壤经风干并过0.5mm×1.0mm网筛。化肥和土壤充分混匀后装盆，每盆装土17.5kg，土壤为褐土。烟苗于5月11日移栽，单株留叶16片，各处理在规范化栽培管理条件下进行。1.2测定项目和方法取各处理烤后烟叶C3F进行钾和香气成分的分析。钾含量用干灰化—1:20HCl溶解后，火焰光度计法测定钾含量[17]。香气成分由中国科技大学烟草研究中心采用内标法测试分析。2结果与分析2.1不同钾肥施用量和钾肥种类对烤后烟叶钾含量的影响图1不同钾肥用量和钾肥种类对烟叶叶钾含量的影响Fig.1Effectofdifferentpotassiumfertilizerandapplicationrateonpotassiumcontentsofflue-curedtobaccoleaves0510152025CKLL1L2L3L4CKK1K2K3K4K5K6K7处理Treament钾含量（g·kg-1）图1所示为烤后中部叶片钾含量的变化。从中可以看出，对照昀小为9.8g·kg-1，L4昀大为19.6g·kg-1；CKL～L4之间各处理钾含量随钾肥施用量的增加而增加；CK～K7之间K1＞K2，K4＞K5，这表明施用K2SO4处理的钾含量大于施用KNO3处理的钾含量。K3处理的钾含量远低于除对照外的其它处理，说明单施生物钾肥不能有效地提高烟叶含钾量。2.2不同钾肥施用量对烤后烟叶香气成分含量的影响2.2.1不同钾肥施用量对烤后烟叶中性香气成分含量的影响由图2可以看出，各施钾处理中性香气成分含量均高于对照即不施钾处理，说明施用钾肥提高了烤后烟叶中性香气成分含量。施用钾肥后提高了棕色化产物、西柏烷类物质、新植二烯等物质的含量。各处理中性香气成分含量随着钾肥施用量的增加而增加，处理L4的中性香气成分含量昀高，其中苯丙氨酸类物质、棕色化产物、西柏烷类物质、类胡萝卜素类物质的含量昀高。2.2.2不同钾肥施用量对烤后烟叶非挥发性有机酸含量的影响非挥发性有机酸虽然对烟叶和烟气的香气没有明显的直接作用，但可以调节烟草的酸碱度，使吸味醇和，还可以增加烟气浓度，间接影响烟气的香气，在烟气中起平衡作用。大多数脂肪酸给烟气增加一种蜡味、脂肪味，使烟气吸味平和，但有些不饱和脂肪酸如亚油酸和亚麻酸则增加烟气的刺激性，产生涩味[9]。图3不同钾肥施用量对烤后烟叶非挥发性有机酸含量的影响Fig.3Effectofdifferentpotassiumapplicationrateoncontentsofnon-volatileorganicacidoftobaccoleavesaftercuring0123456CKL1L2L3L4处理Treatment饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸含量（µg·g-1）020406080100120140160多元羧酸含量及总量（µg·g-1）饱和脂肪酸不饱和脂肪酸多元羧酸总计由图3可以看出，各处理非挥发性有机酸含量均高于对照即不施钾处理，因此施用钾肥提高了烟叶的非挥发性有机酸含量，但各处理间差别不大。随着钾肥施用量的增加，中部叶中的不饱和脂肪酸含量逐渐降低。各处理中以L4处理的非挥发性有机酸总量昀高而不饱和脂肪酸的含量昀低。2.3不同钾肥种类对烤后烟叶香气成分含量的影响2.3.1不同钾肥种类对烤后烟叶中性香气成分含量的影响从图4我们看到，各处理中性香气成分含量均高于对照，在测定的中性香气成分中，苯丙氨图4不同钾肥种类对烤后烟叶中性香气成分含量的影响Fig.4Effectofdifferentpotassiumfertilizeroncontentsofneutralaromacomponentsoftobaccoleavesaftercuring051015202530CKK1K2K3K4K5K6K7处理Treatment苯丙氨酸类、棕色化产物和西柏烷类物质含量（µg·g-1）0100200300400500600类胡萝卜素类物质、新植二烯含量及总量（µg·g-1）苯丙氨酸类棕色化产物西柏烷类类胡萝卜素类新植二烯总计酸类物质、新植二烯含量以及主要挥发性香气物质总量均以K4处理（K2SO4+生物钾肥）昀高，K6处理（K2SO4+有机钾肥）、K7处理（KNO3+有机钾肥）的棕色化产物含量较高，西柏烷类物质是以K7处理（KNO3+有机钾肥）、K5处理（KNO3+生物钾肥）含量较高，类胡萝卜素类物质含量以K3处理（单施生物钾肥）较高。2.3.2不同钾肥种类对烤后烟叶非挥发性有机酸含量的影响从图5中可以看出，各处理非挥发性有机酸含量均高于对照，其中除K3处理（单施生物钾肥）外，其它各处理的非挥发性有机酸总量差别不大，但不同