喷施钼对烟叶化学成分的影响

    李春光 陈建中 刘穗君 万莹 王飞 唐珊 罗鑫 蒲进平 陈剑 姬鸿飞 张伟丽 刘文龙 景延秋 曾庆宾 张月华

    

    

    

    摘要：探讨了烟草团棵期施用0.05%、0.10%、0.15%的浓度钼素对烟叶化学成分的影响，结果表明，在团棵期喷施钼肥可以提高还原糖和总糖含量，降低总氮和烟碱含量，而且可以使烟叶中氮碱比、糖碱比都有所提高。同时施钼能提高烟叶中性致香物质和降低苯并[α]芘含量。

    关键词：不同浓度钼;化学成分;烟气

    Abstract：In order to study the effects of concentration gradient nutrient of 0.05%， 0.10%， 0.15% in rosette stage on tobacco leaf chemical components， using field experiment， the effects of spraying different concentrations of molybdenum in rosette stage on tobacco routine chemical components， neutral aroma substances and flue gas main harmful components was researched in experimental field of Yancheng District， Luohe City， Henan Province. The results showed that the spraying molybdenum fertilizer in rosette could improve the reducing sugar， total sugar content， the nitrogen alkali ratio，sugar alkali ratio and reduce the total nitrogen and nicotine content. Spraying molybdenum could increase the content of neutral aroma substances and reduce benzo [α] pyrene of tobacco leaf.

    Key words：Different concentrations of molybdenum; Chemical components; Flue gas

    烟草是一种特殊的经济作物，而施肥是烟草栽培措施中比较重要的一环[1 - 2 ]。钼作为一种必需的微量元素，可调节作物光合产物的合成、代谢和积累，参与烟草植株激素代谢、氮代谢和抗坏血酸-谷胱甘肽循环过程，对烟叶产量、产值以及烟叶油分有一定的提高作用，同时对杂色烟比例的降低和烟叶品质的改善有一定效果[3 - 5 ]。河南是浓香型烟叶的主要产地，漯河市是河南省重要的产烟区[6 ]。探索适合烟叶生产的施钼浓度对烟叶成分的影响具有重要意义。

    1? ?材料与方法

    1.1? ?试验材料

    指示烤烟品种为中烟100。供试钼肥为郑州中科化工产品有限公司生产的糖醇螯合钼肥，螯合钼含量≥99%，钼含量≥10 g/L。

    1.2? ?试验地基本情况

    试验在河南省漯河市郾城区烟草试验田进行，土壤类型为黄壤土，试验田土壤肥力中等，土壤pH 6.83，土壤有机质含量32.1 g/kg，碱解氮243.72 mg/kg，速效钾374.13 mg/kg。施纯氮43.8 kg/hm2，速效磷46.34 mg/kg，土壤肥力分布比较均匀，整个地势相对平坦，排灌也很便利，田间管理完全遵照优质烟叶生产技术规范进行操作，

    1.3? ?试验设计

    设3个喷钼浓度处理：T1为0.05%，T2为 0.10%，T3为0.15%，1个空白对照（CK，喷施相同量的蒸馏水）。种植行间距为120 cm，株距为55 cm，烟株留叶数为18～22片/株。每个处理重复3次，小区面积220.11 m2。烟株进入团棵期后（移栽后35 d）喷施钼肥，分别在烟叶的正面和反面进行喷施，将叶面喷湿不滴水作为标准。

    1.4? ?检测指标及方法

    测试样品为烤后样C3F。测定烟叶常规化学成分总糖（YC/T 59-2002）、还原糖（YC/ T 160-2002）、总氮（YC/T 161-2002）、蛋白质（YC/T 162-2002）、烟碱（YC/T 166-2002）、钾和氯含量（YC/T 173-2003）;用氣相色谱-质谱鉴定中性香味物质;检测主流烟气的主要有害成分苯并[α]芘（GB/T 21130-2007）、HCN（YC/T 253-2008）、NH3（YC/T 377-2010）、苯酚（YC/T 255-2008）、巴豆醛（YC/T 254- 2008）、TSNAs（GB/T 23228-2008）和CO（GB/ T 23356-2009）。

    1.5? ?数据处理

    利用SPSS 21.0软件和WPS Excel 2016完成数据的处理和统计分析。采用Pearson系数表示简单相关分析，采取LSD法进行单因素方差分析。

    2? ?结果与分析

    2.1? ?不同处理对烟叶常规化学成分的影响

    由表1可知，喷施钼肥的各处理与对照相比，烟叶中的蛋白质、总氮含量减少，还原糖和总糖含量有所增加，而钾含量变化不大。处理间蛋白质含量差异极显著，以CK含量最高;总氮含量CK最高、T1最低，而且处理间的差异极显著;还原糖和总糖含量T2最高，与T1差异不显著，与T3和CK差异极显著，钾含量均低于CK，以T2最高，与对照差异不显著，T1极显著低于CK;氯含量T1、T2极显著高于T3、CK;氮碱比CK最低，T1、T3最高，且与CK差异极显著;糖碱比T1最高，而且各处理的差异极显著;与CK相比，T1、T2、T3处理的钾氯比均降低，其中T1、T2处理极显著低于CK。

    2.2? ?不同处理对烟叶中性致香物质的影响

    2.2.1? ? 不同处理对烟叶类胡萝卜素类降解产物香气物质含量的影响? ? 类胡萝卜素降解产物是烟叶的中性挥发性香气成分中很大的一部分化合物，此中有不少都是烟草中的关键致香成分[7 - 8 ]。17种被测定的类胡萝卜素类降解产物中，β-大马酮、法尼基丙酮、巨豆三烯酮2、巨豆三烯酮4和β-二氢大马酮含量相对较高，对香气贡献较大，给予烟气类似花的香吃味;3-羟基-β-二氢大马酮含量相对较低。表2表明，各处理烟叶中的类胡萝卜素类降解产物香气物质含量T1低于CK，比CK减少了18.32%，T2、T3均高于CK，分別比CK增加了5.35%、17.40%。

    2.2.2? ? 不同处理对烟叶棕色化反应物类香气物质含量的影响? ? 棕色化产物中有很多能够让人感受到愉悦的香气和吸味，它们很大程度地影响了烟草香吃味质量的形成[9 ]。烟叶醇化后的甜香、坚果香等美好香气与棕色化反应产物有不小的关系，特别是内中的吡咯、呋喃类物质，固然含量很少，但对可可香味的形成极其重要[10 ]。从表3可以看出，在团棵期施用钼肥，各处理中只有T3棕色化反应物类香气物质的含量增长且增长变化范围不大，其他处理棕色化反应物类香气物质的含量均减少，其含量从大到小为T3、 CK、T2、T1，较高浓度的钼可能有利于棕色化反应物类香气物质的形成。

    2.2.3? ? 不同处理对烟叶苯丙氨酸降解产物香气物质含量的影响? ? 芳香族氨基酸降解产物中的苯甲醛（杏仁香、樱桃香、甜香）、苯乙醛（玫瑰花香）、苯甲醇（醇香）、苯乙醇（醇香）等也是烟草中含量较丰富的香味成分，其香味贡献与酮类相似[11 - 12 ]。由表4可知，各处理烟叶中的苯丙氨酸类香气物质含量与CK相比，T2和T3小幅增加，分别增加18.64%、24.20%;T1减少11.11%。其中各处理苯乙醛含量均较CK有所增加。

    2.2.4? ? 不同处理对烟叶类西柏烷类香气物质含量的影响? ? 类西柏烷类香气物质包含茄酮及其衍生物[13 ]。茄酮是烟草中含量富厚的中性香气物质之一，给予烟气一种近似鲜萝卜的香吃味，它不仅自己具有不错的香气，而且其降解转化产物，如茄醇、茄呢呋喃、降茄二酮等也是烟草中很关键的致香产品[14 - 16 ]。从表5可以看出，T3茄酮含量最低，较CK减少了3.56%;T1和T2茄酮含量较高，分别较CK增加了29.54%和19.24%。

    2.2.5? ? 不同处理对烟叶中性致香成分总量的影响? ? 钼素对提高植株光合作用有一定影响，可以使叶绿素含量增加，新植二烯是叶绿素降解产物，含量高而对烟气香味贡献有限[17 - 18 ]。由表5可以看出，与CK相比，团棵期喷施钼肥后，T3的新植二烯含量增加且增加量很大，新植二烯含量从大到小为T3、T2、CK、T1。由表2～5可知，处理T1除类西柏烷类物质外，各类中性香味物质含量均降低，不利于烟叶中性香味物质的形成;而处理T2、T3的各类多数中性香味物质含量有所增加，有利于烟叶中性香味物质的形成;中性香味物质总量（除新植二烯外）从大到小为：T3（132.67 μg/g）、T2（130.80 μg/g）、CK（121.59 μg/g）、T1（111.14 μg/g）。

    2.3? ?常规化学成分与烟气主要有害成分简单相关分析

    从表6可以看出，不同浓度钼对烟气主要有害成分释放量的影响趋势不同，苯酚、巴豆醛、亚硝胺、CO的释放量随施钼浓度的增加呈先增加后减少的趋势，其释放量在各处理间无显著差异;氨、HCN、苯并[α]芘随施钼浓度的增加而增加，且释放量在各处理间无显著差异。危害性评价指数H值随施钼浓度的增加呈先增加后减少的趋势，其中T2危害指数最高，T1危害指数最低，而处理间差异不显著。

    对烟样主流烟气7种主要有害成分与常规化学成分进行相关分析（表7），其中苯酚、巴豆醛含量与氯含量呈正相关，且相关性达到显著水平，苯酚与氯的相关系数大于巴豆醛;TSNAs含量与还原糖和总糖总量呈显著负相关，而与总氮含量呈显著正相关，与烟碱含量呈极显著正相关，且相关系数较大;CO与蛋白质含量存在极显著的负相关关系，并且相关系数比较大。

    3? ?结论与讨论

    尽管吸收量有限，微量元素对植株的生长发育、质量形成有着重要作用，微量元素肥料在作物上的应用近年来也越来越受到重视[20 - 21 ]。试验结果表明，团棵期喷施钼肥能提高烤烟还原糖、总糖含量，降低总氮和烟碱含量，且使氮碱比、糖碱比提高，烟叶各化学成分更加协调，达到优质烟叶最适宜的范围，这与阚宏伟等的研究结果相符[22 ]。而施钼导致氯含量增长，钾氯比较对照降低，与前人研究结果不同，可能与品种和产地差异有关。目前尚没有报道表明烟株对钼与氯的吸收存在协同作用，钼与钾的互作机理也有待进一步研究。

    黄泰松等[23 ]认为施钼对烟叶香气有促进作用，该试验表明，施钼能提高烟叶中性致香物质含量。其中类胡萝卜素类降解产物和苯丙氨酸类降解产物含量有较大提高，而这两者正是最能彰显浓香型特色的香味物质，施钼可能有利于浓香型风格特征的形成。综合化学成分协调性和中性致香物质含量分析，3个不同浓度施钼处理中，处理T2（团棵期喷施0.10%浓度钼）最有利于提高烤烟质量。

    相关性分析表明，所测样品亚硝胺含量与烟碱和总氮含量呈正相关、与还原糖和总糖含量呈负相关。烟草特有亚硝胺的形成机理目前尚未明确，但普遍认为与烟碱等含氮物质有密切关系，而施钼能调节烟株氮代谢、提高糖碱比，可能起到降低亚硝胺含量的作用;单料烟主流烟气有害成分分析表明，各成分含量与卷烟危害性评价指数变幅不大，不能反映出钼对卷烟降害的作用，也从侧面说明烟气有害成分的形成是一个复杂而有多重因素影响的过程，应分别对田间、烘烤、加工工艺等不同方面制定针对性的降害措施[24 ]。

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    （本文责编：郑丹丹）