土壤调理剂香味物质的影响
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本文作者：薛超群 王建伟 奚家勤 杨立均 单位：中国烟草总公司郑州烟草研究院 河南省驻马店市烟草公司
Agri土壤调理剂是一种高效、安全、低毒、无残留的土壤结构调理剂，活性成分主要为月桂醇乙氧基硫酸铵（土壤微粒结构促进剂）和腐殖酸（土壤微粒结构活化剂），其主要作用机理为活性成分在土壤水作为媒介条件下游离出大量电荷，通过物理、化学作用促进土壤微粒结构的恢复和形成［1-2］，具有疏松土壤，降低土壤容重，增加土壤孔隙度和阳离子交换量，促进作物生长发育，增强光合能力，改善品质等作用。目前Agri土壤调理剂已在甘蓝、西瓜、水稻等农作物上取得良好应用效果［3-5］。黄褐土为驻马店烟区的主要植烟土壤类型［6-8］，但黄褐土具有易板结、结构差、黏闭、通透性和保水性差等特点［9-11］，是不利于烟草根系生长发育和烟叶香气质量的土壤类型［11，12］。钟权等［13］研究表明，施用Agri土壤调理剂，烟田土壤容重降低、孔隙度和含水率增加，烟株根系生长和农艺性状得到改善，烟叶经济指标提高。但有关Agri土壤调理剂对烟叶香气质量影响方面的报道却较少。因此，进行了Agri土壤调理剂用量对烟叶香味物质、感官质量和经济性状的影响试验，以期为驻马店黄褐土烟叶产区适量施用Agri土壤调理剂提高烟叶的香气质量提供依据。
1材料与方法
1.1供试材料试验于2010年在驻马店市烟叶科技园（泌阳县乡李岗村）内进行。供试烤烟品种为云烟87。土壤为黄褐土，地势平坦,肥力中等均匀，土壤pH值为7.28，有机质1.14%，碱解氮73.69mg/kg，速效磷7.82mg/kg，速效钾103.77mg/kg。Agri土壤调理剂为成都新朝阳生物化学有限公司生产。
1.2试验设计按照烟苗移栽时穴施Agri土壤调理剂用量的不同，设置0（CK），3.75，7.50，11.25，15.00kg/hm25个处理。试验采用随机区组排列，3次重复，共计15个小区。每小区种植4行，行距1.2m，株距0.5m，行长50m。试验田于4月20日施肥，施腐熟饼肥、烟草专用复合肥（15∶15∶15）、过磷酸钙、硫酸钾、硝酸钾分别为300，375，300，150，75kg/hm2（折合纯氮75kg/hm2，N∶P2O5∶K2O为1∶2∶3）。4月25日移栽，按照处理用量要求施用Agri土壤调理剂。6月30日初花期打顶，单株留叶20片左右。除试验处理不同外，其他大田生产管理措施按当地优质烟叶生产技术规范操作。
1.3测定项目与方法
1.3.1烟叶经济性状按烤烟国家标准（GB2635—1992）对各小区烤后烟叶进行分级，记载各小区烟叶的产量、产值、上等烟比例和均价。
1.3.2烟叶香味物质采用同时蒸馏萃取提取GC/MS联用仪法［14-16］测定各小区C3F等级烟叶样品的香味物质。AT-7890A/5975CGC/MS联用仪（美国Agilent公司）。具体方法：称取烟样20.0g置于1000mL平底烧瓶中，分别加入350mL蒸馏水和90g氯化钠，将烧瓶安置于同时蒸馏萃取仪的左侧，然后向100mL平底烧瓶中加入45mL二氯甲烷，置于同时蒸馏萃取仪的右侧，待蒸馏水沸腾后进行同时蒸馏萃取2h，向所得的二氯甲烷萃取相中加入9g无水硫酸钠，干燥过夜。滤液浓缩至1mL，然后加入10μL乙酸苯乙酯，进行GC/MS分析。GC/MS条件为：色谱柱：HP-ULTRA2毛细管柱（50m×0.2mm×0.33μm）；进样口温度：280℃；进样量：1.0μL；分流比：10:1；程序升温：2℃/min60℃（1min）280℃（20min）；传输线温度：280℃；电离方式：EI源；电离能量：70eV；离子源温度：230℃；四极杆温度：150℃；扫描模式：选择离子监测（SIM）模式；溶剂延迟6min。采用Wiley谱库检索定性，内标法定量。
1.3.3烟叶感官质量参照烟草及烟草制品感官评价方法（YC/T138—1998），由郑州烟草研究院评吸委员会评委对各处理C3F等级烟样卷制的单料烟进行感官质量评价。评分标准（1～100分，以1分为计分单位）为：香气质：好（100～76）、较好（75～51）、较差（50～26）、差（25～1）；香气量：足（100～76）、较足（75～51）、较少（50～26）、少（25～1）；浓度：浓（100～76）、较浓（75～51）、较淡（50～26）、淡（25～1）；劲头：大（100～76）、较大（75～51）、较小（50～26）、小（25～1）；余味：舒适（100～76）、较舒适（75～51）、尚适（50～26）、欠适（25～1）；刺激性：微有（100～76）、有（75～51）、略大（50～26）、较大（25～1）；燃烧性：强（100～76）、较强（75～51）、较差（50～26）、熄火（25～1）；杂气：较轻（100～76）、有（75～51）、略重（50～26）、重（25～1）。
2结果与分析
2.1Agri土壤调理剂用量对烟叶经济性状的影响由表1可以看出，随着土壤调理剂用量（0，3.75，7.50，11.25，15.00kg/hm2）的增加，烟叶产量提高，产值、上等烟比例和均价呈现先提高再降低的趋势。土壤调理剂用量7.50，11.25和15.00kg/hm2的处理烟叶产量差异不显著，其他处理间的差异达到显著水平。土壤调理剂用量0，3.75，7.50，11.25，15.00kg/hm2的处理烟叶产值差异显著。土壤调理剂用量11.25和15.00kg/hm2的处理烟叶上等烟比例差异不显著，其他处理间的差异显著。土壤调理剂用量0，3.75，7.50kg/hm2的烟叶均价差异不显著，其他处理间的均价差异显著。土壤调理剂用量11.25kg/hm2的烟叶产量较高，产值、均价和上等烟比例最高。
2.2Agri土壤调理剂用量对烟叶香味物质的影响烟叶香气质量是由多种香味物质的含量及其相互作用所共同决定［11，14］。为便于分析不同土壤调理剂用量烟叶香味物质含量的差异，把所测定的香味物质按其前体物的不同进行分类［11，14］。在所检测的24种香味物质（表2～表5）中，有类胡萝卜素降解产物13种、美拉德反应产物4种、芳香族氨基酸降解产物4种和其他类3种。类胡萝卜素降解产物包括β-大马酮、β-紫罗兰酮、香叶基丙酮、金合欢基丙酮、二氢猕猴桃内酯、异佛尔酮、氧化异佛尔酮、β-二氢大马酮、巨豆三烯酮（4个异构体）、6-甲基-5-庚烯-2-酮。表2显示，随着土壤调理剂用量的增加，烟叶香叶基丙酮含量降低，金合欢基丙酮、氧化异佛尔酮、巨豆三烯酮C、巨豆三烯酮D含量先增后减，β-紫罗兰酮、二氢猕猴桃内酯、异佛尔酮、巨豆三烯酮A、6-甲基-5-庚烯-2-酮含量变化无明显规律，β-大马酮、β-二氢大马酮、巨豆三烯酮B、类胡萝卜素降解产物含量提高。土壤调理剂用量11.25、15.00kg/hm2的处理烟叶类胡萝卜素降解产物含量差异不显著，但与0和3.75kg/hm2处理间的差异达到显著水平。与CK相比，土壤调理剂用量为3.75，7.50，11.25和15.00kg/hm2的烟叶类胡萝卜素降解产物含量增幅分别为14.78%，24.70%，32.50%和34.84%。美拉德反应产物包括糠醛、5-甲基糠醛、糠醇、2-乙酰呋喃。从表3可见，随着土壤调理剂用量的增加，烟叶2-乙酰呋喃含量降低，糠醛、5-甲基糠醛、糠醇、美拉德反应产物含量提高。土壤调理剂用量0，3.75，7.50，11.25，15.00kg/hm2的烟叶美拉德反应产物含量差异显著。与CK相比，土壤调理剂用量为3.75，7.50，11.25和15.00kg/hm2的烟叶美拉德反应产物含量增幅分别为11.21%，20.64%，25.72%和30.83%。芳香族氨基酸降解产物包括苯甲醇、β-苯乙醇、苯甲醛、苯乙醛。表4显示，随着土壤调理剂用量的增加，烟叶β-苯乙醇、苯乙醛含量先增后减，苯甲醛含量变化无明显增减规律，苯甲醇、芳香族氨基酸降解产物含量提高。土壤调理剂用量11.25，15.00kg/hm2的烟叶芳香族氨基酸降解产物含量差异不显著，其他处理间的差异达到显著水平。与CK相比，土壤调理剂用量为3.75，7.50，11.25和15.00kg/hm2的烟叶芳香族氨基酸降解产物含量增幅分别为27.35%，47.85%，69.62%和72.56%。由表5可知，随着土壤调理剂用量的增加，烟叶6,10,14-三甲基-2-十五酮含量降低，芳樟醇含量变化无明显规律，茄酮、总香味物质含量提高。土壤调理剂用量0，3.75，7.50，11.25，15.00kg/hm2的烟叶总香味物质含量差异显著。与CK相比，土壤调理剂用量为3.75，7.50，11.25和15.00kg/hm2的烟叶总香味物质含量增幅分别为12.89%，22.11%，30.14%和33.34%。2.3Agri土壤调理剂用量对烟叶感官质量的影响从表6可以看出，随着土壤调理剂用量的增加，烟叶香气质量和浓度提高，劲头、余味、刺激性、燃烧性、杂气无变化。土壤调理剂用量11.25，15.00kg/hm2的烟叶香气质量得分较高，感官质量较好。
3结论与讨论
（1）随着Agri土壤调理剂用量（0，3.75，7.50，11.25，15.00kg/hm2）的增加，烟叶产量提高，产值、均价和上等烟比例呈先升高再降低的趋势。土壤调理剂用量11.25kg/hm2的烟叶产量较高，产值、均价和上等烟比例最高。施用Agri土壤调理剂的烟叶经济性状提高，这与钟权等［13］的研究结果一致。原因可能是施用调理剂降低土壤容重，增加土壤孔隙度和含水率，改善土壤环境［3-5，13］，促进烟叶生长发育，进而提高烟叶经济性状。（2）随着Agri土壤调理剂用量的增加，烟叶美拉德反应产物、类胡萝卜素降解产物、芳香族氨基酸降解产物、总香味物质含量提高。烟叶香味物质是由各种香味前提物质降解形成的，而施用土壤调理剂可能影响了烟叶香味前提物质的代谢［11，14］。土壤调理剂用量11.25，15.00kg/hm2的烟叶美拉德反应产物、总香味物质含量差异显著，类胡萝卜素降解产物、茄酮、芳香族氨基酸降解产物含量差异不显著。（3）烟叶香气质量与其总香味物质含量呈正相关［17-20］。本试验感官质量评价结果表明，随着Agri土壤调理剂用量的增加，烟叶香气质量提高，这可能与施用调理剂显著提高烟叶总香味物质含量有关。土壤调理剂用量11.25，15.00kg/hm2的烟叶香气质量得分较高，感官质量较好。（4）Agri土壤调理剂需要以水为媒介才能发生作用［1-2］，因此建议Agri土壤调理剂移栽穴施时要浇足移栽水（2.0kg/株）。综合本研究结果，Agri土壤调理剂用量11.25kg/hm2是驻马店黄褐土烟叶产区的适宜用量，烟叶产量较高，产值、均价和上等烟比例最高，总香味物质、美拉德反应产物、类胡萝卜素降解产物、类西柏烷降解产物、芳香族氨基酸降解产物含量较高，香气质量较好。鉴于Agri土壤调理剂在田间的应用效果较好，有待进一步扩大试验推广面积。