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基金项目:河南省烟草专卖局重大项目“河南省优质烤烟营养条件与烟叶品质相互关系的研究”()*+,!""!"()资助。
作者简介:介晓磊(&-.(—),男,河南临颍人,教授,博士,主要从事土壤化学与植物营养方面的研究。
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不同有机酸营养对不同成熟度
烤烟内在品质的影响
介晓磊&,!,杜 君&,刘世亮&!,于永强(,化党领&,韩富根&
(& 河南农业大学,郑州 ’2"""!;! 郑州牧业工程高等专科学校,郑州 ’2""&&;
( 河南鄢陵县烟草公司,河南鄢陵 ’.&!"")
摘要:田间试验研究了苹果酸、油酸和腐殖酸对烤烟不同成熟度烟叶各项品质指标含量的影响。结果表明,适熟
时,(种有机酸能不同程度地提高烟叶中钾和还原糖含量、钾氯比和糖碱比,同时降低蛋白质和烟碱的含量。其中,
苹果酸和腐殖酸能明显提高上部叶和中部叶中钾含量,苹果酸和油酸能明显降低上部叶和中部叶中蛋白质含量以
及中部叶中烟碱含量。与适熟时相比,过熟时腐殖酸处理烟叶中各项指标的化学成分协调,从而改善烟叶的品质;
苹果酸和油酸处理的效果次之。
关键词:烤烟;有机酸;成熟度;品质
中图分类号:D2#!; "2 文献标识码:E 文章编号:&""%2"2F(!"""#(’"%& ’" ()""#*#+% ’*,-+)−)(& ’+ .-%/*)%0 -+( 1/-2)%0 ’" "2/#3/*#( %’4-$’
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成熟度是烟叶质量的中心因素,与烟叶的色、
香、味极其相关。许多专家认为,我国烤烟成熟度的
现状是:“下部烟叶过熟,中部烟叶不熟,上部烟叶
采青”[&]。所以,成熟度是影响我国烟叶香气等方面
的关键因素,提高烟叶的成熟度仍然是我们所必须
面对的主要问题[!]。国内外对烤烟成熟度的研究有
较多报道[(-],但多集中在不同成熟度条件下鲜烟 叶的生理变化、细胞组织结构和成熟标准的研究。 如韩锦峰等[&"&(]研究了多个烟草品种烟叶成熟过
程中的生理变化,结果表明,随着烟叶成熟度的增
加,各品种同一部位的叶片厚度、栅栏组织厚度以及
单位长度栅栏组织细胞个数呈下降的趋势;同时,
植物营养与肥料学报 !""%,&’(’):#(’ $ #’&
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随着成熟度的增加,叶片的乙烯释放量、细胞膜透
性、呼吸强度等均呈现增加趋势。蔡宪杰[!]等研究
了烤烟成熟度对烟叶化学成分及品质影响表明,相
对于欠熟、生理成熟、过熟 "个处理采收的烟叶,工
艺成熟采收的烟叶整体化学成分较协调,烤后烟叶
的吸食品质优于其它成熟度采收的烤后烟叶;而生
理成熟、过熟采收的烤后烟叶吸食品质略好于欠熟
采收的烟叶。近年来,针对提高烤烟成熟度,其中主
要是采用不同的施肥技术和施肥种类[#! .+ , -+。供试烟草品种为中烟
#**;供试有机酸为苹果酸、油酸、腐殖酸,腐殖酸为
富里酸(或黄腐酸)。
田间小区试验采取单因子随机区组设计,设 个处理:#)对照,不施有机酸(/0);1)施用苹果酸 "’)! -+ , 2.1(34);")施用油酸 "’)! -+ , 2.1(54);)施用腐殖酸 "’)! -+ , 2.1(64)。这 " 种有机酸分
别代表低分子量有机酸、高分子量有机酸和大分子
有机酸。每个处理重复 "次,小区面积为 #** .1,行
距 #)1 .,株距 *)! .,每小区栽烟 #&! 株(相当于
#&!**株 , 2.1),试验地设 1 行保护行。" 种有机酸
是按照试验处理要求在烟苗移栽前根据植烟密度计
算每株所需量,挖大穴与土壤充分混匀后以窝肥形
式施用。
试验时烤烟按 78 915! 8 015 : # 8 # 8 "施肥,氮肥
折合 7 !1)! -+ , 2.1,其中 ’*;做基肥,#*;为穴肥
(移栽时施用),1*;追肥。氮肥中硝态氮占 !*;!
&*;,其中有 # -+ 7用 1* -+ 饼肥代替。基肥采用
1!!"* <.宽度开沟双条施肥,然后起垄。第 #次追
肥用硝酸钾,于移栽后 #(!11 =施用,追肥位置是
烟行两侧最大叶叶尖所指位置(约距烟株 #!!1*
<.);第 1次追肥用硫酸钾,于移栽后 !!!* = 施 用。田间管理按当地优质烤烟规范化栽培,彻底打 顶抹杈。单株留叶数控制在 #(!1*片 ,株。 !"# 采样与调查分析方法 起垄施肥前用多点采样法取基础土样,风干过 筛,测定土壤的基本理化性质,以确定施肥量。 调查烟草主要生育期(团棵期、旺长期、圆顶期) 的生物学特征(株高、长势、长相、叶色等);记载气 候要素(降雨、气温、灾害天气等)以及田间管理情 况。 各处理烟样按两个成熟标准采样。参照蔡宪杰 等对成熟度标准进行[!],即以中部叶(第 ##片)成熟 外观界定:适熟烟叶为 ’*;!(*;变黄,而过熟烟 叶为 >*;!#**;变黄,采收时分叶位(下、中、上部 位)进行。也可以采取延期采收的方法进行过熟烟 叶的采收,即在常规采收的基础上推迟一坑时间(’ =)采收,每次单株采叶 !!&片。各处理不同部位的 烟叶,严格按照我国的烟叶分级标准进行分级[#>], 再取样。上部叶取上桔二,中部叶取中桔三,下部叶 取下桔二。采收的烟叶均分别挂牌绑杆装入同一烤 房烘烤,烘烤过的烟叶按照上、中、下 "个部分分类, 挑选烟叶等级相近的烟叶粉碎后过 *)!! ..筛,供 化学成分分析。 土壤有机质含量用浓硫酸—重铬酸钾氧化滴定 法[1*](外加热法容量法),碱解氮用碱解扩散法[##], 速效磷用 *)! .?@ , A 7BC/5" 浸提—钼兰比色法[#’] (5@DEF法),速效钾用 # .?@ , A 7C54/浸提—火焰
光度法[1*]测定。
植株全氮用凯氏定氮法,全磷用钒钼黄比色法
测定,全钾用火焰光度计法测定[1*];氯离子含量用
银量法测定,烟碱含量用盐酸提取—活性炭脱色法
!"’期 介晓磊,等:不同有机酸营养对不同成熟度烤烟内在品质的影响 测定,蛋白质含量用考马斯亮蓝法,淀粉用盐酸水解 总糖残渣—!,"#二硝基水杨酸显色法测定[%];总
糖、还原糖用水浸提—!,"#二硝基水杨酸显色法测
定[]。 ! 结果与分析 !"# 不同有机酸处理对烤烟圆顶期农艺性状的影 响 表 %看出,苹果酸和腐殖酸能显著增加叶片数, 其中苹果酸的效果最佳,腐殖酸次之,而油酸的效果 不明显;!种有机酸均能促进烟株茎围增粗,但不能 促进株高的增加,以苹果酸和油酸的效果最好,腐殖 酸次之。苹果酸对叶面积的增长效果最为明显,油 酸和腐殖酸的效果次之。总体上看,! 种有机酸均 能有效地促进烟株的生长,以苹果酸的效果好于油 酸和腐殖酸。 表 # 不同有机酸处理对烤烟圆顶期农艺性状的影响 $%&’( # )**(+, -* ./**(0(1, -02%1/+ %+/.3 -1 ,-&%++- %20-1-4/+ +5%0%+,(0/3,/+3 处理 &’()* + 叶数 ,()- ./01(’ (23+) 株高 45).* 6(786* (90) 茎围 :*(0 97’9/0-(’(.9( (90) 最大叶面积 ;)< 5()- )’() (90$) => %"?! 1 %$@?A ) %%?B 1 %C@C?A 9 ;D %E?A ) %$"?F 1 %$?A ) %@C"?$ ) GD %"?! 1 %?A 9 %?B)!?F 9 %?!)!]。
??% 对烤后烟中 2素含量的影响 无论是适熟
还是过熟,上部叶中的 2 素含量明显高于中部叶。
适熟时,上部叶只有腐殖酸处理烟叶的 2素含量明
显高于对照,而其它处理与对照相比无明显差异;
过熟时,上部叶中苹果酸与腐殖酸处理 2素含量明
显降低,而油酸处理与适熟时相比无明显变化。适
熟时,中部叶各有机酸处理烟叶中的 2素含量均明
显低于对照,而过熟时只有油酸处理 2素含量有所
提高(表 )。说明施用有机酸能明显降低中部叶2素的含量。过熟时,苹果酸与腐殖酸处理2素含量降低,有利于减少烟叶中烟碱含量,使烤烟品质提高。?? 对烤后烟中 4素含量的影响 适熟时,上部
叶油酸处理 4素含量明显高于对照,腐殖酸处理则
明显低于对照,而苹果酸处理与对照相比差异不大;
过熟时,各有机酸处理与适熟时相比无明显差异。
适熟时,中部叶各有机酸处理中 4素的含量均明显
低于对照,而过熟时,各有机酸处理中的 4素含量则
明显提高,其中油酸和腐殖酸尤为明显(表 )。说明适熟时,油酸能提高上部叶4素含量;而过熟时,各有机酸处理对中部叶的影响较大,使中部叶4素含量提高。??!对烤后烟中>和=5含量及>Q=5的影响钾是烟草必需的一种元素,它不仅与烟草的生长和品质有关,而且对卷烟制品的质量也有一定的影响[C]。氯也是烟草必需的营养元素,适量的氯供应
有利于烟草生长,但烟叶含氯量高降低燃烧性,干扰
碳水化合物的正常代谢等。优质烟叶的 > Q =5比值
(过去常以 >GQ=5表示)一般在C!!]。
表 可以看出,适熟时,上部叶各有机酸处理烟叶中>含量均明显高于对照,其中苹果酸处理较为显著;各有机酸处理烟叶中氯离子含量则明显低于对照,其中以苹果酸处理烟叶的>Q=5比最高。过熟时,与适熟相比,油酸与腐殖酸处理中>素的含量明显提高,而苹果酸处理无明显变化;各有机酸处理中氯离子含量明显低于对照,但油酸处理中的氯离子含量明显降低,而苹果酸和腐殖酸处理氯离子含量则无明显变化。各有机酸处理中>Q=5比均明显高于对照,与适熟时相比,油酸和腐殖酸提高的幅度较大。适熟时,中部叶苹果酸和腐殖酸处理的>素含量明显高于对照,油酸处理与对照差异不显著。苹果酸与油酸处理中氯离子含量明显低于对照,而腐殖酸处理无明显差异。各有机酸处理烟叶的>Q=5比与对照相比均明显提高,其中,苹果酸效果最为明显。与适熟时相比,过熟时苹果酸与油酸处理无明显变化,而腐殖酸处理>素含量则明显提高;各有机酸处理中氯离子含量均明显低于对照,而油酸处理中氯离子含量明显降低。各有机酸处理中>Q=5比均明显高于对照,与适熟时相比,腐殖酸处理烟叶的>Q=5比显著提高。E!A植物营养与肥料学报和 %&含量的影响
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总之,适熟时,苹果酸与腐殖酸能明显提高烟叶
中 #素含量,各有机酸能不同程度地降低烟叶中氯
离子的含量,并能提高 # & % 比。
油酸则能明显提高上部叶中 #素的含量,并明显降
低上部叶和中部叶中氯离子的含量,从而有利于烟
叶燃烧性的改善。
F9F9E 对烤后烟中总糖含量的影响 表 >看出,适
熟时,上部叶各有机酸处理的总糖含量高于对照;
而过熟时,苹果酸与腐殖酸处理总糖含量高于对照,
而油酸处理无明显差异。与适熟时相比,过熟时各
处理腐殖酸处理的总糖含量明显提高,而苹果酸与
油酸处理无明显变化。
中部叶中,适熟时,油酸处理的总糖含量高于对
照,苹果酸处理则低于对照,腐殖酸处理与对照相比
无明显差异。过熟时,各有机酸处理的总糖含量均
明显高于对照,但与适熟时相比,苹果酸处理的总糖
含量明显提高。
F9F9: 对烤后烟中还原糖含量的影响 适熟时,上
部叶各有机酸处理的还原糖含量高于对照,其中以
油酸处理最为明显;过熟时,各有机酸处理的还原
糖含量也高于对照,但与适熟时相比,苹果酸与腐殖
酸处理的还原糖含量明显提高。中部叶中,油酸处
理的还原糖含量明显高于对照。过熟时,各有机酸
处理的还原糖含量均明显高于对照,与适熟时相比,
苹果酸处理的还原糖含量明显提高,而油酸与腐殖
酸处理则变化不大(表 >)。
F9F9? 对烤后烟中淀粉含量的影响 表 >看出,无
论是适熟还是过熟时,上部叶各有机酸处理的淀粉
含量均低于对照处理;但与适熟时相比,过熟时苹
果酸处理的淀粉含量明显降低,而油酸与腐殖酸处
理则无明显变化。中部叶与上部叶相似,但与适熟
时相比,过熟时苹果酸与油酸处理的淀粉含量明显
降低,而腐殖酸处理则有所提高。说明适熟时各有
机酸均能明显降低上部和中部烟叶中的淀粉含量;
过熟时,苹果酸能降低上部叶与中部叶的淀粉含量,
油酸能降低中部叶中的淀粉含量。
F9F9I 对烤后烟中烟碱含量及糖碱比的影响 与
对照相比,上部叶适熟时,苹果酸处理的烟碱含量明
显提高,油酸处理的烟碱含量略降低;其中苹果酸
处理烟叶的糖碱比提高的幅度最大。过熟时,各有
机酸处理的烟碱含量均低于对照,其中以苹果酸和
油酸处理最为明显;但与适熟时相比,油酸处理的
烟碱含量则明显降低,糖碱比值有所提高,其中以腐
殖酸处理提高的幅度最大(表 >)。
中部叶适熟时,油酸和苹果酸处理的烟碱含量
明显低于对照,而腐殖酸处理与对照相比则无明显
差异,糖碱比值均高于对照,其中,油酸处理最为显
著;过熟时,各有机酸处理的烟碱含量均低于对照,
但与适熟时相比,苹果酸处理的烟碱含量有所提高,
I>IE期 介晓磊,等:不同有机酸营养对不同成熟度烤烟内在品质的影响
而腐殖酸处理中烟碱含量明显降低。各有机酸处理
烟叶的糖碱比值,与对照相比均明显提高,而与适熟
时相比,无明显差异。
!"!"# 对烤后烟中蛋白质含量的影响 表 还看 出,上部叶适熟时,苹果酸与油酸处理的蛋白质含量 低于对照,而腐殖酸处理则明显高于对照;过熟时, 各有机酸处理的蛋白质含量均低于对照,但与适熟 时相比,腐殖酸处理的蛋白质含量明显降低。中部 叶适熟时,油酸与腐殖酸处理的蛋白质含量明显低 于对照处理,苹果酸处理与对照处理相比无明显差 异。与适熟时相比,过熟时腐殖酸处理的蛋白质含 量明显降低,而油酸处理明显提高。 表 ! 不同有机酸处理对烟叶中总糖、还原糖、淀粉、烟碱和蛋白质含量的影响 "#%& ! ’((&)* +( ,-((&.&/* +.0#/-) #)-, *.&#*1&/*2 +/ )+/*&/*2 +( *+*#% 230#.,.&,3)-/0 230#.,
2*#.)4,/-)+*-/& #/, 5.+*&-/ -/ *+#))+ %&2 叶位 %&’( )*+,-,*. 成熟度 /’-01,-2 处理 31&’-4&.- 总糖 3*-’5 +06’1 (7) 还原糖 8&90:,.6 +06’1 (7) 淀粉 ;-’1:< (7) 烟碱 =,:*-,.& (7) 蛋白质 >1*-&,. (7) 糖碱比 8&90:,.6 +06’1 ? .,:*-,.& 上部叶 @))&1 5&’A&+ 适熟 8,)& BC DE"!F G DH"IH G E"HJ ’ !"FD ’ E"F# G H"FH /K D#"E ’ DH"#F G H"JE G !"!L G E"G E"HH MK D#"D$ ’G D#"L! ’ E"!I ’ !"HF ’ H"#D : H"#L NK DE"JI G DH"#H G H"I# G !"IF ’ #"DH ’ H"## 过熟 BC DJ"LD G DE"DF G E"$J ’ !"FF ’ #"LD ’ H"E$ MA&1O1,)& /K DJ"IJ G DJ"DF ’ F"DD : !"$! ’ E"DJ G: #"!F MK D#"JI G DE"EH G E"DH ’ !" ’ E"IJ G E"H!
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中部叶
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适熟
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MA&1O1,)& /K !"IH ’ !D"FI ’ I"JI : D"#F ’G H"JF ’ DD"HI MK !!"I! G: !D"#F ’ H"DI G D"E G E"LI ’ D!"HNK!D"HH:!D"!D′H"F G D"ED G F"## G D!"IL
78! 不同有机酸处理对烤后烟主要经济性状的影
响
烟草生产中,产量和质量一直是一对矛盾,产量
过低或过高都不利于烟叶品质的提高。
表 I显示,种有机酸处理的烟叶产量、上中等 烟比例、均价均比对照处理有不同程度地提高,因而 也获得了高于对照处理的产值,其中,苹果酸优于腐 殖酸,腐殖酸优于油酸。说明三种有机酸的施用不 仅可以改善烟叶的内在品质,而且还可以提高烟叶 产量和产值,增加烟农收入。 表 9 不同有机酸处理对烤烟产值及产量的影响 "#%& 9 ’((&)*2 +( ,-((&.&/* +.0#/-) #)-,2 +/ &)+/+1-) .&*3./ #/, :-&%, +( *+#))+ 处理 31&’-4&.- 产量 P,&59 (Q6 ? <4!) 产值 P,&59 A’50& (P0’. ? <4!) 均价 KA&1’6& )1,:& (P0’. ? Q6) 上中等烟比例(7) 8’-,* *( +0)&1,*1 ’.9 4,995& :5’++ *( -*G’::* 5&’A&+ BC D#DI"DL DEEH"DF J"EJ #I"!H
/K D##I"IF D#JFE"HL DL"LH #E"DH
MK DJ!"EF DJDEF"DL J"JE #F"LJ NK DJEI"IF DJI!"!L J"#L #E"$$
#$E 植 物 营 养 与 肥 料 学 报 DI卷
! 讨论
提高烤烟成熟度的技术措施较多。一些研究认
为,应该从选择优良品种、合理密植,合理施肥、适时
采收等方面着手,强调施肥是其中最关键的技术。
很多研究表明,有机肥及有机肥与化学肥料配施和
基肥与追肥相结合能有效地提高烤烟的成就
度[!"#!$,%&]。可见,有机营养对提高烤烟成熟度非常
关键。生产实践和大量研究都表明,有机肥料在改
善烟叶质量中起主要作用的是其矿化分解过程产生
的有机酸,而有机酸则主要通过改善土壤及烟株根
际微环境,促进烟株生长,提高烟叶成熟度,改善烟
叶品质。有机酸可以为土壤微生物提供碳源,提高
根际土壤微生物的活性,有利于土壤中物质的转化。
刘义新[%"]报道,苹果酸结晶有机肥使土壤细菌数量
比复肥处理多数十倍,持续 !月有余。另外,有机酸
可以提高植物养分的有效性。有机酸通过提供酸解
矿物的质子,与矿物中金属离子形成金属有机复合
物或与某些变价金属(如 ’(、)*等)发生还原反应,
参与土壤矿物风化和形成,增加矿物表面比和表面
电荷,使矿物表面化学性质发生改变[%+]。有机酸不
但能起酸溶或络合溶解作用,还能通过其阴离子的
代换和竞争吸附减少土壤对磷的吸附固定或将其解
吸而影响土壤对磷的吸附与解吸,或通过促进解磷
微生物增殖而活化土壤磷从而提高其对植物的有效
性。很多有机酸可与微量元素(,*、-.、’(、)*)形成
水溶性络合物或螯合物,从而提高微量元素的有效
性。有机酸还能改善根际土壤环境,刺激根系的生
长,提高烟草根系活力,从而促进对矿质营养的吸收
利用,使烟株健壮地生长,间接地提高烟叶的耐成熟
程度。但是由于不同分子量有机酸所起的作用不
同,对烟株内化学成分的合成表现不同。
烟叶成熟度对烟叶品质影响极大。一般认为,
对烟叶品质的贡献,田间栽培占 ! / 0,成熟采收占
! / 0,烘烤技术占 ! / 0。国际烟叶市场上普遍采用它
作为重要的质量因素,各国烟叶分级中也都把它作
为首选的品质因素。在国际烟叶市场上,根据烟叶
在田间的生长发育状态和烤后烟叶的质量特点,通
常将烟叶的成熟度划分为生青、不熟、欠熟、生理成
熟、近熟、工艺成熟、完熟、过熟和非正常情况下的假
熟等不同档次。我国现行烤烟国家标准中,将烟叶
成熟度划分为过熟、成熟、尚熟和未熟 1个档次。
长期以来,人们对不同成熟度烟叶的化学组成
所做的大量分析研究工作,对认识烟叶成熟度及其
化学特性,以及提高烟叶质量和卷烟质量起到了重
要的作用。众所周知,烟叶的成熟度不同,吸味品质
不同,其化学成分的组成亦不同。)23(4(5 等[%$]报
道,随着烤烟烟叶成熟度的增加,烟碱含量增大,总
糖、总氮、淀粉含量和糖碱比则相应减小;6(77844[%9]
认为,与生理成熟的烟叶相比,视觉成熟烟叶的总
氮、蛋白质氮、氨态氮和淀粉含量较低,而烟碱的含
量较高。左天觉[!]的研究结果则表明,随着采收期
的推迟,烟叶中含氮化合物的含量一般都相应减少,
下部烟叶移栽后 1&!"0 :,上部烟叶移栽后 1&!99
:,其总氮、不溶性氮、氨态氮、硝态氮和氨基酸态氮
的含量都逐渐减少,下部叶中的生物碱含量也有相
同的变化趋势,只有上部叶中的生物碱在此段时间
内升高。史宏志和刘国顺[0;]报道,从未熟、欠熟、尚
熟、适熟至过熟各个阶段,烤烟 <-$9上、中、下各部
位烟叶中的还原糖含量一般是逐渐增加的。贾琪
光[0]等及朱忠等[0!]研究了成熟度与烟叶生长发育
过程中主要化学成分含量的关系后发现,淀粉含量
越高,烟叶成熟度越高,淀粉含量高是充分成熟的标
志,而还原糖含量变化并无明显规律。对烤后不同
成熟度烟叶的化学成分分析结果显示,未熟烟叶的
总糖和还原糖含量均较低,总氮和蛋白质含量较高;
尚熟烟叶的总糖和还原糖含量高,总氮,蛋白质和烟
碱含量中等偏上;成熟烟叶的糖含量高,并达到最
大值;随着叶龄的增加烟叶化学成分趋于协调。不
同成熟度烟叶化学成分的变化差异很大,这可能与
各种研究用的烟叶品种、烟叶的成熟度和分析方法
不同有关。
本研究结果表明,0 种有机酸能显著提高上部
叶和中部叶 =素含量,并显著降低上部叶和中部叶
蛋白质含量以及中部叶烟碱含量,提高烤烟的均价
及上中等烟比例。但是,在各项化学成分等品质指
标中,各处理烟叶中的钾氯比值(= / -4)偏低,这可能
与当地浇灌水中氯离子含量较高有关,尚有待进一
步检测。今后的研究中应主要探讨如何提高烟叶中
=素的含量,以提高烟叶的 = / -4比值。
参 考 文 献:
[!] 左天觉(朱尊权等译)> 烟草的生产、生理和生物化学[)]> 上
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