全 文 ：书微生物有机肥对陇东烤烟中性致香物质
含量的影响及其机理初探
刘星１，邱慧珍１，张文明１，李亚娟２，滕桂香１，贾欢欢１
（１．甘肃农业大学资源与环境学院，甘肃 兰州７３００７０；２．甘肃农业大学草业学院，甘肃 兰州７３００７０）
摘要：针对陇东烤烟生产中存在的因长期连作和施肥不合理引起的烟叶致香物质含量较低、香气不足和商品特性
下降等问题，本研究于２００９年在甘肃省正宁县进行大田试验，研究施用微生物有机肥对烤烟叶片中性致香物质含
量的影响及其机理。结果表明，微生物有机肥处理（ＢＩＯ）显著提高了烟叶中性致香物质总量，比对照（ＣＫ）增加了
２６．７９％～１３４．３３％；不同叶位的烟叶中性致香物质总量对ＢＩＯ的反应明显不同，上部叶的增幅最大，上、中、下部
叶分别比对照增加了１３４．３３％，８１．０３％和２６．７９％。ＢＩＯ处理改变了不同叶位中性致香物质总量的高低顺序，由
ＣＫ处理的上部叶＞下部叶＞中部叶，改变为上部叶＞中部叶＞下部叶，有利于提高烤烟生产的产值。正宁烤烟烟
叶的中性致香物质以新植二烯为主，占中性致香物质总量的７９．６７％～８９．４３％；ＢＩＯ处理各部位烟叶中新植二烯
的含量，上、中、下部叶分别比ＣＫ增加１５７．３３％，８８．１５％和３１．１７％。ＢＩＯ处理促进了烟株的氮吸收，不仅提高了
新植二烯的前体物质叶绿素的含量，而且将叶绿素含量的峰值推迟了约１５ｄ，从而延长了烟叶的成熟期；ＢＩＯ处理
在圆顶期叶片蔗糖转化酶和硝酸还原酶的活性分别比对照提高了３０．０２％和１３．４２％，这些指标的提高为烟株的
干物质积累、氮素的吸收、以及中性致香物质和叶绿素的合成奠定了基础。
关键词：烤烟；微生物有机肥；中性致香物质；新植二烯；叶绿素
中图分类号：Ｓ５７２．０６２；Ｓ１４４ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００４５７５９（２０１１）０５００７９０８
我国的烟叶种植面积和产量均居世界首位，烟叶生产在我国国民经济中占有重要地位，已连续十余年成为全
国第一利税大户［１３］。地处陇东黄土高原的甘肃省正宁县烟区，属于优质烤烟（犖犻犮狅狋犻犪狀犪狋犪犫犪犮狌犿）种植的适宜
区，烤烟栽培历史悠久，烤烟生产已成为当地富民强县的支柱和特色产业。然而，近年来由于长期连作和大量施
用化肥，忽略了有机肥的施用，造成烟叶产量和品质持续下降，尤其是烟叶内在品质下降，油份减少、香气不足，导
致种植效益下降［４，５］。因此，如何通过营养调控改善其品质，提高烟叶致香物质含量和香气质量是该县烤烟种植
中急需解决的问题。
烟叶的香气量和香味是影响烟叶品质和商品价值的主要因素之一，与烟叶中致香物质含量密切相关［６］。研
究表明，影响烤烟致香物质含量的因素包括施肥、土壤条件、光照、温度、水分、干旱胁迫、成熟度、采收及海拔
等［６，７］，其中施肥尤其是施用有机肥是提高烟叶香气物质含量的最主要和最有效的措施之一［３，７］。目前，农田生
态系统中有机肥施用正作为一种环境友好型作物生产技术越来越受到重视［８］。烟田常用的有机肥有饼肥、堆肥
和厩肥等，其中以饼肥最为普遍。有关饼肥在烤烟上的施用效果国内已有大量的研究，施用适量饼肥可以提高烤
烟的产量和产值［９，１０］，提高土壤的生物活性［１１］，改善烟叶品质［１２，１３］，增加香气物质［１４］。微生物有机肥是近年来推
广的一种新型肥料，它集有机肥和化肥的优点为一体，并含有多种有益拮抗微生物，有缓解作物连作障碍的功效。
增施微生物有机肥能够显著提高土壤供应养分的能力，激发土壤中氮素、磷素的释放，增加烤烟烟叶中的钾含量，
降低烟碱含量，减少氯含量［１５］。目前，关于微生物有机肥在烤烟上的相关报道多集中在土壤理化性状、养分供应
能力、生理代谢、叶片常规化学品质上，而对最能表现烤烟商品特性的香气性质、含量、组成比例等方面却鲜有报
道，为此，本研究通过大田试验探讨微生物有机肥对陇东烤烟致香物质含量的影响及其可能的机理，以期为当地
第２０卷 第５期
Ｖｏｌ．２０，Ｎｏ．５
草 业 学 报
ＡＣＴＡＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥＳＩＮＩＣＡ
７９－８６
２０１１年１０月
收稿日期：２０１０１１２９；改回日期：２０１０１２２９
基金项目：农业部公益性行业（农业）科技专项（２００８０３０３１），江苏省固体有机废弃物资源化高技术研究重点实验室第一批开放课题
（ＢＭ２００７２０３０３）和庆阳市科技局科技专项（ＧＫ０７１１）资助。
作者简介：刘星（１９８７），男，河南信阳人，在读硕士。Ｅｍａｉｌ：ｌｉｕｘｉｎｇ２５２８３６０＠１２６．ｃｏｍ
通讯作者。Ｅｍａｉｌ：ｈｚｑｉｕ＠ｇｓａｕ．ｅｄｕ．ｃｎ
烤烟种植中有机肥的施用提供依据。
１ 材料与方法
１．１ 试验区概况
大田试验于２００９年在甘肃省庆阳地区正宁县进行。正宁县地处黄土高原沟壑区，属大陆性季风气候，为优
质烤烟种植的适宜区。全县烤烟主产区乡镇海拔一般处于１１７７～１２５０ｍ，全年日照２４４７．４ｈ，日照率５５％，烤
烟生育期≥１０℃年积温为２９００℃，降水量约６３０ｍｍ，蒸发量１５００ｍｍ，无霜期１８０ｄ左右。光照充足，热量富
裕。供试土壤为黑垆土，基本理化性状为：有机质１２．５ｇ／ｋｇ，全氮０．８ｇ／ｋｇ，碱解氮６４．６ｍｇ／ｋｇ，速效磷１１．６
ｍｇ／ｋｇ，速效钾１６２．５ｍｇ／ｋｇ，ｐＨ值（水土比５∶１）为８．３。
１．２ 试验设计与方法
田间试验设２个处理：ＣＫ，不施微生物有机肥；ＢＩＯ，施微生物有机肥，每处理３次重复，随机区组排列，小区
面积５９．４ｍ２（９．０ｍ×６．６ｍ），行距１．１ｍ，株距０．６ｍ，种植密度为１．５１５×１０４ 株／ｈｍ２。
微生物有机肥由南京农业大学提供，含氮磷钾８％，其中氨基酸态氮占总氮的６０％以上，含抗土传枯萎病的
微生物数量大于１０８／ｇ。移栽时在靠近烟苗根系底部集中施用，用量４ｇ／株，６０ｋｇ／ｈｍ２。２个处理化肥用量一
致，氮肥用量为６０ｋｇＮ／ｈｍ２，Ｎ∶Ｐ２Ｏ５∶Ｋ２Ｏ比例１．０∶１．５∶３．０，氮肥用硝铵磷（Ｎ含量３２％，Ｐ２Ｏ５ 含量
４．４％），磷肥用过磷酸钙（Ｐ２Ｏ５ 含量１６％），钾肥用硫酸钾（Ｋ２Ｏ含量５０％）。施肥和起垄同步进行，采用双层施
肥技术，下层肥料于起垄时施入，开沟２０ｃｍ深，条施８０％的氮肥、磷肥和钾肥，上层肥料于移栽时施入，穴施全
部微生物有机肥和剩余２０％的氮肥、磷肥，２０％的钾肥于现蕾期喷施。其余栽培和田间管理措施均按当地烟农
习惯方法进行。
供试品种：当地主栽品种ＣＶ７０，由正宁县烟叶生产管理局提供，烟苗采用切块育苗。
１．３ 样品采集与分析
起垄前采集土壤基础土样，测定土样的基本理化性状。移栽后０～１２０ｄ内每隔１５ｄ调查各小区烤烟叶片叶
绿素含量。在田间条件下挑选无病虫害、无生理病斑、无机械损伤的烤烟中部完全展开叶片，采用ＳＰＡＤ５０２型
叶绿素仪于主脉两侧，分别读取３个读数，并用６个读数平均值代表该株烤烟的叶片叶绿素含量，每个小区随机
选取健壮程度和长势一致的烤烟７株进行测定。同时取烤烟叶片混合样杀青、烘干后测定叶片氮素含量。圆顶
期在田间于上午１０点左右采集新鲜无病害特征叶片测定相关酶活性，用抖土法采集根际土壤。各项指标测定均
３次重复，求取平均值。叶绿素降解速度＝（前一次测定ＳＰＡＤ值－后一次测定ＳＰＡＤ值）／间隔天数。
烤烟成熟收获后，于当地烤房内进行烘烤，按小区分下部叶（从下至上第１～７位叶，去掉１～２片无效叶，共
采收５片有效烟叶）、中部叶（第８～１４位叶）和上部叶（第１５～２０位叶）各取烤后烟叶混合样测定致香成分。样
品致香物质测定在河南农业大学烟草学院国家烟草（行业）栽培生理生化重点实验室进行，３次重复。
１．４ 测定方法
叶片酶活性测定，硝酸还原酶：磺胺－萘胺比色法。蔗糖转化酶：３，５二硝基水杨酸比色法。
土壤碱解氮含量测定：碱解扩散法。叶片氮素含量测定：Ｈ２ＳＯ４－Ｈ２Ｏ２ 联合消煮，蒸馏滴定法。
１．５ 致香物质测定
１．５．１ 中性致香物质的提取 中性致香物质提取及定性定量分析采用 ＨＰ５８９０５９７２气质联用仪。前处理采
用水蒸气蒸馏－二氯甲烷溶剂萃取法。同时蒸馏萃取装置的一端接５００ｍＬ圆底烧瓶，内有１０ｇ烟样、１ｇ柠檬
酸、３５０ｍＬ蒸馏水和０．５ｍＬ内标（硝基苯）混合液，使用恒温电热套进行加热；装置的另一端连接盛有４０ｍＬ二
氯甲烷的２５０ｍＬ圆底烧瓶，该烧瓶置于恒温水浴锅中加热，水浴温度为６０℃。同时蒸馏萃取２．５ｈ。萃取完成
后，加入１０ｇ无水硫酸钠干燥有机相，然后于６０℃水浴中浓缩至１ｍＬ左右即得烟叶精油。
１．５．２ 中性致香物质的定性和定量条件 将提取的烟叶精油，由ＧＣ／ＭＳ鉴定结果和ＮＩＳＴ库检索定性。ＧＣ／
ＭＳ分析条件，色谱柱：ＨＰ５（６０ｍ×０．２５ｍｍ×０．２５μｍ）；载气：氦气；流速：０．８ｍＬ／ｍｉｎ；进样口温度：２５０℃；传
输线温度：２８０℃；离子源温度：１７７℃。升温程序：初温５０℃，恒温２ｍｉｎ后，以２℃／ｍｉｎ的速度升至１２０℃，５ｍｉｎ
后以２℃／ｍｉｎ的速度升至２４０℃，保持３０ｍｉｎ；分流比１５∶１；进样量：２μＬ；电离能：７０ｅＶ；质量数范围５０～５００；
采用内标法定量。
０８ ＡＣＴＡＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥＳＩＮＩＣＡ（２０１１） Ｖｏｌ．２０，Ｎｏ．５
１．６ 数据处理
用ＤＰＳ数据处理软件对试验数据进行统计分析，图表绘制在Ｅｘｃｅｌ２００７软件上进行。
２ 结果与分析
２．１ 施用微生物有机肥对烟叶中性致香物质总量的影响
烤后烟叶样品经ＧＣ／ＭＳ测定和ＮＩＳＴ库检索共定性和定量了２８种主要中性致香成分，将这些致香成分按
烤烟香气物质前体物共分成６类（表１）。
微生物有机肥处理ＢＩＯ显著提高了烤烟各部位叶片的中性致香物质总量，与ＣＫ相比，增加了２６．７９％～
１３４．３３％，并以上部叶的增幅最大，总量高达１８１０．７２μｇ／ｇ，说明在常规施用化肥的基础上增施微生物有机肥能
显著提高烟叶中性致香物质总量，提升烟叶的香味品质。
烤烟不同叶位叶片的中性致香物质总量对微生物有机肥的反应显著不同，以上部叶片的致香物质总量对微
生物有机肥的敏感程度最高，含量的增幅最大。与ＣＫ相比，上、中、下部叶的中性致香物质总量分别增加了
１３４．３３％，８１．０３％和２６．７９％。
施用微生物有机肥后，不同叶位叶片的中性致香物质总量的高低顺序发生了变化，ＣＫ处理中各部位叶片中
性致香物质总量高低顺序为上部叶＞下部叶＞中部叶，而在ＢＩＯ处理中为上部叶＞中部叶＞下部叶，这可能是
微生物有机肥影响烟株体内干物质和氮素在不同叶位叶片间的分配所致。在收获的１８片烟叶中，中部叶为第
８～１４片叶，占收获叶片的３９％，中部叶致香物质总量的提高对增加烤烟单位面积的产值具有重要意义，烟叶致
香物质含量越高，品质越好，中上等烟比例也越高，单位面积的产值越高。
２．２ 施用微生物有机肥对不同种类中性致香物质的影响
烟叶中致香物质成分较多，不同致香物质具有不同的化学结构和性质，对人的嗅觉和味觉可以产生不同的刺
激作用，形成不同的感官反应，对烟叶香气质、香气量和香型有不同的贡献［１６］。结果显示（表１），正宁烟叶中性致
香成分有西柏烷类降解产物１种，类胡萝卜素降解产物１３种，苯丙氨酸类降解产物４种，棕色化产物６种，新植
二烯和其他致香物质３种。含量较高的致香物质组分主要有茄酮、β大马酮、香叶基丙酮、法尼基丙酮、苯甲醇、
糠醛、３，４二甲基２，５呋喃二酮和新植二烯等，较低的有氧化异佛尔酮、６甲基５庚烯２醇和４乙烯基２甲氧基
苯酚等。
微生物有机肥处理对六大类中性致香物质的效果明显不同（表１），ＢＩＯ处理大幅度提高了上部叶片中西柏
烷类和类胡萝卜素类致香成分总量以及中部叶苯丙氨酸类致香成分总量，较ＣＫ分别增加了６７．５７％，７９．７８％
和２６１．７８％，而棕色化产物类致香成分总量处理间差异不大。
测定结果同时表明，中性致香物质以新植二烯为主，占中性致香物质总量的７９．６７％～８９．４３％，而且处理间
的差异也最大，这是导致处理间致香物质总量形成巨大差异的主要原因，与赵铭钦等［１７］的研究结果一致，ＢＩＯ处
理中上、中、下部叶片中新植二烯的含量分别比对照增加了１５７．３３％，８８．１５％和３１．１７％，这可能是施用微生物
有机肥后土壤的供氮能力增强，促进了新植二烯的前体物－叶绿素的合成所致。
２．３ 施用微生物有机肥对烟叶叶绿含量的影响
叶绿素不仅是光合作用的重要色素，同时其含量和降解产物的积累量与烟叶的香气物质和品质有密切关
系［１８］。ＢＩＯ处理不仅提高了烤烟叶片的叶绿素含量，而且推迟了叶绿素含量的峰值（图１）。
结果显示，两处理叶片叶绿素含量均表现为“先上升，后下降”的单峰曲线（图１），但是峰值出现的时间明显
不同。ＣＫ处理叶绿素的峰值出现在移栽后６０ｄ左右，ＢＩＯ处理出现在移栽后７５ｄ左右，推迟了大约１５ｄ。
叶绿素含量降低是植物重要的衰老指标之一，常常被用来作为植被长势的重要参量［１９］。叶片衰老最明显的
表现就是叶绿素逐渐消失，并伴随叶片黄化以及最终脱落。烟叶的成熟（衰老）过程即是叶绿素大量降解的过
程［２０２３］，ＢＩＯ处理叶绿素峰值的延后说明施用微生物有机肥延缓了烤烟成熟期。在烤烟生育后期，ＣＫ叶片叶绿
素降解速度为０．４１单位／ｄ（移栽后６０～１０５ｄ），ＢＩＯ处理为０．３２单位／ｄ（移栽后７５～１２０ｄ）。ＣＫ叶绿素后期
降解较快，烟株干物质积累较低，不耐衰老，造成一种“假熟”现象，导致相同部位烟叶提前采收，烟叶成熟时间也
较ＢＩＯ处理缩短。刘峰等［２４］通过菜籽饼肥研究试验也表明随着有机肥的施用烟株的脚叶和顶叶成熟时间推迟，
烟叶成熟期被相对拉长。
１８第２０卷第５期 草业学报２０１１年
表１ 烟叶中性致香成分含量及分类
犜犪犫犾犲１ 犆犾犪狊狊犻犳犻犮犪狋犻狅狀犪狀犱犮狅狀狋犲狀狋狅犳狀犲狌狋狉犪犾犪狉狅犿犪犮狅犿狆狅狀犲狀狋犻狀狋狅犫犪犮犮狅犾犲犪狏犲狊 μｇ／ｇ
分类
Ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ
名称
Ｎａｍｅ
上部叶Ｕｐｐｅｒｌｅａｖｅｓ
ＣＫ ＢＩＯ
中部叶 Ｍｉｄｄｌｅｌｅａｖｅｓ
ＣＫ ＢＩＯ
下部叶Ｂｏｔｔｏｍｌｅａｖｅｓ
ＣＫ ＢＩＯ
类西柏烷类
Ｃｅｍｂｒａｎｅｎｏｉｄｓ
茄酮Ｓｏｌａｎｏｎｅ ５４．２７ｂ ９０．９４ａ ２６．２３ａ ２４．３９ａ １７．６６ａ １６．６４ａ
类胡萝卜素类
Ｃａｒｏｔｅｎｏｉｄｓ
巨豆三烯酮１Ｍｅｇａｓｔｉｇｎｏｎｅ１ ０．２２ ０．５２ ０．１５ ０．２２ ０．２１ ０．２３
巨豆三烯酮２Ｍｅｇａｓｔｉｇｎｏｎｅ２ ０．４１ ０．５８ ０．２９ ０．３８ ０．３５ ０．４０
巨豆三烯酮３Ｍｅｇａｓｔｉｇｎｏｎｅ３ ３．２６ １．９５ ３．８７ １．２７ ３．６５ １．２６
巨豆三烯酮４Ｍｅｇａｓｔｉｇｎｏｎｅ４ １．８８ ２．７４ ０．６１ ２．２２ １．３１ １．３５
二氢猕猴桃内酯Ｂｅｎｚｏｆｕｒａｎｏｎｅ １．３４ ３．８１ １．４９ １．３９ １．４７ １．５３
β大马酮βｄａｍａｓｃｅｎｏｎｅ １３．３９ ３０．７９ １７．４４ １８．４２ １７．１１ １７．１２
香叶基丙酮Ｎｅｒｙｌａｃｅｔｏｎｅ ９．９５ １８．７６ ７．５３ １２．７５ １０．６９ １０．７４
法尼基丙酮Ｆａｒｎｅｓｙｌａｃｅｔｏｎｅ ７．３５ １３．８７ ４．４３ ９．３２ ５．７５ ７．６２
６甲基５庚烯２酮６ｍｅｔｈｙｌ５ｈｅｐｔｅｎｅ２ｋｅｔｏｎｅ １．７８ １．９２ ０．３４ ０．５８ ０．４１ ０．３９
６甲基５庚烯２醇６ｍｅｔｈｙｌ５ｈｅｐｔｅｎｅ２ａｌｃｏｈｏｌ ０．２４ ０．２２ ０．２３ ０．２３ ０．２５ ０．２５
３羟基β二氢大马酮３ｈｙｄｒｏｘｙβｄｉｈｙｄｒｏｄａｍａｓｃｅｎｏｎｅ ４．５９ ４．３４ ０．７５ ５．０３ １．８２ ２．６７
氧化异佛尔酮Ｉｓｏｐｈｏｒｏｎｅｏｘｉｄｅ ０．０４ ０．１１ ０．０７ ０．０７ ０．０６ ０．０７
脱氢β二氢大马酮Ｄｅｈｙｄｒｏｇｅｎａｔｉｏｎｏｆβｄｉｈｙｄｒｏｄａｍａｓｃｅｎｏｎｅ０．１６ ０．５８ ０．１４ ０．１５ ０．１８ ０．１７
合计Ｔｏｔａｌｃｏｎｔｅｎｔｏｆｃａｒｏｔｅｎｏｉｄｓｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ ４４．６１ｂ ８０．２０ａ ３７．３３ｂ ５２．０４ａ ４３．２７ａ ４３．８１ａ
苯丙氨酸类
Ｐｈｅｎｙｌａｌａｎｏｉｄｓ
苯甲醛Ｂｅｎｚａｌｄｅｈｙｄｅ １．４０ １．７６ ０．６１ １．０４ ０．９７ ０．９０
苯甲醇Ｂｅｎｚａｌａｌｃｏｈｏｌ １７．９９ １４．２５ ２．８３ １０．７７ ７．５６ ７．１６
苯乙醛Ｂｅｎｚｅｎｅａｃｅｔａｌｄｅｈｙｄｅ ０．７４ ０．６０ ０．１４ ０．７３ ０．５６ ０．５１
苯乙醇Ｂｅｎｚｅｎｅｔｈａｎｏｌ ６．３６ ５．７４ ０．９１ ３．７４ ３．０８ ２．７８
合计Ｔｏｔａｌｃｏｎｔｅｎｔｏｆｐｈｅｎｙｌａｌａｎｏｉｄｓｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ ２６．４９ａ ２２．３６ａ ４．５０ｂ １６．２８ａ １２．１７ａ １１．３５ａ
棕色化产物类
Ｍａｉｌａｒｄ ｒｅａｃ
ｔｉｏｎｐｒｏｄｕｃｔｓ
糠醛Ｆｕｒｆｕｒａｌ １６．１０ １６．０３ ８．４３ １１．８６ １０．７１ １１．３１
糠醇Ｆｕｒｆｕｒｏｌ １．０２ １．８５ ０．２９ ０．９１ ０．８５ ０．７０
２乙酰呋喃２ａｃｅｔｙｌｆｕｒａｎ ０．４９ ０．５５ ０．２７ ０．３２ ０．２５ ０．３０
２乙酰基吡咯２ａｃｅｔｙｌｐｙｒｒｏｌｅ ０．７３ ０．６０ ０．１０ ０．５５ ０．２５ ０．３５
５甲基糠醛５ｍｅｔｈｙｌｆｕｒｆｕｒａｌ ０．３５ ０．２８ ０．２６ ０．２４ ０．３４ ０．２７
３，４二甲基２，５呋喃二酮３，４ｄｉｍｅｔｈｙｌ２，５ｆｕｒａｎｄｉｏｎｅ ８．５２ ８．３３ ５．０１ ５．９６ ６．３０ ６．１６
合计Ｔｏｔａｌｃｏｎｔｅｎｔｏｆｍａｉｌａｒｄｒｅａｃｔｉｏｎｐｒｏｄｕｃｔｓ ２７．２０ａ ２７．６５ａ １４．３５ａ １９．８４ａ １８．６９ａ １９．０９ａ
新植二烯
Ｎｅｏｐｈｙｔａｄｉｅｎｅ
新植二烯Ｎｅｏｐｈｙｔａｄｉｅｎｅ ６１５．６０ｂ １５８４．１３ａ ５２９．０９ｂ ９９５．４７ａ ５７８．２０ｂ ７５８．４４ａ
其他致香成分
Ｏｔｈｅｒｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ
芳樟醇Ｌｉｎａｌｏｏｌ １．８３ １．８４ １．３９ １．６０ １．１８ １．４４
螺岩兰草酮Ｌｏｖｅｔｉｖｅｒｋｅｔｏｎｅ ２．５３ ３．３５ １．８３ ３．２３ １．１６ １．７６
４乙烯基２甲氧基苯酚４ｖｉｎｙｌ２ｍｅｔｈｏｘｙｐｈｅｎｏｌ ０．１７ ０．２６ ０．１６ ０．２５ ０．２１ ０．２１
合计Ｔｏｔａｌｃｏｎｔｅｎｔｏｆｏｔｈｅｒｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ １．５１ａ １．８２ａ ３．３８ａ ５．０７ａ ２．５６ａ ３．４１ａ
中性致香物质总量Ｔｏｔａｌｃｏｎｔｅｎｔｏｆｎｅｕｔｒａｌａｒｏｍａｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ ７７２．７１ｂ １８１０．７２ａ ６１４．８８ｂ １１１３．０９ａ ６７２．５５ｂ ８５２．７５ａ
注：同行数据中不同小写字母表示５％水平差异显著。
Ｎｏｔｅ：Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｌｅｔｔｅｒｓｉｎｔｈｅｓａｍｅｒｏｗｍｅａｎｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅａｔ５％ｌｅｖｅｌ．
烤烟的成熟期主要进行内在物质特别是香气前体物质的生理生化转化，成熟期的长短决定这种转化能否充
分进行，对烤烟内在品质产生重要影响［３，７］。微生物有机肥延缓了烟叶叶绿素的降解速度，延长了烟叶的成熟
２８ ＡＣＴＡＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥＳＩＮＩＣＡ（２０１１） Ｖｏｌ．２０，Ｎｏ．５
期，使最能体现烤烟品质的中、上部叶片的生理功能
图１ 施用微生物有机肥对烤烟叶片叶绿素含量的影响
犉犻犵．１ 犈犳犳犲犮狋狊狅犳犫犻狅狅狉犵犪狀犻犮犳犲狉狋犻犾犻狕犲狉犪狆狆犾犻犮犪狋犻狅狀
狅狀犮犺犾狅狉狅狆犺狔犾犮狅狀狋犲狀狋狊犻狀狋狅犫犪犮犮狅犾犲犪狏犲狊
期延长，有利于叶片干物质的积累和化学成分及叶
片内含物的转化。
２．４ 施用微生物有机肥对土壤有效氮和烟叶氮含
量的影响
在圆顶期测定了烟株根际和非根际土壤的有效
氮含量（图２），发现 ＢＩＯ 处理较 ＣＫ 分别增加了
１８．６６％和３６．７９％，说明施用微生物有机肥显著增
强了土壤的供氮能力。这主要是因为微生物有机肥
本身含有一定量的有效氮，同时也促进了土壤有机
氮的矿化所致。土壤供氮能力的提高，促进了烟株对
氮的吸收，进而促进了叶绿素的合成。在整个大田生
长期内ＢＩＯ处理的叶片Ｎ素含量均高于ＣＫ（图３）。
图２ 微生物有机肥对土壤碱解氮含量的影响
犉犻犵．２ 犈犳犳犲犮狋狊狅犳犫犻狅狅狉犵犪狀犻犮犳犲狉狋犻犾犻狕犲狉狅狀
犪狏犪犻犾犪犫犾犲狀犻狋狉狅犵犲狀犻狀狊狅犻犾
图３ 微生物有机肥对烤烟叶片氮素含量的影响
犉犻犵．３ 犈犳犳犲犮狋狊狅犳犫犻狅狅狉犵犪狀犻犮犳犲狉狋犻犾犻狕犲狉狅狀
狀犻狋狉狅犵犲狀犮狅狀狋犲狀狋狊犻狀狋狅犫犪犮犮狅犾犲犪狏犲狊
图２中同组柱形上方不同小写字母表示５％水平差异显著。Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｌｅｔｔｅｒｓｉｎｓａｍｅｇｒｏｕｐａｂｏｖｅｔｈｅｃｏｌｕｍｎｍｅａｎｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅａｔ５％ｌｅｖ
ｅｌｏｎＦｉｇ．２．
２．５ 施用微生物有机肥对圆顶期烤烟Ｃ／Ｎ代谢关键
酶活性和叶片干物质的影响
蔗糖转化酶与植物组织的生长有密切关系，是衡
量同化产物的转移、利用及植物细胞代谢和生长强度
的指标，也是碳代谢的重要标志［２５］，ＢＩＯ处理极显著
提高了圆顶期叶片蔗糖转化酶活性（表２），较ＣＫ上
升了３０．０２％，该酶活性的大幅度提高说明施用微生
物有机肥能提高叶片的碳代谢强度，促进烤烟后期同
化产物向小分子有机酸、醛类、酮类等叶片致香物质的
方向转化和形成。
硝酸还原酶是高等植物氮素同化过程－硝酸光合
作用的限速酶，其活性大小与氮代谢呈正相关，常用来
表２ 微生物有机肥对圆顶期烤烟叶片犆／犖
代谢关键酶活性的影响
犜犪犫犾犲２ 犈犳犳犲犮狋狊狅犳犫犻狅狅狉犵犪狀犻犮犳犲狉狋犻犾犻狕犲狉犪狆狆犾犻犮犪狋犻狅狀
狅狀犪犮狋犻狏犻狋犻犲狊狅犳犽犲狔犲狀狕狔犿犲狊犻狀犆／犖犿犲犮犺犪狀犻狊犿狊
犻狀狋狅犫犪犮犮狅犾犲犪狏犲狊狅狀犱狅犿犲狆犲狉犻狅犱
处理
Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ
蔗糖转化酶
Ｉｎｖｅｒｔａｓｅ
（ｍｇ／ｇ·ｈ）
硝酸还原酶
Ｎｉｔｒａｔｅｒｅｄｕｃｔａｓｅ
（μｇ／ｇ·ｈ）
ＣＫ １０．２６±０．３３ｂＢ ７２．８８±２．２０ｂ
ＢＩＯ １３．３４±０．０８ａＡ ８２．６６±３．１７ａ
注：同列数据后不同小写或大写字母表示５％或１％水平差异显著。
Ｎｏｔｅ：Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｌｏｗｅｒｃａｓｅｏｒｕｐｐｅｒｃａｓｅｌｅｔｔｅｒｓｉｎｔｈｅｓａｍｅｃｏｌｕｍｎ
ｍｅａｎｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅａｔ５％ｏｒ１％ｌｅｖｅｌ．
３８第２０卷第５期 草业学报２０１１年
表示氮代谢强度［１３，２５］。ＢＩＯ处理的硝酸还原酶活性比对照增加了１３．４２％（表２），说明ＢＩＯ处理促进了叶片的
硝酸光合作用，促进了ＮＯ３－的还原作用，进而促进了氨基酸和蛋白质的合成。
３ 讨论
３．１ 烤烟叶片叶绿素对施用微生物有机肥的响应
新植二烯是由叶绿素裂解产生的叶绿醇脱水形成，为烟叶中重要的萜烯类化合物，能增进香烟的吃味和香
气，本身有一种弱的令人愉悦的气味，又可通过降解转化形成其他低分子致香成分［７］；有研究表明新植二烯是烟
叶中性挥发物中含量最大的成分，可能是烟叶形成清香特色的主要因素之一［１８］。ＢＩＯ处理烟叶叶绿素含量提
高，可能有几个原因：１）微生物有机肥施用后，土壤氮素供应的增强能够使叶片积累更多的氮素用于叶绿素的生
物合成。有研究表明叶绿素含量和烤烟叶片全氮之间存在极显著的线性关系，且相关系数在各个测定时间均为
显著或极显著正相关［２６］。据测定，叶绿体占叶片干重的２０％～３０％，而叶绿体中含蛋白质４５％～６０％，约有
３０００多种各类蛋白［２７，２８］。ＢＩＯ处理烟株氮素代谢的增强使得更多的氨基酸和蛋白质得以合成，能够完善叶绿
素－蛋白复合体的组织结构和叶绿体内囊体膜的功能，增加烟叶对叶绿素ａ和ｂ的“库容量”。２）施用微生物有
机肥提高烟叶蔗糖转化酶的活性，增强烟株的碳代谢强度，为叶绿素的生物合成提供更多的碳骨架和能量［２９］。
３）微生物有机肥中氨基酸态氮占总氮的６０％以上，在化学肥料施用的基础上，随着微生物有机肥的施用，少量的
有机氮素进入土壤，这些有机氮素特别是氨基酸态氮可能也是影响烤烟叶片叶绿素含量的重要因素。武雪萍［３０］
研究发现，外源氨基酸的使用，不仅能提高叶片氨基酸的积累量，同时增强了烟叶叶绿体色素的合成，叶绿素ａ、
叶绿素ｂ与类胡萝卜素的含量都有所增加。
３．２ 施用微生物有机肥对烤烟成熟度的影响
烟叶采收成熟度是确定烤后烟叶形成最终产品的重要因素，也是烟叶质量的核心，充分成熟的烟叶不仅易于
烘烤，烤后烟叶外观质量高，而且醇化效果好，香气量足，吸食效果佳［３１］。新植二烯和大多数中性香味物质的含
量及醛类、酮类、醇类的总量都随着成熟度的增加而呈增加趋势［３２］，成熟时烟叶的糖含量高，总氮、烟碱含量适
宜，各种化学比值协调，烟叶香气量足，香气质好，杂气、刺激性明显减轻，总体香、吃味最好，而成熟不够或者过熟
的烟叶，其内在质量明显降低［３３］。在本试验中，ＢＩＯ处理烟叶的成熟期相对延长，烟叶不仅生理成熟，且内在物
质的生理生化反应因后期植株Ｃ／Ｎ代谢的加强而能够转化充分进行，烟叶香味质量达最佳状态；ＣＫ处理烟叶
叶绿素后期降解较快，烟株不耐衰老，烟叶在没有达到生理成熟之前，就停止了自身的生长和干物质积累，同时进
行大量的营养物质消耗或转移，导致烟叶外观呈黄化状态，未老而先衰，属于一种“假熟”状态［７，２３］。近年来当地
农户滥用化肥，忽略有机肥的施用，导致土壤板结、保水性差，土壤有机质含量下降，生物活性降低，磷肥、钾肥及
微量元素等养分的利用率不高，难以满足烤烟生长所需营养和平衡，这些外在环境的胁迫是造成烟株早衰的重要
原因。同时长期的连作造成土壤有害病原菌繁衍，微生物多样性失调，土壤生态肥力下降严重，烟株抗逆、抗病能
力不高，这也导致了烟叶致香成分含量较低，香气质量不佳。苏海燕等［３４］研究发现，新植二烯、类胡萝卜素类和
苯丙氨酸类致香成分随连作阶梯下降，类西柏烷类和棕色化产物总体上呈降低趋势，这对于烤烟生产来说严重不
利。
微生物有机肥原料来源广泛，其成分、组成比例、含量肥料种类间差异较大，其对于烤烟叶片致香物质的影响
可能是包括有益微生物和促生物质在内的各种肥料成分共同作用的结果，因此，在下一步的研究中有必要对其各
种成分进行分解试验，深入研究，以找出微生物有机肥对烤烟叶片香味品质影响的机理。
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５８第２０卷第５期 草业学报２０１１年
犈犳犳犲犮狋狊狅犳犫犻狅狅狉犵犪狀犻犮犳犲狉狋犻犾犻狕犲狉狅狀狀犲狌狋狉犪犾犪狉狅犿犪犮狅犿狆狅狀犲狀狋犮狅狀狋犲狀狋犻狀犳犾狌犲犮狌狉犲犱
狋狅犫犪犮犮狅犻狀犲犪狊狋狅犳犌犪狀狊狌犘狉狅狏犻狀犮犲犪狀犱犻狋狊犿犲犮犺犪狀犻狊犿狊
ＬＩＵＸｉｎｇ１，ＱＩＵＨｕｉｚｈｅｎ１，ＺＨＡＮＧＷｅｎｍｉｎｇ１，ＬＩＹａｊｕａｎ２，ＴＥＮＧＧｕｉｘｉａｎｇ１，ＪＩＡＨｕａｎｈｕａｎ１
（１．ＣｏｌｅｇｅｏｆＲｅｓｏｕｒｃｅｓａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＳｃｉｅｎｃｅｓ，ＧａｎｓｕＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｌａｎｚｈｏｕ７３００７０，
Ｃｈｉｎａ；２．ＰｒａｔａｃｕｌｔｕｒａｌＣｏｌｅｇｅ，ＧａｎｓｕＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｌａｎｚｈｏｕ７３００７０，Ｃｈｉｎａ）
犃犫狊狋狉犪犮狋：Ｌｏｗｃｏｎｔｅｎｔｏｆｎｅｕｔｒａｌａｒｏｍａｃｏｍｐｏｎｅｎｔ（ＮＡＣ），ｌａｃｋｏｆａｒｏｍａａｎｄｆｌａｖｏｒａｎｄｔｈｅｄｅｃｌｉｎｅｉｎｃｏｍ
ｍｏｄｉｔｙｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｃａｕｓｅｄｂｙｌｏｎｇｔｉｍｅｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｍｏｎｏｃｒｏｐｐｉｎｇａｎｄｉｒｒａｔｉｏｎａｌｆｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｈａｖｅｂｅｅｎｔｈｅ
ｓｅｒｉｏｕｓｐｒｏｂｌｅｍｓｉｎｆｌｕｅｃｕｒｅｄｔｏｂａｃｃｏｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｉｎｅａｓｔｏｆＧａｎｓｕＰｒｏｖｉｎｃｅ．Ａｆｉｅｌｄｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｗａｓｃａｒｒｉｅｄｏｕｔ
ｉｎＺｈｅｎｇｎｉｎｇＣｏｕｎｔｙｉｎＧａｎｓｕＰｒｏｖｉｎｃｅｉｎ２００９ｔｏｓｔｕｄｙｔｈｅｅｆｆｅｃｔｓｏｆｂｉｏｏｒｇａｎｉｃｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ（ＢＩＯ）ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ
ｏｎＮＡＣｃｏｎｔｅｎｔｉｎｆｌｕｅｃｕｒｅｄｔｏｂａｃｃｏａｎｄｉｔｓｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ．ＢＩＯｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｉｎｃｒｅａｓｅｄｔｈｅｔｏｔａｌｃｏｎｔｅｎｔｏｆＮＡＣ
ｉｎｔｏｂａｃｃｏｌｅａｖｅｓｂｙ２６．７９％－１３４．３３％ｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈＣＫ．ＴｈｅｔｏｔａｌｃｏｎｔｅｎｔｏｆＮＡＣａｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔｐｏｓｉｔｉｏｎｏｆ
ｔｏｂａｃｃｏｌｅａｖｅｓｈａｄｄｒａｍａｔｉｃａｌｙｄｉｆｆｅｒｅｎｔｒｅａｃｔｉｏｎｔｏＢＩＯ，ｎａｍｅｌｙ，ｔｈｅｂｉｇｇｅｓｔｉｎｃｒｅａｓｅｗａｓｏｂｓｅｒｖｅｄｉｎｔｈｅｕｐ
ｐｅｒｌｅａｖｅｓ，ａｎｄｔｈｅｔｏｔａｌｃｏｎｔｅｎｔｏｆＮＡＣｉｎｕｐｐｅｒｌｅａｖｅｓ，ｍｉｄｄｌｅｌｅａｖｅｓａｎｄｂｏｔｔｏｍｌｅａｖｅｓｗｅｒｅｉｎｃｒｅａｓｅｄｂｙ
１３４．３３％，８１．０３％ａｎｄ２６．７９％ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈＣＫ．ＢＩＯａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎａｌｓｏｃｈａｎｇｅｄｔｈｅｏｒｄｅｒｓｏｆｔｈｅ
ｔｏｔａｌｃｏｎｔｅｎｔｏｆＮＡＣｉｎｔｏｂａｃｃｏｌｅａｖｅｓａｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔｐｏｓｉｔｉｏｎｓ，ｔｈｅｏｒｄｅｒｏｆｕｐｐｅｒｌｅａｖｅｓ＞ｂｏｔｔｏｍｌｅａｖｅｓ＞ｍｉｄｄｌｅ
ｌｅａｖｅｓｉｎＣＫｔｒｅａｔｍｅｎｔ，ｗｅｒｅｔｕｒｎｅｄｉｎｔｏｕｐｐｅｒｌｅａｖｅｓ＞ｍｉｄｄｌｅｌｅａｖｅｓ＞ｂｏｔｔｏｍｌｅａｖｅｓｉｎＢＩＯｔｒｅａｔｍｅｎｔ，ｗｈｉｃｈ
ｉｓｆａｖｏｒａｂｌｅｔｏｔｈｅｏｕｔｐｕｔｖａｌｕｅｏｆｔｏｂａｃｃｏｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ．ＴｈｅｍａｉｎＮＡＣｉｎｔｏｂａｃｃｏｌｅａｖｅｓｉｎＺｈｅｎｇｎｉｎｇｉｓｎｅｏ
ｐｈｙｔａｄｉｅｎｅ，ａｃｃｏｕｎｔｉｎｇｆｏｒ７９．６７％－８９．４３％ｏｆｔｈｅｔｏｔａｌａｍｏｕｎｔ．Ｔｈｅｎｅｏｐｈｙｔａｄｉｅｎｅｃｏｎｔｅｎｔｉｎｕｐｐｅｒ，ｍｉｄｄｌｅ
ａｎｄｂｏｔｔｏｍｌｅａｖｅｓｏｆＢＩＯｔｒｅａｔｍｅｎｔｗｅｒｅｉｎｃｒｅａｓｅｄｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｂｙ１５７．３３％，８８．１５％ａｎｄ３１．１７％ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅ
ｌｙｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈＣＫ．ＢＩＯｉｍｐｒｏｖｅｄｔｈｅｎｉｔｒｏｇｅｎａｂｓｏｒｐｔｉｏｎｂｙｔｏｂａｃｃｏ，ｗｈｉｃｈｎｏｔｏｎｌｙｉｎｃｒｅａｓｅｄｔｈｅｃｈｌｏｒｏ
ｐｈｙｌｃｏｎｔｅｎｔｉｎｔｏｂａｃｃｏｌｅａｖｅｓ，ｔｈｅｐｒｅｃｕｒｓｏｒｏｆｎｅｏｐｈｙｔａｄｉｅｎｅ，ｂｕｔｐｏｓｔｐｏｎｅｄｔｈｅｓｕｍｍｉｔｏｆｃｈｌｏｒｏｐｈｙｌｃｏｎ
ｔｅｎｔｂｙａｂｏｕｔ１５ｄａｙｓａｓｗｅｌｗｈｉｃｈｃｏｕｌｄｅｘｔｅｎｄｔｈｅｍａｔｕｒｅｐｅｒｉｏｄ．Ａｃｔｉｖｉｔｉｅｓｏｆｉｎｖｅｒｔａｓｅａｎｄｎｉｔｒａｔｅｒｅｄｕｃｔａｓｅ
ａｔｒｏｕｎｄｔｏｐｓｔａｇｅｉｎＢＩＯｔｒｅａｔｍｅｎｔｗｅｒｅｉｎｃｒｅａｓｅｄｂｙ３０．０２％ａｎｄ１３．４２％ｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈＣＫ，ｗｈｉｃｈｃｏｎｔｒｉｂ
ｕｔｅｄｔｏｔｈｅｄｒｙｍａｔｔｅｒａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ，ｎｉｔｒｏｇｅｎｕｐｔａｋｅ，ａｓｗｅｌａｓｔｏｔｈｅｓｙｎｔｈｅｓｉｓｏｆＮＡＣａｎｄｃｈｌｏｒｏｐｈｙｌ．
犓犲狔狑狅狉犱狊：ｆｌｕｅｃｕｒｅｄｔｏｂａｃｃｏ（犖犻犮狅狋犻犪狀犪狋犪犫犪犮狌犿）；ｂｉｏｏｒｇａｎｉｃｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ（ＢＩＯ）；ｎｅｕｔｒａｌａｒｏｍａｃｏｍｐｏｎｅｎｔ
（ＮＡＣ）；ｎｅｏｐｈｙｔａｄｉｅｎｅ；ｃｈｌｏｒｏｐｈｙｌ
６８ ＡＣＴＡＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥＳＩＮＩＣＡ（２０１１） Ｖｏｌ．２０，Ｎｏ．５