雪茄烟叶发酵过程中颜色参数与发酵品质的关系

【目的】分析发酵过程中雪茄烟叶颜色参数与多酚类物质、化学成分及评吸质量的关系,为快速分析雪茄烟叶发酵过程中发酵品质提供参考。【方法】以调制后的德雪3号中部二级雪茄烟叶为试验材料,采用人工堆积法进行发酵30 d,从发酵开始每隔5 d取样1次,直至发酵结束。测定发酵过程中烟叶颜色参数（亮度值（L^*）、红度值（a^*）、黄度值（b^*）、饱和度（C）、色泽比（H）、色相角（H⁰）、色差值（ΔE））、多酚类物质（莨菪亭、绿原酸、芸香苷、总酚）含量、化学成分（总糖、还原糖、总氮、蛋白质）含量及评吸质量（香气质、香气量、劲头、浓度、余味、杂气、刺激性、甜度、灰色）的变化,分析颜色参数变化与多酚类物质、化学成分及评吸质量的关系,并建立动态变化预测回归方程。【结果】随着发酵进程的推进,雪茄烟叶多酚类物质（莨菪亭、绿原酸、芸香苷、总酚）含量、化学成分（总糖、还原糖、总氮、蛋白质）含量与颜色参数L^*、a^*、b^*、C值均呈缓慢降低的变化趋势,H值呈先升高后降低的变化趋势,H⁰值呈先降低后升高的变化趋势,ΔE值呈缓慢上升的变化趋势。发酵25~30 d烟叶的评吸质量较好,各评吸指标较未发酵烟叶均有明显提升。相关分析表明,发酵过程中雪茄烟叶颜色参数与多酚类物质、化学成分和评吸质量达显著或极显著水平。回归分析表明,多酚类物质和化学成分对发酵过程中雪茄烟叶颜色变化有直接影响,评吸质量与颜色参数关系密切。【结论】通过量化雪茄烟叶发酵过程中颜色参数,建立发酵过程中评吸质量变化模型,提高雪茄烟叶发酵过程中的可调控性及烟叶品质。     

不同香型、基因型烤烟致香物质含量与感官质量差异研究

为了研究不同香型、基因型烤烟致香物质含量与感官质量差异,用气相色谱/质谱联用仪(GC/MS)对烤烟品种K326和云烟87烟叶的香味物质含量进行了检测。结果表明:不同香型烟区烤烟中的致香物质含量差异较大,致香物质总量表现为贵州四川河南;不同基因型烤烟中的致香物质含量也存在差异,河南烟区云烟87略大于K326,贵州烟区K326远高于云烟87,四川会理烟区云烟87高于K326,四川会东烟区K326高于云烟87。采用雷达分析法对烤烟感官质量的综合评定认为,四川、贵州烟区烟叶感官质量较好,河南较差。     

外源复合酶制剂对发酵后茄芯烟叶品质的影响

为探究工业添加外源复合酶制剂对发酵后茄芯烟叶品质的影响,本试验以2020年德雪3号上部一级未发酵的茄芯烟叶为材料,用150 U/g中性蛋白酶分别与果胶酶、纤维素酶组成不同复合酶制剂处理,分析研究烟叶堆垛发酵30 d后不同复合酶制剂处理对烟叶常规化学成分、中性致香物质的影响,并通过主成分分析和感官质量评价方法对其效果进行评定。结果表明,与对照(不施酶制剂)相比,各外源复合酶制剂处理发酵后茄芯烟叶总氮、总糖和还原糖含量增加,蛋白质和烟碱含量均有所下降;中性致香物质含量均有所增加,香气质提升,刺激性、杂气下降,余味更加干净且甜润感增强。主成分分析结果显示,外源添加150 U/g中性蛋白酶和90 U/g果胶酶复合制剂处理(NP1)发酵后烟叶综合品质得分最高,其次为NC3处理(150 U/g中性蛋白酶和150 U/g纤维素酶)。感官质量评价NC3处理总得分最高,最有利于提高发酵后茄芯烟叶品质。     

腐植酸和氮肥用量及其互作对植烟土壤质量的影响

以中烟100为材料,采用腐植酸和氮肥双因子盆栽试验,研究了腐植酸和氮肥用量及其互作对植烟土壤团聚体组成、养分及酶活性的影响。结果表明:干、湿筛法测定的土壤团聚体的平均重量直径均以T3处理(腐植酸900 mg/kg+氮肥40 mg/kg)最高,与其他处理相比提高幅度分别为15.3%~23.2%和6.5%~20.0%;方差分析显示,腐植酸与氮肥互作对土壤pH、有机质影响不显著,但对土壤碱解氮、有效磷、速效钾含量的影响达到极显著水平(P0.01);二者互作对烤烟各生育期土壤脲酶、蔗糖酶活性影响不同。由此,腐植酸和氮肥用量及其互作对提高土壤团聚体稳定性、土壤主要养分含量及酶活性具有显著效果。     

荒漠绿洲区临泽小枣及枣农复合系统需水规律研究

在大田环境下,通过建造2m×2m×2m的封底观测池,利用水量平衡法,研究了甘肃省河西走廊中部黑河中游绿洲临泽小枣、春小麦、紫花苜蓿单作及临泽小枣/春小麦、临泽小枣/紫花苜蓿间作复合系统的需水规律。结果表明,内部绿洲和边缘绿洲的临泽小枣从根系开始活动到落叶的需水量分别为497.2mm和859.2mm,春小麦从播种到收获需水量分别为447.9mm和809.9mm,紫花苜蓿从返青到霜降需水量分别为583.7mm和945.7mm,临泽小枣/春小麦复合系统需水量分别为647.7mm和1009.7mm,临泽小枣/紫花苜蓿复合系统需水量分别为980.3mm和1342.3mm。边缘绿洲临泽小枣/春小麦复合系统增加的需水量为枣树需水量的17.5%,小麦需水量的24.7%;临泽小枣/紫花苜蓿复合系统增加的需水量为枣树需水量的56.2%,紫花苜蓿需水量的41.9%。内部绿洲临泽小枣春季(4月25日~5月31日)需水量为84.6mm,夏季(6月1日~8月31日)为351.3mm,秋季(9月1日~10月5日)为61.3mm;7月份需水强度最大,为4.8mm·d-1,6月份次之,为4.3mm·d-1,生长期平均需水强度为3.1mm·d-1。临泽小枣灌溉应保证4个关键水,即花前水、果实膨大水、丰果水和越冬水,灌水定额为1200m3·hm-2。     

腐植酸与氮肥互作对烤烟生长和氮素吸收的影响

采用盆栽试验,研究了腐植酸的三个水平(H1:0 mg kg~(-1)、H2:300 mg kg~(-1)、H3:900 mg kg~(-1))与氮肥三个水平(N1:0mg kg~(-1)、N2:40 mg kg~(-1)、N3:120 mg kg~(-1))互作对烤烟品种中烟100生长和氮素吸收的影响。结果表明,腐植酸与氮肥互作对烤烟干物质和氮素积累的影响达到极显著水平(P0.01)。其中腐植酸用量H2、H3与氮肥N2、N3互作时,与H1N1(CK,不施肥)相比,H2N2、H2N3、H3N2、H3N3处理的烤烟干物质积累量分别提高了97.6%、89.7%、77.7%和114.4%,氮素积累量提高了1.7、1.2、1.1和2.0倍;H3(900 mg kg~(-1))与N3(120 mg kg~(-1))二者互作效果较好。     

烤烟不同部位叶片的光合特性研究

为明确烤烟不同部位叶片生长发育及品质差异形成的光合生理机制,以‘豫烟10号’为材料,在旺长期烟株现蕾时测定不同部位叶片光合特性及环境因子日变化进程,并采用通径分析法分析各环境因子对其净光合速率(Pn)的直接和间接影响。结果表明：（1）在现蕾期,‘豫烟10号’不同部位叶片Pn日变化均为“单峰型”,上、中、下部叶Pn日均值分别为13.25、11.71、6.26μmol CO₂/(m²·s),下部叶Pn显著低于上、中部叶。（2）气孔导度(Gs)对烤烟蒸腾作用的影响大于光合作用。随Gs的增加,不同部位叶片Pn和蒸腾速率(Tr)呈上升趋势,总体来看,各部位叶片Tr峰值出现时间与Gs峰值出现时间基本一致,二者均滞后于Pn峰值出现时间。（3）烤烟不同部位叶片主要决策变量均为光合有效辐射(PAR),主要限制变量均为大气温度(Ta)。由此可知,要提高烤烟不同部位叶片Pn,需采取一定措施如增大株间距离来提高PA R,控制各部位叶片所处微环境Ta,进而改善各部位叶片温度(Tl),基本保持大气CO₂浓度(Ca)不变。     

基于随机森林特征优选的雪茄烟叶晾制过程含水率预测

针对雪茄烟叶晾制过程含水率人工判断主观性强、准确度低等不足,以及对影响雪茄烟叶晾制过程含水率预测的重要表观特征尚不明确等问题,该研究基于图像特征提取以及机器学习技术实现雪茄烟叶晾制过程含水率的预测。试验以雪茄烟品种“云雪2号”为试验材料,获取晾制过程的烟叶图像的颜色、轮廓、纹理以及部位四类特征并筛选出雪茄烟叶含水率预测的优选图像特征子集。在此基础上,构建了随机森林（random forest, RF）、支持向量机（support vector regression, SVR）与反向传播神经网络（back propagation neural network, BPNN）模型,并利用遗传算法（genetic algorithm, GA）对各模型超参数进行优化,将原始图像特征集与优选图像特征集输入3个机器学习模型,构建出6种模型-特征组合方案,依据晾制时期对原始数据集进行划分,并对测试集进行预测。最终结果显示：GA-SVR模型+优选图像特征子集的组合方案在测试集上表现最优,其决定系数（coefficient of determination,r²）与均方误差（mean square error,MSE）分别为0.980和0.001,且运行时间最短（运行时长=0.128 s）。研究结果可为雪茄烟叶晾制过程智能化控制提供理论依据。     

高碳基肥对烤烟生长及土壤微生物碳代谢多样性特征的影响

为探究施用高碳基肥对植烟土壤微生物群落功能多样性的影响,采用田间试验研究了不同高碳基肥施用量(0、0.9、1.5和1.8 t/hm~2)处理对烟株生长发育、土壤理化性质和烤后烟叶品质的影响,并利用Biolog-ECO方法分析了土壤微生物碳代谢多样性特征。结果表明:(1)0.9～1.5 t/hm~2高碳基肥显著促进了烤烟株高、茎围、最大叶面积和根系干重等指标,1.8 t/hm~2施用量促进效果明显降低;(2)与对照相比,施用高碳基肥能够降低土壤含水率、提高土壤pH值和微生物量碳氮比;(3)Biologe-ECO分析表明,土壤微生物平均颜色变化率和多样性指数均以施用高碳基肥1.5 t/hm~2处理最高,同时土壤微生物对氨基酸类、聚合物类、碳水化合物类和羧酸类碳源利用率亦有显著提高。主成分分析表明,施用高碳基肥显著改变了土壤微生物功能群落结构,且以1.5 t/hm~2高碳基肥处理下微生物碳代谢多样性得分最高;(4)施用高碳基肥能够改善烤后烟叶化学品质,以1.5 t/hm~2处理效果最佳,总糖、还原糖和钾含量分别较对照显著提高22.81%、35.72%、25.61%。综合来看,许昌烟区高碳基肥的最适宜施用量为1.5 t/hm~2。     

生物炭与氮肥配施对烤烟干物质积累及土壤生物学特性的影响

为探讨生物炭与氮肥配施对烤烟生长及植烟土壤生物学特性的影响,通过田间试验,研究了生物炭与氮肥配施对烤烟不同生育阶段干物质积累、土壤酶活性、微生物量碳（MBC）、有机碳含量的影响。结果表明：N1（22.5 kg·hm-2）、N2（37.5 kg·hm-2）和N3水平（52.5 kg·hm-2）下,增施24 t·hm-2生物炭显著提高了烤烟生育中后期的干物质积累量和烟株移栽后90 d的氮肥利用率,且氮肥利用率以低氮（N1）水平下提高效果最明显。3个氮水平下,施用生物炭对转化酶活性整体表现为抑制作用;N1和N2水平下,增施生物炭可分别显著增加脲酶和过氧化氢酶活性。此外,在N1和N2水平下,增施2.4 t·hm-2生物炭还显著提高了烤烟生育后期的MBC含量。生物炭与氮肥配施还显著提高了烤烟全生育期的土壤有机碳含量。总之,生物炭与氮肥配施可以改善土壤生物学性状,促进烤烟生长,且以低氮水平下增施2.4 t·hm-2生物炭效果较好。