摘要
为了解石灰混施生物炭调控土壤 pH 对雪茄烟叶碳氮代谢及品质的影响。以雪茄烟品种‘川雪 3 号’为材料，采用盆栽试验研究单施石灰、石灰混施生物炭调控土壤 pH 至 5.5、6.0、6.5，探究其对雪茄烟叶碳氮代谢及发酵后烟叶化学成分、物理特性的影响。结果表明，（1）单施石灰、石灰混施生物炭调控均推动了烟株氮代谢高峰前移，且石灰混施生物炭处理显著提高了烟株前期氮代谢水平与中后期烟叶碳代谢水平；（2）石灰混施生物炭显著提高了烟叶质体色素含量，不同调控方式以碱度 pH 6.0 条件下积累较多；（3）单施石灰、石灰混施生物炭均能提高烟叶钾含量及钾氯比、氮碱比，降低烟叶中两糖（总糖、还原糖）、氯含量。其中，以生石灰 0.28 g/kg 和生物炭 9.18 g/kg 混施、土壤 pH 调控至 6.0 处理内在化学成分含量和比值最为协调，弹性及抗拉强度较好，工业可用性较优。综上所述，建议在四川达州雪茄烟种植区采用石灰混施生物炭的方式，将土壤 pH 调控至 6.0，以提升烟叶品质。本研究为酸性土壤改良及优质雪茄烟叶生产提供了重要的理论依据和技术参考。
Abstract
In order to understand the effect of lime mixed biochar at target soil pH regulation on carbon and nitrogen metabolism and quality of cigar leaves，a pot experiment was conducted to study the effects of regulation of soil pH to 5.5，6.0， 6.5 by single application of lime and mixed application of lime and biochar on carbon and nitrogen metabolism of cigar leaves and chemical composition and physical characteristics of fermented tobacco leaves，using cigar variety Chuanxue No.3 as material. The results showed that，（1）Single application of lime and lime mixed with biochar promoted the peak of nitrogen metabolism in tobacco plants，and lime mixed with biochar treatment significantly increased the level of nitrogen metabolism in the early stage of tobacco plants and the level of carbon metabolism in tobacco leaves in the middle and late stages.（2） Lime mixed biochar significantly increased the content of plastid pigment in tobacco leaves，and the accumulation of different regulation methods was more under the condition of pH 6.0；（3）Single application of lime and lime mixed with biochar increased the potassium content，the ratio of potassium to chloride and ratio of nitrogen to alkali of tobacco leaves，and reduced the content of two sugars（total sugar，reducing sugar）and chlorine in tobacco leaves. Among them，the treatment of lime 0.28 g/kg mixed with biochar 9.18 g/kg and soil pH adjusted to 6.0 had the most coordinated internal chemical composition content and ratio，better elasticity and tensile strength，and better industrial availability. In summary，it was recommended to use lime mixed biochar in the cigar planting area of Dazhou，Sichuan to adjust the soil pH to 6.0 to improve the quality of tobacco leaves. This study provided an important theoretical basis and technical reference for the improvement of acidic soil and the production of high-quality cigar leaves.
Keywords
碳氮代谢是植物生长发育的基础代谢过程，其代谢的强度与协调性是调控烟叶化学成分组成及比例的重要因素，进而决定烟叶的风格和品质[1]。研究表明，碳氮代谢受多种因素的调控，其中土壤环境尤其是土壤 pH 对烟草的碳氮代谢及品质的影响尤为显著。土壤 pH 决定了土壤养分有效性，进而影响烟株进行碳氮代谢的强度，最终决定烟叶内部化学成分的含量及比例[2-4]。目前，我国烟田土壤酸化问题严重，极大限制了优质烟叶的生产[5-6]。施用石灰是土壤酸度改良最常见的方式，能有效提高土壤 pH，改善养分吸收条件，提高作物产质量。但单一施用会导致土壤中营养元素失衡，长期施用易造成土壤板结和肥力下降等问题[2，5-8]。因此，探索高效可持续的土壤降酸技术对酸性植烟土壤的改良尤为重要。
近年来，生物炭在农业、环境领域备受关注，其主要是由有机物原料（如农作物秸秆）在缺氧条件下高温裂解生成的一种高碳、稳定的有机物质。生物炭因具有较高碱性、容重小、比表面积大和吸附能力强等特点，可用于改良酸性土壤，能吸附与保持土壤养分，减少土壤中营养元素的淋失，丰富土壤微生物群落[9-11]。大量研究表明，生物炭能够改善植烟土壤环境并提高烟叶产质量[9-10，12-14]。李先才等[10]研究发现，生物炭与复合肥混施显著提高了养分利用率，减少了养分淋失，增强了植烟土壤的保肥能力。Iticha 等[15]研究表明，石灰和生物炭的组合施用比单独施用石灰或生物炭更能有效地提高土壤 pH。索炎炎等[16]通过单施石灰、生物炭及两者混施对酸性土壤花生氮素吸收及产质量的研究中表明，两者配施不仅有效提高了土壤 pH 和改善了酸性土壤的物理化学特性，还促进了花生生长及产量提升。然而，目前针对石灰与生物炭混施对雪茄烟叶碳氮代谢及品质的调控作用，尤其是在目标 pH 条件下的研究还鲜见报道。为此，本研究通过盆栽试验，采用石灰与生物炭组合调控土壤至目标 pH，探讨其对雪茄烟叶碳氮代谢及发酵后品质的影响，旨在为酸性植烟土壤改良和优质雪茄烟叶的生产提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 试验地点和材料
试验于 2024 年 4—9 月在达州市峰城镇堰滩村遮雨通风棚内（31.54°N，108.01°E）进行，供试雪茄烟品种为‘川雪 3 号’。盆栽选取的土壤为当地典型土壤水稻土。土壤基础肥力：有机质 11.67 g/kg，速效氮 86.53 mg/kg，有效磷 19.24 mg/kg，速效钾 133.50 mg/kg，pH 5.0。试验所用烟草专用复合肥 （N∶P2O5 ∶K2O=12∶12∶25）、过磷酸钙（N∶P2O5 ∶K2O= 0∶14∶0）由四川省达州市烟草公司提供，供试石灰为当地市售生石灰，其主要成分为 CaO。供试生物炭原料为花生壳，pH 10.1，有机碳 85%，总氮 1.02%，有效磷 1.32 g/kg，速效钾 24.50 g/kg。
1.2 试验设计
在原有土壤 pH 5.0 的基础上，按照氢氧化钙滴定法[17]确定供试土壤酸性改良（目标 pH）的适宜石灰添加量，参考 Iticha 等[15]的方法计算出生物炭 （花生壳）的石灰当量值，石灰和生物炭组合的施用量通过目标 pH 稳定下所需总碱度获得[50%（目标 pH 下石灰需求量）+50%（目标 pH 下碱性物料需求量）]（表1），每个处理 30 盆。盆栽所用土壤全部过 5 mm 筛，清除碎石、植物根茎及其他杂物后，于 4 月 20 日装盆，每盆装 25 kg 土，装盆时充分将土壤改良剂与风干土壤混匀。所有烟株盆栽施肥一致，施肥量 N∶P2O5 ∶K2O 约为 1∶1∶2，每盆施用烟草专用复合肥 40 g，过磷酸钙 10 g。盆栽行株距为 110 cm×40 cm。至土壤 pH 稳定后，于 5 月 10 日进行烟苗移栽。烟叶成熟后分部位采收晾制，按照当地晾制工艺进行发酵。
表1试验处理方案
注：CK 的 pH 为初始值，其他处理为目标值。
1.3 样品采集
移栽后 30、45、60、75 d 各取 1 次样，选取各处理不同时期具有代表性的中部叶位烟叶 5 片，一部分杀青烘干，粉碎后过 0.25 mm 孔径筛，用于测定质体色素与化学成分；另一部分于同一位置打孔后取样置于液氮保存，后转至-80℃冰箱保存，用于测定碳氮代谢相关酶活性。生育期结束后，取晾制后中部烟叶 1 kg，至实验室恒温恒湿箱进行简易发酵，发酵参数为温度 42℃，湿度 85%，每 5 d 进行 1 次翻垛，保证均匀发酵，发酵满 30 d 后取出，用于测定发酵后烟叶化学成分及物理特性。
1.4 测试项目与方法
碳氮代谢关键酶活性的测定：淀粉酶（AL）、中性转化酶（NI）、谷氨酰胺合成酶（GS）和硝酸还原酶（NR）活性分别采用苏州科铭生物技术有限公司生产的试剂盒，按照说明方法测定。
化学成分含量的测定：采用德国 seal AA 型流动分析仪检测烟叶总糖、还原糖、烟碱、总氮含量[18]。
质体色素的测定：叶绿素和类胡萝卜素含量采用丙酮浸提比色法[18]测定。
物理特性的测定：参照吉书文等[19]的方法，测定发酵后烟叶质重、单叶重、叶厚、拉力、含梗率及平衡含水率等。
1.5 数据分析
采用 Excel 2016 进行试验数据整理，Origin 2021 进行作图，采用 SPSS 27.0 进行方差分析和显著性检验（Duncan’s）。
2 结果与分析
2.1 不同处理对雪茄烟叶碳氮代谢相关酶活性的影响
由图1可知，随着烟株的生长发育，CK、 L5.5、L6.0、L6.5 处理叶片 AL 活性呈缓慢降低的趋势，而 BL5.5、BL6.0、BL6.5 处理叶片 AL 活性呈先降后升的趋势。移栽后 30 d，L 处理组叶片 AL 活性均高于 CK，而 BL 组 AL 活性较 CK 低。移栽后 45 d，各处理叶片 AL 活性均显著低于 CK。移栽后 60 d，除 BL6.5 处理显著高于 CK 外，其余处理均无显著差异。移栽后 75 d，BL 组叶片 AL 活性较 CK 均显著升高，其中 BL6.5 处理最高，BL6.0、 BL5.5 处理次之。
图1不同处理雪茄烟叶淀粉酶（AL）活性变化
注：柱上小写字母不同表示处理间差异显著（P<0.05）。下同。
随生育期的进行，各处理雪茄烟叶 NI 活性呈先降后升再降的趋势（图2），NI 活性在移栽后 30 d 最高，60 d 次之，说明叶片碳的固定和转化代谢以团棵期（30 d）较强，而后减弱至圆顶期又有所回升，成熟后逐渐减弱。移栽后 30 d，NI 活性仅 L5.5、BL5.5 处理显著高于 CK，其余处理与 CK 间差异均不显著。移栽后 45 d，处理间 NI 活性以 CK 最高，L 处理活性均显著低于 CK。移栽后 60 d，各处理叶片 NI 活性均较 45 d 升高，以 BL5.5 处理最高，为 15.06μg/（min·g），L6.5 处理显著最低，较 BL5.5 处理降低了 26.63%。移栽后 75 d，不同处理叶片 NI 活性较 CK 均无显著差异。且在整个生育期 L 处理的 NI 活性表现出随调控碱度升高而降低的趋势。
图2不同处理雪茄烟叶中性转化酶（NI）活性变化
由图3可知，随着烟株生育期的推进，不同处理叶片 GS 活性呈现不同的变化规律，峰值主要集中在 30、45 d，说明烟株生长前期氮代谢旺盛，对氮素的吸收和利用较强。移栽后 30 d，叶片 GS 活性除 L5.5 处理外，其余处理均显著高于 CK，其中，以 BL6.0 处理最高，BL5.5、BL6.5 处理次之，三者间无显著差异，这表明生物炭与石灰联合调控的作用在早期阶段能有效提升 GS 活性。移栽后 45 d， BL6.0、BL6.5 处理叶片 GS 活性显著高于 CK，较 CK 分别显著增加了 0.40、0.48μmol/（h·g），其余处理与 CK 均无显著差异。移栽后 60 d，除 L5.5、 L6.0、BL6.5 处理与 CK 无显著差异，其余处理较 CK 均显著降低。移栽后 75 d，BL6.0、BL6.5 处理叶片 GS 活性显著升高，且高于其余处理及 CK，其余处理间无显著差异。
图3不同处理雪茄烟叶谷氨酰胺合成酶（GS）活性变化
由图4可知，随着烟株生育期的推进，叶片 NR 活性主要呈现出先降后升或缓慢下降的趋势。在烟株生长前期（移栽 45 d 前），NR 活性随着调控碱度的增加而降低，说明高 pH 条件可能抑制了烟株前期的 NR 酶活性。移栽后 45～60 d，各处理叶片 NR 活性均显著低于 CK。移栽后 75 d，L6.0、 L6.5、BL6.0 处理 NR 活性显著高于 CK，而 BL5.5、 BL6.5 处理则显著低于 CK。
2.2 不同处理对雪茄烟叶碳水化合物含量的影响
由表2可知，随烟株生育期的推移，不同处理叶片中总糖含量呈先降后升的趋势，于成熟期（75 d） 时达到峰值。移栽后 30 d，L 处理组均低于 CK 及 BL 同碱度处理，仅 BL6.5 处理的叶片总糖含量显著高于 CK。移栽后 45～60 d，除移栽后 60 d L5.5 处理、移栽后 45 d BL6.0 处理与 CK 无显著差异外，其余处理总糖含量均较 CK 显著降低，其中 L6.5 处理最低。移栽后 75 d，各处理总糖含量均有回升， L5.5 处理总糖含量较 CK 显著增加，L6.5、BL5.5 处理与 CK 无显著差异，其余处理总糖含量显著低于 CK。
图4不同处理雪茄烟叶硝酸还原酶（NR）活性变化
表2不同处理雪茄烟叶的总糖含量
注：同列小写字母不同表示处理间差异显著（P<0.05）。下同。
由表3可知，随着生育期的推进，烟株还原糖含量变化规律与总糖类似，均表现为先下降后升高的趋势。石灰混施生物炭组（BL5.5、BL6.0、BL6.5 处理）整个生育期还原糖含量均低于较同碱度下的 L 处理及 CK，其中，BL6.0 处理在全生育期表现出较低的还原糖积累量。
由表4可知，随着烟株的生长发育，不同处理叶片淀粉含量呈先降后升或逐渐升高的趋势，在成熟期时积累最多。移栽后 30 d，各处理淀粉含量与 CK 均无显著差异。移栽后 45 d，单施石灰（L5.5、L6.0、L6.5）处理淀粉含量与 CK 均无显著差异； 而石灰混施生物炭的 BL6.0、BL6.5 处理较 CK 显著升高。移栽后 60 d，石灰混施生物炭（BL5.5、 BL6.0、BL6.5）处理淀粉含量均显著高于 CK，其中以 BL5.5 处理最高，为 9.90 mg/g，较 CK 增加 50.23%。移栽后 75 d，各处理叶片淀粉含量均显著高于 CK，其中同碱度施用水平下石灰混施生物炭较单施石灰处理叶片淀粉含量多。由此表明，调控土壤 pH 对雪茄烟叶后期淀粉积累影响显著，随着生物炭的加入对中后期雪茄烟淀粉积累促进作用更强。
表3不同处理雪茄烟叶的还原糖含量
表4不同处理雪茄烟叶的淀粉含量
2.3 对雪茄烟叶含氮化合物含量的影响
从表5可以看出，不同处理雪茄烟生长发育过程中总氮含量的影响表现为先升后降的趋势。移栽后 30 d，总氮含量以 BL6.0 处理最高，L6.5 和 BL6.5 处理的总氮含量较低，可能是由于较高的 pH 抑制了早期氮的有效吸收，同时 BL6.5 处理全时期总氮含量均处于较低状态，说明大量的生物炭添加抑制了氮代谢。而适量的生物炭调控同碱度水平下较单一石灰调控提高了总氮含量。移栽后 45 d，总氮含量以 BL6.0 处理较高，L6.5 处理次之，分别为5.46 %、5.40%，二者显著高于其他处理。移栽后 60 d，BL6.0 处理显著最高，其总氮含量为 5.27%，各处理总氮含量表现为 BL6.0>BL5.5>L5.5>L6.5>L6.0>CK>BL6.5 处理。移栽后 75 d，除 BL6.5 处理外，其余处理总氮含量均显著高于 CK。其中，以 BL6.0 处理较高，为 4.05%，较 CK 显著提升了 14.08%，这表明适中的 pH（6.0）和联合施用生物炭能够维持较高的氮积累效率。
表5不同处理雪茄烟叶的总氮含量
从表6可以看出，不同处理烟碱含量表现为逐步上升的趋势。移栽后 30 d，各处理烟碱含量总体较低，其中 BL6.0 处理的烟碱含量最高，为 1.15%，显著高于其他处理和 CK。移栽后 45 d，以 L5.5 和 CK 处理显著最高，各处理烟碱含量表现为 L5.5>CK>L6.5>L6.0>BL6.0>BL5.5>BL6.5。移栽后 60 d，烟碱含量以 CK、L5.5、BL6.5 较高，三者间无显著差异。移栽后 75 d，各处理烟碱含量达到峰值。其中，以 L5.5 处理的烟碱含量最高，为 6.47%，显著高于其他处理和 CK，而 BL6.0 处理的烟碱含量最低，BL6.5 处理次之，分别较 CK 降低了 13.90%、 9.09%。说明同碱度下，随着生物炭的添加能促进烟叶烟碱含量进一步转化降解。
表6不同时期雪茄烟叶的烟碱含量
2.4 不同处理对雪茄烟叶质体色素含量的影响
不同处理雪茄烟叶绿素含量表现为先升后减的趋势（图5），在 45 或 60 d 时达到峰值。移栽后 30 d， L5.5 处理的叶绿素含量显著最高，为 3.87 mg/g，较 CK 显著提高了 16.92%，其余处理与 CK 均无显著差异。移栽后 45 d，各处理叶绿素含量较 CK 均显著提高，其中，BL6.0、BL6.5 处理的叶绿素含量显著最高，分别为 7.42、7.10 mg/g，较 CK 分别提高了 2.02、 1.93 倍。移栽后 60 d，BL6.0 处理的含量仍保持较高含量，为 6.97 mg/g，显著高于 CK 和其他处理。移栽后 75 d，不同处理叶绿素含量较 60 d 大幅降低，其中 L6.0、BL5.5、BL6.0、BL6.5 处理均显著高于 CK，以 BL6.0 处理最高，为 4.32mg/g，且显著高于其余处理。
随着烟株生长发育，雪茄烟叶类胡萝卜素含量变化趋势同叶绿素一致（图6）。移栽后 30 d，仅L5.5 处理显著高于 CK；移栽后 45 至 65 d，BL6.0 处理类胡萝卜素含量最高，显著高于 CK；移栽后 75 d，各处理类胡萝卜素含量均显著高于 CK，同碱度下 BL 处理类萝卜素含量均高于 L 处理，这对发酵时提高烟叶香气物质有重要作用。
图5不同处理雪茄烟叶叶绿素含量的变化
图6不同处理雪茄烟叶类胡萝卜素含量的变化
2.5 不同处理对发酵后雪茄烟叶化学成分的影响
由表7可知，各处理发酵后烟叶总糖、还原糖含量较 CK 均显著降低，说明适当提高土壤 pH 有利于发酵过程中烟叶糖含量分解，使雪茄烟叶获得较丰富的香气及醇厚的口感。单施石灰模式下总糖、还原糖含量随着碱度升高而升高，且石灰混施生物炭模式下随着碱度升高而降低。总氮含量以 L6.0 处理显著最高，BL6.5 处理次之。同一调控模式下烟碱含量均以碱度为 pH 6.0 处理含量最低，且同一碱度下均以混施生物炭处理较高，说明雪茄烟叶在土壤 pH 6.0 下有利于发酵后烟叶烟碱降解，使烟碱含量处于较适宜的值。发酵后烟叶钾含量表现出随调控碱度的升高而逐渐降低，以 L5.5、 L6.0 处理钾含量较高，同时混施生物炭调控较单施石灰调控钾含量低。各调控处理均能有效降低烟叶氯含量，其石灰混施生物炭组显著低于 CK 及同碱度石灰组，具体表现为 CK>L5.5>L6.0>L6.5>BL5.5>BL6.5>BL6.0。各处理烟叶钾氯比较 CK 均得到提升，且石灰混施生物炭组均高于单施石灰处理，以 BL5.5、BL6.0 处理最高，能为雪茄烟叶提供较好的燃烧性。氮碱比小于或接近 1 的烟叶余味舒适，劲头适中。综合来看，以 BL5.5、BL6.0 处理化学成分较为协调。
表7不同处理发酵后雪茄烟叶的化学成分
2.6 不同处理对发酵后雪茄烟叶物理特性的影响
物理特性是评价烟叶工业可用性的重要指标。由表8可知，烟叶叶片厚度以 BL6.0、BL6.5 处理显著最高，较 CK 分别提高 12.97%、11.48%。发酵后烟叶拉力除 L5.5、BL5.5 处理外，其余处理均显著高于 CK，同一调控方式在施用碱度 pH 为 6.0 时拉力最高。叶质重以 L6.0、L6.5、BL6.5 处理较高，显著高于其余处理及 CK。雪茄烟叶单叶重表现为石灰调控组显著低于 CK 及石灰混施生物炭组。
表8不同处理发酵后雪茄烟叶的物理特性
3 讨论
烟草中碳氮代谢的强度和协调性是影响化学成分形成与转化的关键因素[20]。不同碱性物料施入通过调节土壤 pH，改善土壤养分有效性和生物活性，进而影响了叶片碳氮代谢的强度[21]。在叶片生长发育过程中，AL 和 NI 是衡量碳代谢的关键指标，通过调控淀粉与总糖的积累，优化烟株的光合作用效率和能量供给，为氮代谢提供必要的碳源[20]。本研究表明，AL 活性生育期变化较小，L 处理及 CK 的 AL 活性随烟株生长发育缓慢下降，而 BL 处理表现出先降后升的趋势；NI 活性整体为先降后升再降的趋势，同时总糖、还原糖、淀粉含量表现为前期缓慢降低，75 d 后迅速增加，这说明在烟叶生长后期转变为以碳代谢为主，糖类物质积累增加以维持叶片生命活动和生长发育，这与张嘉雯等[20]、吴永兵等[22]的研究结果一致。本研究中，BL 处理中后期烟叶 AL、NI 活性及淀粉含量较高，碳代谢水平显著提升，可能是由于生物炭的加入改善了土壤肥力和烟株光合作用效率，使烟株在成熟阶段表现出更高的碳代谢水平和生长潜力[14，23-24]。而成熟期烟叶总糖、还原糖在同碱度下 BL 处理相较于 L 处理的低，表明生物炭的加入促进了碳水化合物向能量代谢及次生代谢产物的转化，优化了烟叶中糖分的代谢效率，使烟叶糖分积累降低[25]。
植物氮代谢强度通常以 NR 活性表示，其高低直接调控氮代谢强度，而 GS 作为关键酶，调控氨的同化与转运，决定了氮代谢的效率和氮素的分布[26]。本研究表明，NR 活性在烟叶生长前期较高，部分处理在后期呈现回升趋势，GS 活性、总氮含量表现在 45 d 时最高，这表明氮代谢主要集中在叶片生长初期，这与吴永兵等[22]、张嘉雯等[26] 的研究结果一致。各处理相比较，在烟株生长前期，BL5.5、BL6.0 处理烟叶 NR 及 GS 活性较高，含氮化合物积累较多，氮代谢较为旺盛，而 BL6.5 处理烟株氮代谢一直维持在较低水平，这可能是因为适量生物炭的添加，使得土壤中的碳氮比较适宜，有助于烟株吸收利用土壤中的氮素，促进了氮代谢的进行[25]；而过量添加时因生物炭显著的吸附能力，可能导致了氮素被过度固定，减少了植物可利用氮的供应[27]，从而抑制了烤烟的氮代谢。在烟叶生长和成熟过程中，烟碱的合成与积累能力逐渐增强，成熟期时烟碱含量达最高峰，但在同碱度下 BL 处理相较于 L 处理的低，可能是因为生物炭促进了有机氮的矿化与有效氮的缓释，优化了氮素的动态平衡，从而抑制了烟碱的过量合成，使烟叶中烟碱含量保持在适宜范围，并提升了烟叶的品质[28-29]。
烟草叶片叶绿素含量的高低是反映叶片光合性能的重要指标，与碳氮代谢强度和转化密切相关[26]。类胡萝卜素是烟叶香味物质的重要前体物，与香气量、香气质成正比[30]。本研究中，各处理叶绿素、类胡萝卜素含量随叶片生长呈先升高后降低的趋势，这与赵兵飞等[30]的研究结果一致。BL 处理在旺长期显著提高了叶绿素含量，增强了光合作用效率和光合产物的积累。成熟期后，同碱度下 BL 处理与 L 处理相比，质体色素含量仍处于较高水平，可能是因为生物炭通过缓释作用为烟株提供了充足的氮、镁、钾等养分，从而使烟叶成熟期能积累较高的质体色素含量；而石灰主要通过提高土壤 pH 和提供钙元素，对其他养分供应作用有限，导致质体色素合成的原料不足[31-32]。研究还表明，不同调控方式均以碱度 pH 6.0 能为烟株生长后期积累较多的质体色素，其降解后能产生丰富的香味，可为烟叶香气物质的提高奠定基础。
单施石灰、石灰混施生物炭 2 种调控方式对发酵雪茄烟叶化学成分及物理特性均具有显著影响。叶协峰等[12]、刘卉等[13]研究表明，施加生物炭能提高了烟叶钾含量、钾氯比，降低烟叶两糖含量，能显著提升烟叶内在化学成分的协调性。在本研究中，L 处理碱度升高，即随土壤 pH 升高，烟叶总糖、还原糖含量也逐渐升高，这与樊俊等[33] 的研究结果一致，而 BL 处理两糖含量变化则与之相反，可能是因为生物炭促进了烟叶中次生代谢通路的活性，使得发酵过程中糖分被转化为香气前体物质或其他次生代谢产物，从而降低了发酵后烟叶的两糖含量。在本试验中，各调控处理发酵后烟叶氯含量均降低，是由于随着土壤 pH 升高土壤中氢氧根离子浓度增大，同时随着硝化作用加强，铵态氮含量减少，硝态氮浓度增加，氢氧根、硝酸根等阴离子与氯离子产生了拮抗作用，从而抑制烟株对氯离子的吸收[34-36]；而 BL 处理显著低于 L 处理及 CK，可能是因为生物炭的吸附缓释作用减少了氯离子在土壤溶液中的浓度，从而降低烟株对氯离子的过量吸收。王海洋等[37]研究表明，单施及配施生物炭处理均可增加烤烟厚度、拉力、平衡含水率等物理特性指数，大幅提升了工业可用性，与本研究结果相似，而 L 处理烟叶单叶重较 CK 降低，可能是由于通过单一石灰提升土壤 pH 易引起土壤板结，导致了土壤中有机质含量、微量元素有效性降低、土壤养分平衡失调以及土壤物理性质改变等，进而不利于烟株根系的生长和发育，最终影响了烟株的生长和烟叶的产量。本试验中，各调控处理均提高了烟叶钾含量、钾氯比及氮碱比，降低烟叶中两糖（总糖、还原糖）、氯含量，其中，以 BL6.0 处理内在化学成分含量和比值最为协调，弹性及抗拉强度较好，工业可用性较优。
4 结论
在本试验条件下，不同碱度调控措施对雪茄烟叶碳氮代谢相关酶活性及化学成分均具有显著影响。石灰与生物炭混施调控土壤碱度显著提高了雪茄烟叶的 NR、GS、AL、NI 活性，促进了叶片质体色素合成及碳水化合物与含氮化合物的转化，使发酵后烟叶的化学成分更加协调。不同碱度调控下比较，以 pH 6.0 效果最佳。因此，建议四川达州雪茄烟种植区通过石灰混施生物炭的方式将土壤 pH 提升至 6.0，以提高烟叶品质，本研究为该地区酸性土壤改良及雪茄烟叶种植生产提供理论参考。