ВЛИЯНИЕ НА ОРГАНИЧНИТЕ МЕЛИОРАНТИ ВЪРХУ СЪСТАВА И КАЧЕСТВОТО НА ОРИЕНТАЛСКИ ТЮТЮН ОТ СОРТ КРУМОВГРАД 90

Препис

1 ВЛИЯНИЕ НА ОРГАНИЧНИТЕ МЕЛИОРАНТИ ВЪРХУ СЪСТАВА И КАЧЕСТВОТО НА ОРИЕНТАЛСКИ ТЮТЮН ОТ СОРТ КРУМОВГРАД 90 Виолина Ангелова 1, Венелина Попова 2, Красимир Иванов 1 1 Аграрен университет Пловдив 2 Университет по хранителни технологии Пловдив ЕFFECT OF ORGANIC AMELIORANTS ON THE COMPOSITION AND QUALITY OF ORIENTAL TOBACCO KRUMOVGRAD 90 Violina Angelova 1, Venelina Popova 2, Krasimir Ivanov 1 1 Agricultural University, Plovdiv, Bulgaria 2 University of Food Technologies, Plovdiv, Bulgaria Abstract There has been carried out a comparative research on the impact of organic soil ameliorants (compost) on the chemical composition and quality of Oriental tobacco variety Krumovgrad 90, grown in the vicinity of the Lead and Zink Complex Kardzhali, Bulgaria. Incorporation of compost in the soil affected plant height, the number and size of the leaves, and led to an overall lowering of tobacco quality. The application of compost led to increased content of K, Ca and Mg in the leaves and therefore could favorably affect the burning properties of tobacco. The ameliorant affected the basic indexes of tobacco chemical composition defining its quality, resulting in increased mineral substances and proteins levels, and reduced amount of reducing sugars in tobacco leaves in relation to the control. Keywords: compost, Oriental tobacco, quality, chemical composition Въведение Качеството на тютюна до голяма степен се определя от неговия химичен състав. Това главно се отнася до съдържанието на никотин (общи алкалоиди) и редуциращи захари, както и съдържанието на азот, калий, калций и магнезий. Химичните свойства на тютюна зависят и от редица фактори, сред които трябва да се отбележат сорт, местообитание (почва и климат), както и влиянието на агротехническите практики върху физичните, химичните и биологичните свойства на почвата. Почвените условия и съдържанието на хранителни вещества са от изключително значение за растежа и развитието на растенията. Освен въглерода, водорода и кислорода, които се внасят от атмосферата и водата, макро и микроелементите са необходими за растежа на растенията [9]. Добивът и качеството на тютюна силно се влияят от торенето и особено от внасянето на азотни и калиеви торове [13]. Недостатъчното или прекомерно торене с азот може да доведе до ниски добиви и по-ниско качество на тютюна [2]. Използването на органични торове влияе върху физикохимичните свойства на почвите и подобрява условията за развитието на културите. Органичните торове могат да неутрализират или намалят киселинността на почвата и да повишат съдържанието на някои микроелементи като Zn и Cu. Ефективността на органичното торене се проявява в бърз растеж, поранно съзряване, подобряване горяемостта на листата, тяхната маса и добив [6]. Съществуват доказателства, че използването на комбинирани неорганични и органични торове може да подобри растежа и качеството на тютюна [16]. Нарастващото прилагане на органични торове подобрява способността на почвата да доставя хранителни вещества, като по този начин се осигуряват достатъчни количества N, P, и К за развитието на тютюна [4]. От друга страна, органичните торове могат да подобрят устойчивостта на тютюневото растение към болестите [10]. Целта на настоящото проучване е чрез сравнително изследване да бъде определено влиянието на компоста върху химичния състав и качеството на ориенталски тютюн. Материали и методи В изследването беше включен ориенталски тютюн (сорт Крумовград 90), отглеждан в района на ОЦК Кърджали. Полските опити бяха заложени в 2 варианта по блоковия метод в четири повторения. Вариантите включваха контрола (без 571

2 внасяне на добавки) и вариант с внасяне на компост (добавен в количество 10 % към почвата). Характеристики на почвата и внесения органичен мелиорант са показани в табл. 1. Tаблица 1. Характеристика на почвата и органичната добавка, използувана в експеримента Параметър Почва Компост ph EC, ds/m Органично вещество,% N (Kjeldal),% Подвижен P, mg/kg Подвижен K, mg/kg Общ P, mg/kg Общ K, mg/kg Прибирането на тютюневите листа се извърши на етапи /беритби/, съответстващи на узряването на листата. Формирани бяха 4 беритби. Набраните технически зрели листа бяха нанизвани на единична игла и сушени при естествени условия, спазвайки технологията на слънчево сушене на ориенталски тютюн. Съдържанието на общ азот беше определено по метода на Келдал. Съдържанието на К, Са и Mg в листата беше определено по метода на сухата минерализация. За определяне на макроелементите беше използван атомно-емисионен спектрометър Jobin Yvon Emission - JY 38 S. В изсушените листа беше определено съдържанието на веществата, имащи пряко отношение към качеството и пушателните свойства на тютюна общ азот, протеини, редуциращи вещества, минерални вещества, никотин. Анализите са проведени по общоприетите методи, като са изразени в проценти спрямо сухо вещество. Експертната оценка на изсушените листа беше проведена от тричленна комисия, на база проявлението на основните елементи на качеството беритбена група, едрина, цвят, структура на листната петура, повреденост и др. Резултати и обсъждане Влияние на органичните мелиоранти върху растежа и развитието на тютюна Влиянието на органичните мелиоранти върху процесите на растеж и развитие на включения в експеримента ориенталски тютюн е установено чрез фенологични наблюдения и проследяване на морфологичните показатели височина на растенията, размери на листата от долен, среден и горен беритбен пояс в техническа зрялост. Височината на растението е пряко свързана с формираните листа, и този показател може да използува като индикатор за възможния брой на листата [1]. Внасянето в почвата на органични мелиоранти оказва влияние върху височината на растенията и броя на формираните листа. Анализът на данните от фиг. 1 показва, че използваната добавка оказва положително влияние върху растежа и листообразуването. Фиг. 1. Влияние на органичните добавки върху височината на растенията Промените в стойностите на почвените параметри след внасянето на органичната добавка оказват силно влияние върху височината и броя листа на растение (данните не са посочени). Налице е силна положителна корелация между височината на растенията и съдържанието на органичен въглерод, както между този биометричен признак и количеството общ азот в почвата. Освен от броя на годните за бране листа, добивът и качеството на листата се определя и от техните размери. Дължината и ширината на листата в техническа зрелост варират в зависимост от беритбения пояс. На фиг. 2 са представени данни за размерите на листата от четири стъблени позиции 7 ми, 14 ти, 19 ти и 28 ми лист, представителни съответно за долен, среден и горен беритбен пояс. Фиг. 2. Дължина и ширина (cm) на листата При всички стъблени позиции листа с наймалки размери са получени при контролните растения. Характерната за ориенталския тютюн 572

3 връзка между размера на листата и стъблената позиция (беритбен пояс) е налице както при контролните растения, така и при третираните варианти. Анализирайки данните за линейните параметри на петурата може да се посочи силното положително влияние на съдържанието на органичен въглерод и общ азот в почвата върху дължината на листата от четирите беритбени пояса. Характерно за ориенталските тютюни е, че колкото едрината на листата е помалка, толкова типът е по-характерно изразен [17]. Дължината на листата превишава граничната за качеството стойност (20 сm) при контролата и използувания органичен мелиорант. Усвояване на макроелементите от листата на ориенталски тютюн Минералните вещества имат пряко влияние върху горяемостта на тютюна. При благоприятно съотношение между отделните елементи тютюнът има добра горяемост, изразяваща се в равномерно и с достатъчна интензивност тлеене. Това осигурява проявлението на потенциалните пушателни свойства, носители на които са органичните вещества [17]. Азотът е един от найважните елементи, влияещи върху растежа и развитието на тютюна. Освен като основен хранителен елемент за тютюневото растение, азотът участва в състава на никотина, поради което количеството на този алкалоид е в положителна корелация със съдържанието на общ азот в растението. Високото съдържание на азот в почвата води до натрупване на голямо количество общ азот в тютюневите листа. За тютюневите растения калият има значение не само като хранителен елемент, свързан с оптималното му развитие, но и като елемент, от който до голяма степен зависи качеството на листата цвят, еластичност, структура, горяемост. Някои от минералните елементи имат съществено значение от технологична гледна точка, тъй като играят роля на катализатори, особено при окислителните процеси [17]. Резултатите за влиянието на органичната добавка върху акумулирането на макроелементите в листата на тютюн са представени на фиг. 3. Фосфорното съдържание в тютюневите листа, в зависимост от фазата на развитие, е от 0.1 до 1 % [7]. Установените концентрации в технически зрелите листа на ориенталския тютюн са около долната граница, въпреки добрата запасеност на почвата с подвижен фосфор (табл. 1). Най-богати на Р са технически зрелите листа от горен беритбен пояс. Те се обогатяват, освен пряко от почвата, и от реутилизация на Р от по-долните листа, които обедняват. Влиянието на компоста върху съдържанието на Р в листата е сравнително слабо изразено. Тенденция за намаление на Р се наблюдава при листата от долен и горен беритбен пояс, докато повишаване на концентрацията се наблюдава в листата от ІV беритба. Фиг. 3. Влияние на внесения компост върху акумулирането на макроелементи в листата Съдържанието на К в листата на тютюневите растения варира от 1.5 до 5.5 % в зависимост от стъблената позиция (фиг. 3). Стойностите са подобни съобщените от [15], според който съдържание на К в листата % има положително влияние върху горяемоста на тютюна. Съдържанието на К е най-високо в долния беритбен пояс. В средния и горния пояс съдържанието се намалява повече от 2 пъти, вероятно поради преизползването на К от съцветията. През първите фази на вегетацията тютюневите растения усвояват повече К, отколкото им е необходимо и част от елемента се съхранява в стъблата [12]. През по-късните фази, К от стъблата се придвижва към листата. В съдов опит с тютюн Виржиния [19] е установено, че 573

4 концентрацията на К е най-висока в технически зрелите листа от долен беритбен пояс, а горните зрели листа са сравнително бедни. Получените от нас резултати показват зависимост между калиевото съдържание в технически зрелите листа и беритбения пояс. Въпреки добрата почвена запасеност с усвоим К, концентрацията му в листните тъкани намалява. Това може да се дължи на високото съдържание на Са и следователно на антагонизма между тях, при което интензивността на усвояване на K силно се понижава [18]. Подобни са резултатите след внасянето на компост в почвата. Съдържанието на К в листата на тютюна зависи силно от мястото им по стъблото. Налице е добре изразена тенденция на понижение при по-горе разположените листа. Този факт е показателен за преизползването на елемента от по-долните етажи. Съдържанието на Са в листата на тютюна при контролните растения варира от 1.9 до 4.3 % (фиг. 3). Тези стойности са подобни на съобщените от други автори [20]. Концентрацията на Са в листата на тютюна зависи от мястото им по стъблото. Най-много Са се акумулира в зрелите листа от долен беритбен пояс, а листата от среден и горен беритбен пояс са със значително пониско съдържание, дължащо се на липсата на реутилизация на елемента и съсредоточаването му в по-старите тъкани (фиг. 3). Тези данни са в съгласие с резултатите, посочени в [5]. Внасянето на компост в почвата води до повишаване на съдържанието на Са в листата на тютюна (до 5.0 % за долен пояс и 3.5 % за горен пояс). Резултатите показват връзка между съдържанието на Ca и К в листата и потвърждават хипотезата за антагонистични отношения между двата елемента. Увеличението в съдържанието на Са в технически зрелите листа е възможна причина за влошаване качеството на тютюна [19]. Минималното съдържание на Mg в листата на тютюна, при което не се появяват симптоми на недостатъчност, е около 0.25 % [14, 15]. Като желани концентрации на Mg както в млади, така и в узрели листа се посочват границите % [3]. Съдържанието на Mg в технически зрелите листа на ориенталски тютюн се променя в тесни граници от 0.33 до 0.69 % и зависи главно от разположението на листата [20]. Подобни гранични стойности ( %) в тютюневите листа през различните фази на развитие се препоръчват и от други автори [7]. Симптоми на недостиг на елемента се появяват при съдържание в листата под 0.15 % [14]. Установеното от нас съдържание на Mg в технически зрелите листа е над посочената за тютюна критична стойност. Най-висока е концентрацията на Mg в листата от долен беритбен пояс. Концентрацията на Mg в технически зрелите листа се променя слабо от беритбения пояс. Според [11], при Mg дефицит растенията са с по-ниско съдържание на елемента в долните листа в сравнение с горните, докато при нормално снабдяване най-високата концентрация е в долните листа. В нашето изследване съдържанието му е най-високо в долните листа. Очевидно, добрата запасеност на почвата с Mg осигурява достатъчно пряко постъпване на елемента в по-горните органи, което намалява нуждата от преизползване, на каквото той подлежи. Органичната добавка води до повишаване на съдържанието на Mg в листата на тютюна от средния и горния пояс (фиг. 3). Установена е положителна зависимост между съдържанието на К и Mg в листата на тютюна. Съдържанието на Mg в листата се увеличава с повишаване съдържанието на K. Получените от нас резултати не потвърждават намереното от Mylonas, et al. [12], че съдържанието на Mg в листата на ориенталския тютюн намалява с увеличаване съдържанието на K. Съотношение К/Са. Съотношението К/Са има голямо значение за качеството и с него се свързва главно структурата на тютюневия лист и горяемостта. Когато Са преобладава над К се получава суровина с влошени еластични и обемни свойства. Получените от нас резултати покзват, че съдържанието на K в листата от контролните растения преобладава над това на Ca, с изключение само при ІV беритба. Внасянето на компост към почвата води до повишаване съдържанието на К и Ca, като се променя съотношението К/Ca, съответно при листата от І и ІІІ беритба то намалява, докато при листата от ІІ и ІV беритба се увеличава (фиг.2). Влияние на компоста върху химичните показатели на сухия тютюн В табл. 3 са представени резултатите за влиянието на органичния мелиорант върху химичните показатели на изсушените тютюневи листа. Внасянето на компост в почвата влияе върху показателите, определящи качеството на тютюна пепел, протеини, никотин, редуциращи захари. А) Пепел. Общото съдържание на минерални вещества (чиста пепел) има добре изразена корелация със съдържателността на тютюна, а от там и с неговото качество. Съдържанието на пепел при ориенталския тютюн варира от 12 % до 15 % [17]. При внасяне на компост е налице силно изразено нарастване в сравнение с контролата. Установена е зависимост между съдържанието на 574

5 К и Mg в листата на тютюна и това на пепелта. С увеличаване количеството на макроелементите нараства и съдържанието на пепел. Таблица 3. Химичен състав на изсушени тютюневи листа, сорт Крумовград 90 Беритба Показатели Контрола I 26,62 6,58 14,30 2,90 0,88 2,27 II 18,66 13,94 15,07 2,41 0,84 5,78 II 15,48 18,67 12,33 1,97 0,60 9,48 IV 17,87 15,46 13,90 2,22 0,66 6,96 10 % компост I 28,17 6,79 14,14 2,26 0,62 3,00 II 18,24 13,52 16,07 2,57 0,88 5,26 II 19,51 7,98 15,90 2,55 0,94 3,13 IV 18,92 11,17 15,25 2,44 0,88 4,58 1 минерални вещества (чиста пепел),%; 2 общоредуциращи вещества,%; 3 протеини,%; 4 общ азот,%, 5 никотин, %, 6 Число на Шмук Б) Протеини. Влиянието на белтъчните вещества върху консумативните качества на ориенталския тютюн е като цяло отрицателно, тъй като при пиролизата им се получават азотни вещества с неприятна миризма и дразнещ вкус. Корелацията им с качеството на тютюна също е отрицателна. Прекалено ниското съдържание е свързано в повечето случаи с по-неутрален вкус, докато тютюните с пълен вкус имат средно белтъчно съдържание. Съдържанието на протеини в тютюневите листа варира от 4 до 16 %, като при ориенталските тютюни достига до 8.5 %. Внасянето в почвата на компост оказва влияние и върху съдържанието на белтъчни вещества. Нарастването им в сравнение с контролата е силно изразено в листата и от четирите беритби. Снабдяването с азот е най-важният фактор, влияещ върху качеството на тютюна [8, 12, 20]. Значителна отрицателна корелация е установена между добива и съдържанието на протеини. Използуването на органични торове води до увеличаване съдържанието на азот и никотин в листата на ориенталския тютюн и Виржиния [2, 19]. Контролираното освобождаване на азот от органичните торове може да бъде полезна практика за повишаване съдържанието на никотин в тютюна. Съобщава се, че минерализацията на азота в по-късните стадии е важен фактор, влияещ върху акумулацията му и оттам върху съдържанието на никотин в листата [8]. Посочва се, че съдържанието на никотин в листата на едролистни тютюни се увеличава в по-късните стадии на развитие, особено след прекършването на съцветията [15]. Установена е зависимост между съдържанието на Mg в листата на тютюна и това на белтъчните вещества. С увеличаване на количеството на Mg се увеличава съдържанието на белтъчни вещества. В) Разтворими въглехидрати. Ориенталските тютюни съдържат значителни количества разтворими захари, като средното съдържание варира от 10 до 18 % [17]. При много високи нива на разтворими въглехидрати (над 16 %) и ниско съдържание на азотни вещества се получава едностранчив, с недостатъчна пълнота вкус и се засилва паренето. Количеството на разтворими въглехидрати силно се влияе от условията на отглеждане на тютюна. По-висока почвена влажност и по-високо съдържание на К и Р в почвата подпомагат натрупването им, докато пониската влажност и по-високото съдържание на азот са свързани с по-ниско въглехидратно съдържание. Корелацията между количеството на разтворимите въглехидрати и качеството на тютюна е положителна. Внасянето в почвата на компост води до понижаване съдържанието на разтворими въглехидрати в листата на тютюна. Установена е отрицателна зависимост между съдържанието на К и Mg в листата на тютюна и съдържанието на захари. Количеството на редуциращите захари намалява при увеличаване съдържанието на K и Mg в листата. Влияние на компоста върху качествените показатели на изсушените тютюневи листа А) Eкспертна оценка. Характеристиките на четирите формирани беритби са следните: I беритба: Включва листа от диб и първа майка, едри, със зелено-кафяв и червено-кафяв цвят; слабосъдържателни, тънки, силно изшарени. II беритба: Включва листа от първа и втора майка, с червено-кафяв, зелен и жълто-кафяв цвят. Листата са слабо до средносъдържателни, едри, тънки, прегорели и изшарени. III беритба: Включва листа от втора и трета майка, едри, със светлокафяв до червено-кафяв и кафяв цвят, тънки, средносъдържателни. IV беритба: Включва листа от трета майка, ковалама и уч, с жълто-оранжев, оранжево-червен до червено-кафяв цвят, със зеленикави оттенъци, плътни, със средна дебелина, средно до съдържателни. Б) Химичен състав. За обективното определяне на качеството на светлите тютюни особено важен е балансът между основните компоненти на химичния състав, изразен чрез различни съотношения. Внасянето на компост води до слабо изменение в тези показатели. Индексът общоредуциращи вещества/пепел, даващ информация за съдържателността на 575

6 тютюна, варира от 0.24 до Индексът редуциращи вещества/никотин е в границите от 8.49 (ІІІ беритба) до (ІІ беритба), а общ азот/никотин от 2.71 (ІІІ беритба) до 3.65 (І беритба). Тези индекси характеризират материала като качествен и среднокачествен, което корелира добре с резултатите от експертната оценка на тютюневите проби. За обективна оценка на влиянието на добавката (10 % компост) върху качеството на тютюневите листа трябва да бъдат сравнени получените резултати за листата от отделните беритби помежду им. При листата от I и ІІ беритба добавката почти не оказва влияние върху химичния състав на тютюна, с изключение на лекото намаление на никотина. Листата от III беритба са с най-влошен химичен състав спрямо контролата, тъй като значително се увеличава съдържанието на минерални вещества, белтъци и общ азот, и се понижава повече от ½ съдържанието на общоредуциращи вещества. При листата от IV беритба е налице леко влошаване на химичния състав спрямо контролата (намаляване на общоредуциращите вещества и повишаване съдържанието на пепел и азот). При всички проби числото на Шмук (общоредуциращи вещества/ общ азот) е по-високо от 1.00, което е характерно за ориенталския тютюн. Заключение На базата на получените резултати могат да бъдат направени следните изводи: 1. Внасянето на компост в почвата оказва влияние върху височината на растенията и броя на формираните листа и води до увеличение на размера на листата. 2. Внасянето на компост в почвата води до повишаване усвояването на макроелементите К, Ca и Mg, до подобряване на жизнения статус на тютюневите растения и оказва благоприятно въздействие върху горяемостта на тютюна. 3. Внасянето на компост влияе върху показателите, определящи качеството на тютюна, като води до повишаване количеството на минералните вещества и протеините, и намаляване на редуциращите захари спрямо контролата. Литература [1] Ali, K., M. Siraj, A. Rashid, and M.A. Shah, (1984). Testing of some tobacco varieties for different morphological characters and chemical composition. Pak. Tob. 8(1): [2] Bozhinova, Р., V. Bozhinov, (2006). Exploring the influence of some soil parameters on growth and yield of Oriental tobacco Ustina origin. Scientific works Agricultural University Plovdiv, 51: [3] Campbell, C. (2000). Reference Sufficiency Ranges Field Crops, Tobacco, Flue-cured, agronomi/saaesd/fluecure.htm [4] Cao, P. Y., S.J. Lu, and W.S. Zhang, (2004). Advances in soil organic matter contents and vermicomposts application in tobacco growing areas. Acta Tabacaria Sinica 10(6): [5] Drossopoulos J.B., A.J. Karamanos, and G.G. Kouchaji, (1992). A survey of selected nutrient levels at different leaf position of oriental filed-grown tobacco plants, Tob. Sci., 36: [6] Hu, Z. (2004). Effect of bio-organic compound vermicompost on improvement of tobacco quality. Chinese Agricultural Science Bulletin, 20(3): [7] Jones, J., B. Wolf, and H.A. Mills, (1991). Plant Analysis Handbook, Micro-Macro Publishing Inc. [8] Ju, X.T., F.C. Chao, C.J. Li, R.F. Jiang, P. Christie, and F.S. Zhang, (2008) Yield and nicotine content of fluecured tobacco as affected by soil nitrogen mineralization. Pedosphere 18: [9] Kafi, M., M. Lahooti, E. Zand, H. Sharifi, and M. Goldani, (2000). Plant physiology. University of Mashhad. First Edition. [10] Li, C. X. (2007). Effect of EM bio-organic vermicompost on tea garden. J. Tea Business 29(2): [11] McCants, C.B., W.G. Woltz, (1967). Growth and Mineral Nutrition of Tobacco. Advances in Agronomy, 19: [12] Mylonas, A.V., V.N. Athanasiadis, and I.G. Sidiropoulos, (1981). Effects of Nitrogen and Potassium on Certain Agronomic and Chemical Characteristics of Samsun Tobacco in Greece. Beitr Tabakforschung Int, 11(1): [13]Spirov, P., S. Lukipudis, (1999). Yield and quality of oriental tobacco from Kroumovgrad. Rasteniev dni Nauki, 36(3): [14]Tso, T. C. (1989). Physiology and Biochemistry of Tobacco Plants, Beltsville: Ideals, 393. [15] Volodarskiy, N. I. (1971). Mineral nutrition of tobacco. In: B. A., Rubin, ed. Physiology of agricultural plants. Moskow University, Moskow, pp [16] Wang, S.S., Q.M. Shi, W.Q. Li, J.F. Niu, C.J Li, and F.S. Zhang (2008). Nicotine concentration in leaves of fluecured tobacco plants as affected by removal of the shoot apex and lateral buds. J. Integr. Plant Biol. 50: [17] Гюзелев, Л. (1983). Стокознание на тютюна, Пловдив, Изд. Христо Данов, 183. [18] Еников, К, М. Беневски (1984). Справочник по торене, София [19] Митрева, Н., Е. Апостолова (1986). Постъпване, потребление и разпределение на К и Са в тютюн тип Виржиния при различни азотни равнища, Почвознание, агрохимия и раст. защита, 1: [20] Янчева, Д. (2002). Минерален състав на листата на ориенталски тютюн в зависимост от азотната торова норма. ІІ ра Балканска научна конференция Качество и ефективност на производството, обработката и преработката на тютюна, Пловдив,