气象条件对烤烟烟叶主要化学成分含量的影响

王建伟，张艳玲，过伟民，蔡宪杰，王维超，曹晓涛，李伟观，尹启生*

1.中国烟草总公司郑州烟草研究院，郑州国家高新技术产业开发区450001

2.许昌市烟草公司襄城县分公司，河南省许昌市襄城县城关镇461700

气象因子是影响烤烟生长和烟叶品质的重要环境因子之一［1-3］。中国烟草种植区划中将气象条件作为生态适宜性评价的重要因子，并提出了成熟期气温、旺长期降雨、大田期日照和大田生长期等4项评价烤烟气候适应性的指标［4］。在目前的烟叶生产水平下，烤烟的主要生育期是在露天的大田环境中完成，人为调控烤烟生长的热量条件和降雨条件较困难。因此，设置不同移栽期成为一种调节烟草生育期气象条件的有效方法。烟草农业研究中，关于不同移栽期的相关研究较多，这些研究大致可分为两类，一是以分析不同移栽期条件下烟株的农艺学性状和经济性状为主，如黄一兰等［5］分析了3个不同移栽期处理对翠碧1号产质量的影响；陈永明等［6］在南雄烟区的研究表明，推迟移栽期，烟叶的还原糖含量上升，烟碱含量下降；蔡涛等［7］对不同移栽期的烤后烟叶产质量进行了对比，确定了河南卢氏的适宜移栽期；刘德玉等［8］对比分析了不同移栽期条件下黑龙江产区烤烟的农艺学性状、经济学性状和化学成分的差异；二是以研究不同移栽期的气象条件为目的，如冉法芬等［9］对不同移栽期的气象条件进行分析，并对其气候适生性作了评价。这些研究仅就不同移栽期条件下烤烟生育期的气象因素或烟株生长、烟叶品质差异的一个方面进行分析，对气象条件与烟叶品质的相关性未作论述。为此，选择了季风气候特征明显的河南省襄城县，通过设置不同移栽期而实现田间不同气象条件的方法，分析了不同移栽期条件下烤烟主要生育期气象条件的变化和烤后烟叶主要化学成分的差异，并对两者的相关性进行了分析，旨在阐明气象条件对烟叶主要化学成分的影响。

1 材料与方法

1.1 试验设计

试验于2010年在河南省襄城县王洛镇进行，供试品种为中烟100，按常规移栽期±7 d，±14 d共设置5个处理，移栽日期分别为T1（4月25日）、T2（5月2日）、T3（5月9日）、T4（5月16日）、T5（5月23日），3次重复，共15个小区，每小区66.7 m2。除移栽期不同外，大田生产管理措施按照当地优质烟叶生产规范进行。取不同处理的烤后C3F和B2F烟叶样品由中国烟草总公司郑州烟草研究院进行主要化学成分含量测定。参照文献［4］的方法测定烟叶的化学成分。

1.2 数据来源

气象数据来源于襄城县气象局，主要包括日平均气温、日降雨量和日照时数。

1.3 数据分析

按不同处理的主要生育期记录（表1），计算不同移栽期烟株的主要生育期（旺长期、成熟期和大田生育期）平均气温、降雨量和日照时数；利用单相关分析前述气象条件与烤后烟叶主要化学成分指标的相关性。数据的统计与分析采用Excel和SPSS11.0软件完成。

表1 不同移栽期处理的烤烟主要生育期

2 结果与分析

2.1 不同处理主要生育期的气象条件变化

图1～图3显示了旺长期、成熟期和大田生育期的均温、降雨量和日照时数随移栽日期的变化。旺长期平均气温随移栽期推迟总体上呈逐渐升高的趋势，从24.7℃上升至28.5℃，T5的平均气温稍有下降，为27.7℃。前4个处理的旺长期降水量较小，为23.8～47.2 mm，T5的降水量明显大于其他处理，为133.9 mm。旺长期日照时数基本呈现出随栽期推迟先增加而后逐渐减少的趋势，T2的日照时数最高，为202.2 h，到T5时减至140.1 h。

图1 不同处理的旺长期、成熟期和大田生育期的平均温度

图2 不同处理的旺长期、成熟期和大田生育期的降雨量

图3 不同处理的旺长期、成熟期和大田生育期的日照时数

成熟期平均气温随移栽期的推迟逐渐降低，从26.9℃降至24.6℃；降水量T1，T2相差不大，集中在300 mm左右，T3较低，为211.4 mm，而T4和T5相对较大，分别为366 mm和368 mm。日照时数前T1，T2，T3集中在200 h左右，而T4和T5降低，分别为163 h和154 h。

从整个生育期来看，随移栽期的推迟，平均温度明显上升，从T1的24.8℃逐渐升高，至T5时升至最高值25.9℃。降雨量T1，T2处理差别不大，470 mm左右，T3，T4略微减少至400 mm左右。而日照时数则随移栽期的推迟呈现出明显的减少趋势，从栽期最早的630 h降至栽期期最晚的580 h。这主要与由于随移栽期的推迟而导致烟株大田生长天数逐渐减少有关。

2.2 不同处理的烟叶主要化学成分指标的差异

2.2.1 中部叶

不同处理烤后中部烟叶常规化学成分存在一定差异（图4），从T1到T3处理，随移栽期的推迟，烟碱含量呈上升趋势，以正常移栽处理（T3）最高，推迟移栽的T4，T5处理烟碱含量有所降低；糖含量以T2处理较高，T1较低，T3至T5随移栽期的推迟呈上升趋势，但差别不大；钾离子含量以栽期较早的T1和T2处理较高，T3处理较低。

2.2.2 上部叶

不同处理的上部叶化学成分含量差异分析结果（图5）表明，烟碱含量以T3处理相对较高，T4较低；糖含量（还原糖）随移栽期推迟呈下降趋势，T5相对较低；钾离子含量以T1相对较高，其他处理差异不大；淀粉含量随栽期推迟呈下降趋势，T1相对较高，T5较低。

2.3 气象条件与主要化学成分含量的相关性

烤烟主要生育期气象条件与化学成分含量的相关分析结果（表2）表明，烤后中部烟叶的烟碱和总氮含量与旺长期均温呈显著正相关，其他化学成分指标与气象因子的相关性未达到显著水平。

表2 气象条件与中部烤后烟叶化学成分的相关性①

与中部烟叶相比，上部叶主要化学成分指标与气象因子的相关性达到显著水平的较多（表3）。总氮含量与旺长期、成熟期和大田期的日照时数均呈显著负相关，与成熟期平均温度和大田期平均温度分别呈显著负相关和正相关；还原糖含量与旺长期日照时数、成熟期均温、日照时数呈极显著或显著正相关，与旺长期降水量呈显著负相关；总糖含量与旺长期日照时数呈显著正相关、与旺长期降雨量呈显著负相关；淀粉含量与旺长期日照时数和成熟期均温呈显著正相关。

表3 气象条件与上部烤后烟叶化学成分的相关性①

3 结论与讨论

（1）随移栽期的推迟，热量条件方面，旺长期均温和大田生长期均温逐渐升高，而成熟期均温逐渐降低；降水条件方面，旺长期、成熟期和整个大田生育期表现相似，提前移栽的2个处理间差别不大，常规移栽和推迟7 d移栽之间差别不大，且低于前两个处理，推迟14天移栽明显高于前4个处理；光照条件方面，旺长期、成熟期和整个大田期的日照时数均逐渐减少，其中大田生育期表现尤为明显。

（2）综合两部位烟叶可以看出，相对正常移栽期而言，提前或推迟移栽都一定程度降低了烤后烟叶的烟碱含量，这与陈永明等［6］的研究结果一致。对其他化学成分的影响在两部位之间表现不一致。

（3）从烟叶的部位来看，中部叶片中只有总氮和烟碱含量与旺长期均温的正相关关系达到了显著水平。而上部烟叶化学成分与气象条件（特别是日照时数）的相关关系达到显著水平的相对较多，这与上部叶片在接受日光照射上的优势密不可分。

从生育期划分来看，旺长期、成熟期和大田生育期气象因子中，与烟叶主要化学成分相关性达到显著水平最多的是旺长期，表明旺长期可能是气象因子影响烤后烟叶化学成分的关键时期，而张波等［1］的研究结果也显示烟株旺长期气象条件对烟叶化学成分含量的影响最大，这与本试验的结论一致。其原因是烟叶的化学成分主要为光合作用的初级产物和以其为物质基础的次生代谢物，旺长期是烤烟营养生长的主要生育期，是光合作用初级产物积累的主要时期，而光、热条件又是影响光合作用主要的生态因子的原因所致。

从化合物类别来看，含氮类化合物（总氮）主要表现出了与旺长期、成熟期和大田生育期的日照时数的负相关性，这与石俊雄等［10］、夏凯等［11］的研究结果一致；而碳水化合物（还原糖、总糖和淀粉）则主要表现出了与旺长期日照时数的正相关性、与旺长期降雨量的负相关性。糖类化合物主要是光合作用产物，而光是光合作用的能源［12］，较长的光照时间有利于光合作用的进行，这充分说明了糖类化合物与日照时数、降雨量的相关性。

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