稻田烟叶与山地烟叶理化特性比较分析

李 平，杨虹琦*，赵松义，杨红武，管 维，曹晓玉

(1湖南农业大学烟草科技与健康重点实验室/生物科学技术学院，长沙410128;2中国烟草中南农业试验站，湖南长沙410128)

生态环境是决定烤烟风格特色的主要因素，不同的生态产区会形成不同的烟叶化学成分和香气风格[1]。湖南是浓香型特色烟叶的主要产区之一，其中桂阳、江华、靖州烟区烤烟种植以烟稻轮作模式为主，前作为烤烟，后作为水稻，实行水旱轮作;桑植、凤凰及隆回部分产区烤烟种植以山地旱作种植模式为主，一般一年只种一季烤烟，多为连作[2，3]。聂东发、张国、邓小华等人已经对桂阳、江华、靖州、桑植、凤凰及隆回烟叶品质进行了研究[4～6]，但关于这些产区稻田和山地烟叶理化特性的研究未见报道。本研究以湖南省烟稻轮作区(江华县、桂阳县、靖州县)和山地烟区(桑植县、凤凰县、隆回县)初烤烟叶为材料，对6个烟区烟叶理化特性和香气前体物进行了分析比较，以揭示烟稻轮作烟区与山地烟区烟叶的理化特性差异，为烟草企业原料的选用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验于2010～2011年在郴州市桂阳县、永州市江华县、怀化市靖州县、张家界市桑植县、湘西自治州凤凰县、邵阳市隆回县进行，样品检测分析在湖南农业大学烟草科学与健康重点实验室进行。

1.2 试验设计

在湖南烟稻轮作产区桂阳县洋市乡、樟市镇、仁义镇、银河乡、和平镇、余田乡、浩塘乡、板桥乡，江华县白芒营镇、大石桥乡、涛圩镇、大路铺镇、沱江镇，靖州县藕塘乡、新厂镇、铺口乡、艮山口乡、甘棠镇选择烟叶生长正常、前作为水稻的田块作为试验取样点。分别在湖南山地烟产区桑植县官地坪乡、桥自湾乡、蹇家坡乡、人潮溪乡、白石乡、龙潭坪镇，凤凰县阿拉乡、茶田乡、千工坪乡、两林乡、禾库镇、腊尔山乡，隆回县荷香桥镇、岩口镇选择烟叶生长正常的旱地烤烟作为试验取样点。所有试验点统一种植云烟87，施肥、田间管理、烘烤技术等栽培管理措施均按当地生产技术规程进行。待烟叶采收烘烤后选取烤后中部C2F、C3F、C4F烟叶各2 kg，去主脉、粉碎、过筛后装入塑料袋中密封储藏，作为烟叶化学特性检测样品。

1.3 理化指标检测

烟叶物理指标的测定:按照YC/T31测定烤烟的含水率;根据“GB2635－1992烤烟”标准测定烟叶的叶宽、叶长、单叶重、叶片厚度、单位叶面积重、含梗率、去梗干物质重，具体的测定方法参考孙建锋[7]的方法。常规化学成分的分析检测方法主要依据国家烟草专卖局制定的行业标准，YC/T159－2002测定水溶性糖和还原糖，YC/T160－2002测定烟碱，YC/T161－2002测定总氮、YC/T173－2003测定钾、YC/T162－2002测定氯。多酚和类胡萝卜含量测定按参考文献[8]方法进行。

1.4 数据统计分析

试验所得数据采用EXCEL和DPS软件进行统计分析，采用单因素方差分析和Duncan法进行多重比较。

2 结果与分析

2.1 烟叶物理指标统计分析

2.1.1 烟叶物理指标变异度分析

烟叶物理特性不仅与烟叶内在质量密切相关，部分指标如含梗率、平衡含水率等还是体现烟叶加工性能的重要指标，直接影响卷烟制造过程、产品风格、成本及其它经济因素[9]，因而烟叶物理指标是烟叶质量评价过程中很重要的部分[10]。试验结果表明，山地烟叶叶长和叶片厚度的标准差大于稻田烟叶，单叶重和单位叶面积质量的标准差小于稻田烟叶。山地烟的叶长、叶宽、含梗率、平衡含水率、去梗干物质重和叶片厚度等物理指标的变异系数均大于稻田烟叶，仅单叶重和单位叶面积质量的变异系数小于稻田烟叶，这说明稻田烟叶样本的物理特性相对比山地烟叶的变异程度小并稳定(表1)。

表1 稻田烟叶及山地烟叶物理指标变异度Table 1 Variability of physical indicator of tobacco leaves planted in paddy soil and mountain soil

2.1.2 烟叶物理指标比较分析

对稻田及山地烟区烤烟物理指标统计分析结果表明，烟稻轮作烟区和山地烟区烤烟除叶片厚度差异不显著外，其他物理指标均存在显著或极显著差异，其中稻田烟叶宽、去梗干物质重、单位叶面积质量均大于山地烟叶，单叶重、含梗率，平衡含水率均小于山地烟叶。此外，稻田烟叶的开片度要好于山地烟叶(表2)。山地土壤含水率低，烟叶叶脉输导组织发达，而主叶脉重量对单叶重影响大于叶片其他部分，致使山地烟叶的含梗率和单叶重高于稻田烟叶。烟叶成熟采收期雨水多，光合产物积累少，使得山地烟叶平衡含水率高、去梗干物质重和单位叶面积质量低。

表2 稻田与山地烟叶物理指标比较Table 2 Physical indicators of tobacco leaves planted in paddy soil and mountain soil

2.2 烟叶化学指标比较分析

2.2.1 常规化学成分及品质指标比较分析

由表3可知，稻田及山地烟叶除还原糖以外均存在显著性差异，其中氯和钾氯比呈现出极显著性差异，而且稻田烟叶除烟碱和钾氯比低于山地烟叶外，其余常规化学成分均高于山地烟叶。稻田烟叶总糖和总氮含量高说明其成熟期碳氮代谢旺盛，光合产物及氮代谢产物积累量多，这也是稻田烟叶去梗干物质重和单位叶面积质量指标高于山地烟叶的原因之一[11]。稻田烟叶的钾、氯含量均高于山地烟叶，这说明烟稻轮作烟区与山地烟区土壤或施肥中钾和氯含量存在一定差异，也可能与山地烟叶对钾、氯离子吸收速率低有关。此外，山地烟叶烟碱高于稻田烟叶，这是导致山地烟叶糖碱比、氮碱比偏低而影响山地烟叶品质的主要原因之一。

表3 稻田与山地烟叶常规化学指标Table 3 Conventional chemical indicators of tobacco leaves plantedin paddy soil and mountain soil

2.2.2 烟叶香气前体物的比较分析

稻田烟叶的β－胡萝卜素、叶黄素、芸香苷含量与山地烟叶存在显著性差异，绿原酸含量差异不显著，其中，稻田烟叶的β－胡萝卜素和芸香苷含量高于山地烟叶，叶黄素含量低于山地烟叶(表4)。这一研究结果与不同纬度烟叶香气前体物研究的结果不同，说明叶黄素含量不仅与种植海拔高度和光照强度有关，可能还与耕作模式和烟叶成熟期的光呼吸强度有关。

表4 稻田、山地烟叶烤烟香气前体物含量Table 4 Latent aromatic substance of the flue－cured tobacco in paddy soil and mountain soil

3 结论与讨论

(1)稻田烟与山地烟叶理化指标大多存在显著或极显著差异，山地烟叶含梗率高于稻田烟叶，去梗干物质、单位叶面积重比稻田烟叶小。究其原因主要有两方面，一方面稻田与山地产区烤烟移栽期、成熟期不同，烟株生长所对应的光、温、水气候因素必然不同。烟稻轮作的烟苗移栽期一般为3月底至4月初，6月中旬至7月初进入成熟期，而山地烟区一般位于湘西北，移栽期一般为4月底至5月初，8月底至9月中旬进入成熟期。另一方面，两种耕作模式对土壤理化特性所产生的影响也不同。采用烟稻轮作模式，烤烟采收后，烟田即灌水种植水稻，这种厌氧环境必然导致土壤理化特性发生剧烈变化，进而对来年烟草种植产生影响。山地植烟土壤始终处于含水率达不到饱和的状态。韩锦峰[12]认为，水分对细胞伸长的影响大，而对细胞分裂的影响小，烟草在水分供应不足时，烟叶生长发育、内含物质积累均受到抑制，受干旱胁迫时烤烟烟叶的含梗率比水分充足的要高，而叶宽、去梗干物质、单位叶面积重却比水分充足的要小，这与本研究结果基本一致。彭新辉[13]等综述了气候和土壤及其互作对烟叶物理性状的影响，指出烟叶长度与宽度主要受气候因子的影响，土壤的影响相对较小。而本研究结果显示，稻田烟叶与山地烟叶长度差异不显著，但宽度显著大于山地烟叶。

(2)稻田烟叶总糖、总氮、钾、氯、两糖差显著高于山地烟叶，而烟碱、钾氯比低于山地烟叶。烟稻轮作烟区烟叶钾含量显著高于山地烟区，这与稻田淹水浸泡过程中土壤晶格态钾离子被有效释放有关。彭新辉、黄中叶等人[14，15]认为，根尖是烟碱合成的主要器官，烟碱的含量与烟苗移栽后连续3个月的地温呈显著的正相关，并且认为山地烟移栽期较晚，移栽时地温高于烟稻轮作烟区是造成山地烟烟碱高于稻田烟的主要原因。吴又梯[16]对桂阳、江华、隆回、桑植、凤凰烟区烟叶总糖含量研究结果表明，桂阳、江华烟叶总糖含量高于隆回、桑植、凤凰，这与本研究结果一致。

(3)稻田烟叶的β－胡萝卜素和芸香苷含量显著高于山地烟叶，叶黄素含量显著低于山地烟叶，绿原酸含量差异不显著。杨虹琦[17]对湖南省湘南稻田栽培烤烟产区和湘北旱地栽培烤烟产区K326烤烟中绿原酸和芸香苷研究结果表明，湖南不同烟区烤烟中芸香苷的含量差异不显著，但绿原酸含量存在极显著差异，并且湘南烤烟绿原酸含量显著高于湘北烤烟。而本研究结果显示，稻田烟叶与山地烟叶绿原酸含量差异不显著，芸香苷差异显著。研究结果不同的原因可能与试验品种、取样地点及等级不同有关。

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