桐梓烤烟不同成熟度上部叶碳氮积累·化学成分和等级结构差异分析

2018-05-14周为华徐增汉朱英华

安徽农业科学 2018年8期

周为华　徐增汉　朱英华

摘要[目的]研究桐梓縣烤烟不同成熟度上部叶碳氮积累与化学成分及等级结构差异。[方法]利用烤烟不同成熟度上部叶的烘烤试验，综合研究分析了桐梓县烤烟不同成熟度上部叶碳氮积累、主要化学成分及其派生值和烟叶等级结构等方面差异。[结果]随着成熟度的提高，上部叶从欠熟叶（M0）到完熟叶（M3）总糖含量、还原糖含量、碳氮比、两糖比、糖碱比、施木克值等呈增大趋势，处理间差异显著或极显著；碳、总氮、蛋白质和淀粉含量呈极显著降低趋势，烟碱含量呈先增大后下降趋势，等级结构大幅度、极显著提升。总体上，完熟叶（M3）和成熟叶（M2）的主要化学成分含量及其派生值最适宜或适宜、内在质量好、上等烟比例高；尚熟叶（M1）的主要化学成分含量及其派生值较适宜或不适宜、内在质量欠佳、上等烟比例较低；欠熟叶（M0）的主要化学成分含量及其派生值不适宜、内在质量差、等级结构很差。[结论]该试验为指导桐梓提高烤烟上部叶采收成熟度和可用性提供理论依据。

关键词烤烟；成熟度；上部叶；碳；氮；化学成分；等级结构

中图分类号S572文献标识码

A文章编号0517-6611（2018）08-0052-06

Difference Analysis of the Accumulation of Carbon and Nitrogen and Chemical Compositions and Grade Structure of the Upper Leaves of Fluecured Tobacco in Tongzi County

ZHOU Weihua1，XU Zenghan2，ZHU Yinghua3 et al（1.Tongzi Branch of Zunyi Tobacco Company in Guizhou Province，Zunyi，Guizhou 563000；2.College of Agronomy，Anhui Agricultural University，Hefei，Anhui 230036；3.Research Center of Tobacco and Health，University of Science and Technology of China，Hefei，Anhui 230051）

Abstract[Objective] To study the differences of the accumulation of carbon and nitrogen and chemical compositions and grade structure of the upper leaves of fluecured tobacco in Tongzi County.[Method] By adopting the baking test of the upper leaves of fluecured tobacco at different maturity degrees，differences in carbon and nitrogen accumulation，main chemical compositions，their derived values and leaf grade structures were comphrehensively analyzed.[Result] With the increase of maturity degree，the total sugar content and reducing sugar content，carbonnitrogen ratio，total sugarreducing sugar ratio，sugarnicotine ratio，Shmuck value in upper leaves showed the trend of increase from unripe leaves （M0） to mellow leaves （M3），and there were significant or extremely significant differences between treatments.The carbon，total nitrogen，protein and starch content were significantly decreased，the nicotine content was firstly increased and then decreased.The grade structure were greatly and significantly increased.In general，mellow leaves （M3） and ripe leaves （M2） had the most suitable or appropriate main chemical components and their derived values，good internal quality，and high firstclass tobacco proportion.The mature leaves （M1） had less suitable or not suitable main chemical components and their derived values，with poor internal quality.The unripe leaves （M0） had not suitable proportion of the main chemical components and their derived values，with poor internal quality and grade structure.[Conclusion] This research provided theoretical basis for enhancing the harvesting maturity and availability of upper leaves of fluecured tobacco in Tongzi County.

Key wordsFluecured tobacco；Maturity；Upper leaf；Carbon；Nitrogen；Chemical compositions；Grade structure

基金项目

贵州省烟草公司遵义市公司科技项目，桐梓散叶烘烤烤香烤柔技术研究（201652032224002）；“黔北（遵义）山地烟关键生产技术研究与应用"（201612）。

作者简介周为华（1964—），女，贵州桐梓人，高级农艺师，从事烤烟生物防治、物理防治、烟叶品种和烘烤等方面的研究及新技术推广。

收稿日期2017-12-11；修回日期2017-12-22

优质烤烟上部叶在现代混合型和低焦油烤烟型卷烟配方中发挥重要作用。但我国上部叶有很大一部分存在厚度偏厚、颜色偏深、组织结构紧密、烟碱含量过高、糖碱比较低、内在化学成分不协调等问题，制约了上部叶的可用性，导致大量上部叶库存积压[1]。造成我国部分上部叶可用性较低的原因很多，主要有氮肥施用量偏高、种植密度偏低、打顶留叶数偏少、采收成熟度不够等。近2年来，通过减控氮肥、增加密度、适当打顶留叶等措施的实施，上部叶单叶营养协调性得到了明显改善，但生产上上部叶采收成熟度不够的情况仍较普遍，尤其是微生态环境较复杂的山地烟上部叶采生情况较严重。桐梓烤烟属于亚高原山地烟，上部叶采生现象也较普遍，从而导致上部叶碳氮积累及主要化学成分之间不协调，已成为影响上部叶可用性的主要因素。实际上成熟度是烟叶质量和等级划分的核心要素[2-3]，多年来我国一直强调成熟度的重要性，并在成熟采收方面做了大量研究[4]，但主要集中在成熟度对烟叶主要化学成分的影响方面[5-20]，对不同成熟条件下烤烟上部叶碳氮平衡、主要化学成分及等级结构的综合研究相对较少。鉴于此，笔者综合研究分析了桐梓烤烟不同成熟度上部叶碳氮积累、主要化学成分及其派生值和烟叶等级结构等方面的差异，以期为指导桐梓提高烤烟上部叶采收成熟度和可用性提供理论依据。

1材料与方法

1.1材料

供试烤烟品种为云烟87。

1.2方法试验于2017年在贵州省桐梓县九坝镇进行。按照桐梓烤烟大田生产技术方案的要求进行栽培。在烟农采收的上部叶中，根据烟叶外观特征选取4个成熟度档次的供试烟叶，即欠熟叶（烟叶尚处于生长发育阶段，不具备成熟特征；叶面绿色。记为“M0”）、尚熟叶（即“生理成熟”，烟叶基本完成了生长转化过程，已部分具备较多可辨认的成熟特征；叶面已开始落黄，叶脉尚未变白发亮。记为“M1”）和成熟叶（即“工艺成熟”，烟叶生长发育和干物质转化适当，具备明显可辨认的成熟特征；叶面明显落黄，主脉大部分变白发亮。记为“M2”）和完熟（烟叶生长发育和干物质转化适当，具备明显可辨认的成熟特征；叶面明显落黄，主脉大部分变白发亮。记为“M3”）。4个成熟档次的烟叶分别编竿，挂装在烤房中层烘烤。对各处理烤后烟叶按《GB 2635-1992 烤烟》分级后取混合烟样，置烘箱内在50 ℃下烘干至恒重，磨粉过80目筛后密封备测。

1.3测定方法

用美国力可高频红外碳硫分析仪测定烟样碳元素含量；用日本岛津X射线荧光光谱仪测定总氮含量；用盐酸浸提，比色法测定烟碱；用DNS法测定总糖、还原糖和淀粉[21]；采用间接计算法得出烟叶蛋白质含量。

2结果与分析

2.1桐梓烤烟不同成熟度上部叶碳氮积累与碳氮比的差异分析

由图1可知，随着成熟度的提高，上部叶的碳含量呈下降趋势，从440.5 mg/g降到431.7 mg/g，但含量均较高，处理之间差异不显著。由图2可知，随着成熟度的提高，上部叶的总氮含量呈极显著降低趋势，M0处理（26.5 mg/g）、M1处理（23.4 mg/g）和M2处理（21.1 mg/g）均适宜，M3处理（19.0 mg/g）稍偏低和较适宜。由图3可知，上部叶碳氮比随着成熟度的提高呈显著增大趋势；M0最低（16.6），显著低于M1处理（18.7），极显著低于M2处理（20.6）和M3处理（22.7）；M1处理稍偏低和较适宜，显著低于M2处理、极显著低于M3处理；M2处理最适宜，显著低于M3处理；M3处理稍偏高和较适宜。这表明桐梓烤烟不同成熟度上部叶的碳积累均丰富、氮积累适宜、碳氮比适宜或较适宜。

2.2烤烟不同成熟度上部叶主要化学成分含量的差异分析

烟叶主要化学成分含量对烟叶品质具有很大的影响。目前一般认为我国烤烟上部叶主要化学成分如总糖、还原糖、烟碱、蛋白质、总氮、淀粉等的适宜含量分别为200～290 mg/kg、160～250 mg/g、30～35 mg/g、60～100 mg/g、20～30 mg/g、30～50 mg/g[6-20，22-23]。由图4、5可知，随着成熟度的提高，上部叶的总糖和还原糖的含量均呈增大趋势，均适宜或较适宜，M0、M1和M2及M3处理之间的差异极显著，M2和M3处理之间差异不显著。由图6可知，上部叶的烟碱含量随着成熟度的提高呈先增大后下降趋势，从M0到M1处理显著增大，从M1到M3处理极显著下降；M0（处理42.9 mg/g）和M1（处理44.5 mg/g）均过高，M2处理（39.1 mg/g）偏高，M3處理（32.7 mg/g）最适宜。由图7可知，上部叶蛋白质含量随着成熟度的提高呈极显著降低趋势，M0处理（119.0 mg/g）过高，M1处理（97.9 mg/g）到M3处理（83.2 mg/g）从适宜趋于更适宜。由图8可知，上部叶淀粉含量随着成熟度的提高呈极显著降低趋势，M0处理（58.5 mg/g）偏高，M1处理（50.5 mg/g）到M3处理（38.2 mg/g）从稍偏高趋于更适宜。这表明在总体上M3和M2处理的主要化学成分含量更适宜，M2处理较适宜，M0处理不适宜。

2.3烤烟不同成熟度上部叶的主要化学成分派生值差异分析

烟叶主要化学成分的派生值反映了化学成分之间的平衡协调性，影响乃至决定烟叶内在质量。目前一般认为我国

烤烟上部叶的主要化学成分派生值如两糖比、总糖/烟碱、还原糖/烟碱、氮/碱、总糖/蛋白质（施木克值）等的适宜值分别为>0.8、8.0～10.0、6.0～8.0、0.8±0.2、3.0±0.5[16-20]。由图9可知，随着成熟度的提高，上部叶还原糖与总糖的比值呈增大趋势，M0与其他3个处理之间差异显著，M1、M2处理和M3处理之间的差异均不显著，均高于0.8。由图10可知，随着成熟度的提高，上部叶的总糖与烟碱的比值呈极显著增大趋势，M0（4.8）和M1处理（5.7）过小、M2处理（7.5）稍偏小，M3处理（9.0）最适宜。由图11可知，随着成熟度的提高，上部叶的还原糖与烟碱的比值也呈极显著增大趋势，M0（3.8）和M1处理（4.8）过小、M2处理（6.2）和M3处理（7.6）适宜。由图12可知，随着成熟度的提高，上部叶的总氮与烟碱的比值从M0处理到M1处理呈极显著下降趋势，从M1处

2.4桐梓烤烟不同成熟度上部叶的等级结构与单叶重差异分析

2.4.1不同成熟度上部叶的等级结构。

由表1可知，不同处理间上部叶的等级结构差异巨大。M2处理的上等烟比例最高，极显著地高于其他处理；M3处理的上等烟比例次之，极显著高于M1处理；M0处理最差，没有上等烟。中等烟比例由大到小依次为M1、M3、M2、M0，差异显著。M0处理的下

低等烟比例极显著高于其他处理，M1处理的下低等烟比例也较高。只有M0处理有9.8%的级外烟。M0处理含青烟

2.4.2不同成熟度上部叶的单叶重。

由图14可知，单叶重随着成熟度的提高先增大后下降，M1处理（13.1 g）最高，显著高于最小的M3处理（11.6 g），居中的M2（12.8 g）和M0处理（12.3 g）与M1和M3处理的差异均未达到显著水平，4个处理的单叶重均高于一般认为的8～10 g的上部叶单叶重适宜范围。这表明桐梓烤烟上部叶营养充足，M3处理上部叶的干物质在田间消耗较多，其单叶重相对较小和适宜，但对产量稍有影响。

3结论与讨论

（1）桐梓烤烟不同成熟度上部叶的碳积累均丰富、氮积累适宜、碳氮比适宜或较适宜。

氮对烟叶香气组成、吃味及刺激性均有重要作用[2]，烤烟适宜的总氮含量为1.5%～3.5%[6]，王勇等[7]研究认为总氮含量随着G80烤烟成熟提高而逐渐增大，而赵铭钦等[8]认为中上部烟叶的总氮含量随成熟度提高而下降。该研究结论与后者相同。烟叶在成熟过程中，碳的固定和转化代谢逐渐减弱，但积累代谢逐渐增强[9]。该研究结果与此一致。烟株碳、氮代谢的协调程度决定烟叶品质的优劣[10]，C/N可以作为反映烟叶碳氮代谢协调程度的重要指标[9]，史宏志等[9]研究认为烤后烟叶最适宜的碳氮比为17.11。该研究认为桐梓烤后上部叶碳氮比以20.6～22.7最适宜。差异的主要原因如下：一方面，史宏志等人的文献中未明确烟叶部位，不同部位烟叶之间的碳氮比存在较大差异；另一方面，近20年的时距，烟草品种、栽培密度、施肥量、单株（单叶）营养等多方面都发生了很大的变化，会对烟叶碳氮代谢及烤后烟叶碳氮含量有较大的影响。总的来看，桐梓烤烟不同成熟度上部叶的碳积累均丰富、氮积累适宜、碳氮比适宜或较适宜。

（2）成熟度对桐梓烤烟上部叶的主要化学成分含量具有显著影响。

该研究结果表明，成熟度对烤后烟叶的主要化学成分含量具有显著和极显著的影响。随着成熟度的提高，上部叶的总糖和还原糖的含量均呈显著增大趋势，烟碱含量呈先增大后下降趋势，蛋白质和淀粉含量呈极显著降低趋势。总体上，完熟叶（M3）和成熟叶（M2）处理的主要化学成分含量更适宜，尚熟叶（M2）处理的较适宜，欠熟叶（M0）处理的不适宜。

（3）成熟度对桐梓烤烟上部叶的主要化学成分派生值大多具有显著影响。

烟叶化学成分的派生值已应用多年，是判断烟叶内在质量的指标之一[15]。该研究结果表明，随着成熟度的提高，桐梓烤烟上部叶的还原糖与总糖的比值、总糖与烟碱的比值、还原糖与烟碱的比值、施木克值呈显著或极显著增大趋势。完熟叶（M3）处理的这些比值均最适宜或适宜，表明其主要化学成分含量之间的平衡协调性最好、内在质量最佳；成熟叶（M2）处理的这些比值均适宜，表明其主要化学成分含量之间的平衡协调性好、内在质量佳；尚熟叶（M2）处理的这些比值均较适宜或不适宜，表明其主要化学成分含量之间的平衡协调性较差、内在质量欠佳；欠熟叶（M0）处理的这些比值不适宜，表明其主要化学成分含量之间的不平衡、不协调，且内在质量欠佳。

（4）成熟度对桐梓烤烟上部叶的等级结构具有显著影响。

烟农对提高烟叶成熟度降低烤后单叶重有顾虑，是导致我国烟叶采收成熟度不够的重要原因[5]。该研究结果表明，提高烟叶成熟度决定了烟单叶重，但对产量的影响很小，极显著地提升了烟叶质量和等级结构，大幅度提高了烟叶等级价格，从而增加产值、增加烟农经济收入。

综合桐梓烤烟不同成熟度上部叶的碳积累、主要化学成分含量及其派生值、烤后煙叶等级结构、单叶重等方面的研究结果，M0档次根本不能采收，M1档次不适宜采收，M2档次最适宜采收，M3档次适宜采收。该研究各处理烟叶均从烟农采收的烟叶中选取，除完熟叶很少，很难找之外，其他3个处理烟叶都很多，说明目前生产上一些山地烟的上部叶采收成熟度不够的情况仍较严重，这是一些烟区需要重视并解决的问题。

参考文献

[1]

蔡宪杰，刘茂林，谢德平，等.提高上部烟叶工业可用性技术研究[J].烟草科技，2010（6）：10-17.

[2] 宫长荣，王能如，杨焕文，等.烟草调制学[M].北京：中国农业出版社，2003.

[3] 闫克玉，赵献章.烟叶分级[M].北京：中国农业出版社，2003.

[4] 王涛，贺帆，徐成龙，等.提高烤烟上部叶可用性技术的研究进展[J].南方农业学报，2011，42（9）：1127-1131.

[5] 朱尊权.论当前我国优质烤烟生产技术导向[J].烟草科技，1994（1）：2-4.

[6] 周恒，许自成，戴亚，等.我国主产烟区烤烟总氮、总植物碱、氮碱比与感官质量的关系分析[J].江西农业学报，2009，21（7）： 18-21.

[7] 王勇，周冀衡，肖志新，等.不同成熟度对烤烟烟叶品质和安全性指标的影响[J].中国烟草科学，2007，28（3）：26-29.

[8] 赵铭钦，苏长涛，姬小明，等.不同成熟度对烤后烟叶物理性状、化学成分和中性香气成分的影响[J].华北农学报，2008，23（3）：146-150.

[9] 史宏志，韩锦峰.烤烟碳氮代谢几个问题的探讨[J].烟草科技，1998（2）：34-36.

[10] 刘卫群，岳俊芹，汪庆昌，等.不同氮素形态及配比对烤烟叶片氮代谢的影响[J].河南农业科学，2004，33（6）：53-55.