采收时间对烤烟不同部位烟叶主要含氮化合物含量的影响

赵会纳，汤朝起，彭玉龙，王先勃，沈 晗，郑其令，雷 波，潘文杰

(1.贵州省烟草科学研究院，贵州 贵阳 550081；2.上海烟草集团有限责任公司，上海 200082；3.贵州省烟草公司 遵义市公司，贵州 遵义 563000；4.遵义市烟草公司 道真县分公司，贵州 道真 563500)

烟碱、蛋白质和总氮是衡量烟叶品质的重要指标，其含量过高或过低对烟叶品质均不利[1]。烟碱和总氮等含氮化合物含量受生态、遗传、栽培、采收、调制等多种因素的影响[2-4]，其中采收成熟度是优质烟叶质量形成的基础和保障[4]。同时也是适度控制烟叶中氮代谢强度、改善碳氮代谢平衡的重要技术[5]。研究表明：随采收的推迟，烟叶中的淀粉和蛋白质含量降低，而烟碱、可溶性总糖、还原糖含量升高[6-7]。

目前，关于烟碱的研究较多，尤其是通过降低烟碱含量提高上部烟叶可用性的报道较多[8-12]，而关于采收时间对烟叶含氮化合物影响的研究多采用初烤烟叶，而烘烤过程中烟叶发生了剧烈的生理变化，且涉及多种烘烤工艺参数，无法真实地反映烟叶含氮化合物在未成熟至成熟后期的变化及规律。目前，关于鲜烟叶烟碱、总氮、蛋白质等含氮化合物随采收时间推迟的变化规律研究较少，且少有的研究可能还存在一些不足，一是烟叶样品采用的是杀青法干燥[5,7]，而杀青过程可能造成了一些物质的转化[6]；二是采收时间对含氮化合物影响的理论研究还缺乏系统性，推迟采收的时间较短，中上部烟叶一般推迟5～15 d[7,13-15]。因此，本研究于2016年在贵州省道真县开展了多个采收时间对不同部位烤烟鲜烟叶含氮化合物含量影响的田间试验，分析了采收时间对含氮化合物的影响及其变化规律，旨在为烟叶含氮化合物的调控提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 供试地点与材料

2016年，在贵州省遵义市道真县隆兴镇浣溪村马鞍山进行田间试验，供试烤烟品种为K326。

试验点的土壤养分和pH值见表1。根据贵州省企业标准“植烟土壤肥力质量评价标准Q/GZYC 05─2011”[16]可知，试验点土壤的氯离子含量缺乏，总氮含量适中，碱解氮含量很丰富，速效磷含量丰富，速效钾含量很丰富，有机质含量适中，pH值在最适宜范围。总体来看，马鞍山试验点较适宜开展本试验。

表1 试验点施基肥前的土壤理化性状

1.2 试验设计

采收部位：分别选择腰叶(第7叶位)、上二棚(第10叶位)、顶叶(第13叶位)(从下向上数)进行挂牌标记。

移栽密度1212株/667 m2,行距110 cm，株距50 cm。施纯氮5.5 kg/667 m2，氮、磷、钾比例为1∶1∶3。在现蕾前打顶，留叶数为14片/株，保证打顶时有效叶的下部第1叶位叶长>50 cm，顶部第14叶位叶长≤20 cm，并且无伤害。

设置了不同的采收时间：提前采收、正常采收、推迟7～10 d采收、推迟14～20 d采收，直至烟叶开始腐烂无法采样为止，其中提前采收或推迟采收均是按照常规采收试验区采收时间推算。具体采收时间见表2。

在大区示范试验中选择4块区域开展本试验：(1)常规采收试验区，按生产实际进行釆烤。(2)腰叶试验区，将长势正常的烟株的第7叶位全部挂牌，第1～6叶位按生产实际进行釆烤，釆烤至第7叶位时，此区域全部烟叶不再釆烤，第7叶位按表2进行取样。(3)上二棚试验区，将长势正常的烟株的第10叶位全部挂牌，第1～9叶位按生产实际进行釆烤，第10叶位按表2进行取样。(4)顶叶试验区，将长势正常的烟株的第13叶位全部挂牌，第1～12叶位按生产实际进行釆烤，第13叶位按表2进行取样。

1.3 样品采集

按照表2的时间采集样品。采集时，将叶片去掉主脉、基部和尖部后用锡箔纸包裹后迅速放入液氮中带回实验室。每次每个处理取9片叶，其中每3片烟叶混匀为1个样品作为1个重复，共3个重复，真空冷冻干燥后[17]用于含氮化合物测定。

1.4 含氮化合物含量的测定

烟碱、蛋白质和总氮含量分别采用烟草行业标准[18-20]进行测定，可溶性蛋白质含量采用南京建成试剂盒(考马斯亮蓝法)进行测定。

1.5 数据分析

用SPSS 16.0和Excel 2003软件进行数据分析，包括单因素方差分析和多重比较，多重比较采用Duncan法。

表2 不同部位烟叶的采收时间处理

2 结果与分析

2.1 采收时间对腰叶含氮化合物含量的影响

由表3可以看出，采收时间对腰叶(第7叶位)可溶性蛋白质含量有极显著的影响，对烟碱含量有显著的影响，但对总氮、蛋白质含量和烟碱氮/总氮百分比的影响不显著。

由图1可以看出，腰叶(第7叶位)的烟碱、总氮、蛋白质含量和烟碱氮/总氮百分比总体均呈先增加后降低的“抛物线”变化趋势。其中烟碱和烟碱氮/总氮百分比在推迟10 d采收处理下最高，分别为3.81%和29.77%。可溶性蛋白质含量以推迟20 d采收处理的最高，为3.24%。随采收时间推迟，腰叶(第7叶位)的蛋白质含量虽有差异，但差异不显著。

表3 采收时间对腰叶含氮化合物含量影响的方差分析结果

图1 腰叶(第7叶位)含氮化合物含量和烟碱/总氮的变化

2.2 采收时间对上二棚烟叶含氮化合物含量的影响

由表4可以看出，采收时间对上二棚(第10叶位)烟叶的蛋白质、可溶性蛋白质含量和烟碱氮/总氮百分比均有极显著的影响，对烟碱和总氮含量有显著的影响。

由表5可以看出，随采收时间的推迟，上二棚烟叶烟碱、可溶性蛋白质含量和烟碱/总氮百分比呈先增加后降低的近“抛物线”变化趋势。提前采收烟叶的总氮、蛋白质和可溶性蛋白质平均含量分别为1.81%、6.77%和2.62%，推迟采收的分别为1.52%、6.08%和2.10%；随采收时间的推迟总氮、蛋白质和可溶性蛋白质含量总体呈先上升后下降趋势。推迟10 d采收时，总氮和蛋白质含量均最低，分别为1.41%和5.16%；烟碱/总氮百分比最高，为34.18%。

2.3 采收时间对顶叶含氮化合物含量的影响

由表6可以看出，采收时间对顶叶(第13叶位)烟碱、可溶性蛋白质和烟碱氮/总氮百分比均有极显著的影响，对蛋白质含量有显著的影响，但对总氮含量的影响不显著。

表4 采收时间对上二棚烟叶含氮化合物含量影响的方差分析结果

由表7可以看出，随采收时间的推迟，顶叶(第13叶位)的烟碱含量和烟碱氮/总氮百分比呈近“抛物线”趋势变化，均在推迟32 d采收时达到最大值，分别为4.80%和49.91%；可溶性蛋白质含量在推迟15 d采收时达到最大值，为3.43%；总氮含量随采收时间推迟虽有差异但不显著。提前采收烟叶蛋白质和可溶性蛋白质平均含量分别为8.47%和2.88%，推迟采收的分别为7.38%和2.86%，随采收的推迟总体均呈先下降后上升的趋势。在推迟32 d采收时，烟叶总氮和蛋白质含量均最低，分别为1.67%和6.04%，而烟碱含量和烟碱氮/总氮百分比最高。

表5 上二棚烟叶(第10叶位)含氮化合物含量和烟碱/总氮的变化

注：同列数据后的小写字母表示在0.05水平上的差异显著性，字母相同则差异不显著，不同则显著。下同。

表6 采收时间对顶叶含氮化合物含量影响的方差分析结果

3 小结与讨论

本文从理论上研究了未成熟至成熟后期烟叶主要含氮化合物变化规律，为真实反映试验结果，烟叶样品采集后立即放入液氮带回实验室用真空冷冻法干燥，尽可能保持鲜烟叶原有的结构和化学成分[17]。

采收时间对各个部位烟叶烟碱含量及上二棚和顶叶的烟碱氮/总氮百分比均有显著影响。烟碱含量和烟碱氮/总氮百分比随采收时间的推迟总体呈先增加后降低的“抛物线”变化，可能是因为烟碱含量与成熟期光照时间呈极显著正相关[21]，且随有效积温[22]的增加而增加，当适当推迟采收时，生育期延长，日照时数和有效积温均增加，导致烟叶充分成熟，使烟碱含量呈增加趋势；但进入衰老期后，这一时期烟叶代谢活动以分解为主[23]，养分过度消耗和内含物质充分转化，可能导致了烟碱含量又有所降低。此外，采收时间对上二棚烟叶总氮、蛋白质含量以及顶叶蛋白质含量均有显著的影响，随采收的推迟上二棚烟叶总氮和蛋白质含量总体呈先上升后下降趋势。但顶叶蛋白质含量总体呈先上升后下降趋势，这可能与采收时的气候有关，且是一年单点试验，具体原因有待于进一步研究。

表7 顶叶(第13叶位)含氮化合物含量和烟碱/总氮的变化

很多学者认为总氮含量过高对烟叶感官质量的负面影响大于烟碱[24-26]，控制总氮含量尤其是非烟碱氮(粗蛋白)含量是提高上部烟叶品质的有效途径[27]。本试验结果表明，上二棚烟叶推迟10 d采收、顶叶推迟32 d采收时，可降低烟叶总氮、蛋白质含量，提高烟叶烟碱含量和烟碱氮/总氮百分比。不同部位烟叶因生长所处的环境条件不同，其叶片组织结构和生理生化特点有所差异[28]，烟叶耐熟性也随部位的上升而提高[23]，造成不同部位烟叶为获得较低的总氮和蛋白质含量适宜的采收时间不同，上二棚推迟10 d、顶叶推迟32 d时烟叶总氮和蛋白质含量最低，但考虑到秋季温度和降雨的影响以及烟叶耐熟性，推迟32 d采收时烟叶无法烘烤，而顶叶在推迟15 d采收时蛋白质和总氮含量次低，烟碱和烟碱氮/总氮百分比次高。已有研究表明：适当推迟采收，可以提高烟叶的成熟度，使得叶片组织疏松，内部化学成分趋于协调，改善烟叶的香吃味[15]，但超过某一成熟度档次时，总体质量又变差[29]。因此建议上二棚烟叶推迟10 d采收、顶叶推迟15 d采收，这可能是提高烟碱氮含量、降低非烟碱氮含量的有效措施之一。