移栽期对烤烟品质及香气前体物含量的影响

曾文龙，陈爱国，周道金，周东新，林天然，蒋代兵，吴树松，刘光亮*

(1.福建省烟草公司 龙岩市公司，福建 龙岩 364000；2.中国农业科学院 烟草研究所/农业农村部 烟草生物学与加工重点实验室，山东 青岛 266101)

烟叶是“中式卷烟”产品品质的原料基础，而协调的内在化学成分及特征性香气物质是优质特色烟叶的物质基础。一直以来，关于烟叶常规化学成分协调性的研究很多，而关于香气成分的研究也随着近年来色谱技术的快速发展而走到“前台”[1]。香气成分主要为次生代谢产物的降解产物，是进一步打造从“优质烟叶”向“优质特色烟叶”发展的关键。目前，关于香气成分研究主要集中在不同香型和不同生态区域烟叶之间的差异比较等方面，而未见对特征香气成分的前体物积累及其生态资源优化配置系统的研究，这严重阻碍了优质特色烟叶的进一步研究与开发。因此，研究生态资源配置对特征香气成分前体物积累的影响，能为优质特色烟叶定向开发提供理论依据。

随着国家烟草专卖局特色优质烟叶开发重大专项的实施，区域特色优质烟叶开发已成为进一步挖掘区域烟草优质特色和提高市场竞争力的重要方向。烟叶品质主要由生态决定、品种彰显、栽培调制保障。龙岩烟区是东南清香型优质烟叶主产地之一，本课题组前期研究表明，β-大马酮、β-二氢大马酮和氧化异佛尔酮是龙岩烤烟重要的特征香气成分，而影响龙岩烟叶质量特色的关键生态因子，首先是降雨的时空分布，其次是温度的影响[2]，并通过烤前和烤后烟叶代谢组学分析，勾勒出了龙岩特征香气成分前体物的主要代谢路径[3]，为龙岩特色优质烟叶定向调控提供了参考。关于移栽期对烤烟品质的影响研究较多[4-8]，然而，研究结果缺乏对特征香气成分及其前体物积累的研究基础，不利于龙岩优质特色烟叶的定向调控和开发。为此，本试验在龙岩烟区开展了不同移栽期对烤烟产质量及香气前体物含量影响的研究，以期为龙岩优质特色烟叶适宜移栽期提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

2017年试验安排在龙岩市连城罗坊乡(25.73° N，116.67° E)，以“闽烟312”为试验材料。土壤养分基本状况为速效氮124.96 mg/kg、速效磷17.75 mg/kg、速效钾36.67 mg/kg、pH值5.97、有机质33.81 g/kg。

1.2 试验设计

采用完全随机设计，试验设置1月13日移栽(T1)、1月23日移栽(CK)和2月2日移栽(T2)3个处理，3次重复，共9个小区，每个小区种植120株。田块施氮量127.5 kg/hm2，N∶P2O5∶K2O=1∶1∶3，常规施肥方案，其他操作按当地优质烟叶生产技术要求进行。

1.3 试验方法

各小区分别于移栽后10 d分别选取6株长势比较一致的烟株，取第4叶位完全展开的功能叶；于移栽后120 d(中部叶成熟采收期)，分别选取3株长势比较一致的烟株，取第10叶位烟叶，立即去除主脉，并用锡箔纸包裹，迅速置于液氮中，随后取出保存到-80 ℃冰箱，用于检测总多酚、类胡萝卜素、β-胡萝卜素和叶黄素含量。总多酚含量采用Folin-Ciocalteu法测定[9]，取2 g鲜样(粉碎)，浸泡在10 mL 70%乙醇+1%的盐酸乙醇溶液中2 h，然后在4 ℃条件下10000 r/min离心20 min，取上清液稀释至25 mL备用，测定波长765 nm处的吸光值。类胡萝卜素含量采用Arnon法测定[10]：95%乙醇避光浸提48 h，测定波长665、649、470 nm处的吸光值。β-胡萝卜素含量采用比色法测定[11]：取1 g鲜样(粉碎)，加3 mL丙酮-石油醚(1∶4)混合液研磨，加水分层，提取醚相，测定波长448 nm处的吸光值，参照标准曲线计算其含量。叶黄素含量采用比色法测定[12]，测定波长665、642.5、485、470、448 nm处的吸光值。采用全波长酶标仪(Multiskan Go，美国Thermo公司)检测。

生育期调查参照YC/T 142─2010标准；每个小区调查实际烟株数，挂牌烘烤，烤后烟按GB 2635─1992烤烟标准进行外观质量评价和计产计值，折算成小区的经济性状。每个小区分别取中部叶混合样2.0～2.5 kg进行化学成分分析和感官质量评吸。还原糖和总糖测定参照YC/T 159─2002标准，总植物碱测定参照YC/T 160─2002标准，钾测定参照YC/T 217─2007标准，氯测定参照YC/T 153─2001标准，总氮测定参照YC/T 161─2002标准。感官评价方法参照YC/T 138─1998标准。

数据采用Excel 2016软件整理，数据分析采用SAS 9.1软件，方差分析采用LSD法。

2 结果与分析

2.1 多酚

多酚类物质是清香型烟叶的特征物质之一[13]。烤烟烟苗移栽后10 d的烟叶多酚类物质含量高于移栽后120 d(图1)，这与杨银菊等[14]的结论一致。烟苗移栽后10 d，T1和T2的烟叶多酚类物质含量显著高于CK，分别比CK增加了10.62%和25.80%，同时T2显著高于T1；烟苗移栽后120 d，T1与CK的烟叶多酚类物质含量差异不显著，但均显著高于T2。

图1 移栽后10 d和120 d不同处理间多酚含量比较

2.2 萜类物质

2.2.1 类胡萝卜素 龙岩烤烟特征香气成分前体物均为萜类类胡萝卜素类物质。烤烟烟苗移栽后120 d，烟叶的类胡萝卜素含量与移栽后10 d相比，T1降低，CK和T2升高(图2)，其中T2的增幅较大。烟苗移栽后10 d，T1与CK的烟叶类胡萝卜素含量无显著差异，均显著高于T2；烟苗移栽后120 d，烟叶类胡萝卜素含量以CK处理最高，显著高于T1和T2，T1与T2无显著差异。

图2 移栽后10 d和120 d不同处理间类胡萝卜素含量比较

2.2.2 β-胡萝卜素 烤烟烟苗移栽后10 d，烟叶β-胡萝卜素含量高于烤烟成熟期(图3)。烟苗移栽后10 d，各处理间的烟叶β-胡萝卜素含量无显著差异；烟苗移栽后120 d，T1的烟叶β-胡萝卜素含量显著高于CK，T1较CK增加11.21%，T2与CK、T1均无显著差异。

图3 移栽后10 d和120 d不同处理间β-胡萝卜素含量比较

2.2.3 叶黄素 烤烟烟苗移栽后120 d与移栽后10 d的烟叶叶黄素含量相比，T1升高，而CK和T2降低(图4)。烟苗移栽后10 d，CK和T2的烟叶叶黄素含量显著高于T1。烟苗移栽后120 d，各处理间的烟叶叶黄素含量差异显著，以T1最高，较CK、T2分别增加了67.78%、48.96%。

图4 移栽后10 d和120 d不同处理间叶黄素含量比较

2.3 烟叶内在质量

由表1可以看出，在烤后C3F烟叶的化学成分中，总植物碱、氯和总氮含量在各处理间差异不显著，总糖、还原糖和钾含量在各处理间差异显著。T1与CK差异不显著，两者均与T2差异显著。因此，与当前移栽期相比，提前移栽的C3F烟叶化学成分指标没有变化，而推迟移栽，则总糖和还原糖含量降低(分别降低4.07和3.07个百分点)，而钾含量增加(增加1.25个百分点)。

表1 不同处理烤后C3F烟叶化学成分比较 %

由表2可知，C3F烟叶的感官评吸质量以T1最高，评吸得分较CK高1.5分，主要表现在余味和杂气的改善方面，质量档次为较好-；T2和CK的评吸得分较低，质量档次为中等+。

表2 不同处理C3F烟叶感官评吸质量

2.4 经济性状

由表3可知，在各经济性状中，上等烟比例、中上等烟比例和均价在各处理间无显著差异，产量和产值在各处理间差异显著。产量CK显著高于T1，与T2差异不显著；而产值随着移栽期提前而显著增加，与CK相比，T1增加了945元/hm2，T2降低了1426.5元/hm2。因此，与当前移栽期相比，提前移栽，则产量降低，但产值增加，中上等烟比例和均价表现出上升趋势；推迟移栽，产量无显著差异，但产值降低，上等烟比例、中上等烟比例和均价表现为下降趋势。

表3 不同处理的烟叶经济性状比较

2.5 原烟外观质量

从表4可知，各处理烟叶烘烤得当，烟叶成熟度均表现为成熟、中下部烟叶结构疏松，上部烟叶结构尚疏松。T2和CK的原烟外观质量无差别，T1下部叶和上部叶在色度方面优于CK，T1的中部叶在颜色和油分方面优于CK。因此，与当前移栽期相比，提前移栽的处理在颜色、色度和油分方面对原烟外观质量有所改善。

表4 不同处理烟叶外观质量

2.6 生育期

从表5可以看出，与当前移栽期(CK)相比，提前移栽(T1)的烟株生育期进程和大田生育期没有变化；推迟移栽，则现蕾期、脚叶成熟期推迟，而顶叶成熟期与当前移栽一致，大田生育期减少10 d。

表5 不同处理主要生育期比较

3 讨论

目前，龙岩烤烟一般在2月上旬移栽，6月中旬顶叶采烤。根据龙岩市气象局提供的30年气象数据(1987～2016年)，笔者发现龙岩烟区6月中旬的降雨较多，日照时数缩短，因此，优化龙岩优质特色烤烟生长的气候资源配置只可能适度提早，而不能推迟。进一步分析1月中旬至2月上旬的旬均气温和降水数据可知，旬降雨量由1月下旬的25.18 mm降至1月中旬的17.25 mm，旬平均气温反而由1月下旬的9.96 ℃提高至1月中旬的10.36 ℃，结合烟苗出叶速度和7叶期是烟苗感受低温最敏感时期[15]，因此，移栽不宜过早，适度提早移栽有利于移栽后烟苗素质的提高，顶叶采烤期提前至6月上旬，可以有效避开6月中旬的降雨峰值期。值得注意的是，通过进一步比较1月中旬至2月上旬的旬极端气温变化，尽管极端低温的时间一般只有1～2 d，但早栽仍面临倒春寒等低温问题[15]。

杨红旗研究表明，氧化异佛尔酮主要是叶黄素的降解产物，β-大马酮和β-二氢大马酮是β-胡萝卜素和叶黄素的降解产物[16]。绿色植物中类胡萝卜素种类几乎不变，但其比例受环境的影响有很大变化[17]。新鲜烟叶中类胡萝卜素的组成主要为β-胡萝卜素(约68%)、叶黄素(约19%)、新叶黄素(约7%)和紫黄质(约6%)[18]。萜类香气成分前体物主要在烟株生长过程中合成积累，而移栽期的调整是烟株生长环境优化配置的重要手段[19]。笔者进一步研究了苗期低温胁迫的影响，烟苗可以耐受48 h以内的低温胁迫[15]，相对于成熟期改善的烟株生长环境，适度提早移栽仍是有价值的优化龙岩烤烟生长气候资源配置方式。

植物体内异戊二烯代谢、苯丙烷代谢分别与萜类物质和多酚类物质生物合成、积累密切相关[20]。烟草的初生代谢产物如氨基酸、糖类，次生代谢物如生物碱、萜类、酚类、醇类、酮类、酯类等，都与烟草的品质密切相关[21]。次生代谢中香气前体物分为类胡萝卜素类、苯丙氨酸降解物、类西柏烷类降解物、美拉德反应物4大类[22]。烤烟香气物质主要为成熟和烘烤过程中香气前体物降解所产生[23]，受不同生态条件和栽培条件的影响，早栽对烤后烟叶萜类物质中类胡萝卜素及其组分含量的影响不尽一致[24-25]。龙岩烤烟特征香气成分前体物均为类胡萝卜素类物质，在前期龙岩烤烟特征香气成分及其代谢通路研究的基础上，本研究发现：β-胡萝卜素含量的变化趋势上与叶黄素一致，两者变化趋势与类胡萝卜素含量的变化趋势相反。随着移栽期的提前，成熟期烟叶β-胡萝卜素和叶黄素含量先降后升，尤其叶黄素含量则急剧增加，这可能是适度提前移栽导致龙岩烤烟特征香气成分含量较高的重要原因。

齐飞等研究表明，不同移栽期对烟碱和香气成分的影响较大，而对其他常规化学成分的影响较小[25]，而本研究发现，在龙岩烟区烟叶钾含量随移栽期提前而下降，这与李文卿等[4]的结论一致，这可能与区域生态条件的不同有关。前人研究表明，随着移栽期的提前，1月中旬移栽烟叶的感官质量较好[4-8]，本研究结果与其一致。笔者进一步分析了经济性状、外观质量的变化，随着生育期的提前，产值、中上等烟比例和均价都表现出上升趋势，中部叶颜色更趋于橘黄，油分趋多。本研究结果为龙岩烟区1月中旬适宜移栽期提供了有力的技术支撑，对龙岩优质特色烟叶开发具有重要的生产指导意义。同时，本试验研究仅是在龙岩烟区的连城县实施，尽管龙岩烟区内生态差异不大，有一定的生态局限性，因此，有必要在龙岩烟区其他植烟生态区进一步开展多点试验，以便为整个龙岩烟区适宜移栽期提供全面的技术和数据支撑，从而更好地指导烟叶生产。

4 结论

提前10 d移栽，可显著促进龙岩特征香气成分前体物叶黄素的积累，提高中部叶感官评吸质量，原烟外观质量改善，产值显著增加，中上等烟比例和均价最高，建议在龙岩烟区开展多点试验进一步验证后推广。