植煙地區(qū)海拔高度對煙葉品質(zhì)的影響研究進(jìn)展

于建軍，王改麗，葉賢文，閆 鼎，衛(wèi)盼盼，封 俊

（1.河南農(nóng)業(yè)大學(xué)煙草學(xué)院，國家煙草栽培生理生化研究基地，河南 鄭州 450002；2.四川省煙草公司攀枝花分公司鹽邊縣營銷部，四川 鹽邊 617100）

煙葉是卷煙工業(yè)的基礎(chǔ)，其質(zhì)量好壞對卷煙品質(zhì)起著舉足輕重的作用，而煙葉質(zhì)量和風(fēng)格不僅與煙草的品種和栽培技術(shù)措施有關(guān)，而且，還與氣候、土壤和海拔高度等生態(tài)條件有關(guān)。因此烤煙的生長發(fā)育及品質(zhì)受栽培措施和生態(tài)條件的雙重影響[1]。據(jù)相關(guān)研究表明：在特定的環(huán)境條件下，大體相同的栽培技術(shù)措施可使品種間的差異減小，風(fēng)格趨于一致；煙葉品質(zhì)性狀的變異在不同生態(tài)環(huán)境間大于不同品種間；生態(tài)因素對煙葉品質(zhì)具有雕鑿作用。不同的生態(tài)條件不僅影響煙草生長發(fā)育特性，而且明顯影響到煙葉的區(qū)域品質(zhì)特點以及香氣風(fēng)格。其中，海拔高度是影響作物布局及其生長發(fā)育的重要生態(tài)因素，因為太陽輻射量、有效積溫、晝夜溫差、空氣濕度以及土壤類型、養(yǎng)分有效性等常隨海拔高度的變化而發(fā)生顯著變化。

通過研究不同海拔高度生態(tài)因子的變化規(guī)律及其對煙葉品質(zhì)的影響，評價了不同海拔高度的氣候適生性，以期為烤煙種植區(qū)域規(guī)劃提供依據(jù)，同時為改進(jìn)煙葉栽培技術(shù)措施提供理論支撐，從而對各地?zé)熑~特色風(fēng)格的加強和彰顯提供保障。

1 不同海拔高度生態(tài)因子的差異性

1.1 不同海拔高度土壤養(yǎng)分的變化規(guī)律

在不同海拔梯度下，土壤養(yǎng)分含量差異十分明顯。焦敬華等[2]研究了湖北宣恩不同海拔植煙土壤養(yǎng)分含量狀況。結(jié)果表明：土壤中pH隨海拔高度的增加而降低，有機質(zhì)含量、全氮、全磷、堿解氮、速效磷、速效鉀含量隨海拔高度的增加而增加，全鉀含量無明顯變化規(guī)律。黎妍妍等[3]研究了恩施州不同海拔高度植煙區(qū)土壤條件發(fā)現(xiàn)：土壤pH值先降低而后穩(wěn)定在6.20，總體呈現(xiàn)降低趨勢；有機質(zhì)、速效鉀和堿解氮含量極顯著增加；速效磷含量沒有明顯的變化趨勢；各土壤養(yǎng)分與海拔高度的相關(guān)性大致表現(xiàn)為：速效鉀>有機質(zhì)>堿解氮>pH值>速效磷。胡國松等[4]的研究結(jié)果表明：土壤中各營養(yǎng)元素的含量隨著海拔高度的增加表現(xiàn)出不同程度的變化。氮、鈣和錳隨海拔高度的負(fù)相關(guān)關(guān)系分別達(dá)到了極顯著和顯著水平。其余營養(yǎng)元素含量與海拔高度的關(guān)系都是正相關(guān)關(guān)系，即隨海拔高度的升高而升高，其中，銅和鉀與海拔高度的相關(guān)性分別達(dá)到了極顯著和顯著水平。以上結(jié)果部分規(guī)律不太一致，主要是由于具體地理位置、地形地貌、土壤類型、人為活動的影響造成的，因此在研究海拔高度土壤養(yǎng)分規(guī)律性分布時不能以一概全，而要視具體情況而定。若將我國主要煙區(qū)海拔梯度劃分為<400 m、400～800 m、800～1 200 m、1 200～1 600 m、>1 600 m五個大區(qū)，在400～1 600 m范圍內(nèi)土壤養(yǎng)分大致規(guī)律為：pH值無明顯變化規(guī)律，總體上趨于一致，與當(dāng)?shù)鼐唧w土壤類型有關(guān)；有機質(zhì)含量、全氮、堿解氮、全鉀、速效鉀含量與海拔高度呈正相關(guān)；速效磷無明顯變化規(guī)律。

1.2 不同海拔高度氣候因子的變化規(guī)律

程亮等[5]研究發(fā)現(xiàn)，各氣象指標(biāo)隨海拔變化呈規(guī)律性變化。隨海拔升高，年平均氣溫降低，無霜期及≥10℃活動積溫減少，降水量和年日照時數(shù)增加。各生態(tài)區(qū)域均表現(xiàn)出光照時間長、無霜期長、降水量充足的特點，有利于烤煙的生長和優(yōu)良品質(zhì)的形成。大田期平均氣溫以低海拔地區(qū)較高，最接近22～28℃的大田生長期最適溫度。黎妍妍等[3]研究了恩施州不同海拔高度植煙區(qū)氣候條件。其研究表明，恩施州全生育期≥20℃持續(xù)天數(shù)隨海拔高度的升高而極顯著減少，海拔高度每升高100 m，≥20℃持續(xù)天數(shù)約減少一星期，不同海拔高度間均存在極顯著性差異，變化范圍為52.8～123.0 d，1 400 m以下煙區(qū)均在70 d以上，而1 400 m以上煙區(qū)則低于70 d。從各氣候因子的變異系數(shù)來看，降雨量和日照時數(shù)的變異性高于氣溫，這表明降雨量和日照時數(shù)較氣溫更加存在著時空分布不均勻的明顯特點。方亮等[6]根據(jù)不同海拔梯度區(qū)域的氣溫、降雨量、平均濕度等生態(tài)因子的差異，在楚雄州烤煙主要種植區(qū)氣候生態(tài)類型區(qū)劃中將該地區(qū)劃分為低海拔富熱、富濕植煙區(qū)，中海拔溫暖植煙區(qū)，高海拔溫涼植煙區(qū)和中低海拔富熱區(qū)4個烤煙可種植區(qū)，和1個燥熱非植煙區(qū)。其研究結(jié)果將楚雄州烤煙主要種植區(qū)氣候生態(tài)類型劃分4種類型，如表1所示。尹文有等[7]研究了紅河州中低海拔日照時數(shù)變化。其結(jié)果表明，日照時數(shù)在900～1 200 m范圍內(nèi)與海拔高度呈正相關(guān)，在1 200～2 100 m范圍內(nèi)與海拔高度呈負(fù)相關(guān)。郭世昌[8]研究了云南地區(qū)海拔高度對地面紫外線強度的影響。研究表明，紫外線UV-B隨海拔高度的增加而急劇增加，其他則無明顯變化?？偟膩碇v，海拔高度對氣候因素有顯著影響：在一定范圍內(nèi)，海拔越高，氣溫、積溫越低，降雨量增加，濕度增大，太陽輻射量增大。

表1 楚雄州烤煙主要種植區(qū)氣候生態(tài)類型劃分

2 海拔高度對煙葉品質(zhì)的影響

不同海拔高度生態(tài)因子存在著明顯的變化規(guī)律，正是由于在不同海拔高度區(qū)域內(nèi)生態(tài)因子特征的不同，從而綜合影響著煙葉的品質(zhì)。值得一提的是，現(xiàn)有報道中海拔高度對糧食作物的影響主要集中在產(chǎn)量方面[9-12]，對品質(zhì)方面卻鮮有報道。而煙草上則主要是集中報道了對煙葉品質(zhì)的影響，這從另一個角度反映出海拔高度對煙草生產(chǎn)的重要性和特殊性。

2.1 海拔高度對煙葉外觀質(zhì)量的影響

海拔高度對煙葉外觀品質(zhì)的影響目前國內(nèi)外報道較少。有研究發(fā)現(xiàn)在一定程度范圍內(nèi)，隨著海拔高度的增加，煙葉外觀品質(zhì)得到了一定程度的改善：各部位橘黃煙葉比例有所上升，色澤度更為鮮明，油份更加充足，組織結(jié)構(gòu)變得更為疏松。由于海拔高度對煙株大田生育期的延長作用，煙株耐熟性明顯加強，從而使煙株各部位煙葉，特別是上部煙葉的成熟度得到了很大的提高。陳傳孟等[13]研究表明：南嶺山區(qū)烤煙以外觀質(zhì)量和化學(xué)成分綜合評定，在海拔800～1 000 m范圍內(nèi)品質(zhì)最佳。隨海拔升高，煙葉外觀質(zhì)量有所提高，海拔500 m以上煙葉比海拔100～200 m的煙葉成熟度好、身份厚、組織疏松、金黃煙多且光澤強。據(jù)胡元才等[14]報道，在黔西南州低緯度高海拔地區(qū)煙葉品質(zhì)較好，海拔由低到高，煙葉外觀品質(zhì)逐漸變好。在海拔1 400～1 700 m地區(qū)生產(chǎn)的煙葉外觀質(zhì)量較好。

2.2 海拔高度對煙葉物理特性的影響

陳傳孟[13]研究發(fā)現(xiàn)隨著海拔升高，煙葉葉片逐漸變短變窄，但厚度逐漸增加。簡永興[15]研究了海拔高度對煙葉中部葉厚度的影響發(fā)現(xiàn)，初烤煙的厚度與海拔高度之間呈顯著正相關(guān)，一定范圍內(nèi)，新K326與云煙87初烤煙的身份均隨湘西北海拔高度的上升而得到改善。同時他們還發(fā)現(xiàn)，烤煙的煙堿含量隨海拔高度的增加而降低，這可有效提高煙葉可用性與安全性；而種煙區(qū)向高海拔區(qū)轉(zhuǎn)移又可提高煙葉的香氣量，增加煙葉的鉀含量以改善燃燒性進(jìn)而降低卷煙的焦油生成量。王彪等[16]也在其研究中得到相似結(jié)論：隨著海拔高度的增加，鉀含量顯著提高，氯含量沒有明顯相關(guān)性，總體上煙葉燃燒性提高。在現(xiàn)有報道中，海拔高度對其他物理指標(biāo)（如出絲率、含梗率）的影響未見報道，有待進(jìn)一步研究。

2.3 海拔高度對煙葉常規(guī)化學(xué)成分的影響

煙堿、還原糖、總糖、總氮均是衡量烤煙品質(zhì)的重要指標(biāo)。這些化學(xué)成分不僅與煙草的品種和栽培措施有關(guān)，而且與其種植土壤和生長環(huán)境密切相關(guān)。王世英等[17]研究了不同種植海拔高度對烤煙主要化學(xué)成分的影響。結(jié)果表明，種植海拔高度與烤煙煙葉的煙堿和總氮含量呈負(fù)相關(guān)，與總糖、還原糖呈正相關(guān)。李洪勛[18]研究了海拔高度對貴州烤煙化學(xué)成分的影響，結(jié)果表明：種植海拔高度與烤煙煙葉的煙堿和總氮含量呈負(fù)相關(guān)，與總糖、還原糖呈正相關(guān)。海拔高度對烤煙煙葉的鉀、氯和蛋白質(zhì)含量均無明顯影響。穆彪等[19]研究了黔北大婁山區(qū)海拔高度與煙堿、總氮的相關(guān)性。結(jié)果表明，煙葉煙堿含量卻隨海拔高度的升高而下降，導(dǎo)致這種結(jié)果的原因很可能是海拔升高造成的氣候因子的改變使得煙堿合成酶的活性下降，根系合成煙堿的速度減慢，因而煙葉中煙堿含量降低。簡永興等[20]研究了海拔高度對煙葉煙堿與總氮的影響，研究得出：煙葉中煙堿含量、總氮含量與海拔高度呈顯著負(fù)相關(guān)。但是，也有部分研究得出了相反的結(jié)果：王彪等[16]研究了云南曲靖地區(qū)海拔高度與化學(xué)成分之間的相關(guān)性，結(jié)果顯示：煙堿含量與海拔高度呈顯著正相關(guān)，而還原糖含量與海拔高度呈負(fù)相關(guān)，中部葉達(dá)到極顯著。結(jié)果的不一致性，可能是由于海拔范圍、人為活動以及煙葉品種特性影響所造成的。

2.4 海拔高度對煙葉致香物質(zhì)的影響

2.4.1 海拔高度對煙葉中有機酸的影響 煙草中的有機酸主要是指除氨基酸以外的有機酸。其種類繁多，含量差異大。大部分與堿金屬或有機堿化合成鹽或以酯類的形式存在[21]。王樹會等[22]研究了不同海拔高度對煙葉中有機酸含量的影響。結(jié)果表明，以海拔為1 400～1 600 m的總有機酸含量最高，達(dá)91.64 mg/g，最低的是在1 200～1 400 m海拔高度，含量僅為39.30 mg/g，1 600～1 750 m的有機酸總量為70.64 mg/g。丙二酸相對含量隨海拔升高而降低，但羥基丁二酸，2-丁烯二酸和檸檬酸的相對含量隨海拔升高而增加，其他有機酸的變化與海拔的變化關(guān)系不太明顯。簡永興[23]研究了海拔高度對部分有機酸的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)草酸、檸檬酸、丙二酸、蘋果酸含量均隨海拔高度的增加而降低。

2.4.2 海拔高度對煙葉中石油醚提取物含量的影響 烤煙石油醚提取物總量對煙葉香氣量影響較大。一般烤煙石油醚提取物總量隨海拔高度的升高而增加。石油醚提取物中含有能形成煙草香氣的烴類、醇類、酚類、醚類、醛類、酮類、酸類、酯類、精油、樹脂、脂肪烴、類胡蘿卜素等多種有機化合物，石油醚提取物總量較高的煙葉香氣量較足。相關(guān)研究表明，多種烤煙香氣物質(zhì)如大馬酮、苯甲醛、苯乙醇等的含量均隨海拔高度的增加而增加，因此，適當(dāng)提高烤煙的種植海拔，有利于提高煙葉的香氣量。簡永興[20]研究了海拔高度對煙葉中石油醚提取物含量的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在海拔200～1 200 m范圍內(nèi)，兩個烤煙品種新K326和云煙87的石油醚提取物含量均隨海拔高度的增加而增加，兩品種間石油醚提取物上升幅度有較大差異。

2.4.3 海拔高度對煙葉中性致香物質(zhì)含量的影響目前，海拔高度對煙葉中性致香成分的影響詳細(xì)研究還較少報道，已有參考文獻(xiàn)中僅對部分重要中性致香物質(zhì)作了闡述。韓錦峰等[24]對河南盧氏山區(qū)不同海拔高度的煙葉香物質(zhì)含量進(jìn)行了測定，表明隨著海拔高度的增加，烤煙葉片中有18種香氣成分（如大馬酮、苯乙醇、苯甲醛、苯乙醛、巨豆-4,6（E）、8（z）- 三烯酮 -3、巨豆 -4,6（E）、8（E）- 三烯酮 -3等）都是海拔800 m和1 000 m的煙葉高于海拔600 m的煙葉，另有10余種香氣成分（如茄尼酮、2,7,11-五針?biāo)扇?4,6-二醇、8,11-環(huán)氧-2,6,12-五針?biāo)扇?4醇等）則隨著海拔高度的增加明顯減少。

2.5 海拔高度對煙葉感官質(zhì)量的影響

李天福[25]通過對云南植煙區(qū)海拔高度與煙葉香吃味的關(guān)系研究發(fā)現(xiàn)，海拔高度是影響下部煙葉灰色、中部煙葉香氣量和刺激性的主要因素。胡國松[4]研究了海拔高度對煙葉香吃味的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)三個烤煙品種中CT90、K326評吸質(zhì)量均與海拔高度呈正相關(guān)，但是未能達(dá)到顯著水平，CF80與海拔高度呈極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系。李明海等[26]對遵義市煙區(qū)海拔 650～800 m，800～1 000 m、1 000～1 200 m三個海拔段煙葉評吸結(jié)果表明，無論中部還是上部煙葉，均以低海拔650～800 m范圍得分最高，平均總分38.8分；中海拔段為38.42分，高海拔段為38.2分，即隨著海拔高度升高，煙葉評吸質(zhì)量略有降低。

3 展望

總的來說，在條件允許的前提下，適當(dāng)提高植煙海拔高度，對降低上部煙葉煙堿含量、提高煙葉鉀含量均有明顯作用。此外，烤煙種植在一定高度的海拔地帶，還有利于清香類致香物質(zhì)的增加。因此可結(jié)合當(dāng)?shù)貙嶋H，以突出煙葉風(fēng)格為目標(biāo)，進(jìn)行煙區(qū)布局調(diào)整，但不能生搬硬套，應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)條件進(jìn)行合理布局。

目前尚缺乏海拔高度條件對煙草基因表達(dá)、生理生化方面影響的研究，比如腺毛分泌物的基因調(diào)控差異、光合結(jié)構(gòu)的差異，這將是今后研究的重點。此外，化學(xué)調(diào)控技術(shù)在不同海拔高度條件下的應(yīng)用還未見報道，有待今后進(jìn)一步研究。

[1]Smeeton B W.Genetical control of tobacco quality.Recent Advance of Tobacco Science,1987,13:3-26.

[2]焦敬華，劉春奎，許自成，等.湖北宣恩不同海拔植煙土壤養(yǎng)分含量狀況分析與綜合評價 [J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2007，35（28）：8936-8937，8949.

[3]黎妍妍，李錫宏，李進(jìn)平.恩施州不同海拔高度植煙區(qū)氣候和土壤條件分析 [J].湖北民族學(xué)院學(xué)報：自然科學(xué)版，2008，26（1）：110-114.

[4]胡國松，楊林波.海拔高度，品種和某些栽培措施對烤煙香吃味的影響[J].中國煙草科學(xué)，2000，21（3）：9-13.

[5]程 亮，畢慶文，許自成，等.湖北保康不同海拔高度生態(tài)因素對煙葉品質(zhì)的影響 [J].鄭州輕工業(yè)學(xué)院學(xué)報：自然科學(xué)版，2009，24（2）：15-20.

[6]方 亮，周冀衡，魯永新，等.楚雄州烤煙主要種植區(qū)氣候生態(tài)類型區(qū)劃分析[J].湖南農(nóng)業(yè)科學(xué)，2008，（5）：53-56.

[7]尹文有，謝敬明.紅河州中低海拔日照時數(shù)對煙葉品質(zhì)的影響[J].氣象，2006，32（5）：116-120.

[8]郭世昌，常有禮，胡 非，等.緯度和海拔高度對云南地面紫外線強度影響的數(shù)值試驗[J].云南地理環(huán)境研究，2004，16（1）：9-13.

[9]池再香，楊桂蘭，楊 黎，等.不同海拔高度的光溫因子對超級稻陸兩優(yōu) 106產(chǎn)量的影響研究[J].貴州氣象，2007，31（6）：9-10.

[10]阮 俊，彭國照，李達(dá)忠，等.川西南不同海拔和播期對馬鈴薯產(chǎn)量的影響[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2008，（16）：9-11.

[11]張興端，霍仕平，李求文，等.海拔高度對武陵山區(qū)玉米品種生育期和產(chǎn)量的影響[J].玉米科學(xué)，2006，14（3）：99-101，106.

[12]陳正剛，朱 青，王文華，等.貴州高海拔地區(qū)氮磷鉀平衡施肥對小麥產(chǎn)量的影響[J].貴州農(nóng)業(yè)科學(xué)，2006，34（4）：39-41.

[13]陳傳盂，陳繼樹，古堂生，等.南嶺山區(qū)不同海拔烤煙品質(zhì)研究[J].中國煙草科學(xué)，1997，1（4）：8-12.

[14]胡元才，周丕遜，余永超，等.海拔高度與烤煙產(chǎn)量和質(zhì)量的關(guān)系[J].貴州農(nóng)業(yè)科學(xué)，1995，23（5）：36-39.

[15]簡永興，楊 磊，謝龍杰.湘西北海拔高度對烤煙常規(guī)化學(xué)成份含量的影響[J].生命科學(xué)研究，2005，9（1）：63-67.

[16]王 彪，李天福，王樹會.海拔高度與煙葉化學(xué)成分的相關(guān)分析[J].廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)，2006，37（5）：537-539.

[17]王世英，盧 紅，楊 驥.不同種植海拔高度對曲靖地區(qū)烤煙主要化學(xué)成分的影響[J].西南農(nóng)業(yè)學(xué)報，2007，20（1）：45-48.

[18]李洪勛.海拔高度對貴州烤煙化學(xué)成分的影響 [J].生態(tài)環(huán)境，2008，17（3）：1170-1172.

[19]穆 彪，楊健松，李明海.黔北大婁山區(qū)海拔高度與烤煙煙葉香吃味的關(guān)系研究[J].中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報，2003，11（4）：148-151.

[20]簡永興，楊 磊，謝龍杰，等.種植海拔對烤煙石油醚提取物及常規(guī)化學(xué)成分的影響[J].煙草科技，2005，（7）：3-6.

[21]USA Department of Agriculture.China oil，seed imports:up and up[J].Inform,1998,（7）:22-25.

[22]王樹會，李天福，邵 巖，等.不同烤煙品種及海拔對煙葉中有機酸的影響 [J].西南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2006，28（1）：127-130.

[23]簡永興，董道竹，劉建峰.湘西北海拔高度對烤煙多元酸及高級脂肪酸含量的影響 [J].湖南師范大學(xué)自然科學(xué)學(xué)報，2007，30（1）：72-75.

[24]韓錦峰，劉維群，楊素勤，等.海拔高度對烤煙香氣物質(zhì)的影響[J].中國煙草科學(xué)，1993，15（3）：1-3.

[25]李天福，王樹會，王 彪，等.云南煙葉香吃味與海拔和經(jīng)緯度的關(guān)系[J].中國煙草科學(xué)，2005，26（3）：22-24.

[26]李明海，任選倫，詹蓉暉，等.不同海拔高度和土壤類型對烤煙產(chǎn)質(zhì)的影響[J].貴州農(nóng)業(yè)科學(xué)，1997，25（增刊）：54-58.