稻田煙葉與山地?zé)熑~理化特性比較分析

李 平，楊虹琦*，趙松義，楊紅武，管 維，曹曉玉

(1湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)煙草科技與健康重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/生物科學(xué)技術(shù)學(xué)院，長(zhǎng)沙410128;2中國(guó)煙草中南農(nóng)業(yè)試驗(yàn)站，湖南長(zhǎng)沙410128)

生態(tài)環(huán)境是決定烤煙風(fēng)格特色的主要因素，不同的生態(tài)產(chǎn)區(qū)會(huì)形成不同的煙葉化學(xué)成分和香氣風(fēng)格[1]。湖南是濃香型特色煙葉的主要產(chǎn)區(qū)之一，其中桂陽(yáng)、江華、靖州煙區(qū)烤煙種植以煙稻輪作模式為主，前作為烤煙，后作為水稻，實(shí)行水旱輪作;桑植、鳳凰及隆回部分產(chǎn)區(qū)烤煙種植以山地旱作種植模式為主，一般一年只種一季烤煙，多為連作[2，3]。聶東發(fā)、張國(guó)、鄧小華等人已經(jīng)對(duì)桂陽(yáng)、江華、靖州、桑植、鳳凰及隆回?zé)熑~品質(zhì)進(jìn)行了研究[4～6]，但關(guān)于這些產(chǎn)區(qū)稻田和山地?zé)熑~理化特性的研究未見(jiàn)報(bào)道。本研究以湖南省煙稻輪作區(qū)(江華縣、桂陽(yáng)縣、靖州縣)和山地?zé)焻^(qū)(桑植縣、鳳凰縣、隆回縣)初烤煙葉為材料，對(duì)6個(gè)煙區(qū)煙葉理化特性和香氣前體物進(jìn)行了分析比較，以揭示煙稻輪作煙區(qū)與山地?zé)焻^(qū)煙葉的理化特性差異，為煙草企業(yè)原料的選用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)于2010～2011年在郴州市桂陽(yáng)縣、永州市江華縣、懷化市靖州縣、張家界市桑植縣、湘西自治州鳳凰縣、邵陽(yáng)市隆回縣進(jìn)行，樣品檢測(cè)分析在湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)煙草科學(xué)與健康重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

在湖南煙稻輪作產(chǎn)區(qū)桂陽(yáng)縣洋市鄉(xiāng)、樟市鎮(zhèn)、仁義鎮(zhèn)、銀河鄉(xiāng)、和平鎮(zhèn)、余田鄉(xiāng)、浩塘鄉(xiāng)、板橋鄉(xiāng)，江華縣白芒營(yíng)鎮(zhèn)、大石橋鄉(xiāng)、濤圩鎮(zhèn)、大路鋪鎮(zhèn)、沱江鎮(zhèn)，靖州縣藕塘鄉(xiāng)、新廠鎮(zhèn)、鋪口鄉(xiāng)、艮山口鄉(xiāng)、甘棠鎮(zhèn)選擇煙葉生長(zhǎng)正常、前作為水稻的田塊作為試驗(yàn)取樣點(diǎn)。分別在湖南山地?zé)煯a(chǎn)區(qū)桑植縣官地坪鄉(xiāng)、橋自灣鄉(xiāng)、蹇家坡鄉(xiāng)、人潮溪鄉(xiāng)、白石鄉(xiāng)、龍?zhí)镀烘?zhèn)，鳳凰縣阿拉鄉(xiāng)、茶田鄉(xiāng)、千工坪鄉(xiāng)、兩林鄉(xiāng)、禾庫(kù)鎮(zhèn)、臘爾山鄉(xiāng)，隆回縣荷香橋鎮(zhèn)、巖口鎮(zhèn)選擇煙葉生長(zhǎng)正常的旱地烤煙作為試驗(yàn)取樣點(diǎn)。所有試驗(yàn)點(diǎn)統(tǒng)一種植云煙87，施肥、田間管理、烘烤技術(shù)等栽培管理措施均按當(dāng)?shù)厣a(chǎn)技術(shù)規(guī)程進(jìn)行。待煙葉采收烘烤后選取烤后中部C2F、C3F、C4F煙葉各2 kg，去主脈、粉碎、過(guò)篩后裝入塑料袋中密封儲(chǔ)藏，作為煙葉化學(xué)特性檢測(cè)樣品。

1.3 理化指標(biāo)檢測(cè)

煙葉物理指標(biāo)的測(cè)定:按照YC/T31測(cè)定烤煙的含水率;根據(jù)“GB2635－1992烤煙”標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定煙葉的葉寬、葉長(zhǎng)、單葉重、葉片厚度、單位葉面積重、含梗率、去梗干物質(zhì)重，具體的測(cè)定方法參考孫建鋒[7]的方法。常規(guī)化學(xué)成分的分析檢測(cè)方法主要依據(jù)國(guó)家煙草專(zhuān)賣(mài)局制定的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，YC/T159－2002測(cè)定水溶性糖和還原糖，YC/T160－2002測(cè)定煙堿，YC/T161－2002測(cè)定總氮、YC/T173－2003測(cè)定鉀、YC/T162－2002測(cè)定氯。多酚和類(lèi)胡蘿卜含量測(cè)定按參考文獻(xiàn)[8]方法進(jìn)行。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

試驗(yàn)所得數(shù)據(jù)采用EXCEL和DPS軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，采用單因素方差分析和Duncan法進(jìn)行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 煙葉物理指標(biāo)統(tǒng)計(jì)分析

2.1.1 煙葉物理指標(biāo)變異度分析

煙葉物理特性不僅與煙葉內(nèi)在質(zhì)量密切相關(guān)，部分指標(biāo)如含梗率、平衡含水率等還是體現(xiàn)煙葉加工性能的重要指標(biāo)，直接影響卷煙制造過(guò)程、產(chǎn)品風(fēng)格、成本及其它經(jīng)濟(jì)因素[9]，因而煙葉物理指標(biāo)是煙葉質(zhì)量評(píng)價(jià)過(guò)程中很重要的部分[10]。試驗(yàn)結(jié)果表明，山地?zé)熑~葉長(zhǎng)和葉片厚度的標(biāo)準(zhǔn)差大于稻田煙葉，單葉重和單位葉面積質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)差小于稻田煙葉。山地?zé)煹娜~長(zhǎng)、葉寬、含梗率、平衡含水率、去梗干物質(zhì)重和葉片厚度等物理指標(biāo)的變異系數(shù)均大于稻田煙葉，僅單葉重和單位葉面積質(zhì)量的變異系數(shù)小于稻田煙葉，這說(shuō)明稻田煙葉樣本的物理特性相對(duì)比山地?zé)熑~的變異程度小并穩(wěn)定(表1)。

表1 稻田煙葉及山地?zé)熑~物理指標(biāo)變異度Table 1 Variability of physical indicator of tobacco leaves planted in paddy soil and mountain soil

2.1.2 煙葉物理指標(biāo)比較分析

對(duì)稻田及山地?zé)焻^(qū)烤煙物理指標(biāo)統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果表明，煙稻輪作煙區(qū)和山地?zé)焻^(qū)烤煙除葉片厚度差異不顯著外，其他物理指標(biāo)均存在顯著或極顯著差異，其中稻田煙葉寬、去梗干物質(zhì)重、單位葉面積質(zhì)量均大于山地?zé)熑~，單葉重、含梗率，平衡含水率均小于山地?zé)熑~。此外，稻田煙葉的開(kāi)片度要好于山地?zé)熑~(表2)。山地土壤含水率低，煙葉葉脈輸導(dǎo)組織發(fā)達(dá)，而主葉脈重量對(duì)單葉重影響大于葉片其他部分，致使山地?zé)熑~的含梗率和單葉重高于稻田煙葉。煙葉成熟采收期雨水多，光合產(chǎn)物積累少，使得山地?zé)熑~平衡含水率高、去梗干物質(zhì)重和單位葉面積質(zhì)量低。

表2 稻田與山地?zé)熑~物理指標(biāo)比較Table 2 Physical indicators of tobacco leaves planted in paddy soil and mountain soil

2.2 煙葉化學(xué)指標(biāo)比較分析

2.2.1 常規(guī)化學(xué)成分及品質(zhì)指標(biāo)比較分析

由表3可知，稻田及山地?zé)熑~除還原糖以外均存在顯著性差異，其中氯和鉀氯比呈現(xiàn)出極顯著性差異，而且稻田煙葉除煙堿和鉀氯比低于山地?zé)熑~外，其余常規(guī)化學(xué)成分均高于山地?zé)熑~。稻田煙葉總糖和總氮含量高說(shuō)明其成熟期碳氮代謝旺盛，光合產(chǎn)物及氮代謝產(chǎn)物積累量多，這也是稻田煙葉去梗干物質(zhì)重和單位葉面積質(zhì)量指標(biāo)高于山地?zé)熑~的原因之一[11]。稻田煙葉的鉀、氯含量均高于山地?zé)熑~，這說(shuō)明煙稻輪作煙區(qū)與山地?zé)焻^(qū)土壤或施肥中鉀和氯含量存在一定差異，也可能與山地?zé)熑~對(duì)鉀、氯離子吸收速率低有關(guān)。此外，山地?zé)熑~煙堿高于稻田煙葉，這是導(dǎo)致山地?zé)熑~糖堿比、氮堿比偏低而影響山地?zé)熑~品質(zhì)的主要原因之一。

表3 稻田與山地?zé)熑~常規(guī)化學(xué)指標(biāo)Table 3 Conventional chemical indicators of tobacco leaves plantedin paddy soil and mountain soil

2.2.2 煙葉香氣前體物的比較分析

稻田煙葉的β－胡蘿卜素、葉黃素、蕓香苷含量與山地?zé)熑~存在顯著性差異，綠原酸含量差異不顯著，其中，稻田煙葉的β－胡蘿卜素和蕓香苷含量高于山地?zé)熑~，葉黃素含量低于山地?zé)熑~(表4)。這一研究結(jié)果與不同緯度煙葉香氣前體物研究的結(jié)果不同，說(shuō)明葉黃素含量不僅與種植海拔高度和光照強(qiáng)度有關(guān)，可能還與耕作模式和煙葉成熟期的光呼吸強(qiáng)度有關(guān)。

表4 稻田、山地?zé)熑~烤煙香氣前體物含量Table 4 Latent aromatic substance of the flue－cured tobacco in paddy soil and mountain soil

3 結(jié)論與討論

(1)稻田煙與山地?zé)熑~理化指標(biāo)大多存在顯著或極顯著差異，山地?zé)熑~含梗率高于稻田煙葉，去梗干物質(zhì)、單位葉面積重比稻田煙葉小。究其原因主要有兩方面，一方面稻田與山地產(chǎn)區(qū)烤煙移栽期、成熟期不同，煙株生長(zhǎng)所對(duì)應(yīng)的光、溫、水氣候因素必然不同。煙稻輪作的煙苗移栽期一般為3月底至4月初，6月中旬至7月初進(jìn)入成熟期，而山地?zé)焻^(qū)一般位于湘西北，移栽期一般為4月底至5月初，8月底至9月中旬進(jìn)入成熟期。另一方面，兩種耕作模式對(duì)土壤理化特性所產(chǎn)生的影響也不同。采用煙稻輪作模式，烤煙采收后，煙田即灌水種植水稻，這種厭氧環(huán)境必然導(dǎo)致土壤理化特性發(fā)生劇烈變化，進(jìn)而對(duì)來(lái)年煙草種植產(chǎn)生影響。山地植煙土壤始終處于含水率達(dá)不到飽和的狀態(tài)。韓錦峰[12]認(rèn)為，水分對(duì)細(xì)胞伸長(zhǎng)的影響大，而對(duì)細(xì)胞分裂的影響小，煙草在水分供應(yīng)不足時(shí)，煙葉生長(zhǎng)發(fā)育、內(nèi)含物質(zhì)積累均受到抑制，受干旱脅迫時(shí)烤煙煙葉的含梗率比水分充足的要高，而葉寬、去梗干物質(zhì)、單位葉面積重卻比水分充足的要小，這與本研究結(jié)果基本一致。彭新輝[13]等綜述了氣候和土壤及其互作對(duì)煙葉物理性狀的影響，指出煙葉長(zhǎng)度與寬度主要受氣候因子的影響，土壤的影響相對(duì)較小。而本研究結(jié)果顯示，稻田煙葉與山地?zé)熑~長(zhǎng)度差異不顯著，但寬度顯著大于山地?zé)熑~。

(2)稻田煙葉總糖、總氮、鉀、氯、兩糖差顯著高于山地?zé)熑~，而煙堿、鉀氯比低于山地?zé)熑~。煙稻輪作煙區(qū)煙葉鉀含量顯著高于山地?zé)焻^(qū)，這與稻田淹水浸泡過(guò)程中土壤晶格態(tài)鉀離子被有效釋放有關(guān)。彭新輝、黃中葉等人[14，15]認(rèn)為，根尖是煙堿合成的主要器官，煙堿的含量與煙苗移栽后連續(xù)3個(gè)月的地溫呈顯著的正相關(guān)，并且認(rèn)為山地?zé)熞圃云谳^晚，移栽時(shí)地溫高于煙稻輪作煙區(qū)是造成山地?zé)煙焿A高于稻田煙的主要原因。吳又梯[16]對(duì)桂陽(yáng)、江華、隆回、桑植、鳳凰煙區(qū)煙葉總糖含量研究結(jié)果表明，桂陽(yáng)、江華煙葉總糖含量高于隆回、桑植、鳳凰，這與本研究結(jié)果一致。

(3)稻田煙葉的β－胡蘿卜素和蕓香苷含量顯著高于山地?zé)熑~，葉黃素含量顯著低于山地?zé)熑~，綠原酸含量差異不顯著。楊虹琦[17]對(duì)湖南省湘南稻田栽培烤煙產(chǎn)區(qū)和湘北旱地栽培烤煙產(chǎn)區(qū)K326烤煙中綠原酸和蕓香苷研究結(jié)果表明，湖南不同煙區(qū)烤煙中蕓香苷的含量差異不顯著，但綠原酸含量存在極顯著差異，并且湘南烤煙綠原酸含量顯著高于湘北烤煙。而本研究結(jié)果顯示，稻田煙葉與山地?zé)熑~綠原酸含量差異不顯著，蕓香苷差異顯著。研究結(jié)果不同的原因可能與試驗(yàn)品種、取樣地點(diǎn)及等級(jí)不同有關(guān)。

[1]劉國(guó)順.煙草栽培學(xué)[M].北京:中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，2003.

[2]劉 麗，文 俊，林銳鋒，等.濃香型煙葉特征及影響因素研究進(jìn)展[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2010，38(18):9504－9506.

[3]馬云飛，尹啟生，張艷玲，等.我國(guó)濃香型煙區(qū)土壤腐殖質(zhì)組成特征[J].中國(guó)煙草科學(xué)，2011，32(5):10 －13.

[4]聶東發(fā)，張建成.湖南煙葉質(zhì)量分析[J].中國(guó)煙草科學(xué)，2007，28(4):1 －6.

[5]張 國(guó)，朱列書(shū)，李小忠.湖南烤煙評(píng)吸質(zhì)量與化學(xué)成分、煙氣成分關(guān)系的研究[J].中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào)，2006，22(2):94－97.

[6]鄧小華，陳冬林，周冀衡，等.湖南烤煙物理性狀比較及聚類(lèi)評(píng)價(jià)[J].中國(guó)煙草科學(xué)，2011，30(3):63 －68.

[7]孫建鋒，宮長(zhǎng)榮，許自成，等.河南烤煙主產(chǎn)區(qū)煙葉物理性狀的分析評(píng)價(jià)[J].河南農(nóng)業(yè)科學(xué)，2005(12):17－20.

[8]楊虹琦，岳 騫.高效液相色譜法測(cè)定烤煙類(lèi)胡蘿卜素[J].湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2006，32(12):616－618.

[9]王玉軍，謝勝利，刑淑華，等.烤煙葉片厚度與主要化學(xué)組成相關(guān)性研究[J].中國(guó)煙草科學(xué)，1997，(1):11－13.

[10]劉國(guó)順.國(guó)內(nèi)外煙葉質(zhì)量差距分析和提高煙葉質(zhì)量技術(shù)途徑探討[J].中國(guó)煙草學(xué)報(bào)，2003，9(增):54－58.

[11]戴 冕.我國(guó)主產(chǎn)煙區(qū)若干氣象因素與煙葉化學(xué)成分關(guān)系的研究[J].中國(guó)煙草學(xué)報(bào)，2000，6(1):27－34.

[12]韓錦峰.煙草栽培生理[M].北京:中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，2003.

[13]彭新輝，易建華，周清明.氣候?qū)緹焹?nèi)在質(zhì)量的影響研究進(jìn)展[J].中國(guó)煙草科學(xué)，2009，30(1):68－72.

[14]彭新輝，易建華，周清明，等.土壤與氣候及其互作對(duì)湖南烤煙還原糖與總植物堿含量的影響[J].中國(guó)煙草學(xué)報(bào)，2010，16(2):11 －16.

[15]黃中艷，王樹(shù)會(huì)，朱 勇，等.云南烤煙5項(xiàng)化學(xué)成分含量與其環(huán)境生態(tài)要素的關(guān)系[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)氣象，2007，28(3):312 －317.

[16]吳又梯，鄧小華，周冀衡，等.湖南烤煙總糖含量區(qū)域特征研究[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2007，35(15):4546－4550.

[17]楊虹琦，周冀衡，郭紫明，等.湖南不同煙區(qū)烤煙中綠原酸和蕓香苷的研究[J].湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)2005，31(6):616－619.