生態(tài)與品種及其互作對(duì)烤煙多酚類(lèi)物質(zhì)的影響

丁燕芳，楊鐵釗，李亞培，楊志曉，薛 剛，張小全，李旭輝

（1.河南農(nóng)業(yè)大學(xué)，鄭州 451002；2.河南省農(nóng)科院煙草研究中心，河南 許昌 461000）

多酚類(lèi)化學(xué)物質(zhì)在煙草的生長(zhǎng)發(fā)育、調(diào)制特性、煙葉色澤、等級(jí)、煙氣香吃味和煙氣生理強(qiáng)度等方面起著重要作用，是衡量煙葉品質(zhì)的重要因素之一[1-2]。曾有人提出以酚類(lèi)化合物含量與蛋白質(zhì)氮含量的比值作為判斷煙草芳香吃味的依據(jù)[3]。國(guó)內(nèi)外學(xué)者就煙草基因型、生態(tài)因素、栽培因素和調(diào)制過(guò)程對(duì)烤煙多酚類(lèi)物質(zhì)的影響進(jìn)行了大量研究[4-6]。但在基因型、生態(tài)因素影響烤煙多酚類(lèi)物質(zhì)的研究中多偏重于某一生態(tài)區(qū)域的多酚物質(zhì)本身含量差異及多酚類(lèi)物質(zhì)與單個(gè)環(huán)境因子的關(guān)系[7-10]，有關(guān)生態(tài)、品種及其互作對(duì)烤煙多酚類(lèi)物質(zhì)含量的影響強(qiáng)弱以及3者之間哪些是主要影響因素等問(wèn)題尚缺乏深入研究。而河南許昌、云南玉溪和貴州貴陽(yáng)分別是我國(guó)濃香型、清香型和中間香型煙葉的代表產(chǎn)區(qū)，具有典型生態(tài)特征。為此本研究選用 NC89、K326和紅花大金元3個(gè)烤煙品種分別在河南許昌、云南玉溪、貴州貴陽(yáng)3個(gè)生態(tài)類(lèi)型區(qū)種植，研究生態(tài)、品種及其互作對(duì)烤煙總酚、蕓香苷、綠原酸含量的影響及對(duì)其變異的貢獻(xiàn)率大小以及改善烤煙多酚類(lèi)物質(zhì)含量的最優(yōu)效應(yīng)，從而為提高烤煙的香氣質(zhì)和香氣量的理論研究和生產(chǎn)實(shí)踐提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試材料為烤煙品種NC89、K326、紅花大金元。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 試驗(yàn)于 2010年在河南許昌、云南玉溪、貴州貴陽(yáng)3個(gè)生態(tài)地區(qū)進(jìn)行。各點(diǎn)均采用完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，3次重復(fù)，小區(qū)面積40 m2，株距0.6 m，行距1.5 m。田間栽培管理措施按照當(dāng)?shù)貎?yōu)質(zhì)煙葉生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)行科學(xué)管理，盛花期打頂并留葉19片，同時(shí)選取每株的10～12葉掛牌標(biāo)記，按“三段式烘烤”工藝進(jìn)行烘烤。

1.2.2 測(cè)定項(xiàng)目及方法 取外觀質(zhì)量均勻一致的掛牌標(biāo)記初烤煙葉，測(cè)定其總酚、綠原酸、蕓香苷的含量。

測(cè)定煙葉中總酚采用韓錦峰等[11]的方法；測(cè)定煙葉中蕓香甘、綠原酸采用張槐苓等[12]的方法。

1.2.3 統(tǒng)計(jì)分析 根據(jù)崔黨群[13]的生物統(tǒng)計(jì)學(xué)原理，利用DPS等統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)所測(cè)定的主要次生代謝物質(zhì)進(jìn)行具有重復(fù)觀測(cè)值的兩向分組資料的方差分析。

2 結(jié) 果

2.1 生態(tài)、品種及其互作對(duì)初烤煙總酚含量的影響

2.1.1 總酚含量方差分析 方差分析表明（表1）生態(tài)、品種及其互作效應(yīng)均對(duì)初烤煙總酚含量有顯著影響，其中以生態(tài)×品種對(duì)總酚含量變異的貢獻(xiàn)率最大，占總變異的74%，其次是生態(tài)影響，占總變異的24%，品種對(duì)總酚含量變異的貢獻(xiàn)率最小，僅占總變異的 2%。通過(guò)對(duì)河南許昌、云南玉溪和貴州貴陽(yáng)3地不同生態(tài)類(lèi)型及不同品種的烤煙總酚含量的多重比較結(jié)果表明（表2），在3個(gè)生態(tài)地區(qū)之間，總酚含量均存在顯著差異，在品種之間比較顯示，紅花大金元與K326和NC89均存在顯著差異，而K326與NC89之間差異不顯著。

表1 總酚含量方差分析Table 1 Analysis of variance on total polyphenols in tobacco

表2 不同生態(tài)類(lèi)型和品種間初烤煙總酚含量 mg/gTable 2 Total polyphenols content difference among ecology and variety

進(jìn)一步分析表明（表3），生態(tài)、品種及其互作對(duì)烤煙總酚含量有著不同程度的影響效力，在地點(diǎn)之間，3個(gè)不同的生態(tài)類(lèi)型中，貴州貴陽(yáng)的生態(tài)類(lèi)型主效應(yīng)最大，效應(yīng)值0.72；其次是云南玉溪，效應(yīng)值0.17；河南許昌地區(qū)主效應(yīng)值為-1.89。品種間，紅花大金元主效應(yīng)最大，效應(yīng)值 0.61；而 NC89、K326為負(fù)效應(yīng)。在生態(tài)與品種互作方面，NC89和K326的總酚含量與河南許昌、云南玉溪生態(tài)類(lèi)型均有較強(qiáng)的互作效應(yīng)，效應(yīng)值分別為1.99、1.51和0.2、1.36；紅花大金元總酚含量在兩地區(qū)均無(wú)互作效應(yīng)，但與貴州貴陽(yáng)生態(tài)類(lèi)型有較強(qiáng)的互作效應(yīng)，效應(yīng)值為5.07；而NC89和K326的總酚含量與貴州貴陽(yáng)生態(tài)條件無(wú)互作效應(yīng)。

表3 生態(tài)、品種互作效應(yīng)兩向表Table 3 Total polyphenols interaction between ecology and variety

2.1.2 不同生態(tài)類(lèi)型初烤煙總酚含量差異 由圖1可以看出，總NC89的總酚含量在3地差異不顯著；K326的總酚含量為云南玉溪最高；紅花大金元的是貴州貴陽(yáng)＞云南玉溪＞河南許昌。

圖1 不同生態(tài)類(lèi)型總酚含量差異Fig.1 Total polyphenol content difference among locations

2.2 生態(tài)、品種及其互作對(duì)烤煙蕓香苷含量的影響

2.2.1 蕓香苷含量方差分析 生態(tài)、品種及其互作對(duì)烤煙的蕓香苷含量均有顯著影響（表4），生態(tài)影響最大，占總變異的55%；其次是品種，占總變異的36%；生態(tài)×品種對(duì)蕓香苷含量變異影響最小，占總變異的8%。多重比較結(jié)果顯示（表5），蕓香苷含量在生態(tài)類(lèi)型、品種間均存在顯著差異。

表4 蕓香苷含量方差分析Table 4 Analysis of variance on rutin content in tobacco

表5 不同生態(tài)類(lèi)型和品種間初烤煙蕓香苷含量 mg/gTable 5 Rutin content difference among ecology and variety

生態(tài)、品種互作效應(yīng)（表6）分析表明，以地點(diǎn)為主效應(yīng)時(shí)，云南玉溪生態(tài)類(lèi)型對(duì)3個(gè)品種的影響效應(yīng)最大，其次是貴州貴陽(yáng)，而河南許昌主效應(yīng)為負(fù)值。在3個(gè)品種之間，紅花大金元的主效應(yīng)最大，NC89和K326的主效應(yīng)均為負(fù)值。在生態(tài)與品種互作條件下，紅花大金元的蕓香苷含量與河南許昌生態(tài)類(lèi)型有較強(qiáng)互作效應(yīng)，效應(yīng)值為0.22；NC89和K326蕓香苷含量與河南許昌生態(tài)類(lèi)型無(wú)互作效應(yīng)；K326蕓香苷含量與云南玉溪生態(tài)類(lèi)型有較強(qiáng)的互作效應(yīng)，效應(yīng)值為 0.31；紅花大金元、NC89蕓香苷含量與貴州貴陽(yáng)生態(tài)類(lèi)型互作效應(yīng)明顯，效應(yīng)值分別是0.07、0.04，K326蕓香苷含量與貴州貴陽(yáng)生態(tài)類(lèi)型無(wú)互作效應(yīng)。

表6 生態(tài)、品種互作效應(yīng)兩向表Table 6 Rutin content interaction between ecology and variety

2.2.2 不同生態(tài)類(lèi)型蕓香苷含量差異 由圖2可以看出，NC89、K326蕓香苷含量在3個(gè)地區(qū)為云南玉溪＞貴州貴陽(yáng)＞河南許昌。紅花大金元蕓香苷含量為貴州貴陽(yáng)＞云南玉溪＞河南許昌。NC89蕓香苷的含量在云南玉溪和貴州貴陽(yáng)生態(tài)條件差異不顯著，與河南生態(tài)條件具有顯著差異。K326和紅花大金元蕓香苷含量在3個(gè)地區(qū)差異均顯著。

圖2 不同生態(tài)地區(qū)蕓香苷含量差異Fig.2 Rutin content difference among locations

2.3 生態(tài)、品種及其互作對(duì)烤煙綠原酸含量的影響

2.3.1 綠原酸含量方差分析 生態(tài)、品種及其互作對(duì)初烤煙的綠原酸含量變化均有顯著影響（表7），其中以生態(tài)類(lèi)型對(duì)初烤煙綠原酸含量的影響最大，占總變異的47%；其次是生態(tài)×品種的影響，占總變異的35%；品種的影響最小，占總變異的18%。通過(guò)對(duì)河南許昌、云南玉溪、貴州貴陽(yáng)3地區(qū)不同品種初烤煙的綠原酸含量均值多重比較（表8）表明，在生態(tài)類(lèi)型上，河南許昌地區(qū)綠原酸含量與云南玉溪、貴州貴陽(yáng)均存在顯著差異，云南玉溪和貴州貴陽(yáng)兩地差異不顯著；品種上，紅花大金元綠原酸含量與K326、NC89存在顯著差異，K326和NC89之間差異不顯著。

表7 綠原酸含量方差分析Table 7 Analysis of variance on chlorogenic acid in tobacco

表8 不同生態(tài)類(lèi)型和品種綠原酸含量 mg/gTable 8 Chlorogenic acid content difference among ecology and variety

生態(tài)、品種的互作效應(yīng)分析（表9）結(jié)果表明，地點(diǎn)為主效應(yīng)時(shí)，河南許昌生態(tài)類(lèi)型的主效應(yīng)最為明顯，效應(yīng)值最大為1.64，云南玉溪和貴州貴陽(yáng)生態(tài)類(lèi)型主效應(yīng)為-0.78、-0.86。品種為主效應(yīng)時(shí)，紅花大金元主效應(yīng)最大為0.97，NC89和K326的主效應(yīng)為-0.49、-0.48。生態(tài)與品種互作，河南許昌生態(tài)類(lèi)型與NC89和K326綠原酸含量有較強(qiáng)的互作效應(yīng)，效應(yīng)值分別為0.51和1.00，與紅花大金元無(wú)互作效應(yīng)；云南玉溪生態(tài)類(lèi)型與K326綠原酸含量有較強(qiáng)的互作效應(yīng)，效應(yīng)值是 0.582；貴州生態(tài)類(lèi)型與NC89和紅花大金元綠原酸含量有較強(qiáng)的互作效應(yīng)，效應(yīng)值分別是0.06和1.56，與K326無(wú)互作效應(yīng)。

表9 生態(tài)、品種互作效應(yīng)兩向表Table 9 Interaction between ecology and variety

2.3.2 不同生態(tài)類(lèi)型綠原酸含量差異 由圖3可以看出，NC89綠原酸含量為河南許昌＞貴州貴陽(yáng)＞云南玉溪；K326綠原酸含量為河南許昌＞云南玉溪＞貴州貴陽(yáng)；紅花大金元綠原酸含量為貴州貴陽(yáng)＞河南許昌＞云南玉溪，且3個(gè)品種在不同的生態(tài)條件下差異均顯著。

圖3 不同生態(tài)類(lèi)型初烤煙綠原酸含量比較Fig.3 Chlorogenic acid content difference among locations

3 討 論

許多因素包括煙草品種、類(lèi)型、部位、成熟度、光照、溫度、營(yíng)養(yǎng)及調(diào)制方法等均可影響多酚類(lèi)物質(zhì)在煙草中的含量。而遺傳基因、栽培管理以及調(diào)制技術(shù)的綜合作用決定了各種類(lèi)型煙草中多酚類(lèi)物質(zhì)的組分和含量。

本試驗(yàn)通過(guò)生態(tài)、品種及其互作對(duì)多酚類(lèi)物質(zhì)影響的研究表明，生態(tài)、品種及其互作對(duì)烤煙酚類(lèi)物質(zhì)的含量均有明顯的影響，不同烤煙品種多酚類(lèi)物質(zhì)含量隨生態(tài)類(lèi)型的變化而變化，說(shuō)明生態(tài)是影響烤煙多酚物質(zhì)含量的關(guān)鍵因素，而生態(tài)與品種互作能顯著提高多酚類(lèi)物質(zhì)的含量。

生態(tài)效應(yīng)分析顯示，在云南玉溪對(duì)烤煙總酚和蕓香苷的含量主效應(yīng)最大，其次是貴州貴陽(yáng)，河南許昌較小。而河南許昌生態(tài)條件對(duì)烤煙綠原酸含量主效應(yīng)最大，這與Zucker[14]研究的高海拔地區(qū)對(duì)烤煙綠原酸含量影響顯著的結(jié)論相反。造成差異的原因是試驗(yàn)初期云南和貴州地區(qū)干旱缺水條件導(dǎo)致移栽期推遲，煙苗前中期處于中高溫環(huán)境下，生長(zhǎng)加快，干物質(zhì)積累少，煙葉正常生長(zhǎng)發(fā)育受阻，從而影響碳水化合物向酚類(lèi)物質(zhì)的轉(zhuǎn)化，影響酚類(lèi)物質(zhì)的含量。

研究品種對(duì)烤煙多酚類(lèi)物質(zhì)含量的影響表明，基因型對(duì)烤煙蕓香苷的含量影響效力最大；蕓香苷含量的品種間差異顯著。品種效應(yīng)分析顯示，總酚、蕓香苷和綠原酸含量均以紅花大金元主效應(yīng)最大，而NC89和K326的主效應(yīng)較小。

生態(tài)與品種互作分析表明，烤煙總酚含量以NC89、K326與河南許昌生態(tài)環(huán)境互作效應(yīng)最大、云南玉溪次之，紅花大金元與貴州貴陽(yáng)生態(tài)環(huán)境互作效應(yīng)最大；蕓香苷含量以紅花大金元與河南許昌生態(tài)環(huán)境互作效應(yīng)最大、貴州貴陽(yáng)生態(tài)環(huán)境次之，K326與云南玉溪生態(tài)環(huán)境互作效應(yīng)最大，NC89與貴州貴陽(yáng)生態(tài)環(huán)境互作效應(yīng)最大；綠原酸含量以NC89與河南許昌生態(tài)環(huán)境互作效應(yīng)最大、貴州貴陽(yáng)生態(tài)環(huán)境次之，K326與河南許昌生態(tài)環(huán)境互作效應(yīng)最大、云南玉溪生態(tài)環(huán)境次之，紅花大金元與貴州貴陽(yáng)生態(tài)環(huán)境互作效應(yīng)最大。

4 結(jié) 論

同一品種與不同生態(tài)條件互作所形成的多酚類(lèi)物質(zhì)含量差異可能是形成不同生態(tài)區(qū)典型香型風(fēng)格的主要原因。對(duì)于本研究所選3個(gè)品種來(lái)說(shuō)，NC89在河南許昌種植，總酚和綠原酸含量最高。K326在云南玉溪種植，總酚、蕓香苷含量最高；在河南許昌種植，綠原酸含量最高。紅花大金元在貴州貴陽(yáng)種植，總酚、蕓香苷和綠原酸含量均達(dá)到最高。因此，在現(xiàn)有生態(tài)環(huán)境基礎(chǔ)上選擇與生態(tài)環(huán)境相適宜的品種類(lèi)型，發(fā)揮環(huán)境的最大潛力是提高烤煙品質(zhì)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

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