貴州烤煙色素含量和顏色值隨生育期的變化及其相關(guān)性

武圣江，張長云，郭亮，謝良文，朱廣兵，楊志曉，徐永高，謝已書*

(1.貴州省煙草科學(xué)研究院，貴陽 550081；2.中國煙草總公司貴州省公司，貴陽 550004；3.中國煙草總公司四川省公司，成都 610031；4.云南農(nóng)業(yè)大學(xué)煙草學(xué)院，昆明 650201)

貴州烤煙色素含量和顏色值隨生育期的變化及其相關(guān)性

武圣江1，張長云1，郭亮2，謝良文3，朱廣兵4，楊志曉1，徐永高1，謝已書1*

(1.貴州省煙草科學(xué)研究院，貴陽 550081；2.中國煙草總公司貴州省公司，貴陽 550004；3.中國煙草總公司四川省公司，成都 610031；4.云南農(nóng)業(yè)大學(xué)煙草學(xué)院，昆明 650201)

為了進(jìn)一步探討貴州烤煙生長特性，以 K326、畢納 1 號(hào)、貴煙 1 號(hào)、貴煙 2 號(hào)和 K326 有機(jī)煙為材料，研究了大田生育期（35、70、105 d）煙葉質(zhì)體色素含量和顏色參數(shù)值的變化幵進(jìn)行了相兲分析。結(jié)果表明，生育期烤煙煙葉質(zhì)體色素含量和顏色參數(shù)（H*除外）值均呈逐漸下降的趨勢(shì)。畢納 1 號(hào) 35 d 和 105 d 質(zhì)體色素含量顯著高于其他材料；K326 有機(jī)煙 70 d 和 105 d 質(zhì)體色素含量顯著低于其他材料，但其 L*、b*和 C*值顯著高于其他材料。不同烤煙材料生育期煙葉 L*和H*值差異均顯著，且 b*和 C*值 105 d 顯著高于 35 d 和 75 d。不同烤煙材料煙葉質(zhì)體色素含量與顏色參數(shù)值相兲均顯著，其中質(zhì)體色素含量與 L*、a*值相兲系數(shù)較大，在 0.805～0.866 之間。線性回歸分析表明，變量葉綠素 b R2值（R2=0.915）最大，變量類胡蘿卜素 R2值（R2=0.847）最?。蛔宰兞恐芯€性回歸系數(shù)正值 Xa*最大，其次是 XH*。相對(duì)類胡蘿卜素，烤煙生育期煙葉葉綠素含量與顏色參數(shù)值的線性回歸性更好。

貴州；烤煙；生育期；質(zhì)體色素；顏色

高等植物質(zhì)體色素分為兩大類:一類是葉綠素；一類是類胡蘿卜素[1-2]。煙草質(zhì)體色素作為重要的光合色素，對(duì)煙株的生長發(fā)育起著至關(guān)重要的作用[3]。烤煙基因型不同，煙葉質(zhì)體色素及其降解產(chǎn)物和化學(xué)物質(zhì)含量也不相同[4]。在烤煙生長發(fā)育和成熟過程中各種色素含量均表現(xiàn)為逐漸降低，偶爾的色素含量升高與降雨或灌溉相關(guān)聯(lián)[5-6]。一般情況下，大田生長期烤煙煙葉葉綠素含量的高低反映了葉片生理功能的強(qiáng)弱[7]，準(zhǔn)確地判斷植物葉色可為農(nóng)作物科學(xué)施肥、植物病理診斷等提供科學(xué)依據(jù)[8]。色差計(jì) L*a*b*顏色空間與人體視覺的顏色感覺一致，具有較高的色差分辨力，能夠定量檢測(cè)，非常適合較小色差情況下的顏色測(cè)量[9]。目前煙葉顏色多為定性描述，且易受人主觀因素的影響，而定量研究較少[10-12]。色素與顏色密切相關(guān)[9-10]。迄今為止，有關(guān)植物葉片及其果實(shí)色素含量與顏色參數(shù)之間的關(guān)系研究較多[10,13-15]，但對(duì)貴州省烤煙生長期煙葉質(zhì)體色素含量與顏色參數(shù)值的關(guān)系研究尚未見報(bào)道。生態(tài)因素決定煙葉的香型和風(fēng)格[16]，貴州是我國中間香型烤煙種植的典型區(qū)域，烤煙年產(chǎn)量居全國前列。為了進(jìn)一步探討貴州特色烤煙生長特性，研究了 K326、畢納 1 號(hào)、貴煙 1 號(hào)、貴煙 2號(hào)和 K326 有機(jī)煙大田生育期煙葉質(zhì)體色素含量和顏色參數(shù)值的動(dòng)態(tài)變化及其關(guān)系，以期為開展貴州特色烤煙生產(chǎn)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)于 2011—2012 年在貴州省煙草科學(xué)研究院福泉試驗(yàn)基地進(jìn)行，供試材料為 K326、畢納 1號(hào)、貴煙 1 號(hào)、貴煙 2 號(hào)和 K326 有機(jī)煙。試驗(yàn)地面積 1 hm2，共劃分 3 個(gè)田塊，作為重復(fù)。每個(gè)田塊劃分為 5 個(gè)小區(qū)，其中每小區(qū)面積 0.067 hm2，不同試驗(yàn)處理在5個(gè)小區(qū)里進(jìn)行隨機(jī)排列。按照貴州井窖式移栽技術(shù)于 4月下旬進(jìn)行移栽，行距 120 cm，株距 50 cm，土壤質(zhì)地為黃壤土，土壤肥力中等，按照優(yōu)質(zhì)煙葉生產(chǎn)理論進(jìn)行規(guī)范化栽培管理，其中K326 有機(jī)煙按照有機(jī)農(nóng)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(IFOAM)進(jìn)行生產(chǎn)管理。

1.2 樣品制備

取樣時(shí)間分別為大田移栽后 35、70、105 d。選擇有代表性的煙株 10～15 株，均取煙株中部定位煙葉進(jìn)行顏色測(cè)定，同時(shí)在定位煙葉第 3～4 葉脈間中部取樣測(cè)定色素含量。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目及方法

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用 SPSS 16.0 等軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié) 果

2.1 煙葉質(zhì)體色素含量

由表 1 可知，烤煙煙葉葉綠素 a、葉綠素 b、葉綠素和類胡蘿卜素含量均隨生育期的推進(jìn)而逐漸降低。不同烤煙材料不同生育期葉綠素a和葉綠素含量差異均顯著，葉綠素 b和類胡蘿卜素含量35 d 顯著高于 75 d 和 105 d，而 75 d 和 105 d 之間差異不顯著。35 d 畢納 1 號(hào)葉綠素 a、葉綠素 b、葉綠素和類胡蘿卜素含量最高，其次是貴煙1號(hào)，再次是 K326 有機(jī)煙，貴煙 2 號(hào)質(zhì)體色素含量最低。其中，35 d 時(shí)畢納 1 號(hào)和貴煙 2 號(hào)色素差異達(dá)到極顯著水平。75 d，K326、畢納 1 號(hào)、貴煙 1 號(hào)和貴煙 2 號(hào)之間葉綠素 a、葉綠素 b、葉綠素和類胡蘿卜素含量均無顯著差異，但其色素含量均顯著高于K326 有機(jī)煙，且差異達(dá)到極顯著水平。105 d，畢納 1 號(hào)葉綠素 a、葉綠素 b、葉綠素和類胡蘿卜素含量最高，顯著高于 K326 有機(jī)煙，其中葉綠素 a、葉綠素和類胡蘿卜素含量差異極顯著。K326、貴煙1 號(hào)和貴煙 2 號(hào) 105 d 葉綠素 a、葉綠素 b、葉綠素和類胡蘿卜素含量居中，且三者間無顯著差異。

表1 烤煙各生育期煙葉質(zhì)體色素含量 平均值±標(biāo)準(zhǔn)差Table 1 Change of plastid pigments content of flue-cured tobacco leaves with growth stages

2.2 煙葉顏色參數(shù)值

亮度值 L*是光作用于人眼時(shí)引起的對(duì)色彩明暗程度的感覺；紅度 a*正值越大，綠色越輕，紅色愈濃；黃度 b*正值越大，黃色越濃；彩度 C*是指顏色的飽和度或純度，C*值越大，飽和度或純度越好；色相角 H*，是指色彩外觀的基本傾向[11]。由表 2 可知，不同材料烤煙煙葉顏色參數(shù) L*、a*、b*和 C*值基本上是隨著生育期的推進(jìn)而逐漸升高，而H*值逐漸降低。不同材料不同生育期煙葉 L*和 H*值差異均顯著；75 d 和 105 d 之間 a*值差異不顯著，但顯著高于 35 d；105 d，b*和 C*值顯著高于 35 d和 75 d 的，但 35 d 和 75 d 之間差異不顯著。35 d，畢納 1 號(hào) L*值顯著低于其他烤煙材料，貴煙 2 號(hào)a*值顯著低于其他烤煙材料，但均未達(dá)到極顯著水平，不同烤煙材料其他顏色參數(shù)值間差異均不顯著。75 d，K326 有機(jī)煙煙葉 L*、b*和 C*值極顯著高于其他烤煙材料，貴煙 2 號(hào) a*值顯著較高，不同烤煙材料 H*值差異均不顯著，貴煙 1 號(hào)和貴煙 2號(hào) L*、b*和 C*值顯著低于其他烤煙材料。105 d，K326 有機(jī)煙煙葉 L*、a*、b*和 C*值顯著高于其他烤煙材料(除 K326 a*值)，差異甚至極顯著；其H*值最小，與其他烤煙材料(除 K326)差異極顯著。105 d，貴煙 1 號(hào)和貴煙 2 號(hào) L*、a*、b*和 C*值較小，H*值較大，K326 和畢納 1 號(hào)各顏色值均居中，且與其他烤煙材料參數(shù)(除 a*)差異均顯著。

2.3 質(zhì)體色素含量和顏色參數(shù)值的簡單相關(guān)分析

由表3可知，烤煙生育期煙葉質(zhì)體色素含量與顏色參數(shù) L*、a*、b*和 C*值均呈負(fù)相關(guān)，與 H*值呈正相關(guān)?？緹熒跓熑~葉綠素b含量與顏色參數(shù) b*、C*值均呈顯著負(fù)相關(guān)，與 L*、a*值均呈極顯著負(fù)相關(guān)，而其他質(zhì)體色素成分含量與顏色參數(shù) L*、a*、b*、C*值均呈極顯著負(fù)相關(guān)，與 H*值均呈極顯著正相關(guān)?？緹熒跓熑~質(zhì)體色素含量與 L*、a*值相關(guān)系數(shù)絕對(duì)值較大，在 0.805～0.866之間，其次是 H*，相關(guān)系數(shù)在 0.771～0.852；烤煙生育期煙葉質(zhì)體色素含量與顏色參數(shù) b*、C*值相關(guān)系數(shù)絕對(duì)值較小，在 0.553～0.692。

表2 烤煙各生育期煙葉顏色參數(shù)值 平均值±標(biāo)準(zhǔn)差Table 2 Change of color parameters value of flue-cured tobacco leaves with the growth stages

表3 質(zhì)體色素含量與顏色參數(shù)值的簡單相關(guān)系數(shù)Table 3 Correlation coefficient of plastid pigment content and color parameter value of flue-cured tobacco

2.4質(zhì)體色素含量和顏色參數(shù)值的線性回歸分析

由表 4 可知，烤煙生育期煙葉顏色參數(shù) b*值與質(zhì)體色素含量的線性關(guān)系較差，其他顏色參數(shù)與色素含量均具有一定的線性關(guān)系。其中，Xa*回歸系數(shù)正值最大，其次是 H*值，C*值最小，而 L*值為負(fù)。不同變量，其中葉綠素 b 測(cè)定系數(shù) R2值最大(R2=0.915)，類胡蘿卜素值最小(R2=0.847)，但相關(guān)均顯著。

3 討 論

煙葉質(zhì)體色素含量均隨著烤煙生育期的推進(jìn)而逐漸降低，這與前人的研究結(jié)果一致[5-6]。其中，35 d 煙葉質(zhì)體色素含量顯著高于 75 d 和 105 d，這與趙二衛(wèi)等[18]的研究結(jié)果基本一致。質(zhì)體色素是植物光合作用的基礎(chǔ)，其含量與植物的生長狀態(tài)密切相關(guān)[3]。35 d 和 105 d 畢納 1 號(hào)質(zhì)體色素含量最高，這表明此時(shí)其光合代謝較強(qiáng)，有利于煙株光合代謝產(chǎn)物的合成[7]。75 d 不同烤煙材料質(zhì)體色素含量無顯著差異(除了 K326 有機(jī)煙)。K326 有機(jī)煙在75 d和 105 d 質(zhì)體色素含量顯著低于其他烤煙材料，甚至達(dá)到極顯著水平。這表明，75 d 后 K326 有機(jī)煙光合合成代謝下降，導(dǎo)致質(zhì)體色素含量嚴(yán)重偏低。從烤煙種植生產(chǎn)管理模式看，在有機(jī)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理模式下烤煙發(fā)育中后期質(zhì)體色素合成代謝受阻，不利于干物質(zhì)的積累。因此，K326 有機(jī)煙生育后期質(zhì)體色素含量較低，衰老的較早，適宜早采收；而畢納1號(hào)質(zhì)體色素含量較高，衰老的較慢，適宜晚采收。從另一方面來說，畢納1號(hào)在生育期較充足的烤煙種植區(qū)的發(fā)展?jié)摿Ω蟆?/p>

表4 質(zhì)體色素含量與顏色參數(shù)值的線性回歸方程Table 4 Linear regression of plastid pigments content and color parameter value of flue-cured tobacco

烤煙生育期煙葉顏色參數(shù) L*、a*、b*和 C*值基本上都是隨著生育期的推進(jìn)而逐漸升高，而 H*值是逐漸降低的。不同烤煙材料不同生育期煙葉 L*和 H*值差異均顯著；b*和 C*值 105 d(成熟期)顯著高于 35 d 和 75 d，但 35 d 和 75 d 差異不顯著。這表明，煙葉顏色參數(shù) L*和 H*可以作為判斷煙葉生長發(fā)育進(jìn)程的一種指標(biāo)，而 b*和 C*可以作為判斷煙葉成熟程度的一種指標(biāo)。35 d，不同烤煙材料煙葉顏色值差異均沒達(dá)到極顯著水平。K326 有機(jī)煙 75 d 和 105 d 煙葉顏色 L*、b*和 C*值極顯著高于其他烤煙材料；貴煙 1 號(hào)和貴煙 2 號(hào) 75 d 和105 d 顏色 L*、b*和 C*值相對(duì)較小，H*值較大，與其他烤煙材料(K326 除外)差異顯著(表 2)。

相關(guān)分析表明，烤煙生育期煙葉質(zhì)體色素含量與顏色參數(shù) L*、a*、b*和 C*值均呈負(fù)相關(guān)，但與H*值呈正相關(guān)；不同烤煙材料煙葉葉綠素 b含量與顏色參數(shù) b*和 C*值顯著相關(guān)，質(zhì)體色素各成分含量與其他顏色參數(shù)值相關(guān)均極顯著。質(zhì)體色素含量與 顏 色 參 數(shù) L* 和 a* 值 相 關(guān) 系 數(shù) 絕 對(duì) 值 在0.805～0.866 ， 與 b* 和 C* 值 相 關(guān) 系數(shù) 絕 對(duì)值 在0.553～0.692。這表明，不同烤煙材料生育期煙葉質(zhì)體色素含量與顏色參數(shù)值關(guān)系密切，均達(dá)到顯著水平。其中，質(zhì)體色素含量與顏色參數(shù) L*和 a*值的關(guān)聯(lián)度更大。質(zhì)體色素含量與顏色參數(shù)值線性回歸分析結(jié)果表明，質(zhì)體色素含量與顏色參數(shù)值的相關(guān)度均達(dá)到顯著水平，其中變量葉綠素 b測(cè)定系數(shù) R2值最大(R2=0.915)，變量類胡蘿卜素 R2值最小(R2=0.847)；在自變量中，顏色參數(shù) b*值與質(zhì)體色素含量的線性關(guān)系較差，回歸系數(shù)為零，正值Xa*回歸系數(shù)最大，其次是 XH*值，XC*值最小，而XL*回歸系數(shù)均為負(fù)值，其絕對(duì)值小于 XH*。相對(duì)來說，a*和 H*值是反映生育期煙葉質(zhì)體色素含量的較佳指標(biāo)；相對(duì)類胡蘿卜素，葉綠素含量與顏色參數(shù)值的線性回歸相關(guān)性更好。通過建立線性回歸模型把煙葉質(zhì)體色素含量與顏色參數(shù)值聯(lián)系起來，從而通過無損檢測(cè)煙葉顏色參數(shù)值的變化，來反映煙葉內(nèi)在質(zhì)體色素含量的變化，達(dá)到判斷煙株的生長代謝狀態(tài)的目的[10]。

4 結(jié) 論

生育期烤煙煙葉質(zhì)體色素含量和顏色參數(shù)(H*除外)值均呈逐漸下降的趨勢(shì)。從烤煙種植生產(chǎn)管理模式上來看，在有機(jī)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理模式下烤煙發(fā)育中后期質(zhì)體色素合成代謝受阻，不利于干物質(zhì)的積累。因此，K326 有機(jī)煙生育后期質(zhì)體色素含量較低，衰老的較早，適宜早采收；而畢納1號(hào)質(zhì)體色素含量較高，衰老的較慢，適宜晚采收。煙葉顏色參數(shù) L*和 H*可以作為判斷煙葉生長發(fā)育進(jìn)程的一種指標(biāo)，而 b*和 C*可以作為判斷煙葉成熟程度的一種指標(biāo)。相對(duì)來說，a*和 H*值是反映生育期煙葉質(zhì)體色素含量的較佳指標(biāo)；相對(duì)類胡蘿卜素，烤煙生育期煙葉葉綠素含量與顏色參數(shù)值的線性回歸性更好。通過建立線性回歸模型把煙葉質(zhì)體色素含量與顏色參數(shù)值聯(lián)系起來，從而通過無損檢測(cè)煙葉顏色參數(shù)值的變化，來判斷煙株的生長代謝狀態(tài)。

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Changes of Pigment Contents and Color Parameters Value with Growth Stage and their Correlation of Flue-cured Tobacco Leaves in Guizhou

WU Shengjiang1, ZHANG Changyun1, GUO Liang2, XIE Liangwen3, ZHU Guangbing4, YANG Zhixiao1, TU Yonggao1, XIE Yishu1*
(1. Guizhou Academy of Tobacco Science, Guiyang 550081, China; 2. Guizhou Provincial Tobacco Company of China National Tobacco Corporation, Guiyang 550004, China; 3. Sichuan Provincial Tobacco Company of China National Tobacco Corporation, Chengdou 610031, China; 4. College of Tobacco Science of Yunnan Agricultural University, Kunming 650201, China)

In order to further explore the growth characteristics of flue-cured tobacco in Guizhou, the change and correlation analysis of plastid pigment contents and color parameter values of flue-cured tobacco leaves in the different growth stage (35 d, 75 d, 105 d) with cultivar K326, Bina1, Guiyan1, Guiyan2 and organic K326 were studied. The result showed that pigment contents and color parameter values of different cultivars reduced gradually with the exception of H* in the different growth stage of flue-cured tobacco. Bina1 had a higher pigment content in the 35 d and 105 d while Organic K326 had a lower pigment content and a bigger value in the 75 d and 105 d. L*and H* value among different cultivars were significant difference in the different growth stage. Meanwhile, b* and C* value in the 105 d were significantly higher than that in the 35 d and 75 d. Correlation between pigment content and color parameters was significant among different cultivars. Correlation coefficients between pigment content and L*, a* was in the range of 0.805 to 0.866. R2value (R2=0.915) of chlorophyll variable was the largest while R2value (R2=0.915) of carotenoid variable was the smallest. In the independent variables, regression coefficient of Xa*was the largest, and then XH*. Compared with carotenoid, chlorophyll content had a better linear regression with color parameters value of flue-cured tobacco leaves in the growth stage. This provides theoretical foundation for improving the tobacco production level on basis of the study of the change and correlation analysis of pigment content and color parameters value in the different growth stage of tobacco leaves in Guizhou.

Guizhou; flue-cured tobacco; growth stage; plastid pigments; color

S572.01

1007-5119（2014）04-0064-06 DOI：10.13496/j.issn.1007-5119.2014.04.012

國家煙草專賣局重點(diǎn)項(xiàng)目(110201101002-TS-02-20110016)；貴州省煙草專賣局項(xiàng)目(201315)

武圣江，男，碩士，主要從事烤煙栽培與調(diào)制等研究工作。E-mail:wushengjiang1210@163.com。*通信作者，E-mail:yishuxie@sina.corn

2013-06-20

2014-03-19