打頂后噴施油菜素內(nèi)脂和吲哚乙酸對烤煙質(zhì)體色素及其降解產(chǎn)物的影響

李健忠++郝浩浩++薛立新++朱金峰+++許儀+++金磊+++許自成

摘要：通過田間試驗，研究在打頂后噴施油菜素內(nèi)酯（BR）和吲哚乙酸（IAA）對烤煙質(zhì)體色素及其降解產(chǎn)物的影響。結(jié)果表明，噴施BR和IAA能不同程度提高烤后中、上部煙葉的質(zhì)體色素及其降解產(chǎn)物的含量，而對下部煙葉沒有明顯影響；當(dāng)BR與IAA配合施用時，對中、上部煙葉的影響更為顯著，其中，噴施IAA 20 mg/kg 與 BR 10 mg/kg，中、上部煙葉的葉綠素、類胡蘿卜素、新植二烯、類胡蘿卜素降解產(chǎn)物及總質(zhì)體色素降解產(chǎn)物含量相對最高，中、上部煙葉類胡蘿卜素與葉綠素比值也相對最高，分別為7.16、7.63。

關(guān)鍵詞：烤煙；油菜素內(nèi)酯；生長素；質(zhì)體色素；葉綠素；類胡蘿卜素

中圖分類號： S572.01文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A文章編號：1002-1302（2016）02-0113-04

收稿日期：2015-02-20

基金項目：河南省煙草公司科技攻關(guān)（編號：HYKJ2011M01、HYKJ201043）。

作者簡介：李健忠（1990—），男，云南大理人，碩士研究生，從事煙草品質(zhì)生態(tài)學(xué)研究。E-mail：lijianzhong2047@163.com。

通信作者：許自成。E-mail：zcxu@sohu.com?？緹熧|(zhì)體色素包括葉綠素和類胡蘿卜素，它是煙株吸收太陽光能進(jìn)行光合作用的重要物質(zhì)，也是煙葉極為重要的香氣前體物質(zhì)，本身雖不具有香味，但其降解后產(chǎn)生的各類物質(zhì)是煙葉中重要的致香成分[1]。煙葉質(zhì)體色素的含量不僅可以反映煙株在生長發(fā)育過程中代謝物質(zhì)積累和光合作用的狀況，而且對烤后煙葉的外觀質(zhì)量和香氣質(zhì)、香氣量有直接影響[2]。有研究表明，煙葉質(zhì)體色素的降解產(chǎn)物是所測定的中性致香物質(zhì)中含量最高的，占中性致香物質(zhì)總量的85%～96%，其中類胡蘿卜素降解產(chǎn)物的含量占8%～12%，對煙葉香氣質(zhì)量的影響比較大[3-5]。煙葉質(zhì)體色素及其降解產(chǎn)物在不同生態(tài)環(huán)境、栽培措施、肥料種類及配施比例條件下表現(xiàn)不同[6-7]。近些年來，對煙葉質(zhì)體色素的研究已成為熱點，研究領(lǐng)域主要集中在生態(tài)環(huán)境、肥料、栽培措施等對烤后煙葉品質(zhì)的影響[8-12]，而利用植物生長激素對煙葉質(zhì)體色素影響的研究還少有報道[13]。本試驗旨在通過研究河南濟(jì)源煙區(qū)特定生態(tài)環(huán)境和常規(guī)栽培措施條件下，油菜素內(nèi)酯（BR）與吲哚乙酸（IAA）對烤煙各部位煙葉質(zhì)體色素及其降解產(chǎn)物的影響，為煙葉香氣質(zhì)量和品質(zhì)提高、濃香型優(yōu)質(zhì)特色煙葉的開發(fā)提供理論依據(jù)。

1材料與方法

1.1試驗材料

試驗于2014年在濟(jì)源市王屋鎮(zhèn)茶坊村科技示范園進(jìn)行，地勢平坦，排灌方便。供試烤煙品種為當(dāng)?shù)刂髟云贩N中煙100，供試土壤為黃壤土，基礎(chǔ)土壤養(yǎng)分狀況為：土壤肥力中等，有機(jī)質(zhì)含量9.29 g/kg，銨態(tài)氮、硝態(tài)氮、速效磷、速效鉀含量分別為66.67、138.56、12.68、167.58 mg/kg，pH值為5.87。

1.2試驗設(shè)計

試驗設(shè)6個處理，分別為T1：清水；T2：10 mg/kg BR；T3：10 mg/kg IAA；T4：20 mg/kg IAA；T5：10 mg/kg IAA+10 mg/kg BR；T6：20 mg/kg IAA+10 mg/kg BR，于煙株打頂后當(dāng)天進(jìn)行葉面噴施，以葉面濕潤為宜。煙株于5月16日移栽，種植行距為1.2 m，株距為0.6 m；7月28日，中心花50%以上開放時打頂，留葉24片。試驗采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計，每個小區(qū)面積為200 m2，設(shè)置保護(hù)行。試驗地基肥及追肥用量按照當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)施肥量，保持各個小區(qū)土壤肥力基本相同，栽培管理措施與當(dāng)?shù)貎?yōu)質(zhì)煙葉生產(chǎn)措施基本保持一致。

1.3測試樣品選取及測定項目

每處理取烤后X2F、C3F、B2F等級的煙葉各1 kg，去梗、烘干、粉碎，過40目篩，用于測定烤煙葉綠素、類胡蘿卜素含量和揮發(fā)性致香物質(zhì)。重復(fù)3次。

1.4測定方法

煙葉中葉綠素和總類胡蘿卜素含量采用分光光度法測定[14]；烤后煙葉中質(zhì)體色素降解產(chǎn)物由國家煙草栽培生理生化研究基地采用內(nèi)標(biāo)法進(jìn)行測定，內(nèi)標(biāo)為硝基苯，使用儀器為HP5890-5972 氣質(zhì)聯(lián)用儀（GC/MS）。GC/MS分析條件為：色譜柱為HP-5，60 m×0.25 mm、0.25 μm；載氣為He，流速為0.8 mL/min；進(jìn)樣口溫度為250 ℃，傳輸線溫度為280 ℃，離子源溫度為177 ℃。升溫程序：初溫50 ℃，恒溫2 min；以 2 ℃/min 升溫至120 ℃，保持5 min；以2 ℃/min升溫至 240 ℃，保持30 min。分流比為1 ∶15，進(jìn)樣量為2 μL，電離能為70 eV，質(zhì)量數(shù)范圍為50～500 amu；MS 譜庫為NIST02。

1.5數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2003、SPSS 21.0統(tǒng)計軟件進(jìn)行試驗數(shù)據(jù)處理。

2結(jié)果與分析

2.1油菜素內(nèi)酯與吲哚乙酸對煙葉質(zhì)體色素的影響

2.1.1葉綠素?zé)煵萑~片葉綠素含量的高低是反映葉片光合性能強(qiáng)弱的重要指標(biāo)，直接關(guān)系到光合碳固定生成有機(jī)物[15]。由表1可見，6個處理的下部葉葉綠素含量沒有顯著性差異；中部葉和上部葉的葉綠素含量表現(xiàn)出相同的變化規(guī)律，處理T6與處理T5、T2差異顯著，處理T4與處理T3差異顯著，6個處理葉綠素含量由高到低為T6>T5>T4>T3>T2>T1；中部葉、上部葉的葉綠素含量以處理T6相對最高，與其他5個處理呈顯著性差異，T1處理葉綠素含量相對最低。在一定使用濃度范圍內(nèi)，施用油菜素內(nèi)酯配施吲哚乙酸，可以提高上、中部煙葉的葉綠素含量，且與使用濃度呈正相關(guān)；單獨施用吲哚乙酸也可以提高中、上部煙葉的葉綠素含量，與吲哚乙酸使用濃度也呈正相關(guān)。

2.1.2類胡蘿卜素類胡蘿卜素在植物體內(nèi)具有重要的生物功能，可以抑制或消除活性氧自由基的傷害，防止脂質(zhì)過氧化，保護(hù)葉綠素分子不被光氧化而遭破壞[11]。由表2可見，6個處理的下部葉類胡蘿卜素含量沒有顯著性差異；中部葉和上部葉的類胡蘿卜素含量表現(xiàn)出相同的變化規(guī)律，處理T6與處理T5、T2差異顯著，處理T4與處理T3、處理T2與處理T3之間差異顯著，6個處理類胡蘿卜素含量由高到低為T6>T5>T4>T3>T2>T1；中部葉、上部葉的類胡蘿卜素含量以處理T6相對最高，與其他5個處理呈顯著性差異，T1處理葉綠素含量相對最低；處理T6、T5的中部葉和上部葉類胡蘿卜素含量比處理T2分別增加61.8%、60.1%和35.8%、445%，這說明在施用濃度為10 mg/kg油菜素內(nèi)酯的基礎(chǔ)上配合施用吲哚乙酸，可以提高烤煙中、上部煙葉類胡蘿素的含量，且在一定范圍內(nèi)，類胡蘿卜素含量與吲哚乙酸使用濃度呈正比例關(guān)系；處理T 4的中部葉、上部葉類胡蘿卜素含量比處理T3分別增加16.7%、15.1%，這說明在一定使用濃度范圍內(nèi)，施用吲哚乙酸可以提高烤煙中、上部煙葉類胡蘿卜素的含量，且使用濃度越高，類胡蘿素含量越高。

2.1.3類胡蘿卜素與葉綠素比值總類胡蘿卜素與葉綠素的比值高低可以反映總類胡蘿卜素和葉綠素的降解程度，可以作為特色香型煙葉生產(chǎn)的一個評判指標(biāo)[6]。由表3可見，6個處理下部葉的類胡蘿卜素與葉綠素比值基本沒有規(guī)律可循，這可能與打頂后施用油菜素內(nèi)酯和吲哚乙酸，下部煙葉的葉綠素和類胡蘿卜素沒有受到顯著影響有關(guān)；T6處理的中部葉和上部葉類胡蘿卜素與葉綠素比值相對最高，分別為716、7.63，這與周冀衡等的研究結(jié)論[16]相符。施用 10 mg/kg BR+20 mg/kg IAA，可以明顯提高烤煙中、上部煙葉總類胡蘿卜素與葉綠素的比值。

2.2油菜素內(nèi)酯與吲哚乙酸對質(zhì)體色素降解產(chǎn)物的影響

有許多煙草質(zhì)體色素的降解產(chǎn)物對煙葉品質(zhì)改善起關(guān)鍵作用[17]。葉綠素在調(diào)制過程中降解形成新植二烯和呋喃等物質(zhì)，新植二烯是烤煙中性香氣物質(zhì)中含量最高的成分，直接降解后形成致香成分進(jìn)入煙氣，有增進(jìn)煙葉吃味和香味，減輕刺激的作用[18]。類胡蘿卜素的降解和熱裂解產(chǎn)物可生成近百種香氣化合物，對改善煙葉香吃味及煙葉品質(zhì)有非常重要的作用[13]。

由表4、表5、表6可見，各部位煙葉質(zhì)體色素降解產(chǎn)物均以新植二烯含量為最高，占質(zhì)體色素降解產(chǎn)物總量的9276%～94.31%；類胡蘿卜素降解產(chǎn)物中，β-大馬酮含量占類胡蘿卜素降解總產(chǎn)物量的32.54%～49.70%，4種巨豆三烯酮異構(gòu)體含量占20.08%～28.53%，法尼基丙酮含量占17.43%～27.21%，其他香氣成分含量都比較低。由表4可見，對下部葉而言，與處理T1相比，其他5個處理類胡蘿卜素降解產(chǎn)物總量和新植二烯含量都有不同程度增加，處理T6的6-甲基-5-庚烯-2-酮、香葉基丙酮、巨豆三烯酮B、氧化異佛爾酮、3-氧化-α-紫羅蘭醇、新植二烯和總質(zhì)體色素降解產(chǎn)物含量均相對最高，而類胡蘿卜素降解產(chǎn)物總量以處理T4最高，但質(zhì)體色素降解產(chǎn)物總量6個處理之間比較接近，沒有較大差異。由表5可見，對中部葉而言，與處理T1相比，其他5個處理類胡蘿卜素降解產(chǎn)物、新植二烯和總質(zhì)體色素降解產(chǎn)物都有明顯的增加；處理T6、T5與處理T2，除3-羥基-β-二氫大馬酮、氧化異佛爾酮外，其他香氣成分含量都比T2處理高，這說明相同濃度油菜素內(nèi)酯配合施用吲哚乙酸，可以明顯提高烤后煙葉的香氣含量；處理T4除巨豆三烯酮C、氧化異佛爾酮外，其他香氣成分含量都比處理T3高，這說明在一定濃度范圍內(nèi)，提高吲哚乙酸使用濃度有利于提高煙葉的香氣量；處理T6除β-大馬酮、巨豆三烯酮C和氧化異佛爾酮外，其他致香成分含量均高于其他處理，這說明使用10 mg/kg BR+20 mg/kg IAA，更有利于提高烤后煙葉的香氣量。由表6可見，對上部葉而言，與處理T1相比，除處理T2表4油菜素內(nèi)酯與生長素對下部煙葉質(zhì)體色素降解產(chǎn)物的影響

氧化異佛爾酮比處理T1低外，其他處理各質(zhì)體色素降解產(chǎn)物均有所增加，其中，6-甲基-5-庚烯-2-酮、β-大馬酮、二氫獼猴桃內(nèi)酯、4種巨豆三烯酮異構(gòu)體總量、法尼基丙酮和3-羥基-β-二氫大馬酮的含量以T6處理為最高，香葉基丙酮和氧化異佛爾酮含量以T5處理為最高，3-氧化-α-紫羅蘭醇含量以T4處理為最高。

3結(jié)論與討論

打頂后噴施油菜素內(nèi)酯和吲哚乙酸，可以顯著提高烤后中、上部煙葉質(zhì)體色素及其降解產(chǎn)物的含量，但對下部煙葉沒有明顯的影響。究其原因，可能是打頂后噴施油菜素內(nèi)酯和吲哚乙酸，此時下部煙葉已經(jīng)基本接近成熟，細(xì)胞組織的生長代謝開始衰落，油菜素內(nèi)酯和吲哚乙酸并沒有對下部煙葉細(xì)胞組織有生長促進(jìn)作用。試驗結(jié)果表明，6個處理的葉綠素和類胡蘿卜素含量在不同葉位均表現(xiàn)為上部葉>中部葉>下部葉，這與龍春芬等研究結(jié)果[19]相符。李雪震等研究表明，烤后煙葉的類胡蘿卜素含量在300～400 μg/g 為宜，葉綠素含量在80 μg/g以下煙質(zhì)較好[20]；肖協(xié)忠等研究發(fā)現(xiàn)，煙葉質(zhì)體色素降解產(chǎn)物主要作用于香氣質(zhì)和香氣量的是巨豆三烯酮、新植二烯、香葉基丙酮、法尼基丙酮、β-大馬酮等18種致香成分[21]；葉金果等研究表明，類胡蘿卜素降解產(chǎn)物含量在在煙葉總揮發(fā)性香氣成分中僅次于葉綠素降解產(chǎn)物，是構(gòu)成煙葉香氣質(zhì)量的重要組分，它產(chǎn)生的香味閾值相對較低，刺激性較小，對香氣的貢獻(xiàn)率大[22]。史宏志等研究發(fā)現(xiàn)，煙葉巨豆三烯酮的含量與煙葉的香氣量呈正相關(guān)，β-大馬酮是重要的煙草特征香氣物質(zhì)，能賦予煙氣清涼甜香與花香氣息[1，23-24]。本試驗結(jié)果表明，施用10 mg/kg BR+20 mg/kg IAA，可以明顯提高中、上部煙葉質(zhì)體色素降解產(chǎn)物的含量，尤其是對巨豆三烯酮、新植二烯、香葉基丙酮、法尼基丙酮、β-大馬酮等5種產(chǎn)物，這與前人的研究結(jié)果一致。

綜上所述，打頂后噴施油菜素內(nèi)酯和吲哚乙酸，對提高中、上部煙葉質(zhì)體色素及其降解產(chǎn)物含量有明顯的促進(jìn)作用，其中，施用10 mg/kg BR+20 mg/kg IAA表現(xiàn)最為突出，效果最理想。在施用相同濃度油菜素內(nèi)酯的基礎(chǔ)上，配合施用吲哚乙酸能明顯提高烤后煙葉質(zhì)體色素及其降解產(chǎn)物的含量，且在一定濃度范圍內(nèi)，吲哚乙酸使用濃度越高效果越好。在一定濃度范圍內(nèi)，單獨使用吲哚乙酸濃度越高，對生產(chǎn)高香氣煙葉越有利。另外，通過本試驗可以推斷，在煙株團(tuán)棵期、旺長期和成熟期分別施用油菜素內(nèi)酯和吲哚乙酸，可以提高各部位烤后煙葉的質(zhì)體色素及其降解產(chǎn)物含量，對提高煙葉香氣量可能有明顯的促進(jìn)作用。

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