不同留葉數(shù)對烤煙化學(xué)成分及焦油釋放量的影響

王雅妮，徐旭光，陳愛國，王樹聲，宋 科，梁洪波＊

（1.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院煙草研究所/農(nóng)業(yè)部煙草生物學(xué)與加工重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山東青島266101；2.青島農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)與植物保護(hù)學(xué)院，山東青島266101；3.云南省煙草公司紅河州分公司，云南彌勒652300）

不同留葉數(shù)對烤煙化學(xué)成分及焦油釋放量的影響

王雅妮1，2，徐旭光3，陳愛國1，王樹聲1，宋 科1，梁洪波1＊

（1.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院煙草研究所/農(nóng)業(yè)部煙草生物學(xué)與加工重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山東青島266101；2.青島農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)與植物保護(hù)學(xué)院，山東青島266101；3.云南省煙草公司紅河州分公司，云南彌勒652300）

為完善牡丹江地區(qū)低焦油煙葉生產(chǎn)技術(shù)，采用田間小區(qū)試驗(yàn)方法，探究不同留葉數(shù)對烤煙化學(xué)成分及焦油釋放量的影響。結(jié)果表明：隨看留葉數(shù)的增加，焦油釋放量呈先減小后增加的變化趨勢，留16片葉降焦效果最好，為18.67mg/支，明顯低于其他處理；隨著留葉數(shù)的增加，總糖、纖維素、糖堿比呈先增加后減小的趨勢，煙堿、總氮呈先減小后增加趨勢，氧化鉀呈逐漸增加的變化趨勢；焦油釋放量與總糖、纖維素含量呈極顯著負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為-0.84和-0.85，與煙堿呈顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.78；經(jīng)回歸和通徑分析，纖維素是影響焦油釋放量的重要因素，對焦油釋放量有較大的直接作用和間接作用。在牡丹江地區(qū)，煙株留16片葉煙葉的焦油釋放量最低，留葉數(shù)過多或過少都不利于降低焦油釋放量。

烤煙；留葉數(shù)；焦油釋放量；化學(xué)成分

打頂留葉是調(diào)節(jié)煙株?duì)I養(yǎng)的重要手段。打頂可阻斷同化物向生殖器官運(yùn)輸，促使煙株體內(nèi)養(yǎng)分的重新分配，改變整體干物質(zhì)量的積累及其在不同部位之間的比例，留葉數(shù)不同對煙株養(yǎng)分分配、煙葉成熟、煙田小氣候都有重要影響［1-3］。煙葉的化學(xué)成分是決定煙葉品質(zhì)的內(nèi)在因素，是影響焦油釋放量的物質(zhì)基礎(chǔ)［4-5］?，F(xiàn)有報(bào)道關(guān)于煙株留葉數(shù)的研究，大多集中在其對生長及產(chǎn)質(zhì)量影響方面［6-9］，包括對理化特性、外觀質(zhì)量等的研究上，或只是研究理化特性與焦油釋放量的關(guān)系［9-10］，但關(guān)于留葉數(shù)如何通過影響煙葉品質(zhì)進(jìn)而影響焦油釋放量的研究較少。牡丹江市位于中高緯度地區(qū)，到烤煙生長后期溫度較低，留葉數(shù)的多少，對烤煙品質(zhì)及焦油釋放量有重要影響。筆者研究不同留葉數(shù)處理對烤煙中部葉化學(xué)成分和焦油釋放量的影響，進(jìn)一步分析二者之間的關(guān)系，為生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)低焦油煙葉提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)點(diǎn)概況

試驗(yàn)于2013年在黑龍江省牡丹江市寧安市的牡丹江煙草研究所試驗(yàn)場進(jìn)行，屬中溫帶大陸性季風(fēng)氣候，大于10℃積溫2 600～2 900℃，無霜期130～140d。試驗(yàn)地土壤肥力均勻，前茬作物為小麥，地面規(guī)整，排灌方便，肥力中等。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)烤煙品種為龍江911，小區(qū)試驗(yàn)按隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，4個處理。處理1～處理4留葉數(shù)分別為14片、16片、18片和20片，每個處理3次重復(fù)?？緹熤晷芯酁?.2m×0.5m，每小區(qū)110m2，設(shè)保護(hù)行。施肥量為施N 37.5kg/hm2，P2O537.5kg/hm2，施K2O 94.5kg/hm2。田間管理按當(dāng)?shù)乜緹熒a(chǎn)技術(shù)方案進(jìn)行。5月15日移栽，7月20日第1次打頂，在烤煙各個主要生長環(huán)節(jié)高度重視葉斑類、病毒類和根莖類病害的防治，保證煙葉的產(chǎn)質(zhì)量。

1.3 測定項(xiàng)目及方法

按小區(qū)取樣烘烤，取烤后中部主等級煙葉5kg，去梗、切絲后待檢測。

總糖、還原糖、煙堿、總氮、K2O和氯采用連續(xù)流動分析法測定，纖維素和木質(zhì)素參照行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)YC/T347測定，煙氣成分由農(nóng)業(yè)部煙草產(chǎn)業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)測試中心按照YC/T29行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行單料煙卷制（無過濾嘴）和焦油釋放量測定。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

采用excel 2007和SAS 9.2進(jìn)行描述統(tǒng)計(jì)分析、方差分析、相關(guān)分析和通徑分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 烤煙中部葉的煙氣成分

由表1可見，隨著留葉數(shù)的增加，烤煙中部葉煙氣中煙堿、總粒相物和焦油釋放量呈先減小后增加的趨勢。其中，各處理焦油釋放量由大到小依次為處理1＞處理4＞處理3＞處理2，留葉14片處理的焦油釋放量最高，為20.90mg/支，留葉16片處理焦油釋放量最低，為18.67mg/支。

表1 不同留葉數(shù)烤煙中部葉的煙氣成分Table 1 Effect of different remained leaves on smoke components of middle tobacco leaves

2.2 烤后煙葉的化學(xué)成分

煙葉的化學(xué)成分是決定煙葉品質(zhì)的內(nèi)在因素，是影響焦油釋放量的物質(zhì)基礎(chǔ)。由表2可見，隨著留葉數(shù)的增加，烤煙中部葉總糖含量呈先增加后減小的變化趨勢，留葉14片處理總糖含量最低，顯著低于其他處理，留葉16片處理總糖含量最高；煙堿、總氮含量隨留葉數(shù)增加呈先減小后增加的趨勢，留葉16片處理的煙堿和總氮含量最低；K2O隨留葉數(shù)的增加呈逐漸增加的趨勢；氯含量無明顯的變化趨勢，且不同留葉數(shù)處理的氯含量均低于0.3%；隨留葉數(shù)增加，纖維素含量呈先增加后減小的趨勢。根據(jù)優(yōu)質(zhì)烤煙標(biāo)準(zhǔn)［1］，烤煙中部葉的還原糖、總糖和糖堿比都偏高，氯含量偏低，煙堿、總氮含量略偏低。糖堿比是衡量煙氣醇和度的指標(biāo)，一般在比較適宜，不同留葉數(shù)處理糖堿比大小為處理2＞處理3＞處理4＞處理1，糖堿比在20.81～23.66，均高出10左右的適宜范圍。

2.3 烤煙化學(xué)成分與焦油釋放量的關(guān)系

2.3.1 簡單相關(guān)分析 表3結(jié)果表明，烤煙中部葉總糖和纖維素與焦油釋放量呈極顯著負(fù)相關(guān)，煙堿與焦油釋放量呈顯著正相關(guān)。根據(jù)簡單相關(guān)系數(shù)，總糖、纖維素對焦油釋放量影響最大，而后依次為煙堿、總氮、還原糖、木質(zhì)素、Cl和K2O。

表2 不同留葉數(shù)處理烤煙中部葉的化學(xué)成分Table 2 Effect of different remained leaves on chemical components of middle tobacco leaves

2.3.2 通徑分析 根據(jù)分析結(jié)果，木質(zhì)素對焦油直接作用很小，可以忽略不計(jì)，只對其余7項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行通徑分析。根據(jù)分析結(jié)果（表4），直接作用方面，各作用因子對焦油釋放量影響大小順序依次為K2O＞纖維素＞總氮＞煙堿＞還原糖＞總糖＞氯；K2O主要通過總氮和還原糖對焦油釋放量起間接負(fù)作用，間接作用系數(shù)分別是-0.676和-0.226，與直接作用效果相反，其對焦油綜合作用較??；總氮、煙堿的間接作用系數(shù)分別為1.610和1.469，大于直接作用系數(shù)，因此，其直接作用結(jié)果與綜合作用不同，另外，共線性問題也可能是上述問題的影響因素。

2.3.3 建立回歸方程 由通徑分析可見各化學(xué)成分對焦油的影響存在共線性問題，因此，采用逐步回歸分析建立最優(yōu)回歸模型，將對焦油影響不顯著的變量剔除，得到烤煙中部葉化學(xué)成分與焦油釋放量的多元回歸方程：y焦油釋放量＝55.96-4.65x纖維素，該模型P值為0.007 4，截距P值為0.000 8，纖維素的P值為0.007 4，表明該回歸方程和回歸系數(shù)極顯著。該方程決定系數(shù)R2為0.7243，能解釋72.4%的因變量變化，可見，擬合的方程具有較大的參考價(jià)值。

表3 中部葉化學(xué)成分與焦油釋放量簡單相關(guān)分析Table 3 Simple correlation analysis between chemical components and tar delivery of middle tobacco leaves

表4 中部葉化學(xué)成分與焦油釋放量通徑分析Table 4 Path analysis of chemical components and tar delivery of middle tobacco leaves

3 結(jié)論與討論

1）試驗(yàn)結(jié)果表明，隨留葉數(shù)增加，焦油呈先減小后增加的變化趨勢，留葉16片處理的焦油釋放量最低，明顯低于其他處理，從降低焦油釋放量的角度看，留16片葉降焦效果最好，但糖堿比值高于其他3個處理。隨著留葉數(shù)的增加，總糖、纖維素和糖堿比呈先增加后減小的變化趨勢，煙堿、總氮呈先減小后增加的變化趨勢，氧化鉀、木質(zhì)素呈逐漸增加的變化趨勢；同時(shí)還存在還原糖、總糖偏高，煙堿、總氮含量略偏低的問題。焦油釋放量與總糖、纖維素含量呈極顯著負(fù)相關(guān)，纖維素主要通過直接作用影響焦油釋放量，還通過總糖和煙堿產(chǎn)生較大的間接作用；回歸分析結(jié)果中纖維素為主要影響因子。

2）戴勛等［11］對NC297的研究表明，烤煙留20片葉最佳；張黎明等［12］對K326的研究發(fā)現(xiàn)，留24片葉的產(chǎn)質(zhì)量最高；本試驗(yàn)結(jié)果表明，留葉16片的降焦效果最好，留葉數(shù)偏少主要是因?yàn)槟档そ貐^(qū)烤煙生長后期溫度降低，留葉數(shù)過多將不利于烤煙后期成熟，若留葉數(shù)過少則產(chǎn)量下降，另外，試驗(yàn)設(shè)計(jì)為留葉數(shù)14～20片，也是基于該原因。

3）本試驗(yàn)的還原糖、總糖偏高，煙堿、總氮含量略偏低，因此糖堿比偏高，與李樹利等［13-14］在東北地區(qū)的研究結(jié)果相似，可能與當(dāng)?shù)靥厥獾纳鷳B(tài)環(huán)境有關(guān)，因此，該地區(qū)如何協(xié)調(diào)化學(xué)成分也是十分重要的問題，有待于進(jìn)一步的研究。

4）汪修奇等［15］研究表明：總糖、還原糖、鉀與焦油呈極顯著的負(fù)相關(guān)，煙堿、總氮與焦油呈極顯著的正相關(guān)，氯與焦油的相關(guān)不顯著，對焦油釋放量影響最大的因素為煙堿，其次是總氮，即含氮化合物為主要影響因素；于建軍等［16］的研究指出，煙葉中的K2O與煙氣中焦油釋放量呈顯著負(fù)相關(guān)，而煙堿、氯離子等則與焦油釋放量呈顯著正相關(guān)，因此，煙堿和與燃燒性有關(guān)物質(zhì)對焦油釋放量有明顯影響作用；本試驗(yàn)結(jié)果表明，總糖、煙堿、纖維素為影響焦油釋放量的重要因素，其中纖維素為主要影響因素，纖維素和木質(zhì)素是構(gòu)成細(xì)胞壁物質(zhì)的主要成分［17］，隨著煙葉逐漸成熟，細(xì)胞體積增加，細(xì)胞壁中纖維素含量隨之升高，且成熟度較好的煙葉細(xì)胞結(jié)構(gòu)更加疏松［18-19］，其燃燒產(chǎn)生的焦油量降低［1］。因此，可通過提高纖維素含量來降低焦油釋放量；留16片葉的纖維素含量最高，最有利于降低焦油釋放量。另外，優(yōu)質(zhì)煙葉的生產(chǎn)是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，還需要結(jié)合多項(xiàng)措施包括品種選育、施肥、密度等各項(xiàng)措施共同實(shí)施。

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（責(zé)任編輯：聶克艷）

Effects of Different Remained Leaf Number on Chemical Components and Tar Delivery of Flue-cured Tobacco

WANG Yani1，2，XU Xuguang3，CHEN Aiguo1，WANG Shusheng1，SONG Ke1，LIANG Hongbo1＊
（1.TobaccoResearchInstitute，CAAS/KeyLaboratoryofTobaccoBiologyandProcessing，MinistryofAgriculture，Qingdao，Shandong266101；2.CollegeofAgronomyandPlantProtection，QingdaoAgriculturalUniversity，Qingdao，Shandong266101；3.HongheBranchCompany，YunnanTobaccoCompany，Mile，Yunnan652300，China）

The effects of different remained leaves on chemical components and tar delivery of middle flue-cured tobacco leaves were studied by a field experiment to improve production technology of flue-cured tobacco with low tar content in Mudanjiang Region.Results；The tar delivery presents a firstly declining and then rising trend with increase of remained leaves.The tar reduction effect of 16remained leaves/plant treatment is the best（18.67mg/cigarette），which is obviously lower than other treatments.With increase of remained leaves，the content of total sugar，cellulose and sugar-nicotine show a firstly rising and then declining trend，the total nitrogen content represents a firstly decrease and then rising trend but the potassium oxide content presents a gradually increasing trend.Tar delivery is negatively related to total sugar and cellulose content very significantly and their correlation coefficients are-0.84and-0.85.Tar delivery is positively related to nicotine content significantly and the correlation coefficient is 0.78.The regression and path analysis show that cellulose is an important factor to influence tar delivery and has the major direct and indirect effect on tar delivery.The tar delivery of flue-cured tobacco leaves under 16 remained leaves/plant treatment is the lowest in Mudanjiang Region and more or less than 16remained leaves is not good for reduction of tar delivery.

flue-cured tobacco；remained leaf number；tar delivery；chemical composition

S572

A

2015-12-23；2015-09-02修回

國家煙草專賣局特色優(yōu)質(zhì)煙葉開發(fā)重大專項(xiàng)“優(yōu)質(zhì)填充型低焦油煙葉研究與開發(fā)”（TS-06-20110038）

王雅妮（1990-），女，在讀碩士，研究方向：煙草栽培學(xué)。E-mail：wangyani341＠126.com

＊通訊作者：梁洪波（1961-），男，研究員，從事煙草栽培營養(yǎng)研究。E-mail：LHB1961＠126.com

1001-3601（2016）09-0372-0020-04