生態(tài)、品種和栽培措施及其互作對(duì)烤煙多酚類物質(zhì)的影響

許曉敬+張小全+劉冰洋+何冰+焦紹赫+楊鐵釗

摘要： 為探討生態(tài)、品種、栽培措施及其互作對(duì)烤煙多酚類物質(zhì)含量的影響，在河南、山東、陜西3個(gè)煙區(qū)，以烤煙品種豫煙10號(hào)、粵煙98、K326、湘煙3號(hào)為研究材料，設(shè)置不同的栽培措施來比較煙葉多酚類物質(zhì)含量的差異。結(jié)果表明：生態(tài)、品種和栽培措施及互作對(duì)煙葉多酚類物質(zhì)的含量均有顯著影響。生態(tài)因素對(duì)綠原酸、蕓香苷、莨菪葶和總酚含量的貢獻(xiàn)率分別為55.70%、70.79%、43.37%和66.19%；互作效應(yīng)對(duì)它們的貢獻(xiàn)率分別為33.41%、22.43%、44.58%和25.34%；說明生態(tài)條件和互作效應(yīng)是影響烤煙多酚類物質(zhì)含量的關(guān)鍵因素，品種和栽培措施對(duì)多酚類物質(zhì)的含量亦有重要作用。

關(guān)鍵詞： 烤煙；多酚；生態(tài)；品種；栽培；互作效應(yīng)

中圖分類號(hào)：S572.03 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1002-1302（2016）03-0117-04

多酚類物質(zhì)是植物重要的次生代謝物質(zhì)之一[1]，也是煙草產(chǎn)生香氣的主要成分，是煙葉中一類重要的物質(zhì)。多酚化合物對(duì)煙草的生長發(fā)育、外觀[2-4]、煙氣香吃味[5-6]、煙葉風(fēng)格[7-8]及烘烤調(diào)制均有明顯影響，是衡量煙葉品質(zhì)的重要指標(biāo)[9]。煙草中多酚類物質(zhì)的組分和含量受多種因素的影響，如煙草品種、種類、生態(tài)條件、栽培措施和調(diào)制方法等[10]。國內(nèi)外學(xué)者就煙草品種、生態(tài)因素和栽培措施對(duì)煙草多酚類物質(zhì)的影響進(jìn)行了大量研究[11-12]。煙草中的多酚含量是受基因控制的，多酚含量高的品種其后代的多酚含量也高，多酚含量低的品種其后代多酚含量也低[13]。煙葉中多酚含量也受光照、溫度、海拔等生態(tài)因素的影響[14]。李力等研究表明，不同產(chǎn)地?zé)熑~中綠原酸、蕓香苷和莨菪葶含量存在差別，它主要受種植區(qū)的光照、溫度、土壤狀況等生態(tài)因素的影響[15]。而關(guān)于栽培措施對(duì)煙葉多酚類物質(zhì)含量影響的研究較少。前人的研究多側(cè)重于單個(gè)因素或2個(gè)因素對(duì)煙葉多酚類物質(zhì)含量的影響及多酚類物質(zhì)與單個(gè)環(huán)境因子的關(guān)系，關(guān)于生態(tài)、品種和栽培措施及其互作對(duì)烤煙多酚類物質(zhì)含量影響的具體大小及它們之間哪個(gè)是主要影響因素報(bào)道較少。本研究選用4個(gè)烤煙品種，設(shè)置3個(gè)不同的栽培處理分別在河南省許昌市、山東省諸城市和陜西省商洛市3個(gè)生態(tài)區(qū)種植，研究生態(tài)、品種和栽培措施對(duì)烤煙綠原酸、蕓香苷、莨菪葶和總酚含量的影響及貢獻(xiàn)率的大小，對(duì)提高烤煙香氣質(zhì)和香氣量及改善煙葉品質(zhì)的作用。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2013年在河南省許昌市襄城縣、山東省諸城市賈悅鎮(zhèn)、陜西省商洛市洛南縣3個(gè)不同的生態(tài)區(qū)進(jìn)行。以豫煙10號(hào)、粵煙98、K326、湘煙3號(hào)為供試品種，試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，設(shè)置3個(gè)栽培處理，①常規(guī)施肥模式（T1）：施入純氮總量52.5 kg/hm2，其中有機(jī)態(tài)氮11.25 kg/hm2，硝態(tài)氮20.625 kg/hm2，銨態(tài)氮20.625 kg/hm2；②高產(chǎn)施肥模式（T2）：施入純氮總量60 kg/hm2；其中有機(jī)態(tài)氮11.25 kg/hm2，硝態(tài)氮24.375 kg/hm2，銨態(tài)氮24.375 kg/hm2；③優(yōu)質(zhì)適產(chǎn)施肥模式（T3）：施入的純氮總量與常規(guī)模式一致（52.5 kg/hm2），氮形態(tài)改變，其中有機(jī)態(tài)氮26.25 kg/hm2，硝態(tài)氮13.125 kg/hm2，銨態(tài)氮13.125 kg/hm2。各處理磷、鉀用量固定， 分別為60 kg/hm2、127.5 kg/hm2，共有36個(gè)處理組合，各處理均設(shè)3次重復(fù)。各地區(qū)按當(dāng)?shù)氐囊圃云谝圃?，田間均按優(yōu)質(zhì)煙葉生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)行管理。為保證試驗(yàn)的可行性，各試驗(yàn)地選擇肥力基本一致的地塊，試驗(yàn)地塊平整，排灌方便。

1.2 樣品采集

以煙株的第12～14葉位為研究對(duì)象，成熟采收，按三段式烘烤工藝烘烤，取烤后煙葉C3F等級(jí)2 kg，去梗，烘干、粉碎，過40目篩，密封備測。統(tǒng)計(jì)煙株團(tuán)棵期、旺長期和成熟期的氣象要素值，均以3個(gè)試驗(yàn)地點(diǎn)所在縣的氣象臺(tái)數(shù)據(jù)為準(zhǔn)。表1是3個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)煙草大田生育期的氣象數(shù)據(jù)。

1.3 測定項(xiàng)目

綠原酸、蕓香苷、莨菪葶含量：參照行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)[16]采用高效液相色譜法測定。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用SPSS 13.0[17]對(duì)所測定的主要次生代謝物質(zhì)進(jìn)行多因素方差分析和多重比較。根據(jù)楊延兵等的方法[18]計(jì)算貢獻(xiàn)率，其中互作效應(yīng)為一級(jí)、二級(jí)互作效應(yīng)之和。

2 結(jié)果與分析

2.1 生態(tài)、品種、栽培措施及其互作對(duì)初烤煙綠原酸含量的影響

方差分析（表2）表明，生態(tài)、品種、栽培措施及其互作對(duì)烤煙的綠原酸含量均有顯著影響。其中，生態(tài)條件對(duì)綠原酸含量影響最大，貢獻(xiàn)率為55.7%，其次是互作效應(yīng)，貢獻(xiàn)率為33.41%，品種對(duì)綠原酸含量的貢獻(xiàn)率為8.24%，栽培措施的貢獻(xiàn)率最小。說明本試驗(yàn)條件下生態(tài)因素是影響煙葉綠原酸含量的主要因素，互作效應(yīng)、品種及栽培措施對(duì)綠原酸含量也有重要影響。

對(duì)3個(gè)生態(tài)條件、4個(gè)品種和3個(gè)栽培措施間初烤煙葉綠原酸含量進(jìn)行多重比較（表3），結(jié)果表明：在3個(gè)生態(tài)地區(qū)之間，綠原酸含量差異顯著，綠原酸含量為陜西>山東>河南。在品種間比較，綠原酸含量大小為：豫煙10號(hào)>K326>粵煙98>湘煙3號(hào)，豫煙10號(hào)與K326、粵煙98、湘煙3號(hào)之間差異均顯著，而粵煙98與湘煙3號(hào)間差異不顯著。在3個(gè)栽培處理之間，T3、T2處理與T1處理差異顯著，而T3與T2處理間差異不顯著。

2.2 生態(tài)、品種、栽培措施及其互作對(duì)初烤煙蕓香苷含量的影響

對(duì)初烤煙葉蕓香苷含量進(jìn)行方差分析，結(jié)果（表4）表明：生態(tài)、品種、栽培措施及互作效應(yīng)對(duì)煙葉蕓香苷含量影響顯著。生態(tài)條件對(duì)蕓香苷含量變異影響最大，占總變異的7079%，其次是互作效應(yīng)，占總變異的22.43%，品種對(duì)蕓香苷含量變異的貢獻(xiàn)率為5.87%，栽培措施對(duì)綠原酸含量變異的影響最小。

進(jìn)一步分析（表5）表明，蕓香苷含量在3個(gè)生態(tài)地區(qū)間差異顯著，陜西>山東>河南；在品種之間，豫煙10號(hào)的蕓香苷含量最大，與粵煙98、湘煙3號(hào)差異顯著，而豫煙10號(hào)與K326之間差異不顯著；在栽培處理之間，T3處理與T1、T2處理間差異顯著，T1與T2之間差異不顯著，說明增施有機(jī)肥有助于提高蕓香苷含量。

2.3 生態(tài)、品種和栽培措施互作對(duì)初烤煙莨菪葶含量的影響

對(duì)莨菪葶含量進(jìn)行方差分析（表6）表明，生態(tài)、品種、栽培措施及其互作對(duì)莨菪葶含量均有顯著影響。互作效應(yīng)、生態(tài)條件對(duì)莨菪葶含量的變異影響最大，分別占總變異的4458%、43.37%，其次是品種影響， 占總變異的9.64%，栽培措施對(duì)莨菪葶含量的影響最小。通過對(duì)3個(gè)生態(tài)地區(qū)、4個(gè)品種、3個(gè)處理間煙葉莨菪葶含量的多重比較結(jié)果表明（表7），在3個(gè)生態(tài)地區(qū)間，莨菪葶含量差異顯著，山東>河南>陜西。在品種間，粵煙98與湘煙3號(hào)、K326、豫煙10號(hào)差異顯著，而湘煙3號(hào)與K326差異不顯著。在栽培處理間，T2>T1>T3，且三者差異顯著。

2.4 生態(tài)、品種和栽培措施及其互作對(duì)初烤煙總酚含量的影響

對(duì)總酚含量進(jìn)行方差分析，結(jié)果（表8）表明：生態(tài)、品種、栽培措施及互作效應(yīng)對(duì)總酚含量有顯著影響。生態(tài)條件對(duì)煙葉總酚含量影響最大，貢獻(xiàn)率為66.19%，其次是互作效應(yīng)，貢獻(xiàn)率為25.34%，栽培措施對(duì)總酚含量的影響最小。進(jìn)一步分析表明：在生態(tài)地區(qū)間，總酚含量在陜西、山東、河南3個(gè)生態(tài)區(qū)間差異顯著，陜西>山東>河南。在品種之間，豫煙10號(hào)>K326>粵煙98>湘煙3號(hào)，豫煙10號(hào)與K326差異不顯著，而與粵煙98、湘煙3號(hào)差異顯著。在栽培處理之間，總酚含量差異顯著，且處理T3>T1>T2（表9）。

3 討論

綠原酸、蕓香苷和莨菪葶是煙草中最主要的酚類化合物，其中綠原酸占總多酚的75%～90%。

李艷麗等研究認(rèn)為，基因型和產(chǎn)區(qū)對(duì)烤煙多酚含量均有較大影響[19]。丁燕芳等研究了生態(tài)與品種及互作對(duì)煙葉多酚的影響，認(rèn)為生態(tài)與品種互作及生態(tài)條件是影響煙葉多酚類物質(zhì)的關(guān)鍵因素[20]。本研究結(jié)果表明，烤煙綠原酸含量來源于栽培措施、品種和互作效應(yīng)的貢獻(xiàn)率分別為2.65%、8.24%、33.41%，來源于生態(tài)的貢獻(xiàn)率最大，為55.70%。蕓香苷含量主要受生態(tài)因素的影響，品種、栽培處理及互作效應(yīng)對(duì)煙葉蕓香苷含量的影響較小。生態(tài)因素對(duì)煙葉蕓香苷含量的貢獻(xiàn)率為70.79%，其次是互作效應(yīng)，貢獻(xiàn)率為22.43%，栽培處理的影響最小，為0.91%。對(duì)于莨菪葶來說，生態(tài)、品種和栽培措施的互作效應(yīng)及生態(tài)因素對(duì)其含量變異影響較大，貢獻(xiàn)率分別為44.58%、43.37%，品種和栽培處理的貢獻(xiàn)率較小，分別為9.64%、2.41%。煙葉總酚含量的變異主要來自于生態(tài)條件和互作效應(yīng)的影響，貢獻(xiàn)率為66.19%、25.34%，其次是品種效應(yīng)，貢獻(xiàn)率為6.66%，栽培措施對(duì)總酚含量的影響最小，占總變異的1.8%。說明生態(tài)因素和互作效應(yīng)是煙葉多酚類物質(zhì)的主要影響因素。

本研究結(jié)果表明，在3個(gè)品種之間，綠原酸、蕓香苷、總酚含量均呈現(xiàn)豫煙10號(hào)>K326>粵煙98>湘煙3號(hào)的規(guī)律，而莨菪葶含量則為粵煙98>湘煙3號(hào)>豫煙10號(hào)>K326，這可能與品種的遺傳特性有關(guān)。

有資料表明，溫度對(duì)多酚類化合物合成、積累有影響。低溫下煙葉多酚類化合物含量較高，這可能是因?yàn)椋诘蜏孛{迫下，煙草通過木質(zhì)化作用增加多酚含量以抵御外界低溫環(huán)境，從而減少低溫對(duì)煙株生長的不利因素[21]。本研究結(jié)果表明，煙葉中綠原酸、蕓香苷、總酚的含量均呈現(xiàn)出陜西>山東>河南的規(guī)律。由3個(gè)生態(tài)區(qū)大田生育期的氣象資料（表1）可知，整個(gè)大田生育期的溫度以陜西地區(qū)最低，河南最高，這可能是造成多酚類物質(zhì)含量變化規(guī)律的原因。而莨菪葶含量則為山東>河南> 陜西，這可能是品種、生態(tài)等多種因素綜合作用的結(jié)果，需進(jìn)一步研究。

關(guān)于氮肥對(duì)煙葉多酚類物質(zhì)含量的影響頗有爭議。王愛華等[22]、Tso等[23]指出，烤后煙葉綠原酸、蕓香苷、莨菪葶含量隨施氮量的增加而增加。趙銘欽等研究了增施有機(jī)質(zhì)對(duì)烤煙多酚類物質(zhì)含量的影響，認(rèn)為增施有機(jī)質(zhì)可以使煙葉中總酚、綠原酸、蕓香苷含量明顯增加[24]。本研究結(jié)果顯示，煙葉中綠原酸、蕓香苷、總酚的含量呈現(xiàn)出T3>T2>T1的規(guī)律。莨菪葶含量則呈現(xiàn)T2>T1>T3的規(guī)律。綠原酸、蕓香苷、總酚含量的規(guī)律與上述研究結(jié)果一致，而與Williama等的研究結(jié)果[25]矛盾，這可能是與試驗(yàn)的種植地或選用的試驗(yàn)材料有關(guān)。且有機(jī)肥對(duì)它們含量的影響效應(yīng)要大于增施氮肥帶來的影響。而莨菪葶含量受有機(jī)肥影響較小。

4 結(jié)論

生態(tài)、品種和栽培措施及互作對(duì)煙葉多酚類物質(zhì)的含量均有顯著影響，其中生態(tài)因素對(duì)綠原酸、蕓香苷、莨菪葶和總酚含量的貢獻(xiàn)率分別為55.70%、70.79%、43.37% 和66.19%；互作效應(yīng)對(duì)它們的貢獻(xiàn)率分別為33.41%、22.43%、44.58%和25.34%，說明生態(tài)條件和互作效應(yīng)是影響烤煙多酚類物質(zhì)含量的關(guān)鍵因素，品種和栽培措施對(duì)多酚類物質(zhì)的含量亦有重要作用。

良好的遺傳基礎(chǔ)依賴于合適的環(huán)境條件，才能發(fā)揮品種的遺傳潛力。總之，品種的遺傳作用不可忽視，優(yōu)良品質(zhì)是首要因素，根據(jù)品種的特性在合適的環(huán)境條件下，采取合理的栽培手段，才能充分發(fā)揮品種的優(yōu)勢、彰顯品種特色。

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