云南省烤煙煙葉無機元素分析

荊磊磊++申欽鵬++劉志華++劉春波++楊光宇++王晉

摘要：為研究云南省不同烤煙中無機元素的差異，采用煙草行業(yè)標準方法對云南省烤煙中主要的14種無機元素指標進行了全面數(shù)據(jù)采集和統(tǒng)計分析。結(jié)果表明，在云南省不同產(chǎn)區(qū)之間，不同部位的烤煙樣品各無機元素分布存在差異，利用中部烤煙樣品能夠明顯區(qū)分5個區(qū)域的樣品；對云南省樣品進行綜合分析，明確了云南省內(nèi)不同產(chǎn)區(qū)烤煙的無機元素差異。

關(guān)鍵詞：烤煙；無機元素；統(tǒng)計；云南省

中圖分類號：TS47 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2016）22-5940-05

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2016.22.053

Comparison of Inorganic Elements in Flue-cured Tobaccos in Yunnan Province

JING Lei-lei1，2，SHEN Qin-peng1，LIU Zhi-hua1，LIU Chun-bo1，YANG Guang-yu1，

WANG Jin1，LAN Guo-zhi2，SI Xiao-xi1，MIAO Ming-ming1

（1.Key Laboratory of Tobacco Chemistry of Yunnan Province/Research and Development of Center， China Tobacco Yunnan Industrial Co.，Ltd.，Kunming 650231，China；2.Academy of Chemical Engineering，Kunming University of Science and Technology，Kunming 650500，China）

Abstract： The differences of inorganic elements in flue-cured tobacco from Yunnan province were investigated. 14 main inorganic elements in flue-cured tobaccos from different planting zones were analyzed using standard method in tobacco industry. The results showed that among the Yunnan planting zones， composition of inorganic elements in flue-cured tobacco samples were found have differences in the upper， middle and lower tobacco leaves， respectively， and 5 planting zones also can be distinguished using the middle tobacco leaves. After comprehensive analysis of the flue-cured tobaccos in Yunnan province， a clear difference of inorganic elements in flue-cured tobacco from different planting zones were identified.

Key words： tobacco； inorganic element； statistic； Yunnan province

煙草在生長過程中除需要吸收二氧化碳和水來獲得碳、氫、氧外，還要從土壤中吸收無機元素，以保證代謝作用順利進行。分析煙草植物體的組成，發(fā)現(xiàn)除碳、氫、氧外，還有37種主要元素，其中16種元素是煙草生長發(fā)育過程中必需的，這16種元素為C、H、O、N、P、K、Ca、Mg、S、Fe、Mn、Mo、Cu、B、Zn、Cl[1]。如果其中某種元素吸收過少或過多時，都會對煙株的正常生長帶來不利影響，甚至產(chǎn)生病害，降低煙草產(chǎn)量和品質(zhì)。煙草中大多數(shù)無機元素對煙葉的燃燒性、安全性、煙灰顏色以及品質(zhì)都有重要影響，如煙草是喜鉀作物，充足的鉀素有助于植株健壯生長；含鉀量高的煙葉色澤呈深桔黃色，香氣量、吃味好，富有彈性和韌性，填充性強，陰燃持火力和燃燒性好[1-3]；適量的氯可提高煙葉產(chǎn)量，改善煙葉品質(zhì)，當煙葉含氯量過高，則會使葉色青綠發(fā)脆，燃燒不良，抽吸時有海藻樣怪腥味[4，5]。鈣、鎂則是影響卷煙灰色的重要成分，鈣、鎂含量適中的煙葉灰色白，燃燒性好，煙灰不易散落[6，7]。近年來，研究者對煙草中無機元素進行了大量研究。張玉順等[8]分析了云南曲靖地區(qū)的9個標準級別烤煙中的10種無機元素的含量，發(fā)現(xiàn)各個級別中K、Ca、Mg的含量均高（1 mg/g），Zn、Al、Fe為中等（0.1 mg/g），Mn、Cu、Cr、Cd為微量元素，且烤煙的質(zhì)量與Zn的含量具有相關(guān)性。付亞麗等[9]綜合分析了紅河煙區(qū)植煙土壤的中微量元素含量及分布特點，以期為紅河生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)煙葉合理施用中微肥提供科學的理論依據(jù)。

云南省作為國內(nèi)最有代表性的煙葉產(chǎn)地，目前對其烤煙無機元素的研究還不夠系統(tǒng)全面，因此通過對云南省不同產(chǎn)地的烤煙14種無機元素進行差異性分析，以期對無機元素在云南省不同產(chǎn)地的含量情況作進一步了解，改良煙草的種植工藝和生長環(huán)境，進而提高國內(nèi)煙草的產(chǎn)量和質(zhì)量，對中國煙草行業(yè)的發(fā)展具有重要的經(jīng)濟意義及社會效益。

1 材料與方法

1.1 材料與處理

烤煙樣品（分為上、中、下部煙葉）均來自云南省不同縣市區(qū)，取樣主要按照文獻所劃分的區(qū)域內(nèi)來選擇[10]，區(qū)域包括滇中：安寧、澄江、峨山、彌勒、石林、新平、宜良、元江；滇東：陸良、馬龍；滇西：賓川、彌渡、永平、祿豐、南華；滇東南：瀘西、丘北；滇東北：昭陽區(qū)。

1.2 煙葉無機元素檢測項目與方法

煙葉主要14種無機元素（氯、鉀、氮、鐵、錳、銅、鋅、鈉、硼、鈣、鎂、硝酸根、硫酸根和磷酸根）按以下方法進行檢測：氯（YC/T 162-2011）、鉀（YC/T 217-2007）、氮（YC/T 161-2002）、鐵（NY/T 305.3-1995）、錳（NY/T 305.4-1995）、銅（NY/T 305.1-1995）、鋅（NY/T 305.2-1995）、鈉（YC/T 274-2008）、硼、鈣（YC/T 174-2003）、鎂（YC/T 175-2003）、硝酸根（YC/T 296-2009）、硫酸根（YC/T 269-2008）、磷酸根（YC/T 343-2010）。

1.3 統(tǒng)計分析

數(shù)據(jù)分析采用SIMCA-P DEMO進行主成分分析[11]。通過采用R軟件對不同樣品類型進行方差齊性分析，滿足齊性要求的指標采用單因素方差分析和Duncan多重比較方法，不滿足齊性要求的指標則采用Welch穩(wěn)健單因素方差分析和Games-Howell多重比較方法進行多地點差異分析。

2 結(jié)果與分析

由于樣品涉及到上、中、下3個部位，為了避免部位因素對產(chǎn)地的差異性造成影響，在分析樣品時，須將樣品具體分部位進行產(chǎn)地差異性分析。

2.1 云南省主要地點上部烤煙無機元素分析

對云南省主要地點上部烤煙進行了主成分分析（PCA），結(jié)果見圖1。從圖1中可以看出，滇中區(qū)域和滇西區(qū)域的上部烤煙樣品分布位置較為明顯，但滇東、滇東南和滇東北區(qū)域上部烤煙樣品分布則混雜在一起，說明滇中區(qū)域和滇西區(qū)域之間的無機元素存在差異。

對這11種無機元素采用Welch穩(wěn)健單因素方差分析和Games-Howell多重比較方法進行多地點差異分析。結(jié)果（表1）表明，有5種無機元素的含量在不同縣市區(qū)間存在顯著差異（P<0.05）。其中峨山的鐵含量水平相對較高；安寧的氯含量水平顯著高于昭陽區(qū)，賓川的鉀含量水平顯著高于新平，安寧的錳含量水平顯著高于石林和馬龍，賓川的硝酸根含量水平顯著高于馬龍和澄江，瀘西的硝酸根含量水平顯著高于澄江，馬龍的磷酸根含量水平顯著高于宜良。鐵、銅等無機元素滿足齊性要求，因而采用單因素方差分析和Duncan多重比較方法。結(jié)果（表2）表明，丘北和馬龍的銅含量水平相對較高，陸良和澄江的銅含量水平相對較低。

由于鉀和氯都是煙草必需元素，含量過高或過低都會影響煙葉的質(zhì)量，含鉀量高的煙葉色澤呈深橘黃色，香氣量、吃味好，富有彈性和韌性，填充性強，陰燃持火力和燃燒性好；含氯量太高的煙葉燃燒不良，抽吸時有海藻樣怪腥味。因此，在卷制煙支時，可以將無機元素含量不同的煙葉按照一定的比例混合進行卷制，以得到更好品質(zhì)的卷煙產(chǎn)品。如，對于鉀含量差異較大的賓川和新平，可以將這兩個地區(qū)的煙葉按照合適的比例混合以作為卷煙煙葉用，同樣，也可以將安寧和昭陽區(qū)的煙葉進行混合。

2.2 云南省主要地點中部烤煙無機元素分析

對云南省主要地點中部烤煙進行了主成分分析（PCA），結(jié)果見圖2。由圖2可以看出，5個區(qū)域（滇中、滇東、滇西、滇東南和滇東北）的中部烤煙樣品分布位置較為明顯，說明5個區(qū)域間的無機元素存在差異。

對不同區(qū)域中各縣區(qū)所測定的無機元素進行各種統(tǒng)計分析，結(jié)果（表3）表明，有2個無機元素的含量在不同縣市區(qū)之間存在顯著差異（P<0.05）。其中彌勒和安寧的氯含量水平顯著高于昭陽區(qū)；南華的硼含量水平相對較高，峨山的硼含量水平顯著高于安寧、元江和澄江，祿豐的硼含量水平顯著高于澄江（表4）。

硼可以促進植物對銨、鉀、鈣等正離子的吸收，缺硼會導致煙株生長緩慢，繼而頂心部呈現(xiàn)暗褐色，最后枯萎以至死亡；而硼過量會造成葉片干枯[12，13]。因此，對于硼含量很低的煙葉產(chǎn)區(qū)，可通過人工添加硼砂的方式增加土壤的硼含量，以增加煙葉的含硼量，改善煙草的生長環(huán)境。

2.3 云南省主要地點下部烤煙無機元素分析

對云南省主要地點下部烤煙進行了主成分分析（PCA），結(jié)果見圖3。由圖3可以看出，只有滇中區(qū)域的中部烤煙樣品分布位置較為明顯，其余4個區(qū)域（滇東、滇西、滇東南和滇東北）之間都存在一定程度的分布混雜，說明滇中區(qū)域與其余4個區(qū)域之間的無機元素存在差異。

對不同區(qū)域中各縣市區(qū)所測定的無機元素進行方差分析和多重比較，結(jié)果（表5、表6）表明，有6個無機元素的含量在不同縣市區(qū)間存在顯著差異（P<0.05）。其中澄江的鋅含量水平相對較高；對于差異比較而言，瀘西和彌勒的氯含量水平顯著高于耿馬和昭陽區(qū)，新平的錳含量水平顯著高于石林、瀘西和峨山，昭陽區(qū)的鈉含量水平顯著高于南華和安寧，瀘西的硝酸根含量水平顯著高于峨山、馬龍和南華，陸良的硝酸根含量水平顯著高于馬龍和南華，澄江的磷酸根含量水平顯著高于昭陽區(qū)，南華的鋅含量水平顯著高于丘北。

鋅是煙株需要量和含量相當高的微量元素，缺鋅時細胞內(nèi)的氧化還原電位將發(fā)生紊亂；嚴重缺鋅甚至可導致煙草停止生長和葉片枯死脫落[14，15]。

3 結(jié)論

對于云南省不同產(chǎn)區(qū)，不同部位的烤煙樣品各無機元素分布特征也不同，中部烤煙樣品能夠明顯區(qū)分5個區(qū)域的樣品，上部和下部烤煙樣品存在部分區(qū)域樣品的混雜，但是3個不同部位烤煙樣品均能體現(xiàn)出區(qū)域間的差異。通過對云南省內(nèi)烤煙無機元素進行全面分析和比較，明確了云南省內(nèi)不同產(chǎn)區(qū)烤煙的無機元素差異，以期為生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)煙葉合理施用微量無機元素提供科學的理論依據(jù)，為提高國內(nèi)煙葉質(zhì)量等方面提供參考。

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