巫山煙區(qū)海拔高度對烤煙常規(guī)化學(xué)成分含量及其協(xié)調(diào)性的影響

凌天孝 李志鵬+張曉帆+周涵君+黃維知+趙俊杰++陳樹偉+葉協(xié)鋒

摘要：為探討巫山煙區(qū)烤煙化學(xué)成分較為適宜的海拔區(qū)域，以云煙87為研究對象，比較不同海拔高度（700～1 100、1 100～1 300、1 300～1 700 m）煙葉常規(guī)化學(xué)成分含量和協(xié)調(diào)性的差異。結(jié)果表明：烤煙煙堿含量隨海拔高度升高而降低，海拔700～1 100、1 100～1 300 m煙葉煙堿含量達(dá)到優(yōu)質(zhì)煙葉要求，海拔1 300～1 700 m煙葉煙堿含量的變異系數(shù)較大?？緹熆偟颗c海拔高度無明顯規(guī)律，3個(gè)海拔區(qū)域煙葉總氮含量均低于優(yōu)質(zhì)煙葉標(biāo)準(zhǔn)?？緹熲浐侩S海拔高度升高而升高，海拔1 100～1 300、1 300～1 700 m煙葉鉀含量達(dá)到優(yōu)質(zhì)煙葉要求?？緹熆偺呛瓦€原糖含量與海拔高度無明顯規(guī)律，且3個(gè)海拔區(qū)域煙葉2種糖含量均高于優(yōu)質(zhì)煙葉標(biāo)準(zhǔn)。氮堿比和糖堿比均隨海拔高度升高而升高，糖堿比在3個(gè)海拔區(qū)域中均高于優(yōu)質(zhì)煙葉要求，而氮堿比在海拔1 300～1 700 m區(qū)域符合優(yōu)質(zhì)煙葉標(biāo)準(zhǔn)。

關(guān)鍵詞：巫山縣；煙區(qū)；海拔高度；常規(guī)化學(xué)成分；協(xié)調(diào)性；烤煙；優(yōu)質(zhì)煙葉標(biāo)準(zhǔn)

中圖分類號： S572.04文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

文章編號：1002-1302（2017）05-0073-04

生態(tài)因素是煙葉品質(zhì)特點(diǎn)和區(qū)域特色形成的基礎(chǔ)條件，關(guān)于生態(tài)因素對煙葉品質(zhì)的研究一直備受重視[1-4]，而煙葉品質(zhì)的好壞與煙葉化學(xué)成分含量的高低密切相關(guān)。煙葉化學(xué)成分復(fù)雜，每一種化學(xué)成分都對煙葉的內(nèi)在品質(zhì)起著一定的作用[5-6]。海拔高度是影響烤煙化學(xué)成分及其含量的重要生態(tài)因子之一[7]，海拔高度對同一地域烤煙化學(xué)成分的影響程度遠(yuǎn)大于該地域土壤農(nóng)化及土壤類型差異的影響程度[8]。巫山縣位于重慶市東北部，地形復(fù)雜，山地面積占96%，全區(qū)海拔156～1 680 m。巫山縣烤煙種植分布廣泛，不同海拔高度皆有大規(guī)模種植。海拔高度的變化會導(dǎo)致光照度、光照時(shí)間、有效積溫、空氣濕度和降水量等生態(tài)因子顯著變化[9]，生態(tài)環(huán)境主要由地理位置和地形決定，難以改變和模仿。因此，合理地利用生態(tài)環(huán)境、發(fā)揮區(qū)域優(yōu)勢、開發(fā)特色優(yōu)質(zhì)煙葉是當(dāng)前我國煙葉工作中的重點(diǎn)[10]。本研究針對巫山煙區(qū)的地理特色，以烤煙化學(xué)成分及其協(xié)調(diào)性為指標(biāo)，探討海拔高度對煙葉品質(zhì)的影響，旨在為巫山烤煙種植的擇優(yōu)布局提供參考依據(jù)。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)材料

于2013年在巫山縣進(jìn)行采樣，根據(jù)巫山縣地形的實(shí)際情況確定采樣的海拔高度，采用GPS定位系統(tǒng)在同一山脈沿同一坡向選擇700～1 100 m（含1 100 m）、1 100～1 300 m（含1 300 m）、1 300～1 700 m（含1 700 m）3個(gè)不同海拔區(qū)域。在每個(gè)海拔區(qū)域內(nèi)，均選取多個(gè)采樣點(diǎn)，且每2個(gè)采樣點(diǎn)距離不得小于500 m，充分考慮每個(gè)采樣點(diǎn)的土壤質(zhì)地、土壤類型、施肥水平等因素。煙葉采樣等級為中部葉（C3F）。

1.2測定項(xiàng)目與方法

煙葉化學(xué)成分指標(biāo)主要包括總糖、還原糖、煙堿、總氮、鉀等含量。其中，總糖和還原糖含量按照YC/T 159—2002《煙草及煙草制品水溶性糖的測定》進(jìn)行測定，其他指標(biāo)分別按照YC/T 246—2008《煙草及煙草制品煙堿的測定氣相色譜法》、YC/T 161—2002《煙草及煙草制品總氮的測定》、YC/T 173—2003《煙草及煙草制品中鉀的測定》進(jìn)行測定[11]。

1.3數(shù)據(jù)分析

采用Excel 2003和SPSS 22.0進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和統(tǒng)計(jì)分析。

2結(jié)果與分析

2.1海拔高度對中部葉化學(xué)成分含量的影響

2.1.1海拔高度對中部葉煙堿含量的影響

煙堿為煙草的特征物質(zhì)，其含量不僅是評價(jià)和影響煙葉品質(zhì)的重要指標(biāo)，同時(shí)也是煙草制品產(chǎn)生生理強(qiáng)度的主要物質(zhì)[12]。煙堿含量過低，煙草勁頭小，吃味平淡；過高，則刺激性大，味苦，煙味辛辣[13]。適宜的煙堿含量是優(yōu)質(zhì)煙葉的必備條件。由表1可知，海拔700～1 100、1 100～1 300 m煙葉煙堿含量平均值分別為2.28%、2.04%，處于優(yōu)質(zhì)煙葉2.0%～2.8%[14]的適宜范圍內(nèi)；海拔1 300～1 700 m的煙堿含量為1.86%，低于優(yōu)質(zhì)煙葉適宜范圍。煙堿含量平均值表現(xiàn)為海拔700～1 100 m>海拔1 100～1 300 m>海拔1 300～1 700 m，在3個(gè)海拔區(qū)域間差異達(dá)到顯著水平。海拔由700～1 100 m區(qū)域上升到 1 100～1 300 m區(qū)域，煙堿含量的平均值下降1053%；海拔由1 100～1 300 m區(qū)域上升到1 300～1 700 m區(qū)域，煙堿含量的平均值下降8.82%。由變異系數(shù)可以看出，海拔 1 300～1 700 m煙堿含量的變異系數(shù)最大（2701%），說明此海拔區(qū)域煙堿含量存在較大變異；海拔700～1 100、1 100～1 300 m 煙堿含量的變異系數(shù)分別為1182%、18.06%，相對較小。海拔700～1 100 m煙葉煙堿含量的偏度系數(shù)小于0，為負(fù)向偏態(tài)峰；其余海拔區(qū)域煙堿含量的偏度系數(shù)大于0，為正向偏態(tài)峰。海拔700～1 100、1 100～1 300 m煙堿含量的峰度系數(shù)均為負(fù)值，它們的數(shù)據(jù)分布呈平闊峰，比較分散；2.1.2海拔高度對中部葉總氮含量的影響

總氮是煙葉常規(guī)分析中主要的化學(xué)成分之一，其含量也是評價(jià)和影響烤煙品質(zhì)的重要依據(jù)?？偟颗c煙葉燃吸時(shí)的香吃味密切相關(guān)?？偟康?，則吃味平淡；總氮含量高，則產(chǎn)生濃烈辛辣的煙氣，刺激性較大[13]。由表2可知，3個(gè)海拔區(qū)域C3F等級烤煙的總氮含量平均值分別為1.59%、1.52%、1.70%，均低于優(yōu)質(zhì)煙葉最適范圍[15]?？偟科骄当憩F(xiàn)為海拔 1 300～1 700 m>海拔700～1 100 m>海拔1 100～1 300 m，在3個(gè)海拔區(qū)域間差異不顯著。海拔由700～1 100 m區(qū)域上升到 1 100～1 300 m區(qū)域，總氮含量的平均值下降440%；海拔由1 100～1 300 m區(qū)域上升到1 300～1 700 m區(qū)域，總氮含量的平均值增加11.84%?？偟吭?個(gè)海拔區(qū)域中均出表現(xiàn)相對穩(wěn)定的趨勢，變異系數(shù)分別為921%、10.71%、13.64%。3個(gè)海拔區(qū)域總氮含量的偏度系數(shù)和峰度系數(shù)均大于0，為正向偏態(tài)峰，且數(shù)據(jù)分布大多集中在平均數(shù)附近，呈尖峭峰。

2.1.3海拔高度對中部葉鉀含量的影響

煙草是喜鉀作物，鉀是煙草生長所必需的營養(yǎng)元素。煙葉中鉀含量不僅影響卷煙燃燒性和焦油釋放量，而且對提高香氣含量、改善煙葉香吃味以及煙葉外觀和內(nèi)在品質(zhì)均有明顯的影響[16]，可見煙葉鉀含量是衡量煙葉品質(zhì)的重要指標(biāo)之一。由表3可知，海拔700～1 100 m鉀含量的平均值為1.47%，略低于優(yōu)質(zhì)煙葉15%[17]的標(biāo)準(zhǔn)；海拔1 100～1 300、1 300～1 700 m鉀含量平均值分別為1.86%、2.16%，較為適宜，但仍然與美國煙葉鉀含量4%～6%[18]、巴西煙葉鉀含量3%～4%[19]差距較大。3個(gè)海拔區(qū)域間鉀含量差異顯著，其中海拔1 300～1 700 m區(qū)域煙葉鉀含量顯著高于另外2個(gè)海拔區(qū)域鉀含量。海拔由700～1 100 m區(qū)域上升到1 100～1 300 m區(qū)域，鉀含量增加14.97%，海拔由1 100～1 300 m區(qū)域上升到1 300～1 700 m區(qū)域，鉀含量增加27.81%。鉀含量的變異系數(shù)表現(xiàn)為海拔 1 300～1 700 m>海拔1 100～1 300 m>海拔700～1 100 m，分別為20.31%、19.84%、18.52%，相對比較穩(wěn)定。海拔 700～1 100 m鉀含量的偏度系數(shù)小于0，為負(fù)向偏態(tài)峰；另外2個(gè)海拔區(qū)域鉀含量的偏度系數(shù)大于0，為正向偏態(tài)峰。海拔1 100～1 300、1 3002.1.4海拔高度對中部葉還原糖和總糖含量的影響

糖類在煙草植物體中的含量可達(dá)干質(zhì)量的25%～50%，不僅是合成蛋白質(zhì)、核酸等物質(zhì)的原料，還為煙草生長發(fā)育過程提供能量，是影響煙葉品質(zhì)的重要物質(zhì)之一[20]。糖含量是影響煙氣醇和度與吃味的主要因素，含量過高或過低都會使葉片化學(xué)成分失衡，過低則產(chǎn)生刺嗆感，過高則吃味平淡[13]。由表4可知，3個(gè)海拔區(qū)域C3F等級烤煙的總糖含量平均值分別為40.31%、44.75%、42.69%，均高于優(yōu)質(zhì)煙葉18%～22%[21]的范圍。海拔700～1 100 m總糖含量顯著低于海拔1 100～1 300、1 300～1 700 m，海拔1 100～1 300 m與海拔1 300～1 700 m 總糖含量差異不顯著。海拔由700～1 100 m區(qū)域上升到1 100～1 300 m區(qū)域，總糖含量的平均值增加6.35%；海拔由1 100～1 300 m區(qū)域上升到1 300～1 700 m區(qū)域，總糖含量的平均值下降0.42%。3個(gè)海拔區(qū)域C3F等級烤煙的還原糖含量平均值分別為29.70%、34.45%、32.79%，均高于優(yōu)質(zhì)煙葉16%～20%[21]的范圍。海拔1 300～1 700 m還原糖含量與海拔700～1 100、1 100～1 300 m還原糖含量差異達(dá)到顯著水平。海拔由700～1 100 m區(qū)域上升到 1 100～1 300 m區(qū)域，還原糖含量的平均值增加15.99%；海拔由1 100～1 300 m區(qū)域上升到1 300～1 700 m區(qū)域，還原糖含量的平均值下降4.82%。由變異系數(shù)可以看出，不同海拔高度總糖和還原糖含量的變異系數(shù)均在9.15%～13.40%之間，比較穩(wěn)定。海拔700～1 100、1 100～1 300 m總糖含量的峰度系數(shù)小于0，數(shù)據(jù)分布呈平闊峰，比較分散；其他數(shù)據(jù)的分布呈尖峭峰，相對集中。海拔700～1 100 m總糖含量、700～1 100、1 100～1 300 m還原糖含量的偏度系數(shù)均為正值，為正向偏態(tài)峰，其余都為負(fù)向偏態(tài)峰。

2.2.1海拔高度對中部葉糖堿比的影響

煙葉糖堿比是分析煙葉碳氮化合物和吃味酸堿平衡最常用的一個(gè)指標(biāo)，主要用于評價(jià)吃味。若比值過高，雖煙味溫和，但勁頭小，煙味平淡；若比值過低，則煙味強(qiáng)烈，刺激性大，并有苦味。優(yōu)質(zhì)烤煙煙葉糖堿比的值通常在8～10之間[21]。由表5可知，海拔 1 300～1 700 m糖堿比的平均值最大，為18.79；海拔1 100～1 300 m次之，為16.57；海拔700～1 100 m最小，為13.03，可見糖堿比隨海拔升高而增大，且3個(gè)海拔區(qū)域間差異達(dá)到顯著水平。3個(gè)海拔區(qū)域糖堿比的平均值均高于優(yōu)質(zhì)煙葉范圍。由海拔700～1 100 m區(qū)域上升到海拔1 100～1 300 m區(qū)域，糖堿比的平均值增加27.17%；由海拔1 100～1 300 m區(qū)域上升到海拔1 300～1 700 m區(qū)域，糖堿比的平均值增加13.40%。海拔1 100～1 300、1 300～1 700 m糖堿比存在較大的變異，變異系數(shù)分別為23.23%、27.43%，海拔700～1 100 m 糖堿比的變異系數(shù)為8.32%，相對比較穩(wěn)定。3個(gè)海拔區(qū)域糖堿比的偏度系數(shù)均大于0，為正向偏態(tài)峰。海拔 1 100～1 2.2.2海拔高度對中部葉氮堿比的影響

氮堿比即為總氮含量與煙堿含量的比值，其大小與煙葉成熟過程中氮素轉(zhuǎn)化為煙堿氮的程度有關(guān)，可在一定程度上反映煙葉的成熟狀況[22]。由表6可知，氮堿比隨海拔升高而增大，海拔1 300～1 700 m氮堿比的平均值最大，為0.96，顯著高于海拔700～1 100、1 300～1 700 m糖堿比的平均值。優(yōu)質(zhì)烤煙氮堿比以1或略小于1為宜[21]。海拔700～1 100、1 100～1 300 m氮堿比的平均值分別為0.71、0.84，均未達(dá)到優(yōu)質(zhì)烤煙標(biāo)準(zhǔn)。海拔1 300～1 700 m氮堿比符合優(yōu)質(zhì)煙葉標(biāo)準(zhǔn)，這是由于此海拔區(qū)域煙堿含量略低造成的。從變異系數(shù)可以看出，海拔1 300～1 700 m氮堿比的變異系數(shù)達(dá)23.19%，而海拔700～1 100、1 100～1 300 m氮堿比則相對穩(wěn)定，變異系數(shù)分別為16.03%、13.71%。海拔1 100～1 300 m氮堿比的偏度系數(shù)小于0，為負(fù)向偏態(tài)峰；其他海拔的則為正向偏態(tài)峰。海拔 1 300～1 700 m氮堿比的峰度系數(shù)大于0，呈尖峭峰，相對集中；而其他海拔的則為平闊峰，比較分散。

3討論

大量研究表明，煙堿是由煙株根系合成后運(yùn)送至煙葉儲存的，合成煙堿的生化反應(yīng)在數(shù)種酶的催化下進(jìn)行[23-25]，植煙土壤的氮素水平、施氮量與煙堿合成量呈正相關(guān)[26]。本研究結(jié)果表明，3個(gè)海拔區(qū)域煙堿含量均達(dá)到優(yōu)質(zhì)煙葉標(biāo)準(zhǔn)，且煙堿含量隨海拔升高而降低，這與許汝冰等研究結(jié)果[12，27]一致。導(dǎo)致這種結(jié)果的原因很可能是海拔升高使溫度產(chǎn)生差異，進(jìn)而使煙堿合成酶活性下降，根系合成煙堿的速度減慢，煙葉中煙堿含量降低。

查宏波等研究認(rèn)為，煙葉總糖和還原糖含量隨海拔升高而增加[28]，與本研究結(jié)果不完全一致。導(dǎo)致本結(jié)果的原因可能有以下幾方面：總糖和還原糖含量與烤煙大田期5—8月的平均氣溫均呈顯著的負(fù)相關(guān)[29]，海拔的升高導(dǎo)致平均氣溫降低，這有利于總糖和還原糖的積累。對分布于山區(qū)和丘陵地帶的煙區(qū)來說，煙草所需要的水分主要來自降水，降水就成為影響煙草化學(xué)成分的主要因素[30]。在一定范圍內(nèi)，降水的增加有利于煙葉中總糖的積累[31]。海拔由700～1 100 m區(qū)域上升到1 100～1 300 m區(qū)域，平均氣溫降低、降水量增加，導(dǎo)致總糖含量增加。海拔由1 100～1 300 m區(qū)域上升到 1 300～1 700 m 區(qū)域，由于降水量隨著海拔的繼續(xù)升高而減少，總糖含量減少。另有研究認(rèn)為，日照總時(shí)數(shù)與煙葉還原糖積累量呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系，即日照時(shí)數(shù)過多對還原糖積累不利[32]。在海拔1 300～1 700 m煙區(qū)，煙株獲得的日照時(shí)數(shù)可能過長，導(dǎo)致還原糖含量下降。因而，總糖和還原糖含量隨海拔升高表現(xiàn)出先增加后減少的趨勢。

4結(jié)論

煙堿含量隨海拔升高而降低，煙堿含量在海拔700～1 100、1 100～1 300 m區(qū)域達(dá)到優(yōu)質(zhì)煙葉要求；鉀含量、糖堿比、氮堿比隨海拔升高而增加，鉀含量在海拔1 100～1 300、1 300～1 700 m區(qū)域達(dá)到優(yōu)質(zhì)煙葉要求，氮堿比在海拔 1 300～1 700 m區(qū)域達(dá)到優(yōu)質(zhì)煙葉要求，糖堿比在3個(gè)海拔區(qū)域中均高于優(yōu)質(zhì)煙葉要求?？偟?、總糖、還原糖含量均與海拔高度無明顯關(guān)系；總糖與還原糖含量在3個(gè)海拔區(qū)域中均高于優(yōu)質(zhì)煙葉要求；總氮含量在3個(gè)海拔區(qū)域中均低于優(yōu)質(zhì)煙葉要求。

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