農(nóng)藝措施對‘翠碧1號’煙葉中NNK的影響

陳篤建，黃朝章，張穎璞，葉仲力，張鼎方，羅 靖

（1福建中煙工業(yè)有限責任公司技術(shù)中心，福建廈門361022；2廈門煙草工業(yè)有限責任公司，福建廈門361012）

農(nóng)藝措施對‘翠碧1號’煙葉中NNK的影響

陳篤建1，黃朝章1，張穎璞1，葉仲力1，張鼎方1，羅 靖2

（1福建中煙工業(yè)有限責任公司技術(shù)中心，福建廈門361022；2廈門煙草工業(yè)有限責任公司，福建廈門361012）

為給低NNK煙葉的選育提供線索，通過大田試驗，研究肥料種類、打頂處理、覆蓋方式、采收成熟度和烘烤方式5種農(nóng)藝措施對‘翠碧1號’煙葉中NNK的影響。結(jié)果表明：施加雞糞的煙葉NNK含量較低；合適的打頂方式可以一定程度降低煙葉中NNK含量；前期覆膜方式下煙株各部位煙葉NNK含量最低；提高采收成熟度可降低煙堿和NNK；常規(guī)烘烤方式煙葉NNK含量較散葉烘烤方式低。

農(nóng)藝措施；煙葉；NNK

0 引言

卷煙“降焦減害”是一項涉及多學科的系統(tǒng)工程，降低煙葉和卷煙煙氣中NNK的研究工作在工藝和農(nóng)業(yè)的許多研究領(lǐng)域都有一定的研究基礎(chǔ)[1-2]，農(nóng)業(yè)方面尤為突出，主要研究領(lǐng)域是煙草品種選育、調(diào)制技術(shù)和生物技術(shù)等方面[3-6]。

農(nóng)藝措施是煙葉生產(chǎn)中的主要要素之一，對煙葉的產(chǎn)量和內(nèi)在質(zhì)量有很大的影響[7-9]，如打頂可阻斷煙株的生殖生長，促進煙株的營養(yǎng)生長，對煙葉品質(zhì)有利；留葉數(shù)對葉片的生長發(fā)育、腺毛密度等都有直接影響；地膜覆蓋可提高地溫，保持土壤水分、減小肥料流失，從而促進根系發(fā)育，增加根深煙堿含量[10-14]。目前關(guān)于農(nóng)藝措施變化對NNK影響規(guī)律的極少，只涉及到了調(diào)制方式[15]，筆者探索不同肥料種類、打頂處理、覆蓋方式、采收成熟度和烘烤方式對‘翠碧1號’煙葉中NNK的影響規(guī)律，旨在為低NNK煙葉的選育提供線索。

1 材料與方法

1.1 供試品種

供試煙葉品種為‘翠碧1號’。

1.2 試驗地點

試驗地點選在寧化縣石壁鄉(xiāng)楊邊村，土壤質(zhì)地為砂壤土，肥力中等，地勢較平坦，前作為水稻。試驗地的土壤基本狀況為pH 5.21，有機質(zhì)含量2.8%，有效氮含量105.0 mg/kg，速效磷含量16.0 mg/kg，速效鉀含量100.0 mg/kg，陽離子交換量10.1 cmol/kg。

1.3 試驗設(shè)計

總氮控制在82.5 kg/hm2，N:P2O5:K2O=1:0.8:3.0；每個處理模塊設(shè)2次重復(fù)；每處理模塊種植煙苗102株，行株距為120 cm×5 cm．采用隨機區(qū)組設(shè)計，四周設(shè)保護行；各處理模塊組設(shè)計參數(shù)或要求如下：

試驗1：各處理組除基肥氮肥種類不同外，栽培和施肥水平均相同；成熟后采收中部煙葉。

試驗2：打頂采用4種處理方式。處理A，扣心打頂，留葉15～17片；處理B，現(xiàn)蕾打頂，留葉18～20片；處理C，初花打頂，留葉20～22片；處理D，盛花打頂，留葉20～22片。栽培和施肥水平均相同，成熟后采收上部煙葉。

試驗3：煙葉覆蓋方式設(shè)3個處理，處理A為旺長期揭膜后中耕培土（前期覆膜）；處理B為全生育期覆蓋地膜（全期覆膜）；處理C為全生育期覆蓋稻草（全期覆草），稻草用量為8000 kg/hm2。成熟后采收上、中和下部煙葉。

試驗4：上、中、下部煙葉采用下述的試驗設(shè)計成熟度進行采收。下部煙葉分2級：成熟1級（移栽后65天）、成熟2級（移栽后70天）；中部煙葉分3級：成熟1級（移栽后75天）、成熟2級（移栽后80天）、成熟3級（移栽后85天）；上部煙葉分3級：成熟1級（移栽后90天）、成熟2級（移栽后95天）、成熟3級（移栽后100天）。

試驗5：以上、中和下部煙葉為研究目標，設(shè)2個烘烤處理方式。處理A，散葉插扦烘烤；處理B，掛桿式密集烘烤。散葉烘烤承擔烘烤面積2 hm2/座，掛桿烘烤承擔烘烤面積1.33 hm2/座，均為氣流上升式密集烤房。

試驗1～4各處理模塊除上述農(nóng)藝參數(shù)變化外，其他大田管理按優(yōu)質(zhì)煙葉生產(chǎn)技術(shù)方案進行，煙葉采收（上、中、下部煙葉均按成熟2級）后按照常規(guī)三段式烘烤；試驗5大田管理按優(yōu)質(zhì)煙葉生產(chǎn)技術(shù)方案進行，煙葉采收后采用2種方式烘烤。上述烘后煙葉樣品各取500 g煙葉樣品裝入封口袋。

1.4 檢測儀器和方法

API5500 QTRAP質(zhì)譜儀（美國應(yīng)用生物系統(tǒng)公司）；安捷倫LC1200高效液相系統(tǒng)（美國安捷倫公司）；Milli-Q50超純水儀（美國Millipore公司）；KQ-700DE型數(shù)控超聲波清洗器（昆山市超聲儀器有限公司）；AG204型電子天平（感量0.1 mg，瑞士梅特勒-托利多公司）；旋轉(zhuǎn)粉碎機（中國長征高科）；SIGMA 3-15離心機（德國Sigma公司）；恒溫箱（日本ESPEC）；除特別要求外，均使用色譜純試劑，水應(yīng)符合GB/T 6682中一級水的規(guī)定。

將上述煙葉樣品放入烘箱內(nèi)，40℃排氣烘烤6 h，然后磨碎過40目篩，控制含水率在5%～10%。分別稱取相應(yīng)1.0 g（精確至0.1 mg）煙樣于100 mL的錐形瓶中，加入30 mL含10 ng/mL內(nèi)標的0.1 mol/L的乙酸銨水溶液，在超聲清洗儀上超聲萃取40 min,靜置5 min后取2 mL萃取液置于離心機上離心（5 min，10000 r/min），取1 mL離心后上層清液經(jīng)0.22 μm水相濾膜過濾，采用LC-MS/MS分析NNK含量。液相色譜條件：色譜柱為Waters Acquity UPLC BEH C18(1.7 μm，2.1 mm× 100 mm)分析柱；流速0.4 mL/min；柱溫40℃；進樣量5 μL；流動相A為甲醇，流動相B為0.2%(V/V)的乙酸水溶液，梯度洗脫條件如表1所示；質(zhì)譜參數(shù)列于表2。煙葉中煙堿含量測試采用YC/T 161—2002[16]測定。

表1 高效液相色譜梯度洗脫條件

表2 質(zhì)譜檢測參數(shù)表

2 結(jié)果與分析

2.1 肥料種類

土壤有機質(zhì)含量是評判土壤肥沃的標志，而肥料是影響土壤有機質(zhì)的重要因素。國內(nèi)煙區(qū)土壤有機質(zhì)逐年下降，導(dǎo)致土壤貧瘠化，單純施加化肥情況下煙株難以達到吸收協(xié)調(diào)平衡的礦物質(zhì)，因此開始重視有機肥的施用[17]。不同有機肥對土壤及煙葉內(nèi)在質(zhì)量的作用是有差異的，研究表明某些有機肥料對降低煙葉有害成分前體物是有積極意義的。為此研究了3種常見的有機肥對NNK含量的影響。從表3可以看出，同比常規(guī)施肥（純氮肥）方式下的煙葉，3種肥料的施加對煙葉煙堿無顯著影響，但雞糞的施加，煙葉NNK含量較低。

表3 不同肥料對中部煙葉NNK含量的影響

表4 不同打頂對上部煙葉NNK含量的影響

表5 覆蓋方式對煙葉NNK含量的影響

2.2 打頂處理

打頂是烤煙生產(chǎn)過程中一項關(guān)鍵的農(nóng)藝措施，對烤煙的產(chǎn)量和質(zhì)量有很大影響。打頂可阻斷煙株的生殖生長，促進煙株的營養(yǎng)生長，對煙葉品質(zhì)有利；但由于打頂還促進了根部的發(fā)育，上部葉又得不到足夠的營養(yǎng)物質(zhì)，這會導(dǎo)致上部煙葉發(fā)育受限，煙堿含量提升，可用性降低；打頂時間和方式與煙葉產(chǎn)量、內(nèi)在品質(zhì)關(guān)系密切，還可以提高煙株對水分和養(yǎng)分的利用能力，改變煙葉特別是上部葉內(nèi)在成分及諧調(diào)性。打頂后的單株留葉數(shù)對提高煙葉成熟度和內(nèi)在品質(zhì)有關(guān)鍵作用[18]。

打頂處理會改變烤后煙葉中煙堿含量，刺激根部煙堿的大量合成并向有效葉中轉(zhuǎn)移積累，特別導(dǎo)致上部煙葉煙堿含量提升，因此會間接影響上部煙葉中NNK的含量，為此對比了2個產(chǎn)地4種打頂處理后的煙葉NNK的含量差異。從表4可以看出，相比扣心處理方式的樣品，其他3種處理后煙葉中的煙堿和NNK含量有一定程度下降，說明采用合適的打頂方式可以一定程度降低煙葉中NNK含量。

2.3 覆蓋方式

烤煙作為卷煙工業(yè)的主要原料，其生產(chǎn)目標是優(yōu)質(zhì)適產(chǎn)。烤煙的產(chǎn)量、品質(zhì)受多種因素的影響，栽培措施是實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)適產(chǎn)的有效措施。其中覆蓋方式可改變煙區(qū)生態(tài)條件的時間分配問題，調(diào)節(jié)烤煙生長過程中水、光、溫、肥供應(yīng)，能克服自然條件的限制，協(xié)調(diào)水、肥、氣、熱等栽培環(huán)境因素，對煙苗根系建立與煙株中后期生長發(fā)育都有良好的促進作用，提高煙葉產(chǎn)質(zhì)量，進而影響煙葉的產(chǎn)質(zhì)量[19]。

烤煙覆蓋栽培技術(shù)使用廣泛。其中地膜覆蓋在提高煙田地溫，保蓄水土，保持和提高土壤肥力，減少養(yǎng)分流失，促進煙株早發(fā)，提高產(chǎn)量和質(zhì)量等方面起著積極作用；作物秸稈覆蓋具有改良土壤、培肥地力、提高烤煙產(chǎn)量及品質(zhì)等作用。

試驗對比了3種覆蓋方式煙葉NNK的含量差異。從表5可以看出：前期覆膜方式下，煙株各部位煙葉煙堿的含量最低；NNK含量亦是最低。采用全期覆膜或全期覆草，有利于煙株的生長發(fā)育和葉片干物質(zhì)的形成、積累，提高了煙堿含量，一定程度上提高了其NNK的含量。

2.4 采收成熟度

鮮煙葉的成熟度不同，其化學成分及其協(xié)調(diào)狀況就存在差異，這將影響到煙葉的內(nèi)在質(zhì)量。不同部位煙葉的內(nèi)在化學成分隨成熟度的變化也不相同[20]。煙葉常規(guī)成分的變化勢必影響其NNK的生成，為此探討了不同采收成熟度下煙葉NNK的變化情況，結(jié)果列于表6。成熟度提高，對于上部煙葉，煙堿呈下降趨勢，NNK總體呈下降趨勢；對于中部煙葉，煙堿和NNK含量則呈先下降后上升趨勢；對于下部煙葉，煙堿和NNK含量呈下降趨勢。

2.5 烘烤方式

烤煙散葉烘烤，不用編煙，直接裝煙，烤后無需解煙，比常規(guī)烘烤工效要提高1倍以上，大大降低了烘烤成本和勞動強度，已在行業(yè)廣泛使用[21]。筆者研究了常規(guī)烘烤方式和散葉烘烤方式下煙葉NNK、煙堿含量的變化，列于表7。從結(jié)果可以看出，相比常規(guī)烘烤，散葉烘烤后的煙葉煙堿含量水平基本相當，但散葉烘烤后的煙葉NNK含量高，特別是上部煙葉，其原因可能是散葉烘烤煙葉水分充足，失水率要小于常規(guī)烘烤，這有利于煙葉充分變黃，不易產(chǎn)生青煙。然而根據(jù)Bush等的研究結(jié)果：在調(diào)制過程中，凡有利于促進煙葉失水，有利于抑制微生物活動，有利于清除亞硝酸的措施都可以降低NNK的形成和積累。因此常規(guī)烘烤方式煙葉NNK含量較低。

表6 采收成熟度對煙葉NNK含量的影響

表7 烘烤方式對煙葉NNK含量的影響

3 結(jié)論

不同農(nóng)藝措施對NNK及其前體物質(zhì)的生成有影響。同比常規(guī)、牛糞和餅肥，施加雞糞后煙葉中NNK含量較低；改變打頂處理方式，會改變烤后煙葉中煙堿含量，從而影響NNK含量；采用全期覆膜或全期覆草，提高了煙堿含量，進而一定程度上提高了其NNK的含量；提高采收成熟度可降低上部和下部煙葉的煙堿和NNK；散葉烘烤后的煙葉失水率要小于常規(guī)烘烤，提高了NNK的形成和積累。

4 討論

煙堿被認為是NNK的前體物質(zhì)。在微生物作用下，煙草中煙堿與亞硝酸鹽反應(yīng)直接生成NNK。相關(guān)研究表明從煙草直接轉(zhuǎn)移到煙氣中NNK的量占煙草中NNK總量的6.9%～11.0%，這約為主流煙氣中NNK總量的30%，其余部分是在吸煙過程中形成和輸送的。因此，有效抑制煙葉煙堿含量，可以間接降低煙氣NNK的釋放量。

適宜的栽培農(nóng)藝措施無疑是調(diào)節(jié)煙葉煙堿的有效手段，但前人的研究更多是側(cè)重于調(diào)控煙葉的品質(zhì)，忽略了煙葉中有害物質(zhì)的優(yōu)化措施。因此在穩(wěn)定煙葉品質(zhì)的前提下，通過肥料種類、打頂處理、覆蓋方式、采收成熟度和烘烤方式的合理優(yōu)化，適當降低煙葉中煙堿和NNK，形成一套降低NNK的原料配套技術(shù)，將可為煙草行業(yè)減害專項工作提供新的途徑或選擇。

[1]曾凡海,李衛(wèi),周冀衡,等.煙草特有亞硝胺(TSNA)的研究進展[J].中國農(nóng)學通報,2010,26(10):82-86.

[2]劉立全.TSNA釋放量與配方葉組成分之間的關(guān)系[J].煙草科技, 2002,1:29-30.

[3]孫榅淑,王瑞云,周駿,等.氧化劑和抗氧化劑處理對高溫貯藏白肋煙TSNAs形成的影響[J].煙草科技,2015,48(4):19-22.

[4]王瑞云,史宏志.煙草貯藏過程中TSNA含量變化及對高溫處理的響應(yīng)[J].中國煙草學報,2014,20(1):48-53.

[5]雷新有,張建斌,白小華,等.煙草特有亞硝胺降解技術(shù)研究進展[J].山東化工,2011,40(9):33-36.

[6]李詩平,舒俊生,章存勇,等.亞硝酸鹽清除劑阻斷煙草特有亞硝胺形成的研究[J].安徽農(nóng)業(yè)科學,2010,38(35):20472-20473.

[7]曾建敏,肖炳光,焦芳嬋,等.農(nóng)藝措施對烤煙品種NC71主要經(jīng)濟性狀的影響[J].湖南農(nóng)業(yè)大學學報:自然科學版,2013,39(6):580-584.

[8]何登峰,許儀,許自成,等.農(nóng)藝措施和調(diào)制條件對煙草香氣物質(zhì)含量的影響[J].中國農(nóng)學通報,2006,22(4):199-202.

[9]何建華,徐彥軍,王健,等.不同農(nóng)藝措施對K326上部葉單葉重及硝酸還原酶活性的影響[J].2010,38(20):10632-10633.

[10]汪健,王松峰,畢慶文,等.磷鉀用量對烤煙紅花大金元產(chǎn)質(zhì)量的影響[J].中國煙草科學,2009,30(5):19-23.

[11]曾建敏,吳興富,肖炳光,等.津巴布韋引進烤煙品種T29的栽培特性研究[J].中國煙草學報,2011,17(4):43-46.

[12]申宴斌,劉彥中,馬劍雄,等.不同留葉數(shù)對烤煙新品種NC297生長及產(chǎn)質(zhì)量的影響[J].中國煙草科學,2009,30(6):57-60,64.

[13]趙銘欽,盧葉,劉云,等.種植密度與留葉數(shù)對打頂后烤煙幾種酶活性和MDA含量的影響[J].中國煙草學報,2009,15(3):49-53,62.

[14]黃一蘭,王瑞強,王雪仁,等.打頂時間與留葉數(shù)對烤煙產(chǎn)質(zhì)量及內(nèi)在化學成分的影響[J].中國煙草科學,2004,25(4):18-22.

[15]李統(tǒng)帥,宮長榮.煙草調(diào)制減害技術(shù)的研究進展[J].中國農(nóng)學通報, 2008,24(6):190-193.

[16]國家煙草專賣局.YC/T 160—2002,煙草及煙草制品總植物堿的測定連續(xù)流動法[S].北京:中國標準出版社,2002.

[17]陳昆焱,鐘家威.不同用量牛糞對翠碧1號煙葉產(chǎn)質(zhì)量的影響[J].湖北農(nóng)業(yè)科學,2012,51(11):2212-2215.

[18]曾建敏,肖炳光,焦芳嬋,等.農(nóng)藝措施對烤煙品種NC71主要經(jīng)濟性狀的影響[J].湖南農(nóng)業(yè)大學學報:自然科學版,2013,39(6):580-584.

[19]李震,蔣士東,高遲鑾,等.不同覆蓋方式對烤煙生理特性及產(chǎn)質(zhì)量的影響[J].作物研究,2104,28(5):491-495.

[20]扈強,李旭華,盧葉,等.采收成熟度與留葉數(shù)對煙葉品質(zhì)的影響[J].江蘇農(nóng)業(yè)科學,2014,42(3):61-65.

[21]楊隆飛,林紹武,鄭仕發(fā),等.散葉插扦烘烤對兩個烤煙品種煙葉品質(zhì)的影響[J].作物研究,2016,30(3):310-315.

Effect of Agronomic Measures on NNK of Flue-cured Tobacco‘Cuibi No.1’

Chen Dujian1,Huang Chaozhang1,Zhang Yingpu1,Ye Zhongli1,Zhang Dingfang1,Luo Jing2
(1Technology Center of China Tobacco Fujian Industrial Co.,Ltd,Xiamen 361022,Fujian,China;2Xiamen Tobacco Industrial Co.,Ltd,Xiamen 361012,Fujian,China)

This study aims to provide clues for the selection of low NNK tobacco leaves.The effects of fertilizer type,topping treatment,bestrow method,harvest maturity and baking method on NNK of flue-cured tobacco‘Cuibi No.1’were investigated through a field experiment.The results showed that the addition of fowl dung, suitable topping treatment and pre-bestrow could decrease the content of NNK of tobacco,while increasing the harvest maturity also could decrease the nicotine and NNK of tobacco,the NNK content of tobacco under conventional baking was less than that under loose leaf baking.

Agronomic Measures;Tobacco;NNK

TS411.2

B論文編號：cjas16110005

福建中煙工業(yè)有限責任公司科技項目“近紅外模型預(yù)測煙葉NNK含量的技術(shù)研究”(FJZYJH2013031)。

陳篤建，男，1975年出生，福建廈門人，工程師，大專，主要從事煙草配方研究。通信地址：361022廈門市集美區(qū)濱水路298號技術(shù)中心，Tel：0592-3170725，E-mail：lfl489@163.com。

羅靖，男，1981年出生，福建龍巖人，工程師，本科，主要從事煙草質(zhì)檢研究。通信地址：361012廈門市海滄區(qū)新陽路1號，Tel：0592-3170725，E-mail：life2000_0@163.com。

2016-11-04，

2016-12-19。