采收時間對烤煙不同部位煙葉主要含氮化合物含量的影響

趙會納，湯朝起，彭玉龍，王先勃，沈 晗，鄭其令，雷 波，潘文杰

(1.貴州省煙草科學研究院，貴州 貴陽 550081；2.上海煙草集團有限責任公司，上海 200082；3.貴州省煙草公司 遵義市公司，貴州 遵義 563000；4.遵義市煙草公司 道真縣分公司，貴州 道真 563500)

煙堿、蛋白質和總氮是衡量煙葉品質的重要指標，其含量過高或過低對煙葉品質均不利[1]。煙堿和總氮等含氮化合物含量受生態(tài)、遺傳、栽培、采收、調制等多種因素的影響[2-4]，其中采收成熟度是優(yōu)質煙葉質量形成的基礎和保障[4]。同時也是適度控制煙葉中氮代謝強度、改善碳氮代謝平衡的重要技術[5]。研究表明：隨采收的推遲，煙葉中的淀粉和蛋白質含量降低，而煙堿、可溶性總糖、還原糖含量升高[6-7]。

目前，關于煙堿的研究較多，尤其是通過降低煙堿含量提高上部煙葉可用性的報道較多[8-12]，而關于采收時間對煙葉含氮化合物影響的研究多采用初烤煙葉，而烘烤過程中煙葉發(fā)生了劇烈的生理變化，且涉及多種烘烤工藝參數(shù)，無法真實地反映煙葉含氮化合物在未成熟至成熟后期的變化及規(guī)律。目前，關于鮮煙葉煙堿、總氮、蛋白質等含氮化合物隨采收時間推遲的變化規(guī)律研究較少，且少有的研究可能還存在一些不足，一是煙葉樣品采用的是殺青法干燥[5,7]，而殺青過程可能造成了一些物質的轉化[6]；二是采收時間對含氮化合物影響的理論研究還缺乏系統(tǒng)性，推遲采收的時間較短，中上部煙葉一般推遲5～15 d[7,13-15]。因此，本研究于2016年在貴州省道真縣開展了多個采收時間對不同部位烤煙鮮煙葉含氮化合物含量影響的田間試驗，分析了采收時間對含氮化合物的影響及其變化規(guī)律，旨在為煙葉含氮化合物的調控提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試地點與材料

2016年，在貴州省遵義市道真縣隆興鎮(zhèn)浣溪村馬鞍山進行田間試驗，供試烤煙品種為K326。

試驗點的土壤養(yǎng)分和pH值見表1。根據(jù)貴州省企業(yè)標準“植煙土壤肥力質量評價標準Q/GZYC 05─2011”[16]可知，試驗點土壤的氯離子含量缺乏，總氮含量適中，堿解氮含量很豐富，速效磷含量豐富，速效鉀含量很豐富，有機質含量適中，pH值在最適宜范圍。總體來看，馬鞍山試驗點較適宜開展本試驗。

表1 試驗點施基肥前的土壤理化性狀

1.2 試驗設計

采收部位：分別選擇腰葉(第7葉位)、上二棚(第10葉位)、頂葉(第13葉位)(從下向上數(shù))進行掛牌標記。

移栽密度1212株/667 m2,行距110 cm，株距50 cm。施純氮5.5 kg/667 m2，氮、磷、鉀比例為1∶1∶3。在現(xiàn)蕾前打頂，留葉數(shù)為14片/株，保證打頂時有效葉的下部第1葉位葉長>50 cm，頂部第14葉位葉長≤20 cm，并且無傷害。

設置了不同的采收時間：提前采收、正常采收、推遲7～10 d采收、推遲14～20 d采收，直至煙葉開始腐爛無法采樣為止，其中提前采收或推遲采收均是按照常規(guī)采收試驗區(qū)采收時間推算。具體采收時間見表2。

在大區(qū)示范試驗中選擇4塊區(qū)域開展本試驗：(1)常規(guī)采收試驗區(qū)，按生產(chǎn)實際進行釆烤。(2)腰葉試驗區(qū)，將長勢正常的煙株的第7葉位全部掛牌，第1～6葉位按生產(chǎn)實際進行釆烤，釆烤至第7葉位時，此區(qū)域全部煙葉不再釆烤，第7葉位按表2進行取樣。(3)上二棚試驗區(qū)，將長勢正常的煙株的第10葉位全部掛牌，第1～9葉位按生產(chǎn)實際進行釆烤，第10葉位按表2進行取樣。(4)頂葉試驗區(qū)，將長勢正常的煙株的第13葉位全部掛牌，第1～12葉位按生產(chǎn)實際進行釆烤，第13葉位按表2進行取樣。

1.3 樣品采集

按照表2的時間采集樣品。采集時，將葉片去掉主脈、基部和尖部后用錫箔紙包裹后迅速放入液氮中帶回實驗室。每次每個處理取9片葉，其中每3片煙葉混勻為1個樣品作為1個重復，共3個重復，真空冷凍干燥后[17]用于含氮化合物測定。

1.4 含氮化合物含量的測定

煙堿、蛋白質和總氮含量分別采用煙草行業(yè)標準[18-20]進行測定，可溶性蛋白質含量采用南京建成試劑盒(考馬斯亮藍法)進行測定。

1.5 數(shù)據(jù)分析

用SPSS 16.0和Excel 2003軟件進行數(shù)據(jù)分析，包括單因素方差分析和多重比較，多重比較采用Duncan法。

表2 不同部位煙葉的采收時間處理

2 結果與分析

2.1 采收時間對腰葉含氮化合物含量的影響

由表3可以看出，采收時間對腰葉(第7葉位)可溶性蛋白質含量有極顯著的影響，對煙堿含量有顯著的影響，但對總氮、蛋白質含量和煙堿氮/總氮百分比的影響不顯著。

由圖1可以看出，腰葉(第7葉位)的煙堿、總氮、蛋白質含量和煙堿氮/總氮百分比總體均呈先增加后降低的“拋物線”變化趨勢。其中煙堿和煙堿氮/總氮百分比在推遲10 d采收處理下最高，分別為3.81%和29.77%。可溶性蛋白質含量以推遲20 d采收處理的最高，為3.24%。隨采收時間推遲，腰葉(第7葉位)的蛋白質含量雖有差異，但差異不顯著。

表3 采收時間對腰葉含氮化合物含量影響的方差分析結果

圖1 腰葉(第7葉位)含氮化合物含量和煙堿/總氮的變化

2.2 采收時間對上二棚煙葉含氮化合物含量的影響

由表4可以看出，采收時間對上二棚(第10葉位)煙葉的蛋白質、可溶性蛋白質含量和煙堿氮/總氮百分比均有極顯著的影響，對煙堿和總氮含量有顯著的影響。

由表5可以看出，隨采收時間的推遲，上二棚煙葉煙堿、可溶性蛋白質含量和煙堿/總氮百分比呈先增加后降低的近“拋物線”變化趨勢。提前采收煙葉的總氮、蛋白質和可溶性蛋白質平均含量分別為1.81%、6.77%和2.62%，推遲采收的分別為1.52%、6.08%和2.10%；隨采收時間的推遲總氮、蛋白質和可溶性蛋白質含量總體呈先上升后下降趨勢。推遲10 d采收時，總氮和蛋白質含量均最低，分別為1.41%和5.16%；煙堿/總氮百分比最高，為34.18%。

2.3 采收時間對頂葉含氮化合物含量的影響

由表6可以看出，采收時間對頂葉(第13葉位)煙堿、可溶性蛋白質和煙堿氮/總氮百分比均有極顯著的影響，對蛋白質含量有顯著的影響，但對總氮含量的影響不顯著。

表4 采收時間對上二棚煙葉含氮化合物含量影響的方差分析結果

由表7可以看出，隨采收時間的推遲，頂葉(第13葉位)的煙堿含量和煙堿氮/總氮百分比呈近“拋物線”趨勢變化，均在推遲32 d采收時達到最大值，分別為4.80%和49.91%；可溶性蛋白質含量在推遲15 d采收時達到最大值，為3.43%；總氮含量隨采收時間推遲雖有差異但不顯著。提前采收煙葉蛋白質和可溶性蛋白質平均含量分別為8.47%和2.88%，推遲采收的分別為7.38%和2.86%，隨采收的推遲總體均呈先下降后上升的趨勢。在推遲32 d采收時，煙葉總氮和蛋白質含量均最低，分別為1.67%和6.04%，而煙堿含量和煙堿氮/總氮百分比最高。

表5 上二棚煙葉(第10葉位)含氮化合物含量和煙堿/總氮的變化

注：同列數(shù)據(jù)后的小寫字母表示在0.05水平上的差異顯著性，字母相同則差異不顯著，不同則顯著。下同。

表6 采收時間對頂葉含氮化合物含量影響的方差分析結果

3 小結與討論

本文從理論上研究了未成熟至成熟后期煙葉主要含氮化合物變化規(guī)律，為真實反映試驗結果，煙葉樣品采集后立即放入液氮帶回實驗室用真空冷凍法干燥，盡可能保持鮮煙葉原有的結構和化學成分[17]。

采收時間對各個部位煙葉煙堿含量及上二棚和頂葉的煙堿氮/總氮百分比均有顯著影響。煙堿含量和煙堿氮/總氮百分比隨采收時間的推遲總體呈先增加后降低的“拋物線”變化，可能是因為煙堿含量與成熟期光照時間呈極顯著正相關[21]，且隨有效積溫[22]的增加而增加，當適當推遲采收時，生育期延長，日照時數(shù)和有效積溫均增加，導致煙葉充分成熟，使煙堿含量呈增加趨勢；但進入衰老期后，這一時期煙葉代謝活動以分解為主[23]，養(yǎng)分過度消耗和內含物質充分轉化，可能導致了煙堿含量又有所降低。此外，采收時間對上二棚煙葉總氮、蛋白質含量以及頂葉蛋白質含量均有顯著的影響，隨采收的推遲上二棚煙葉總氮和蛋白質含量總體呈先上升后下降趨勢。但頂葉蛋白質含量總體呈先上升后下降趨勢，這可能與采收時的氣候有關，且是一年單點試驗，具體原因有待于進一步研究。

表7 頂葉(第13葉位)含氮化合物含量和煙堿/總氮的變化

很多學者認為總氮含量過高對煙葉感官質量的負面影響大于煙堿[24-26]，控制總氮含量尤其是非煙堿氮(粗蛋白)含量是提高上部煙葉品質的有效途徑[27]。本試驗結果表明，上二棚煙葉推遲10 d采收、頂葉推遲32 d采收時，可降低煙葉總氮、蛋白質含量，提高煙葉煙堿含量和煙堿氮/總氮百分比。不同部位煙葉因生長所處的環(huán)境條件不同，其葉片組織結構和生理生化特點有所差異[28]，煙葉耐熟性也隨部位的上升而提高[23]，造成不同部位煙葉為獲得較低的總氮和蛋白質含量適宜的采收時間不同，上二棚推遲10 d、頂葉推遲32 d時煙葉總氮和蛋白質含量最低，但考慮到秋季溫度和降雨的影響以及煙葉耐熟性，推遲32 d采收時煙葉無法烘烤，而頂葉在推遲15 d采收時蛋白質和總氮含量次低，煙堿和煙堿氮/總氮百分比次高。已有研究表明：適當推遲采收，可以提高煙葉的成熟度，使得葉片組織疏松，內部化學成分趨于協(xié)調，改善煙葉的香吃味[15]，但超過某一成熟度檔次時，總體質量又變差[29]。因此建議上二棚煙葉推遲10 d采收、頂葉推遲15 d采收，這可能是提高煙堿氮含量、降低非煙堿氮含量的有效措施之一。