低施氮、少留葉及其交互作用對(duì)烤煙主要化學(xué)成分的影響

趙會(huì)納，湯朝起，彭玉龍，王先勃，沈 晗，鄭其令，雷 波，李德侖，丁福章，潘文杰

(1.貴州省煙草科學(xué)研究院，貴州 貴陽(yáng) 550081；2.上海煙草集團(tuán)有限責(zé)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)

隨著細(xì)支卷煙的快速發(fā)展和推廣，以及卷煙消費(fèi)者日益多元的個(gè)性化需求，對(duì)卷煙原料提出了更高的要求。由于細(xì)支卷煙單支所用煙葉原料減少，導(dǎo)致其煙氣的勁頭、滿足感和香氣量要低于傳統(tǒng)煙支。煙葉的煙堿含量與勁頭等風(fēng)格特征以及消費(fèi)者對(duì)生理強(qiáng)度的需求密切相關(guān)[1-2]，因此要保持煙氣的勁頭和滿足感等，滿足消費(fèi)者的生理需求，需要適當(dāng)提高煙葉煙堿含量。很多學(xué)者認(rèn)為總氮含量過(guò)高對(duì)煙葉感官質(zhì)量的負(fù)面影響很大[3-5]，控制總氮含量尤其是非煙堿氮(粗蛋白)含量是可能提高煙葉品質(zhì)的有效途徑[6]。因此，在提高煙葉煙堿含量的同時(shí)控制總氮、蛋白質(zhì)含量(即提高煙葉煙堿氮/總氮比值)，同時(shí)總糖、還原糖等其他化學(xué)成分協(xié)調(diào)可能是細(xì)支卷煙的高滿足感原料開(kāi)發(fā)的途徑之一。

施氮量和留葉數(shù)都是影響烤煙煙堿和總氮等化學(xué)成分的重要因素[7-8]。目前，已有很多關(guān)于施氮量和留葉數(shù)對(duì)煙葉化學(xué)成分影響的研究，但多數(shù)研究是關(guān)于品種配套栽培技術(shù)的研究[9-12]或煙葉生長(zhǎng)發(fā)育和產(chǎn)質(zhì)量的研究[13-19]，以及不同生育期煙葉的煙堿和總氮積累方面的研究[20-21]，而關(guān)于提高煙堿氮/總氮比值的研究還鮮有報(bào)道。已有研究表明，煙堿隨施氮量的增加而增加，隨留葉數(shù)的減少而增加[13,18]，早打頂有利于煙堿的積累合成[22]。因此本試驗(yàn)在現(xiàn)蕾前進(jìn)行足葉打頂，探索低施氮、少留葉的技術(shù)措施對(duì)不同部位煙葉的煙堿等化學(xué)成分和煙堿氮/總氮的影響。本研究于2016年和2017年連續(xù)2年在貴州省道真縣開(kāi)展低施氮、少留葉對(duì)K326不同部位煙葉化學(xué)成分影響的田間試驗(yàn)，分析了施氮量、留葉數(shù)及其交互作用對(duì)煙堿、總氮等化學(xué)成分的影響，旨在為細(xì)支卷煙的原料開(kāi)發(fā)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試地點(diǎn)和材料

2016年和2017年，在貴州省遵義市道真縣隆興鎮(zhèn)浣溪村進(jìn)行試驗(yàn)，供試烤煙品種為K326。

試驗(yàn)點(diǎn)土壤養(yǎng)分和pH值見(jiàn)表1。根據(jù)貴州省企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)“植煙土壤肥力質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)Q/GZYC05─2011”[23]可知，試驗(yàn)點(diǎn)土壤的全氮含量豐富，堿解氮含量很豐富，速效磷含量在適中至豐富范圍(2016年適中，2017年豐富)，速效鉀含量在適中至很豐富范圍(2016年很豐富，2017年適中)，有機(jī)質(zhì)含量豐富，pH值適宜。總體來(lái)看，該試驗(yàn)點(diǎn)較適宜開(kāi)展本試驗(yàn)。

表1 試驗(yàn)點(diǎn)土壤理化性狀指標(biāo)

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)為雙因素裂區(qū)試驗(yàn)，主處理為施氮量A：45 kg/hm2、67.5 kg/hm2和90 kg/hm2；副處理為留葉數(shù)B：12片/株、14片/株、16片/株，共9個(gè)處理，3次重復(fù)，共27個(gè)小區(qū)。

田間移栽密度達(dá)到18180株/hm2，行、株距分別是110 cm、50 cm。在現(xiàn)蕾前進(jìn)行足葉打頂，足葉打頂是指在當(dāng)煙株的有效留葉數(shù)達(dá)到處理(分別是12片、14片和16片)要求時(shí)進(jìn)行扣心打頂。有效留葉數(shù)指留在煙株的下部第1葉位葉長(zhǎng)大于50 cm，頂部最上一位葉葉長(zhǎng)介于10～20 cm的葉數(shù)。將長(zhǎng)勢(shì)正常并且無(wú)傷害的煙株所有葉位掛牌(從下向上數(shù))，其他田間管理措施按當(dāng)?shù)貎?yōu)質(zhì)煙栽培技術(shù)進(jìn)行。

初烤煙葉按部位取樣檢測(cè)常規(guī)化學(xué)成分(表2)。

同時(shí)，設(shè)置常規(guī)生產(chǎn)對(duì)照，移栽密度16500株/hm2，行距110 cm，株距60 cm。施氮量105 kg/hm2，留葉數(shù)18片。中心花50%開(kāi)放時(shí)打頂，其他田間管理措施按當(dāng)?shù)貎?yōu)質(zhì)煙栽培技術(shù)進(jìn)行。

表2 不同處理煙葉部位

1.3 化學(xué)成分測(cè)定

采用煙草行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定，其中煙堿含量采用YC/T 160─2002測(cè)定，糖含量采用YC/T 159─2002測(cè)定，總氮含量YC/T 161─2002測(cè)定，鉀含量采用YC/T 217─2007測(cè)定，氯含量采用YC/T 162─2002測(cè)定，蛋白質(zhì)含量采用YC/T 249─2008測(cè)定。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用SPSS 16.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，包括雙因素方差分析和多重比較，多重比較采用Duncan法。

2 結(jié)果與分析

2.1 施氮量和留葉數(shù)對(duì)煙葉化學(xué)成分的影響

從表3可以看出，施氮量對(duì)煙葉煙堿、總氮、氯和蛋白質(zhì)含量有極顯著影響，對(duì)總糖含量有顯著影響。留葉數(shù)對(duì)煙堿、總氮、總糖含量和煙堿氮/總氮有極顯著影響。施氮量×留葉數(shù)交互作用對(duì)各個(gè)化學(xué)指標(biāo)影響均不顯著。

表3 施氮量和留葉數(shù)對(duì)煙葉化學(xué)成分含量影響的方差分析

對(duì)不同施氮量和留葉數(shù)的煙葉化學(xué)成分進(jìn)行多重比較分析(表4)。結(jié)果表明，煙葉的煙堿、總氮、鉀、氯、蛋白質(zhì)含量在3個(gè)施氮量水平間存在顯著差異，其中煙堿、總氮、蛋白質(zhì)和氯含量均隨施氮量的增加而增加，均以90 kg/hm2處理的最高；鉀含量表現(xiàn)為90 kg/hm2>45 kg/hm2>67.5 kg/hm2。

煙葉的煙堿、總糖、還原糖、總氮含量和煙堿氮/總氮在不同留葉數(shù)處理間存在顯著差異，其中煙堿、總氮含量和煙堿氮/總氮隨留葉數(shù)的增加而降低，總糖、還原糖含量隨留葉數(shù)的增加而增加。

與常規(guī)生產(chǎn)對(duì)照相比，所有處理煙葉的煙堿含量和煙堿氮/總氮均有明顯提高，蛋白質(zhì)含量均降低，總糖和還原糖含量適宜。

表4 施氮量和留葉數(shù)對(duì)煙葉化學(xué)成分含量影響

注：同行數(shù)字后不同字母表示在0.05水平上差異顯著。下同。

2.2 施氮量和留葉數(shù)對(duì)不同部位煙葉化學(xué)成分的影響

2.2.1 施氮量和留葉數(shù)對(duì)頂部煙葉化學(xué)成分的影響 從表5可以看出，頂葉的煙堿含量在不同施氮量水平下存在顯著差異。在早打頂?shù)那闆r下，在施氮量45～90 kg/hm2處理下，煙堿含量較高，為4.24%～4.79%；總氮含量適宜，為2.19%～2.42%；總糖和還原糖含量適宜，其中煙堿、總氮、氯和蛋白質(zhì)含量均隨施氮量的增加而增加，均表現(xiàn)為45 kg/hm2<67.5 kg/hm2<90 kg/hm2，總糖含量隨施氮量的增加而減少；煙堿氮/總氮以67.5 kg/hm2處理最大，90 kg/hm2處理次之，45 kg/hm2處理最小。

頂葉的煙堿、總糖、還原糖、總氮含量和煙堿氮/總氮在不同留葉數(shù)處理間存在顯著差異。在留葉數(shù)12～16片/株處理下，煙堿含量較高，為3.95%～5.09%；總氮含量適宜，在2.15%～2.41%，總糖和還原糖含量適宜，其中煙堿、總氮和鉀含量和煙堿氮/總氮均隨留葉數(shù)的增加而減少，總糖、還原糖和蛋白質(zhì)含量均隨留葉數(shù)的增加而增加。

表5 施氮量和留葉數(shù)對(duì)頂葉化學(xué)成分含量影響

2.2.2 施氮量和留葉數(shù)對(duì)上部葉化學(xué)成分的影響 從表6可以看出，上部葉的煙堿、鉀、氯、蛋白質(zhì)含量在不同施氮量水平下存在顯著差異。在早打頂?shù)那闆r下，施氮量為45～90 kg/hm2時(shí)，煙堿含量較高，為3.82%～4.56%；總氮含量適宜，在2.01%～2.21%，總糖和還原糖含量適宜，其中煙堿、總氮、氯和蛋白質(zhì)含量和煙堿氮/總氮隨施氮量的增加而增加，均表現(xiàn)為 45 kg/hm2<67.5 kg/hm2<90 kg/hm2，總糖和還原糖含量隨施氮量的增加而減少。

上部葉的煙堿含量和煙堿氮/總氮在不同的留葉數(shù)處理間存在顯著差異。留葉數(shù)12～16片/株，煙堿含量也較高，為3.88%～4.56%，總氮含量適宜，為2.02%～2.17%，總糖和還原糖含量適宜，其中煙堿、總氮和鉀含量和煙堿氮/總氮均隨留葉數(shù)的增加而減少，均表現(xiàn)為 12片/株>14片/株>16片/株，總糖和還原糖含量均隨留葉數(shù)的增加而增加，表現(xiàn)為12片/株<14片/株<16片/株。

表6 施氮量和留葉數(shù)對(duì)上部葉化學(xué)成分含量的影響

2.2.3 施氮量和留葉數(shù)對(duì)中部煙葉化學(xué)成分的影響 從表7可以看出，中部葉的煙堿、總氮、氯和蛋白質(zhì)含量在不同的施氮量水平下存在顯著差異。施氮量為45～90 kg/hm2時(shí)，煙堿含量含量較高，為3.50%～3.75%，總氮含量適宜，為1.92%～2.11%，總糖和還原糖含量適宜，其中中部葉煙堿、總氮、氯和蛋白質(zhì)含量也隨施氮量的增加而增加，均表現(xiàn)為45 kg/hm2<67.5 kg/hm2<90 kg/hm2，總糖和還原糖含量均表現(xiàn)為67.5 kg/hm2>45 kg/hm2>90 kg/hm2。

中部葉的煙堿、總糖和總氮含量在不同的留葉數(shù)處理間存在顯著差異。留葉數(shù)為12～16片/株，煙堿含量較高，為3.27%～3.79%，總氮含量適宜在1.89%～2.08%，總糖和還原糖含量適宜，其中中部葉煙堿、總氮和蛋白質(zhì)含量以及煙堿氮/總氮均隨留葉數(shù)的增加而減少，均表現(xiàn)為12片/株>14片/株>16片/株，總糖和還原糖含量均隨留葉數(shù)的增加而增加，表現(xiàn)為12片/株<14片/株<16片/株。

表7 施氮量和留葉數(shù)對(duì)中部葉化學(xué)成分含量影響

3 小結(jié)與討論

試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，與常規(guī)生產(chǎn)對(duì)照相比，低施氮、少留葉的9個(gè)處理均提高了煙葉的煙堿含量和煙堿氮/總氮，降低了蛋白質(zhì)含量，同時(shí)總氮和糖含量較為適宜?？赡苁且?yàn)槭┑侩m然只有45～90 kg/hm2，分配到單株上的氮素量比常規(guī)生產(chǎn)的少，但是由于單株留葉數(shù)也相應(yīng)減少，使得分配到每片煙葉上的氮素量并沒(méi)有下降，同時(shí)打頂時(shí)間的明顯提前，使煙堿積累時(shí)間長(zhǎng)，本試驗(yàn)所有處理均在現(xiàn)蕾前足葉打頂。已有研究表明：打頂明顯促進(jìn)了烤煙體內(nèi)煙堿的合成和積累，煙堿含量隨打頂后時(shí)間的延長(zhǎng)不斷增加[24]，使得在低施氮的情況下，煙堿含量不但沒(méi)有比常規(guī)生產(chǎn)煙葉下降，反而導(dǎo)致煙堿含量和煙堿氮/總氮有所提高。因此，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上提高煙葉煙堿含量的同時(shí)控制總氮、蛋白質(zhì)含量(即提高煙葉煙堿氮/總氮比值)，以獲得細(xì)支卷煙的高滿足感原料可能是可行的。此外，隨著社會(huì)對(duì)吸煙與健康的日益關(guān)注，降低卷煙焦油量一直是煙草行業(yè)研究的熱點(diǎn)[25]。隨著技術(shù)不斷革新，卷煙的焦油量近年來(lái)逐步降低，低焦油卷煙甚至超低焦油卷煙相繼問(wèn)世；但在焦油量降低的同時(shí)，卷煙的“香氣、濃度、勁頭”普遍不足[26]，如何提高低焦油卷煙的滿足感，是卷煙工業(yè)企業(yè)進(jìn)一步降焦所面臨的一個(gè)難題。已有研究表明，煙堿/焦油的比值與吸味品質(zhì)之間呈線性正相關(guān)關(guān)系[27]，總氮、蛋白質(zhì)與焦油量呈極顯著正相關(guān)[28]，因此，增加煙堿含量、降低蛋白質(zhì)或總氮含量即提高煙堿含量和煙堿氮/總氮均利于提高煙葉煙堿焦油比，早打頂、低施氮、少留葉的綜合措施可能也是獲得高煙堿焦油比煙葉的技術(shù)之一。

施氮量是調(diào)節(jié)烤煙氮代謝的重要因素，直接影響著煙葉的化學(xué)成分[29]。試驗(yàn)結(jié)果表明，施氮量主要影響煙葉的煙堿、總氮、蛋白質(zhì)等含氮化合物含量，其中對(duì)中部葉和上部葉化學(xué)成分影響較大，對(duì)頂葉影響較小。這可能由于氮素優(yōu)先供應(yīng)植株生長(zhǎng)旺盛部位，烤煙頂部煙葉氮素的積累量增加速度大于上部葉和中部葉，而轉(zhuǎn)移速度小于中部葉和上部葉[30]，因此施氮量對(duì)頂部煙葉含氮化合物影響小于中部葉和上部葉。3個(gè)部位煙葉煙堿、總氮、氯和蛋白質(zhì)含量均隨施氮量的增加而增加，頂葉和上部葉總糖含量隨施氮量的增加而減少，與已有研究結(jié)果相似[13,18,31]。煙株留葉數(shù)不同，會(huì)造成葉片的空間結(jié)構(gòu)、通風(fēng)透光條件不同，進(jìn)而改變?nèi)~片養(yǎng)分的分配[31]。本試驗(yàn)表明，留葉數(shù)主要影響煙葉的煙堿、總氮和總糖含量和煙堿氮/總氮，其中頂葉4個(gè)指標(biāo)(煙堿、總糖、還原糖、總氮)、上部葉2個(gè)指標(biāo)(煙堿和煙堿氮/總氮)、中部葉3個(gè)指標(biāo)(煙堿、總糖和總氮)在不同的留葉數(shù)處理間存在顯著差異。煙堿和總氮含量均隨留葉數(shù)的增加而減少，上部葉和頂葉總糖含量均隨留葉數(shù)的增加而增加，與已有研究結(jié)果吻合[13,18]。施氮量×留葉數(shù)交互作用對(duì)各個(gè)部位化學(xué)指標(biāo)均影響不顯著?？傮w來(lái)看，施氮量在67.5 kg/hm2較適宜，其煙葉的煙堿氮/總氮高，同時(shí)蛋白質(zhì)和總氮最低，留葉數(shù)以12片/株的煙堿氮/總氮最高，但蛋白質(zhì)和總氮含量也最高，同時(shí)12片/株留葉數(shù)太少，無(wú)法獲得滿意的經(jīng)濟(jì)效益，煙農(nóng)難以接受，因此試驗(yàn)可能還存在一定的局限性，在下一步的研究中擬結(jié)合感官質(zhì)量、焦油產(chǎn)生量和生態(tài)條件分析，進(jìn)一步探討更符合煙葉生產(chǎn)實(shí)際的處理組合。

在早打頂條件下，低施氮少留葉可提高煙葉煙堿含量和煙堿氮/總氮，降低蛋白質(zhì)含量，同時(shí)煙葉總氮和糖含量較為適宜。綜合來(lái)看，施氮量主要影響了含氮化合物，留葉數(shù)主要影響煙堿、總氮和總糖含量和煙堿氮/總氮，二者的交互作用對(duì)化學(xué)成分的影響最小。