不同培土方式對(duì)煙葉化學(xué)成分、中性香氣物質(zhì)和物理特性的影響

任雅萍， 李 瑩， 詹昌峰， 樸世領(lǐng)， 吳委林

(延邊大學(xué)農(nóng)學(xué)院，吉林 延吉 133002)

煙草是我國(guó)重要的經(jīng)濟(jì)作物之一，通過(guò)不同的栽培方式調(diào)控其生長(zhǎng)發(fā)育，進(jìn)而提高煙葉品質(zhì)，在實(shí)際生產(chǎn)上已經(jīng)有廣泛應(yīng)用。由于我國(guó)幅員遼闊，不同煙區(qū)的氣候特點(diǎn)與土地資源差異較大，栽培方式也不盡相同。因耕地起壟耕作可以有效改善土壤耕作層的土壤結(jié)構(gòu)，協(xié)調(diào)土壤中水、肥、氣、熱的關(guān)系，促進(jìn)根系發(fā)育等優(yōu)點(diǎn)[1]，已作為栽培的主要方式被普遍使用。

王雪仁等[2]研究表明，增大煙壟有利于延長(zhǎng)煙株的大田生育期，有助于減少病害的發(fā)生，改善煙葉烘烤后化學(xué)品質(zhì)的協(xié)調(diào)性，提高煙葉質(zhì)量。目前，關(guān)于延邊地區(qū)具體煙草耕作措施的相關(guān)研究并不多見，更沒(méi)有關(guān)于起壟高度對(duì)煙葉品質(zhì)的研究。因此，該試驗(yàn)通過(guò)比較高起壟培大壟和低起壟大培土對(duì)烤煙的農(nóng)藝性狀和煙葉品質(zhì)的影響，具有現(xiàn)實(shí)意義，可以為實(shí)際生產(chǎn)提供一定的理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

供試品種為吉煙9號(hào)，由延邊大學(xué)農(nóng)學(xué)院提供。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)地位于吉林省和龍市頭道鎮(zhèn)龍海7隊(duì)，有機(jī)質(zhì)含量13.10 g/kg，堿解氮60.62 mg/kg，速效磷23.63 mg/kg，速效鉀121.32 mg/kg，pH值6.70。試驗(yàn)共設(shè)2個(gè)處理，處理1：高起壟(25 cm)揭膜后培大壟；處理2：低起壟(15 cm)揭膜后大培土，不設(shè)重復(fù)，每處理面積114.4 m2，行距1.1 m，株距0.5 m。施純氮75 kg/hm2，N ∶P2O5∶ K2O = 1∶2∶3，煙田管理按規(guī)范化技術(shù)措施進(jìn)行。

在團(tuán)棵期、圓頂期分別調(diào)查不同處理煙株的株高、莖圍、葉數(shù)，單株葉面積(葉片長(zhǎng)×寬×0.634 5為單葉面積，10株平均)以及烤后煙葉產(chǎn)量、各等級(jí)煙葉比例等農(nóng)藝性狀；每區(qū)取X2L、C2L、B2L等級(jí)葉片各1.5 kg，分析烤后煙葉的物理性狀、常規(guī)成分、礦質(zhì)養(yǎng)分含量以及中性香氣物質(zhì)成分，并采用定量打分法進(jìn)行評(píng)吸鑒定。

1.3 物理性質(zhì)、化學(xué)成分、中性香味物質(zhì)的測(cè)定方法及評(píng)吸鑒定

物理性質(zhì)、化學(xué)成分及中性香味物質(zhì)的測(cè)定采用趙銘欽等[3]的測(cè)定方法，由吉林煙草工業(yè)有限責(zé)任公司技術(shù)中心進(jìn)行單料煙評(píng)吸。

2 結(jié)果與分析

2.1 2種培土方式煙株主要農(nóng)藝性狀的比較

由2種培土方式下的煙株農(nóng)藝性狀的比較(表1)可知，高起壟處理的株高、莖圍 、葉數(shù)和單株葉面積等農(nóng)藝性狀在團(tuán)棵期與圓頂期均好于低起壟處理；尤其是在團(tuán)棵期高起壟處理較低起壟處理單株葉面積提高11.55%，在圓頂期提高7.14%；而在葉數(shù)上兩者差距不大。

表1 2種培土方式煙株主要農(nóng)藝性狀表現(xiàn)

2.2 2種培土方式煙株主要經(jīng)濟(jì)性狀的表現(xiàn)

從2種培土方式煙株主要經(jīng)濟(jì)性狀的分析可知(表2)，高起壟處理的產(chǎn)量顯著高于低起壟處理，達(dá)到2 412.41 kg/hm2，比低起壟處理高10.84%；從上等煙比例來(lái)看，高起壟處理上等煙比例顯著高于低起壟處理(P<0.05)，達(dá)到25.20%，比低起壟處理高1.6個(gè)百分點(diǎn)；中等煙比例在不同處理間有顯著差異(P<0.05)，高起壟處理所產(chǎn)出的中等煙比例較低起壟處理高出2.43個(gè)百分點(diǎn)。

表2 2種培土方式煙株主要經(jīng)濟(jì)性狀的表現(xiàn)

2.3 2種培土方式煙株主要化學(xué)成分比較

2種培土方式煙株的主要化學(xué)成分列于表3，2個(gè)處理總糖和還原糖的含量均未處于適宜范圍之內(nèi),且普遍偏高，低起壟處理與高起壟處理相比，總糖、還原糖含量平均值均比高起壟處理高2.52和2.00個(gè)百分點(diǎn)，同一處理的部位上，中部葉總糖、還原糖含量高于其他2個(gè)部位，而其他部位葉片的總糖、還原糖含量則沒(méi)有表現(xiàn)出明顯的規(guī)律。

在煙堿、總氮含量上，2個(gè)處理均在適宜范圍之內(nèi)，但高起壟處理煙堿、總氮含量分別高于低起壟處理0.42和0.22個(gè)百分點(diǎn)，從蛋白質(zhì)含量上來(lái)看，高起壟處理葉片的蛋白質(zhì)含量處于適宜范圍，而低起壟處理葉片的蛋白質(zhì)含量較低，未處于適宜范圍內(nèi)；從同一培土方式來(lái)看，上部葉的煙堿含量最高，其次為中部葉片，下部葉最低；總氮含量則是上部葉最高，其次為下部葉，中部葉的含量最低；各處理的蛋白質(zhì)含量從上部葉到下部葉依次遞增。氯含量上,2處理間差異不大，且均處于適宜范圍之內(nèi)，同一處理間上部葉氯含量最高，下部葉最低。2處理鉀含量均偏低，但高起壟處理葉片中的駕含量高于低起壟，更接近適宜范圍，并且同一處理來(lái)看，中部葉鉀含量最高。

施木克值代表著總糖與蛋白質(zhì)的比值，由于2個(gè)處理總糖含量均偏高，所以2處理的施木克值也相對(duì)偏高，超出適宜范圍，但高起壟處理的施木克值、還原糖/煙堿的比值更接近適宜范圍，分別低于低起壟處理12.53%和30.11%；該試驗(yàn)兩處理的總氮/煙堿比值均未處于適宜范圍內(nèi)，但高起壟處理更接近最佳比值；高起壟處理的鉀/氯比值明顯大于低起壟處理，并且部位間中部葉鉀/氯比值最大，上部葉最低。總之，化學(xué)成分的表現(xiàn)上，高起壟處理明顯優(yōu)于低起壟處理。

表3 2種培土方式煙株主要化學(xué)成分比較

2.4 不同處理對(duì)煙葉物理特性的影響

從2種培土方式對(duì)煙葉物理特性的影響中可知，高起壟處理的單葉重、葉片厚度均大于低起壟處理；高起壟處理的含梗率更低，達(dá)到20.46%，低于低起壟處理0.43個(gè)百分點(diǎn)；葉質(zhì)重可以體現(xiàn)葉片的結(jié)構(gòu)，高起壟處理的葉質(zhì)重在適宜范圍之內(nèi)，而低起壟處理的葉質(zhì)重過(guò)高；2處理的平衡含水率均偏高，但高起壟處理的平衡含水率低于低起壟處理低2.91個(gè)百分點(diǎn)，更接近平衡含水率；高起壟處理的抗張力、抗張強(qiáng)度均大于低起壟處理，分別高12.20%、9.14%，說(shuō)明高起壟處理的葉片彈性更好；高起壟處理的填充值達(dá)3.40 cm3/g，處于適宜范圍之內(nèi)，而低起壟處理葉片的填充值未達(dá)到3 cm3/g，綜合上述分析，高起壟處理葉片的物理特性好于低起壟處理葉片(表4)。

表4 2種培土方式對(duì)煙葉物理特性的影響

2.5 2種培土方式對(duì)煙葉中性香氣成分的影響

測(cè)定2種培土方式的煙葉中性香氣成分(表5)，共檢測(cè)出25種對(duì)煙葉品質(zhì)有一定影響的中性香氣成分。

表5 2種培土方式對(duì)煙葉中性香氣成分的影響

由表5可知，25種檢測(cè)物中，棕色化產(chǎn)物5種，苯丙氨酸類物質(zhì)4種，西柏烷類物質(zhì)1種，類胡蘿卜素類物質(zhì)9種，新植二烯以及其他成分5種；從致香物質(zhì)總量來(lái)看，高起壟處理的致香物質(zhì)總量遠(yuǎn)高于低起壟處理,比低起壟處理高61.51% ；高起壟處理有24種中性香氣成分高于低起壟處理，其中，高起壟處理葉片中棕色化產(chǎn)物總量、類胡蘿卜素、新植二烯類物質(zhì)含量總量分別比低起壟處理增加27.49%、10.57%和74.93%；綜合香氣成分含量來(lái)看，高起壟處理優(yōu)于低起壟處理。

2.6 2種培土方式的煙葉評(píng)吸結(jié)果

2種培土方式對(duì)煙葉加工后的評(píng)吸結(jié)果表明，高起壟處理香氣更為豐富，雜氣較小，余味微滯，優(yōu)于低起壟處理(表6)。

表6 2種培土方式對(duì)煙葉評(píng)吸結(jié)果表現(xiàn)

3 討論與結(jié)論

煙葉的物理性狀和化學(xué)成分，分別影響煙葉的外觀質(zhì)量以及評(píng)吸質(zhì)量。

從2種培土方式的煙草農(nóng)藝性狀的表現(xiàn)來(lái)看，高起壟處理在株高、莖圍、葉面積上明顯優(yōu)于低起壟處理，這與袁家富等[4]研究結(jié)果相一致。較大葉面積是煙葉產(chǎn)量的基礎(chǔ)，有利于后續(xù)生長(zhǎng)葉片中風(fēng)味物質(zhì)的積累。該試驗(yàn)結(jié)果表明，在團(tuán)棵期、圓頂期高起壟處理較低起壟處理單株葉面積分別提高11.55%和7.14%；從主要經(jīng)濟(jì)性狀的表現(xiàn)上來(lái)看，高起壟處理的公頃產(chǎn)量、上等煙、中等煙比例均高于低起壟處理，說(shuō)明高起壟處理在產(chǎn)量及產(chǎn)值上明顯優(yōu)于低起壟處理。物理性狀是評(píng)價(jià)煙葉“可用性”的重要指標(biāo)。葉質(zhì)重的適宜范圍7～11 mg/cm2，平衡含水率以12%最佳，填充值一般3.5～4.5 cm3/g[5]。試驗(yàn)結(jié)果來(lái)看，高起壟處理的葉面厚度適中、葉片抗張強(qiáng)度較高，其彈性更好，含梗率更低，質(zhì)地更加均勻，可用性更高。

煙葉化學(xué)成分決定著卷煙產(chǎn)品的煙氣特性，所以，內(nèi)在化學(xué)成分是影響煙葉產(chǎn)品質(zhì)量和卷煙產(chǎn)品安全性的主要因素[6]。優(yōu)質(zhì)烤煙的總糖、還原糖含量一般分別在18%～22%和16%～18%，蛋白質(zhì)含量8%～10%，煙堿含量1.5%～3.5%，而延邊地區(qū)的烤煙呈現(xiàn)出“雙高，雙低”的特征，即還原糖和淀粉含量普遍偏高，而煙堿和鉀含量偏低[7]。該試驗(yàn)2種培土方式煙葉總糖和還原糖的含量普遍偏高，均超出適宜范圍，但高起壟處理更接近適宜范圍。含氮化合物如蛋白質(zhì)等，在煙葉吸食時(shí)對(duì)口感有較大影響[8]，而煙堿作為煙草內(nèi)部化學(xué)成分的標(biāo)志性物質(zhì)，在煙葉烘烤后的含量決定著煙葉香吃味的主要因素[9]。該試驗(yàn)高起壟培土方式在煙堿、總氮、蛋白質(zhì)含量上均高于低起壟，且均在適宜范圍之內(nèi)。氯含量上2處理間沒(méi)有明顯差別，鉀含量上高起壟方式高于低起壟，部位間中部葉含量最高。

各種化學(xué)成分參數(shù)比值的高低對(duì)煙葉香吃味的好壞也有一定影響，煙葉中還原糖/煙堿、總氮/煙堿的比值是煙氣強(qiáng)度和柔和性評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)，相關(guān)化學(xué)成分的平衡是形成均衡煙氣的重要因素[10]。該試驗(yàn)中還原糖/煙堿的比值也偏高，但高起壟處理更接近于適宜范圍；總氮/煙堿比值以1或略小于1為宜，鉀/氯比值上，以大于4為宜[11]，高起壟處理在總氮/煙堿比值上低于低起壟處理，更接近適宜范圍；總之，與低起壟處理相比，高起壟處理的內(nèi)在化學(xué)成分更加協(xié)調(diào)。

中性香氣物質(zhì)也是評(píng)價(jià)煙葉質(zhì)量的重要指標(biāo)，受烤煙品種、肥料種類及用量等栽培方式以及烘烤過(guò)程等多因素的影響[12]。按照香氣的前體物將致香物質(zhì)分為類胡蘿卜素類、西柏烷類、苯丙氨酸類、棕色化產(chǎn)物類和新植二烯等[13]。其中棕色化反應(yīng)產(chǎn)物類的糠醛等對(duì)煙葉的風(fēng)味有一定的正面影響的物質(zhì)[14]；類胡蘿卜素等物質(zhì)是賦予煙葉優(yōu)良香吃味的重要前體物質(zhì)；新植二烯等物質(zhì)進(jìn)一步分解轉(zhuǎn)化，可以形成具有清香氣味的低分子植物呋喃物質(zhì)，具有減輕刺激，柔和煙氣口感的作用[15]。從測(cè)定的26種中性香氣成分的含量來(lái)看，高起壟處理的葉片中性香氣物質(zhì)如棕色化反應(yīng)產(chǎn)物、類胡蘿卜素以及新植二烯等成分總量更高，同時(shí)高起壟處理葉片中對(duì)煙葉香氣有獨(dú)特致香效果的成分如糠醛、苯甲醇、二氫獼猴桃內(nèi)酯、茄酮和氧化茄酮等物質(zhì)含量較低起壟處理更高，綜合來(lái)看，高起壟處理葉片中風(fēng)味物質(zhì)含量更多，品質(zhì)更高。高起壟處理評(píng)吸結(jié)果更好，特征較低起壟處理更加明顯。

綜上所述，高培土起壟的栽培方式較低培土的栽培方式更加有利于煙葉質(zhì)地的均勻，內(nèi)部化學(xué)成分的協(xié)調(diào)，在實(shí)際生產(chǎn)中可以使用高起壟(25 cm)揭膜后培大壟的栽培方法，有利于提高經(jīng)濟(jì)產(chǎn)值。