生態與品種及其互作對烤煙多酚類物質的影響

丁燕芳，楊鐵釗，李亞培，楊志曉，薛 剛，張小全，李旭輝

（1.河南農業大學，鄭州 451002；2.河南省農科院煙草研究中心，河南 許昌 461000）

多酚類化學物質在煙草的生長發育、調制特性、煙葉色澤、等級、煙氣香吃味和煙氣生理強度等方面起著重要作用，是衡量煙葉品質的重要因素之一[1-2]。曾有人提出以酚類化合物含量與蛋白質氮含量的比值作為判斷煙草芳香吃味的依據[3]。國內外學者就煙草基因型、生態因素、栽培因素和調制過程對烤煙多酚類物質的影響進行了大量研究[4-6]。但在基因型、生態因素影響烤煙多酚類物質的研究中多偏重于某一生態區域的多酚物質本身含量差異及多酚類物質與單個環境因子的關系[7-10]，有關生態、品種及其互作對烤煙多酚類物質含量的影響強弱以及3者之間哪些是主要影響因素等問題尚缺乏深入研究。而河南許昌、云南玉溪和貴州貴陽分別是我國濃香型、清香型和中間香型煙葉的代表產區，具有典型生態特征。為此本研究選用 NC89、K326和紅花大金元3個烤煙品種分別在河南許昌、云南玉溪、貴州貴陽3個生態類型區種植，研究生態、品種及其互作對烤煙總酚、蕓香苷、綠原酸含量的影響及對其變異的貢獻率大小以及改善烤煙多酚類物質含量的最優效應，從而為提高烤煙的香氣質和香氣量的理論研究和生產實踐提供參考依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試材料為烤煙品種NC89、K326、紅花大金元。

1.2 試驗方法

1.2.1 試驗設計 試驗于 2010年在河南許昌、云南玉溪、貴州貴陽3個生態地區進行。各點均采用完全隨機區組設計，3次重復，小區面積40 m2，株距0.6 m，行距1.5 m。田間栽培管理措施按照當地優質煙葉生產技術進行科學管理，盛花期打頂并留葉19片，同時選取每株的10～12葉掛牌標記，按“三段式烘烤”工藝進行烘烤。

1.2.2 測定項目及方法 取外觀質量均勻一致的掛牌標記初烤煙葉，測定其總酚、綠原酸、蕓香苷的含量。

測定煙葉中總酚采用韓錦峰等[11]的方法；測定煙葉中蕓香甘、綠原酸采用張槐苓等[12]的方法。

1.2.3 統計分析 根據崔黨群[13]的生物統計學原理，利用DPS等統計軟件對所測定的主要次生代謝物質進行具有重復觀測值的兩向分組資料的方差分析。

2 結 果

2.1 生態、品種及其互作對初烤煙總酚含量的影響

2.1.1 總酚含量方差分析 方差分析表明（表1）生態、品種及其互作效應均對初烤煙總酚含量有顯著影響，其中以生態×品種對總酚含量變異的貢獻率最大，占總變異的74%，其次是生態影響，占總變異的24%，品種對總酚含量變異的貢獻率最小，僅占總變異的 2%。通過對河南許昌、云南玉溪和貴州貴陽3地不同生態類型及不同品種的烤煙總酚含量的多重比較結果表明（表2），在3個生態地區之間，總酚含量均存在顯著差異，在品種之間比較顯示，紅花大金元與K326和NC89均存在顯著差異，而K326與NC89之間差異不顯著。

表1 總酚含量方差分析Table 1 Analysis of variance on total polyphenols in tobacco

表2 不同生態類型和品種間初烤煙總酚含量 mg/gTable 2 Total polyphenols content difference among ecology and variety

進一步分析表明（表3），生態、品種及其互作對烤煙總酚含量有著不同程度的影響效力，在地點之間，3個不同的生態類型中，貴州貴陽的生態類型主效應最大，效應值0.72；其次是云南玉溪，效應值0.17；河南許昌地區主效應值為-1.89。品種間，紅花大金元主效應最大，效應值 0.61；而 NC89、K326為負效應。在生態與品種互作方面，NC89和K326的總酚含量與河南許昌、云南玉溪生態類型均有較強的互作效應，效應值分別為1.99、1.51和0.2、1.36；紅花大金元總酚含量在兩地區均無互作效應，但與貴州貴陽生態類型有較強的互作效應，效應值為5.07；而NC89和K326的總酚含量與貴州貴陽生態條件無互作效應。

表3 生態、品種互作效應兩向表Table 3 Total polyphenols interaction between ecology and variety

2.1.2 不同生態類型初烤煙總酚含量差異 由圖1可以看出，總NC89的總酚含量在3地差異不顯著；K326的總酚含量為云南玉溪最高；紅花大金元的是貴州貴陽＞云南玉溪＞河南許昌。

圖1 不同生態類型總酚含量差異Fig.1 Total polyphenol content difference among locations

2.2 生態、品種及其互作對烤煙蕓香苷含量的影響

2.2.1 蕓香苷含量方差分析 生態、品種及其互作對烤煙的蕓香苷含量均有顯著影響（表4），生態影響最大，占總變異的55%；其次是品種，占總變異的36%；生態×品種對蕓香苷含量變異影響最小，占總變異的8%。多重比較結果顯示（表5），蕓香苷含量在生態類型、品種間均存在顯著差異。

表4 蕓香苷含量方差分析Table 4 Analysis of variance on rutin content in tobacco

表5 不同生態類型和品種間初烤煙蕓香苷含量 mg/gTable 5 Rutin content difference among ecology and variety

生態、品種互作效應（表6）分析表明，以地點為主效應時，云南玉溪生態類型對3個品種的影響效應最大，其次是貴州貴陽，而河南許昌主效應為負值。在3個品種之間，紅花大金元的主效應最大，NC89和K326的主效應均為負值。在生態與品種互作條件下，紅花大金元的蕓香苷含量與河南許昌生態類型有較強互作效應，效應值為0.22；NC89和K326蕓香苷含量與河南許昌生態類型無互作效應；K326蕓香苷含量與云南玉溪生態類型有較強的互作效應，效應值為 0.31；紅花大金元、NC89蕓香苷含量與貴州貴陽生態類型互作效應明顯，效應值分別是0.07、0.04，K326蕓香苷含量與貴州貴陽生態類型無互作效應。

表6 生態、品種互作效應兩向表Table 6 Rutin content interaction between ecology and variety

2.2.2 不同生態類型蕓香苷含量差異 由圖2可以看出，NC89、K326蕓香苷含量在3個地區為云南玉溪＞貴州貴陽＞河南許昌。紅花大金元蕓香苷含量為貴州貴陽＞云南玉溪＞河南許昌。NC89蕓香苷的含量在云南玉溪和貴州貴陽生態條件差異不顯著，與河南生態條件具有顯著差異。K326和紅花大金元蕓香苷含量在3個地區差異均顯著。

圖2 不同生態地區蕓香苷含量差異Fig.2 Rutin content difference among locations

2.3 生態、品種及其互作對烤煙綠原酸含量的影響

2.3.1 綠原酸含量方差分析 生態、品種及其互作對初烤煙的綠原酸含量變化均有顯著影響（表7），其中以生態類型對初烤煙綠原酸含量的影響最大，占總變異的47%；其次是生態×品種的影響，占總變異的35%；品種的影響最小，占總變異的18%。通過對河南許昌、云南玉溪、貴州貴陽3地區不同品種初烤煙的綠原酸含量均值多重比較（表8）表明，在生態類型上，河南許昌地區綠原酸含量與云南玉溪、貴州貴陽均存在顯著差異，云南玉溪和貴州貴陽兩地差異不顯著；品種上，紅花大金元綠原酸含量與K326、NC89存在顯著差異，K326和NC89之間差異不顯著。

表7 綠原酸含量方差分析Table 7 Analysis of variance on chlorogenic acid in tobacco

表8 不同生態類型和品種綠原酸含量 mg/gTable 8 Chlorogenic acid content difference among ecology and variety

生態、品種的互作效應分析（表9）結果表明，地點為主效應時，河南許昌生態類型的主效應最為明顯，效應值最大為1.64，云南玉溪和貴州貴陽生態類型主效應為-0.78、-0.86。品種為主效應時，紅花大金元主效應最大為0.97，NC89和K326的主效應為-0.49、-0.48。生態與品種互作，河南許昌生態類型與NC89和K326綠原酸含量有較強的互作效應，效應值分別為0.51和1.00，與紅花大金元無互作效應；云南玉溪生態類型與K326綠原酸含量有較強的互作效應，效應值是 0.582；貴州生態類型與NC89和紅花大金元綠原酸含量有較強的互作效應，效應值分別是0.06和1.56，與K326無互作效應。

表9 生態、品種互作效應兩向表Table 9 Interaction between ecology and variety

2.3.2 不同生態類型綠原酸含量差異 由圖3可以看出，NC89綠原酸含量為河南許昌＞貴州貴陽＞云南玉溪；K326綠原酸含量為河南許昌＞云南玉溪＞貴州貴陽；紅花大金元綠原酸含量為貴州貴陽＞河南許昌＞云南玉溪，且3個品種在不同的生態條件下差異均顯著。

圖3 不同生態類型初烤煙綠原酸含量比較Fig.3 Chlorogenic acid content difference among locations

3 討 論

許多因素包括煙草品種、類型、部位、成熟度、光照、溫度、營養及調制方法等均可影響多酚類物質在煙草中的含量。而遺傳基因、栽培管理以及調制技術的綜合作用決定了各種類型煙草中多酚類物質的組分和含量。

本試驗通過生態、品種及其互作對多酚類物質影響的研究表明，生態、品種及其互作對烤煙酚類物質的含量均有明顯的影響，不同烤煙品種多酚類物質含量隨生態類型的變化而變化，說明生態是影響烤煙多酚物質含量的關鍵因素，而生態與品種互作能顯著提高多酚類物質的含量。

生態效應分析顯示，在云南玉溪對烤煙總酚和蕓香苷的含量主效應最大，其次是貴州貴陽，河南許昌較小。而河南許昌生態條件對烤煙綠原酸含量主效應最大，這與Zucker[14]研究的高海拔地區對烤煙綠原酸含量影響顯著的結論相反。造成差異的原因是試驗初期云南和貴州地區干旱缺水條件導致移栽期推遲，煙苗前中期處于中高溫環境下，生長加快，干物質積累少，煙葉正常生長發育受阻，從而影響碳水化合物向酚類物質的轉化，影響酚類物質的含量。

研究品種對烤煙多酚類物質含量的影響表明，基因型對烤煙蕓香苷的含量影響效力最大；蕓香苷含量的品種間差異顯著。品種效應分析顯示，總酚、蕓香苷和綠原酸含量均以紅花大金元主效應最大，而NC89和K326的主效應較小。

生態與品種互作分析表明，烤煙總酚含量以NC89、K326與河南許昌生態環境互作效應最大、云南玉溪次之，紅花大金元與貴州貴陽生態環境互作效應最大；蕓香苷含量以紅花大金元與河南許昌生態環境互作效應最大、貴州貴陽生態環境次之，K326與云南玉溪生態環境互作效應最大，NC89與貴州貴陽生態環境互作效應最大；綠原酸含量以NC89與河南許昌生態環境互作效應最大、貴州貴陽生態環境次之，K326與河南許昌生態環境互作效應最大、云南玉溪生態環境次之，紅花大金元與貴州貴陽生態環境互作效應最大。

4 結 論

同一品種與不同生態條件互作所形成的多酚類物質含量差異可能是形成不同生態區典型香型風格的主要原因。對于本研究所選3個品種來說，NC89在河南許昌種植，總酚和綠原酸含量最高。K326在云南玉溪種植，總酚、蕓香苷含量最高；在河南許昌種植，綠原酸含量最高。紅花大金元在貴州貴陽種植，總酚、蕓香苷和綠原酸含量均達到最高。因此，在現有生態環境基礎上選擇與生態環境相適宜的品種類型，發揮環境的最大潛力是提高烤煙品質的關鍵環節。

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