生態、品種和栽培措施及其互作對烤煙多酚類物質的影響

許曉敬+張小全+劉冰洋+何冰+焦紹赫+楊鐵釗

摘要： 為探討生態、品種、栽培措施及其互作對烤煙多酚類物質含量的影響，在河南、山東、陜西3個煙區，以烤煙品種豫煙10號、粵煙98、K326、湘煙3號為研究材料，設置不同的栽培措施來比較煙葉多酚類物質含量的差異。結果表明：生態、品種和栽培措施及互作對煙葉多酚類物質的含量均有顯著影響。生態因素對綠原酸、蕓香苷、莨菪葶和總酚含量的貢獻率分別為55.70%、70.79%、43.37%和66.19%；互作效應對它們的貢獻率分別為33.41%、22.43%、44.58%和25.34%；說明生態條件和互作效應是影響烤煙多酚類物質含量的關鍵因素，品種和栽培措施對多酚類物質的含量亦有重要作用。

關鍵詞： 烤煙；多酚；生態；品種；栽培；互作效應

中圖分類號：S572.03 文獻標志碼：A 文章編號：1002-1302（2016）03-0117-04

多酚類物質是植物重要的次生代謝物質之一[1]，也是煙草產生香氣的主要成分，是煙葉中一類重要的物質。多酚化合物對煙草的生長發育、外觀[2-4]、煙氣香吃味[5-6]、煙葉風格[7-8]及烘烤調制均有明顯影響，是衡量煙葉品質的重要指標[9]。煙草中多酚類物質的組分和含量受多種因素的影響，如煙草品種、種類、生態條件、栽培措施和調制方法等[10]。國內外學者就煙草品種、生態因素和栽培措施對煙草多酚類物質的影響進行了大量研究[11-12]。煙草中的多酚含量是受基因控制的，多酚含量高的品種其后代的多酚含量也高，多酚含量低的品種其后代多酚含量也低[13]。煙葉中多酚含量也受光照、溫度、海拔等生態因素的影響[14]。李力等研究表明，不同產地煙葉中綠原酸、蕓香苷和莨菪葶含量存在差別，它主要受種植區的光照、溫度、土壤狀況等生態因素的影響[15]。而關于栽培措施對煙葉多酚類物質含量影響的研究較少。前人的研究多側重于單個因素或2個因素對煙葉多酚類物質含量的影響及多酚類物質與單個環境因子的關系，關于生態、品種和栽培措施及其互作對烤煙多酚類物質含量影響的具體大小及它們之間哪個是主要影響因素報道較少。本研究選用4個烤煙品種，設置3個不同的栽培處理分別在河南省許昌市、山東省諸城市和陜西省商洛市3個生態區種植，研究生態、品種和栽培措施對烤煙綠原酸、蕓香苷、莨菪葶和總酚含量的影響及貢獻率的大小，對提高烤煙香氣質和香氣量及改善煙葉品質的作用。

1 材料與方法

1.1 試驗設計

試驗于2013年在河南省許昌市襄城縣、山東省諸城市賈悅鎮、陜西省商洛市洛南縣3個不同的生態區進行。以豫煙10號、粵煙98、K326、湘煙3號為供試品種，試驗采用隨機區組設計，設置3個栽培處理，①常規施肥模式（T1）：施入純氮總量52.5 kg/hm2，其中有機態氮11.25 kg/hm2，硝態氮20.625 kg/hm2，銨態氮20.625 kg/hm2；②高產施肥模式（T2）：施入純氮總量60 kg/hm2；其中有機態氮11.25 kg/hm2，硝態氮24.375 kg/hm2，銨態氮24.375 kg/hm2；③優質適產施肥模式（T3）：施入的純氮總量與常規模式一致（52.5 kg/hm2），氮形態改變，其中有機態氮26.25 kg/hm2，硝態氮13.125 kg/hm2，銨態氮13.125 kg/hm2。各處理磷、鉀用量固定， 分別為60 kg/hm2、127.5 kg/hm2，共有36個處理組合，各處理均設3次重復。各地區按當地的移栽期移栽，田間均按優質煙葉生產技術進行管理。為保證試驗的可行性，各試驗地選擇肥力基本一致的地塊，試驗地塊平整，排灌方便。

1.2 樣品采集

以煙株的第12～14葉位為研究對象，成熟采收，按三段式烘烤工藝烘烤，取烤后煙葉C3F等級2 kg，去梗，烘干、粉碎，過40目篩，密封備測。統計煙株團棵期、旺長期和成熟期的氣象要素值，均以3個試驗地點所在縣的氣象臺數據為準。表1是3個試驗點煙草大田生育期的氣象數據。

1.3 測定項目

綠原酸、蕓香苷、莨菪葶含量：參照行業標準[16]采用高效液相色譜法測定。

1.4 數據分析

采用SPSS 13.0[17]對所測定的主要次生代謝物質進行多因素方差分析和多重比較。根據楊延兵等的方法[18]計算貢獻率，其中互作效應為一級、二級互作效應之和。

2 結果與分析

2.1 生態、品種、栽培措施及其互作對初烤煙綠原酸含量的影響

方差分析（表2）表明，生態、品種、栽培措施及其互作對烤煙的綠原酸含量均有顯著影響。其中，生態條件對綠原酸含量影響最大，貢獻率為55.7%，其次是互作效應，貢獻率為33.41%，品種對綠原酸含量的貢獻率為8.24%，栽培措施的貢獻率最小。說明本試驗條件下生態因素是影響煙葉綠原酸含量的主要因素，互作效應、品種及栽培措施對綠原酸含量也有重要影響。

對3個生態條件、4個品種和3個栽培措施間初烤煙葉綠原酸含量進行多重比較（表3），結果表明：在3個生態地區之間，綠原酸含量差異顯著，綠原酸含量為陜西>山東>河南。在品種間比較，綠原酸含量大小為：豫煙10號>K326>粵煙98>湘煙3號，豫煙10號與K326、粵煙98、湘煙3號之間差異均顯著，而粵煙98與湘煙3號間差異不顯著。在3個栽培處理之間，T3、T2處理與T1處理差異顯著，而T3與T2處理間差異不顯著。

2.2 生態、品種、栽培措施及其互作對初烤煙蕓香苷含量的影響

對初烤煙葉蕓香苷含量進行方差分析，結果（表4）表明：生態、品種、栽培措施及互作效應對煙葉蕓香苷含量影響顯著。生態條件對蕓香苷含量變異影響最大，占總變異的7079%，其次是互作效應，占總變異的22.43%，品種對蕓香苷含量變異的貢獻率為5.87%，栽培措施對綠原酸含量變異的影響最小。

進一步分析（表5）表明，蕓香苷含量在3個生態地區間差異顯著，陜西>山東>河南；在品種之間，豫煙10號的蕓香苷含量最大，與粵煙98、湘煙3號差異顯著，而豫煙10號與K326之間差異不顯著；在栽培處理之間，T3處理與T1、T2處理間差異顯著，T1與T2之間差異不顯著，說明增施有機肥有助于提高蕓香苷含量。

2.3 生態、品種和栽培措施互作對初烤煙莨菪葶含量的影響

對莨菪葶含量進行方差分析（表6）表明，生態、品種、栽培措施及其互作對莨菪葶含量均有顯著影響。互作效應、生態條件對莨菪葶含量的變異影響最大，分別占總變異的4458%、43.37%，其次是品種影響， 占總變異的9.64%，栽培措施對莨菪葶含量的影響最小。通過對3個生態地區、4個品種、3個處理間煙葉莨菪葶含量的多重比較結果表明（表7），在3個生態地區間，莨菪葶含量差異顯著，山東>河南>陜西。在品種間，粵煙98與湘煙3號、K326、豫煙10號差異顯著，而湘煙3號與K326差異不顯著。在栽培處理間，T2>T1>T3，且三者差異顯著。

2.4 生態、品種和栽培措施及其互作對初烤煙總酚含量的影響

對總酚含量進行方差分析，結果（表8）表明：生態、品種、栽培措施及互作效應對總酚含量有顯著影響。生態條件對煙葉總酚含量影響最大，貢獻率為66.19%，其次是互作效應，貢獻率為25.34%，栽培措施對總酚含量的影響最小。進一步分析表明：在生態地區間，總酚含量在陜西、山東、河南3個生態區間差異顯著，陜西>山東>河南。在品種之間，豫煙10號>K326>粵煙98>湘煙3號，豫煙10號與K326差異不顯著，而與粵煙98、湘煙3號差異顯著。在栽培處理之間，總酚含量差異顯著，且處理T3>T1>T2（表9）。

3 討論

綠原酸、蕓香苷和莨菪葶是煙草中最主要的酚類化合物，其中綠原酸占總多酚的75%～90%。

李艷麗等研究認為，基因型和產區對烤煙多酚含量均有較大影響[19]。丁燕芳等研究了生態與品種及互作對煙葉多酚的影響，認為生態與品種互作及生態條件是影響煙葉多酚類物質的關鍵因素[20]。本研究結果表明，烤煙綠原酸含量來源于栽培措施、品種和互作效應的貢獻率分別為2.65%、8.24%、33.41%，來源于生態的貢獻率最大，為55.70%。蕓香苷含量主要受生態因素的影響，品種、栽培處理及互作效應對煙葉蕓香苷含量的影響較小。生態因素對煙葉蕓香苷含量的貢獻率為70.79%，其次是互作效應，貢獻率為22.43%，栽培處理的影響最小，為0.91%。對于莨菪葶來說，生態、品種和栽培措施的互作效應及生態因素對其含量變異影響較大，貢獻率分別為44.58%、43.37%，品種和栽培處理的貢獻率較小，分別為9.64%、2.41%。煙葉總酚含量的變異主要來自于生態條件和互作效應的影響，貢獻率為66.19%、25.34%，其次是品種效應，貢獻率為6.66%，栽培措施對總酚含量的影響最小，占總變異的1.8%。說明生態因素和互作效應是煙葉多酚類物質的主要影響因素。

本研究結果表明，在3個品種之間，綠原酸、蕓香苷、總酚含量均呈現豫煙10號>K326>粵煙98>湘煙3號的規律，而莨菪葶含量則為粵煙98>湘煙3號>豫煙10號>K326，這可能與品種的遺傳特性有關。

有資料表明，溫度對多酚類化合物合成、積累有影響。低溫下煙葉多酚類化合物含量較高，這可能是因為，在低溫脅迫下，煙草通過木質化作用增加多酚含量以抵御外界低溫環境，從而減少低溫對煙株生長的不利因素[21]。本研究結果表明，煙葉中綠原酸、蕓香苷、總酚的含量均呈現出陜西>山東>河南的規律。由3個生態區大田生育期的氣象資料（表1）可知，整個大田生育期的溫度以陜西地區最低，河南最高，這可能是造成多酚類物質含量變化規律的原因。而莨菪葶含量則為山東>河南> 陜西，這可能是品種、生態等多種因素綜合作用的結果，需進一步研究。

關于氮肥對煙葉多酚類物質含量的影響頗有爭議。王愛華等[22]、Tso等[23]指出，烤后煙葉綠原酸、蕓香苷、莨菪葶含量隨施氮量的增加而增加。趙銘欽等研究了增施有機質對烤煙多酚類物質含量的影響，認為增施有機質可以使煙葉中總酚、綠原酸、蕓香苷含量明顯增加[24]。本研究結果顯示，煙葉中綠原酸、蕓香苷、總酚的含量呈現出T3>T2>T1的規律。莨菪葶含量則呈現T2>T1>T3的規律。綠原酸、蕓香苷、總酚含量的規律與上述研究結果一致，而與Williama等的研究結果[25]矛盾，這可能是與試驗的種植地或選用的試驗材料有關。且有機肥對它們含量的影響效應要大于增施氮肥帶來的影響。而莨菪葶含量受有機肥影響較小。

4 結論

生態、品種和栽培措施及互作對煙葉多酚類物質的含量均有顯著影響，其中生態因素對綠原酸、蕓香苷、莨菪葶和總酚含量的貢獻率分別為55.70%、70.79%、43.37% 和66.19%；互作效應對它們的貢獻率分別為33.41%、22.43%、44.58%和25.34%，說明生態條件和互作效應是影響烤煙多酚類物質含量的關鍵因素，品種和栽培措施對多酚類物質的含量亦有重要作用。

良好的遺傳基礎依賴于合適的環境條件，才能發揮品種的遺傳潛力。總之，品種的遺傳作用不可忽視，優良品質是首要因素，根據品種的特性在合適的環境條件下，采取合理的栽培手段，才能充分發揮品種的優勢、彰顯品種特色。

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