甘肅煙區烤煙常規化學成分特征及年度變化分析

馬 斌，丁潤波，王澤理，杜青霞，杜笑洲，花 蕾，郭 磊，王育軍

（甘肅煙草工業有限責任公司技術研發中心，甘肅 蘭州 730050）

我國煙葉產區分布廣泛，不同產區煙葉的外觀質量、物理及化學特性均存在較大差異。而同一產區不同年份間煙葉由于受到年度間栽培調制技術、生態環境差異以及氣候變化的影響，其化學成分也會存在一定差異[1-6]。煙葉化學成分是烤煙的物質基礎，其作為煙葉質量評價的重要指標直接影響到卷煙產品的質量。煙葉常規化學成分指標主要包括總氮、總植物堿、總糖、還原糖、鉀、氯等，并以此計算出糖堿比、鉀氯比、氮堿比等來評判煙葉的質量及協調性[1-3]。

有許多研究者對烤煙化學成分年度間差異開展了研究。例如：曹景林等[4]分析了近10 a來湖北省煙區烤煙煙葉常規化學成分的變化，發現湖北省煙區煙葉各種化學成分含量均隨著年度變化而出現波動，以總植物堿、糖含量波動較大而鉀含量和總氮含量波動相對較小；王曉賓等[6]對廣東烤煙主要化學成分進行評價，結果表明部分年度間、產區間烤煙總植物堿、總氮、鉀離子和糖堿比、氮堿比差異達顯著水平；王育軍等[7]對2010—2017年湖南基地的烤煙化學成分進行綜合評價，結果表明湖南基地烤煙化學成分含量整體“適中，穩定”。

甘肅的2個主要烤煙種植區隴南和慶陽地處東經104°01′～108°45′，北緯32°38′～37°10′，在全國烤煙煙葉香型風格區劃中將隴南和慶陽種植區煙葉劃分為Ⅲ、Ⅳ 香型過渡區[8-9]。目前，甘肅煙草工業公司“蘭州”品牌在甘肅煙區平均年采購量約為110 萬kg，而有關甘肅煙區烤煙化學成分年度質量特征的研究較少。為了充分掌握近10 a來甘肅煙區烤煙煙葉質量穩定性及常規化學成分的變化趨勢，筆者對2010—2019年甘肅煙區煙葉的常規化學成分特征及變化趨勢進行了分析，明確了甘肅產區煙葉常規化學成分的變化規律，為該產區煙葉原料的使用和生產種植技術調整提供參考。

1 材料與方法

1.1 樣品選擇

以2010—2019年間甘肅煙草工業有限責任公司在甘肅省2個種植區（隴南和慶陽）所采購的主栽品種6個不同等級（C2L、C3L、B2L、B3L、X2L和X3L）的180個復烤片煙為研究對象，其中2個種植區各90個。

1.2 樣品常規化學成分檢測

煙葉樣品統一由甘肅煙草工業有限責任公司技術研發中心檢測分析室檢測，檢測指標包括總糖、總氮、總植物堿、還原糖、氯和鉀含量的測定，分別參照YC/T 159—2002、YC/T 160—2002、YC/T 161—2002、YC/T 162—2002和YC/T 173—2003進行檢測[10]。

1.3 數據處理與分析

采用Excel軟件和IBM SPSS Statistics 25.0軟件對數據進行描述性統計分析和方差分析 。

2 結果與分析

2.1 甘肅煙區烤煙常規化學成分總體特征

由表1可知，甘肅煙區烤煙的總氮、總植物堿、總糖、還原糖、氯離子和鉀離子的平均含量分別為1.83%、2.12%、23.28%、19.41%、0.40%、1.73%，糖堿比、鉀氯比、氮堿比依次為9.46、4.63、0.89；而目前國內優質烤煙常規化學成分含量為總氮1.5%～3.0%、總植物堿1.5%～3.5%、總糖18%～24%、還原糖16%～22%、氯離子在0.3%～0.8%、鉀離子2.0%～3.5%、糖堿比8～12、鉀氯比≥4、氮堿比≤1[11]。對比發現，甘肅煙區烤煙呈現出“總氮、總植物堿、還原糖含量適中，總糖含量相對較高，氯離子含量相對較低，而鉀離子則顯著偏低”的特征。

從表1還可以看出，鉀氯比的變異系數為32.72%，離散度較大；氯離子、氮堿比的變異系數在20%～30%，離散度適中；而其余指標變異系數均小于20%，離散度較小。由此判斷，甘肅煙區烤煙常規化學成分中氯離子含量較不穩定，而其他各常規化學成分指標則相對穩定。

表1 甘肅煙區烤煙常規化學指標的描述性統計結果

2.2 不同種植區烤煙常規化學成分差異分析

由表2可知，慶陽烤煙的總糖、還原糖及總氮含量略高于隴南的，總植物堿含量與隴南的相當；但其氯離子含量顯著高于隴南的，而鉀離子含量顯著低于隴南的，導致隴南烤煙的鉀氯比是慶陽的3.88倍。其中隴南烤煙的氯離子含量偏低（＜0.30），隴南和慶陽烤煙的鉀離子含量也均偏低（＜2.0%）。

表2 隴南、慶陽烤煙常規化學成分含量的比較

2.3 甘肅煙區烤煙化學成分年度變化特征

2.3.1 總氮、總植物堿及氮堿比 由圖1可知，2010—2019年甘肅煙區烤煙總氮含量在1.36%～2.18%之間，2010—2013年總氮含量呈逐年下降的趨勢，至2013年降到1.36%，為近10 a最低值，低于適宜范圍的下限值1.5%，2014年上升至1.99%，并在2014—2019年間穩定在（1.93±0.13）%；總植物堿含量為1.55%～2.73%，均處于適宜范圍（1.5%～3.5%）內；氮堿比在0.58～1.28范圍內，除2010年（1.28）外各年度氮堿比平均值均在≤1%的適宜范圍內。

圖1 甘肅煙區烤煙總植物堿、總氮及氮堿比的年度變化特征

2.3.2 總糖、還原糖及糖堿比 由圖2可知，2010—2019年甘肅煙區烤煙總糖含量在19.62%～26.05%范圍內，近10 a中有5 a超出了24%的適宜上限，可見甘肅煙區烤煙總糖含量整體偏高，2013年達到近10 a的最高值（26.05%），而2016—2019年間則相對穩定，但均超出了24%的適宜上限；還原糖含量在15.87%～21.65%之間，其中2014年還原糖含量為15.87%，低于適宜范圍的下限值，其余年份均在適宜范圍內；糖堿比為7.82～13.27，其中2014年、2015年、2017年的糖堿比低于8.00，2012年的糖堿比高于12.00。

圖2 甘肅煙區烤煙總糖、還原糖及糖堿比的年度變化特征

2.3.3 鉀離子、氯離子及鉀氯比 由圖3可知，2010—2019年甘肅煙區烤煙氯離子含量為0.24%～0.51%，其中2014年和2018年僅為0.24%和0.27%，低于氯離子適宜范圍最低限；鉀離子含量為1.30%～2.06%，各年度鉀離子含量平均值整體偏低，除2010年外均低于適宜范圍的下限值，其中2016年僅1.30%；鉀氯比為3.15～7.53，其中2011年、2012年、2015年和2016年鉀氯比低于適宜范圍下限，且年度間波動較大。雖然氯含量過高（＞0.8%）會對烤煙品質產生不良影響，但含氯量過低會導致植株矮小、油分少、耐加工性差，并降低煙氣感官質量[12]。因此，甘肅烤煙種植應科學把控氯肥施用量，著重提升供鉀水平，以提升甘肅煙區烤煙品質。

圖3 甘肅煙區烤煙鉀離子、氯離子及鉀氯比的年度變化特征

3 小結與討論

甘肅煙區烤煙常規化學成分指標中總氮、總植物堿、還原糖含量適中，總糖含量相對較高，接近上限，這可能是受甘肅煙區日照時間長、晝夜溫差大的氣候影響。慶陽和隴南2個種植區烤煙的總糖、還原糖、總植物堿及總氮含量略有差異，但并不顯著。

2010—2019年，甘肅煙區烤煙總氮和總植物堿含量隨著年份的變化呈現一定程度的波動，總植物堿波動大于總氮，其中2010年總氮高于總植物堿含量。總糖和還原糖含量隨著年份的變化呈現一定程度的波動，且變化趨勢一致。2016—2019年，總糖含量波動較小，但已超出適宜范圍的上限，還原糖含量相對適宜，但也已趨于適宜范圍的上限。因此，在葉組模塊調制或卷煙葉組配方設計時，可以搭配使用2016—2019年甘肅煙區煙葉來平衡葉組總糖和還原糖含量，以提升葉組配方的整體化學成分協調性。

2010—2019年，甘肅煙區烤煙氯離子含量均相對較低，而鉀離子則顯著偏低。其中，慶陽產地煙葉氯離子含量高于隴南，而鉀離子則低于隴南產地，這主要是受當地土壤及種植條件的影響[11-12]。因此，甘肅煙區烤煙種植應科學把控氯肥施用量并重點提高供鉀技術水平，以提升甘肅煙區煙葉品質。

甘肅煙區烤煙各常規化學成分指標年度間變異系數均在25%之內。整體而言，甘肅煙區烤煙化學成分較穩定。這對保障葉組模塊及葉組配方質量穩定性起到積極作用。