三個雪茄煙茄衣品種在湖北恩施產(chǎn)區(qū)的栽培適應(yīng)性比較

楊榮洲，汪社亮，余 君，楊春雷，徐芳森，楊錦鵬

（1.華中農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，武漢 430070；2.湖北省煙草科學(xué)研究院，武漢 430030）

近年來，中國雪茄煙市場增長迅猛，尤其是近5年年均增幅超過40%，銷售額增幅也超過30%，發(fā)展雪茄煙已然成為煙草行業(yè)中一個新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)；但由于起步較晚，國內(nèi)急缺優(yōu)質(zhì)的國產(chǎn)雪茄原料，絕大部分原料都依賴進(jìn)口，尤其是茄衣原料［1］。為適應(yīng)國內(nèi)雪茄煙發(fā)展這一形勢，并豐富國產(chǎn)煙草制品的供給結(jié)構(gòu)，提升產(chǎn)品及技術(shù)的自給自足綜合實(shí)力，中國煙草總公司于2020 年適時啟動了“國產(chǎn)雪茄煙葉開發(fā)與應(yīng)用”重大專項(xiàng)，該專項(xiàng)以工業(yè)需求為導(dǎo)向，從品種、栽培、晾制、農(nóng)業(yè)發(fā)酵、工業(yè)發(fā)酵5 個子方向開展聯(lián)合攻關(guān)，并依據(jù)茄衣、茄芯的品質(zhì)需求差異按照分類生產(chǎn)的原則指導(dǎo)規(guī)模化、均質(zhì)化生產(chǎn)。

國產(chǎn)茄衣原料的發(fā)展受市場需求及品種資源等因素限制，近幾年才開始試種，并逐步開展相關(guān)研究，如湖北、云南、四川以及海南等產(chǎn)區(qū)［2］。目前國產(chǎn)茄衣原料質(zhì)量及等級結(jié)構(gòu)整體偏低，其中缺乏既滿足工業(yè)需求又具有較好適應(yīng)性優(yōu)良品種的問題依然十分突出。據(jù)報(bào)道，國內(nèi)各地就當(dāng)?shù)剡m宜雪茄煙品種研究已有初步探索，雷庭等［3］通過生育期、農(nóng)藝性狀、外觀質(zhì)量的研究選出適宜獨(dú)山縣種植的優(yōu)質(zhì)雪茄品種；時向東等［4］也通過農(nóng)藝性狀與生育期、物理性狀及常規(guī)化學(xué)成分等篩選出了適宜桐鄉(xiāng)種植的雪茄煙品種；江鴻等［5］從國外引進(jìn)優(yōu)秀雪茄煙品種，在四川省進(jìn)行品種篩選，選出適宜當(dāng)?shù)胤N植的雪茄品種。

湖北恩施煙區(qū)是國內(nèi)傳統(tǒng)的優(yōu)質(zhì)晾煙產(chǎn)區(qū)之一，且在晾煙品種選育、栽培技術(shù)、品質(zhì)調(diào)控等方面均有較好的基礎(chǔ)。本試驗(yàn)從田間農(nóng)藝性狀、抗逆性表現(xiàn)、化學(xué)成分等方面對湖北恩施煙區(qū)不同雪茄煙茄衣品種展開研究，通過分析成熟期和晾制期相關(guān)性狀表現(xiàn)，探究各品種的栽培適應(yīng)性差異，以期為后期恩施煙區(qū)雪茄煙品種布局提供理論支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)供試煙草（Nicotiana tabacumL.）品種為楚雪7 號（CX-007）、楚雪10 號（CX-010）、楚雪12 號（CX-012），均由湖北省煙草科學(xué)研究院篩選獲得。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)在湖北省恩施州崔壩晾曬煙基地開展。試驗(yàn)土壤堿解氮含量136.87 mg/kg，有效磷含量78.80 mg/kg，速效鉀含量609.66 mg/kg，有機(jī)質(zhì)含量2.98%，pH 5.73。試驗(yàn)設(shè)計(jì)每品種3 次重復(fù)，每重復(fù)小區(qū)種植100 株，采用4 行區(qū)，小區(qū)面積40 m2，行株距100 cm×40 cm。施肥量有機(jī)肥100 kg/667 m2，專用復(fù)合肥純氮10 kg/667 m2，N∶P2O5∶K2O=1.0∶1.5∶3.0。有機(jī)肥即全部的腐熟菜餅肥和50%的化肥作基肥在起壟時條施，其余肥料于移栽后20～25 d、35～40 d 分別追施25%。4 月15—20 日完成移栽。打頂留葉及采收：初花期打頂留有效葉22 片左右，打頂當(dāng)天打掉2～3 片腳葉，12 d 左右之后進(jìn)行第一次采收，采收4～5 片，之后每隔6 d 左右采葉一次，每次采收5～6 片。

1.3 樣品采集

試驗(yàn)共設(shè)置2 次取樣。試驗(yàn)有關(guān)的取樣與測定均取自煙草植株中部葉。第1 次取樣為煙草成熟期，各處理各重復(fù)均隨機(jī)選取1 株，取2 片葉片，葉片取下后立即裝入自封袋，放入-80 ℃超低溫冰箱保存。第2 次取樣為煙草晾制完成期，于晾制大棚內(nèi)取樣，各處理各重復(fù)均隨機(jī)選取1 株，取2 片葉片，用自封袋封裝后放入-80 ℃超低溫冰箱保存。同時，處理重復(fù)隨機(jī)取中部葉片2 片，60 ℃烘干，粉碎過篩，用于各時期化學(xué)成分的測定。

1.4 測定項(xiàng)目及方法

1.4.1 農(nóng)藝性狀 于煙葉成熟期，選取有代表性的煙株，測定中部葉的葉長和葉寬。

1.4.2 SPAD 值測定 在煙草成熟期取樣時，于田間使用SPAD 502 葉綠素含量測定儀進(jìn)行煙葉SPAD值測定，各處理各重復(fù)選取3 株，每株選取中部3 片代表性葉片進(jìn)行測定。

1.4.3 可溶性糖含量測定 樣品粉碎后用水浸提，蒽酮比色法測定可溶性糖含量（植物可溶性糖含量檢測試劑盒，Solarbio），酶標(biāo)儀進(jìn)行測定。

1.4.4 可溶性蛋白質(zhì)含量測定 樣品粉碎后用水浸提，考馬斯亮藍(lán)法測定可溶性蛋白質(zhì)含量，酶標(biāo)儀進(jìn)行測定。

1.4.5 丙二醛含量測定 樣品粉碎后用試劑盒提取液提取，TBA 法測定丙二醛含量（植物丙二醛含量檢測試劑盒，Solarbio），酶標(biāo)儀進(jìn)行測定。

1.4.6 超氧化物歧化酶活性測定 樣品粉碎后用0.05 mol/L pH 7.8 的磷酸緩沖液提取，氮藍(lán)四唑法測定超氧化物歧化酶（SOD）含量，酶標(biāo)儀進(jìn)行測定。以抑制NBT 光化還原的50%為超氧化物歧化酶的1 個活性單位。

1.4.7 過氧化物酶活性測定 樣品粉碎后用0.2 mol/L pH 6.0 的磷酸緩沖液提取，愈創(chuàng)木酚法測定過氧化物酶（POD）含量，酶標(biāo)儀進(jìn)行測定。以每克組織在每毫升反應(yīng)體系中每分鐘ΔA470nm變化0.01 為1 個酶活力單位。

1.4.8 過氧化氫酶活性測定 樣品粉碎后用試劑盒提取液提取，鉬酸銨比色法測定過氧化氫酶（CAT）含量（植物過氧化氫酶含量檢測試劑盒，蘇州科銘生物技術(shù)有限公司），酶標(biāo)儀進(jìn)行測定。以每克組織每分鐘催化1 μmol H2O2降解為1 個酶活力單位。

1.4.9 游離氨基酸含量測定 樣品粉碎后用試劑盒提取液提取，水合茚三酮比色法測定游離氨基酸含量（植物游離氨基酸含量檢測試劑盒，蘇州科銘生物技術(shù)有限公司），酶標(biāo)儀進(jìn)行測定。

1.4.10 N、P、K 總量測定 樣品干燥粉碎后用H2O2-H2SO4消化法進(jìn)行消化，用流動分析儀測定總N、總P 含量，用火焰分光光度計(jì)測定總K 含量。

1.4.11 總糖含量測定 按照YC/T 159—2002 規(guī)定測定糖含量。

1.4.12 植物總煙堿含量測定 按照YC/T 160—2002 規(guī)定測定煙堿含量。

1.4.13 Cl 含量測定 按照YC/T 162—2011 規(guī)定測定氯含量。

1.5 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2016 進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，利用SPSS 23.0對數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析，應(yīng)用Prism 8 進(jìn)行作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 成熟期不同雪茄煙品種的農(nóng)藝性狀

不同品種雪茄煙在成熟期的農(nóng)藝性狀如圖1 所示。SPAD 值表現(xiàn)為CX-012 顯著高于CX-007 和CX-010，CX-007 略高于CX-010，但二者間無顯著差異（圖1A）。CX-012 的葉長較CX-007、CX-010分別長10.6%、9.35%，并且差異顯著（P＜0.05），同時CX-012 的 葉 寬 較CX-007、CX-010 也 分 別 有9.98%、4.01%的提升，其中CX-012 與CX-007 差異顯著（P＜0.05）（圖1B）。CX-012 葉綠素、葉長和其他兩個品種有顯著差異（P＜0.05），農(nóng)藝性狀的表現(xiàn)優(yōu)于CX-007 和CX-010。

圖1 成熟期不同雪茄煙品種的農(nóng)藝性狀

2.2 成熟期不同雪茄煙品種抗逆性反應(yīng)的差異

不同雪茄煙品種在成熟期的抗逆性反應(yīng)表現(xiàn)如圖2 所示。從圖2 可以看出，CX-012 的可溶性糖含量顯著高于CX-007 和CX-010，CX-007 和CX-010之間無顯著差異（圖2A）。CX-010 和CX-012 的可溶性蛋白質(zhì)含量顯著高于CX-007，CX-010 的可溶性蛋白質(zhì)含量較CX-007 增加31.0%，CX-012 的可溶性蛋白質(zhì)含量較CX-007 增加52.0%，CX-012 的可溶性蛋白質(zhì)含量略高于CX-010 但未達(dá)到顯著性差異（圖2B）。丙二醛含量為CX-007 顯著高于CX-010 和CX-012，分別高出43.9%、49.0%；CX-010 略高于CX-012（圖2C）。由此可以看出，在湖北省恩施州的雪茄煙種植條件下，CX-010 和CX-012 更加適應(yīng)環(huán)境條件，其中CX-012 的表現(xiàn)更好。過氧化氫酶［6-9］、過氧化物酶［10-13］、超氧化物歧化酶［14，15］作為植物體內(nèi)主要的抗氧化酶，在抵御外界脅迫中起著重要作用。結(jié)果表明過氧化氫酶、超氧化物歧化酶活性3 個雪茄煙品種基本相同，CX-007 和CX-010 的過氧化物酶活性顯著高于CX-012，CX-007的過氧化物酶活性高出CX-010 7.15%，CX-010 的過氧化物酶活性高出CX-012 31.2%，這可能是因?yàn)橥饨绛h(huán)境的脅迫提高了過氧化物酶的活性（圖2D、圖2E、圖2F）。

圖2 成熟期不同雪茄煙品種的抗逆性反應(yīng)

2.3 成熟期不同雪茄煙品種化學(xué)成分分析

CX-012 的游離氨基酸含量比CX-007 增加6.1%，比CX-010 增加20.7%，但未達(dá)到顯著性差異（圖3A）。不同品種總N 含量從高到低為CX-012、CX-010、CX-007，變化幅度不大，無顯著差異（圖3B），總P、總K 含量變化與總N 一致，CX-012 略高于其他兩個品種（圖3C、圖3D）。Cl 含量最高的是CX-010，較CX-007 高 出10.2%，較CX-012 高 出5.9%（圖3E）。對于總糖含量，CX-012 顯著高于CX-007 和CX-010，分別高出28.2%、34.6%，同時CX-012 的煙堿含量也高于CX-007、CX-010，分別為11.3%、14.2%，但未達(dá)到顯著性差異（圖3F、圖3G）。氮堿比是評價雪茄煙葉品質(zhì)的重要指標(biāo)，不同品種從高到低依次為CX-010、CX-007、CX-012，比值為1.61、1.53、1.44（圖3H）。鉀氯比同樣也是評價雪茄煙葉質(zhì)量的重要指標(biāo)之一，因?yàn)镃X-010 較高的Cl 含量，其鉀氯比較低，為6.45，其他品種如CX-007 鉀氯比為6.92、CX-012 為6.95（圖3I）。

圖3 成熟期不同雪茄煙品種的化學(xué)成分

2.4 晾制期不同雪茄煙品種抗逆性反應(yīng)差異

不同品種雪茄煙在晾制期的抗逆性反應(yīng)結(jié)果如圖4 所示。CX-010 的可溶性糖含量為3 個品種中最高的，較CX-007、CX-012 分別高出38.4%、37.8%，但未達(dá)到顯著性差異（圖4A）。可溶性蛋白質(zhì)、丙二醛含量各品種之間表現(xiàn)趨于一致（圖4B、圖4C）。可能是因?yàn)樵诹乐破陂g，葉片離開植株后水分大量散失，開始逐漸失去活性，大量生物大分子開始降解或被代謝，特別在檢測的晾制末期，葉片已經(jīng)完全失活，過氧化氫酶、過氧化物酶、超氧化物歧化酶均未檢測出活性。

圖4 晾制期不同雪茄煙品種的抗逆性反應(yīng)

2.5 晾制期不同雪茄煙品種化學(xué)成分分析

晾制期間，因?yàn)槿~片水分的減少以及生物大分子逐漸分解為小分子化合物，葉中游離氨基酸含量大量增加，含量從高到低依次為CX-012、CX-007、CX-010，未達(dá)到顯著性差異（圖5A）。總N、總P、總K 含量變化與成熟期略有不同，但基本一致（圖5B、圖5C、圖5D）。Cl 含量表現(xiàn)發(fā)生改變，從高到低依次為CX-007、CX-012、CX-010，含量分別為1.05%、0.99%、0.86%（圖5E）。總糖含量CX-012 最高；煙堿含 量CX-010 高 于CX-007 和CX-012（圖5F、圖5G）。在晾制過程中，煙堿合成增加，導(dǎo)致氮堿比大幅下降，CX-012 表現(xiàn)最好，為0.69，比CX-010 的0.53 高出30.2%，比CX-007 的0.48 高出43.8%并達(dá)到顯著性差異（圖5H）。晾制期Cl 含量的大量增加是導(dǎo)致雪茄葉片鉀氯比下降的主要原因，CX-007、CX-010、CX-012 的鉀氯比分別為3.76、3.11、3.20，CX-007 相較于其他品種較高但無顯著差異（圖5I）。綜合來看，3 個品種在晾制期間化學(xué)成分各有優(yōu)劣，其中CX-010 和CX-012 略優(yōu)于CX-007。

圖5 晾制期不同雪茄煙品種的化學(xué)成分

3 小結(jié)與討論

試驗(yàn)結(jié)果表明，在化學(xué)成分上，多數(shù)指標(biāo)未體現(xiàn)出3 個雪茄煙品種間的差異，其中氮含量、氮堿比、鉀氯比表現(xiàn)適中，可以認(rèn)為3 個品種具有較好的吸食口感與燃燒性。農(nóng)藝性狀上，CX-012 有著更高的葉綠素含量，葉片長寬更大，可能更適合做深色茄衣原料；抗逆性指標(biāo)上，相較于其他品種，CX-012 品種可能更易于在恩施煙區(qū)種植。同時，CX-007 與CX-010 品種在化學(xué)成分方面表現(xiàn)出的潛力也不容忽視，有待進(jìn)一步研究。

雪茄煙與一般傳統(tǒng)煙不同，其分為茄芯、茄套、茄衣，而茄套和茄衣更是由一片完整的煙葉包卷而成，因此對煙葉品質(zhì)要求較高。國內(nèi)的雪茄煙研究大多是關(guān)于施肥等一些基礎(chǔ)農(nóng)藝措施，研究調(diào)制后的成品煙葉品質(zhì)，特別是對生物堿的研究，但是現(xiàn)有的品種篩選相對落后，仍處在發(fā)展階段。

試驗(yàn)通過對外源引進(jìn)品種進(jìn)行試種，觀察到在成熟期，各品種的田間性狀就開始表現(xiàn)出較大差異。CX-012 的SPAD 值較高，顏色表現(xiàn)較深，有著更好的有機(jī)物合成和積累能力。在抗逆性反應(yīng)方面，可溶性糖，如葡萄糖、蔗糖在植物生長發(fā)育過程中提供能量并且作為中間代謝產(chǎn)物，同時也作為重要調(diào)節(jié)因子作用于生長發(fā)育及基因表達(dá)。可溶性糖除了能量提供以及代謝中間體的作用外，現(xiàn)有研究已經(jīng)確定其作為植物體內(nèi)重要信號分子的作用。在植物生長發(fā)育的過程中，糖信號與氮信號相互作用，存在調(diào)控關(guān)系。另外，可溶性糖與植物激素的關(guān)系也相當(dāng)緊密［16，17］，可溶性蛋白質(zhì)是重要的滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)和營養(yǎng)物質(zhì)，其增加和積累能提高細(xì)胞的保水能力，對細(xì)胞的生命物質(zhì)及生物膜起到保護(hù)作用，同時植物體內(nèi)的可溶性蛋白質(zhì)大多數(shù)是參與各種代謝的酶類，因此經(jīng)常用作篩選抗性的指標(biāo)之一。可溶性蛋白質(zhì)的增加，使得植物適應(yīng)性增強(qiáng)。在植物抗逆性生理研究中，丙二醛含量是一個常用指標(biāo)。植物器官在逆境下遭受傷害，往往發(fā)生膜脂過氧化作用，丙二醛是膜脂過氧化的最終分解產(chǎn)物，會引起蛋白質(zhì)、核酸等生命大分子的交聯(lián)聚合，且具有細(xì)胞毒性，其含量可以反映植物遭受逆境傷害的程度［18，19］。丙二醛在體外影響線粒體呼吸鏈復(fù)合物及線粒體內(nèi)關(guān)鍵酶活性，它的產(chǎn)生還能加劇膜的損傷，因而測試丙二醛的量可反映機(jī)體脂質(zhì)過氧化的程度，間接地反映出細(xì)胞損傷的程度［20］。試驗(yàn)結(jié)果表明，CX-007 較低的可溶性糖、可溶性蛋白質(zhì)，以及大量的丙二醛含量，意味著在恩施州相同的種植環(huán)境下，CX-007 對比CX-010 和CX-012 受到更大的環(huán)境脅迫。環(huán)境越適宜越有利于植物生長發(fā)育，受到脅迫最低的CX-012 表現(xiàn)出較好的化學(xué)成分狀態(tài)。

在晾制期，隨著煙葉的脫水干燥，各品種的抗逆性反應(yīng)趨于一致。優(yōu)質(zhì)雪茄煙葉要求充分發(fā)揮雪茄自身香氣吸味，各部位的香氣應(yīng)相輔相成。含氮化合物對煙葉產(chǎn)量質(zhì)量影響較大，氮作為葉綠素的主要成分，直接參與光合作用，同時氮素是煙堿的成分，直接影響煙草煙堿的含量，從而影響煙草的質(zhì)量。氨基酸含量是煙草制品中的重要含氮化合物，也是香氣物質(zhì)的主要合成原料之一。煙堿作為煙草特有亞硝胺（TSNAs）的直接前體物質(zhì)，含量不應(yīng)過高，其含量只有適中并且和其他化合物的含量達(dá)到協(xié)調(diào)，才能使煙葉達(dá)到一個良好的品質(zhì)。氮堿比是評價煙葉品質(zhì)的指標(biāo)之一，一般煙葉氮堿比要求接近1 最為合適［21］。煙葉中鉀的含量與雪茄的燃燒性呈正相關(guān)，其助燃性是由于催化作用。所以鉀含量越高煙葉燃燒性越好。而氯則被認(rèn)為是雪茄吸食時的阻燃因素，優(yōu)質(zhì)煙葉的氯含量應(yīng)小于1%。所以一個體現(xiàn)雪茄燃燒性的可靠指標(biāo)就是鉀氯比，當(dāng)鉀氯比＜1 時，雪茄容易發(fā)生熄火，難以燃燒，當(dāng)比值＞2 時可以認(rèn)為煙草燃燒性比較好。