植煙地區海拔高度對煙葉品質的影響研究進展

于建軍，王改麗，葉賢文，閆 鼎，衛盼盼，封 俊

（1.河南農業大學煙草學院，國家煙草栽培生理生化研究基地，河南 鄭州 450002；2.四川省煙草公司攀枝花分公司鹽邊縣營銷部，四川 鹽邊 617100）

煙葉是卷煙工業的基礎，其質量好壞對卷煙品質起著舉足輕重的作用，而煙葉質量和風格不僅與煙草的品種和栽培技術措施有關，而且，還與氣候、土壤和海拔高度等生態條件有關。因此烤煙的生長發育及品質受栽培措施和生態條件的雙重影響[1]。據相關研究表明：在特定的環境條件下，大體相同的栽培技術措施可使品種間的差異減小，風格趨于一致；煙葉品質性狀的變異在不同生態環境間大于不同品種間；生態因素對煙葉品質具有雕鑿作用。不同的生態條件不僅影響煙草生長發育特性，而且明顯影響到煙葉的區域品質特點以及香氣風格。其中，海拔高度是影響作物布局及其生長發育的重要生態因素，因為太陽輻射量、有效積溫、晝夜溫差、空氣濕度以及土壤類型、養分有效性等常隨海拔高度的變化而發生顯著變化。

通過研究不同海拔高度生態因子的變化規律及其對煙葉品質的影響，評價了不同海拔高度的氣候適生性，以期為烤煙種植區域規劃提供依據，同時為改進煙葉栽培技術措施提供理論支撐，從而對各地煙葉特色風格的加強和彰顯提供保障。

1 不同海拔高度生態因子的差異性

1.1 不同海拔高度土壤養分的變化規律

在不同海拔梯度下，土壤養分含量差異十分明顯。焦敬華等[2]研究了湖北宣恩不同海拔植煙土壤養分含量狀況。結果表明：土壤中pH隨海拔高度的增加而降低，有機質含量、全氮、全磷、堿解氮、速效磷、速效鉀含量隨海拔高度的增加而增加，全鉀含量無明顯變化規律。黎妍妍等[3]研究了恩施州不同海拔高度植煙區土壤條件發現：土壤pH值先降低而后穩定在6.20，總體呈現降低趨勢；有機質、速效鉀和堿解氮含量極顯著增加；速效磷含量沒有明顯的變化趨勢；各土壤養分與海拔高度的相關性大致表現為：速效鉀>有機質>堿解氮>pH值>速效磷。胡國松等[4]的研究結果表明：土壤中各營養元素的含量隨著海拔高度的增加表現出不同程度的變化。氮、鈣和錳隨海拔高度的負相關關系分別達到了極顯著和顯著水平。其余營養元素含量與海拔高度的關系都是正相關關系，即隨海拔高度的升高而升高，其中，銅和鉀與海拔高度的相關性分別達到了極顯著和顯著水平。以上結果部分規律不太一致，主要是由于具體地理位置、地形地貌、土壤類型、人為活動的影響造成的，因此在研究海拔高度土壤養分規律性分布時不能以一概全，而要視具體情況而定。若將我國主要煙區海拔梯度劃分為<400 m、400～800 m、800～1 200 m、1 200～1 600 m、>1 600 m五個大區，在400～1 600 m范圍內土壤養分大致規律為：pH值無明顯變化規律，總體上趨于一致，與當地具體土壤類型有關；有機質含量、全氮、堿解氮、全鉀、速效鉀含量與海拔高度呈正相關；速效磷無明顯變化規律。

1.2 不同海拔高度氣候因子的變化規律

程亮等[5]研究發現，各氣象指標隨海拔變化呈規律性變化。隨海拔升高，年平均氣溫降低，無霜期及≥10℃活動積溫減少，降水量和年日照時數增加。各生態區域均表現出光照時間長、無霜期長、降水量充足的特點，有利于烤煙的生長和優良品質的形成。大田期平均氣溫以低海拔地區較高，最接近22～28℃的大田生長期最適溫度。黎妍妍等[3]研究了恩施州不同海拔高度植煙區氣候條件。其研究表明，恩施州全生育期≥20℃持續天數隨海拔高度的升高而極顯著減少，海拔高度每升高100 m，≥20℃持續天數約減少一星期，不同海拔高度間均存在極顯著性差異，變化范圍為52.8～123.0 d，1 400 m以下煙區均在70 d以上，而1 400 m以上煙區則低于70 d。從各氣候因子的變異系數來看，降雨量和日照時數的變異性高于氣溫，這表明降雨量和日照時數較氣溫更加存在著時空分布不均勻的明顯特點。方亮等[6]根據不同海拔梯度區域的氣溫、降雨量、平均濕度等生態因子的差異，在楚雄州烤煙主要種植區氣候生態類型區劃中將該地區劃分為低海拔富熱、富濕植煙區，中海拔溫暖植煙區，高海拔溫涼植煙區和中低海拔富熱區4個烤煙可種植區，和1個燥熱非植煙區。其研究結果將楚雄州烤煙主要種植區氣候生態類型劃分4種類型，如表1所示。尹文有等[7]研究了紅河州中低海拔日照時數變化。其結果表明，日照時數在900～1 200 m范圍內與海拔高度呈正相關，在1 200～2 100 m范圍內與海拔高度呈負相關。郭世昌[8]研究了云南地區海拔高度對地面紫外線強度的影響。研究表明，紫外線UV-B隨海拔高度的增加而急劇增加，其他則無明顯變化。總的來講，海拔高度對氣候因素有顯著影響：在一定范圍內，海拔越高，氣溫、積溫越低，降雨量增加，濕度增大，太陽輻射量增大。

表1 楚雄州烤煙主要種植區氣候生態類型劃分

2 海拔高度對煙葉品質的影響

不同海拔高度生態因子存在著明顯的變化規律，正是由于在不同海拔高度區域內生態因子特征的不同，從而綜合影響著煙葉的品質。值得一提的是，現有報道中海拔高度對糧食作物的影響主要集中在產量方面[9-12]，對品質方面卻鮮有報道。而煙草上則主要是集中報道了對煙葉品質的影響，這從另一個角度反映出海拔高度對煙草生產的重要性和特殊性。

2.1 海拔高度對煙葉外觀質量的影響

海拔高度對煙葉外觀品質的影響目前國內外報道較少。有研究發現在一定程度范圍內，隨著海拔高度的增加，煙葉外觀品質得到了一定程度的改善：各部位橘黃煙葉比例有所上升，色澤度更為鮮明，油份更加充足，組織結構變得更為疏松。由于海拔高度對煙株大田生育期的延長作用，煙株耐熟性明顯加強，從而使煙株各部位煙葉，特別是上部煙葉的成熟度得到了很大的提高。陳傳孟等[13]研究表明：南嶺山區烤煙以外觀質量和化學成分綜合評定，在海拔800～1 000 m范圍內品質最佳。隨海拔升高，煙葉外觀質量有所提高，海拔500 m以上煙葉比海拔100～200 m的煙葉成熟度好、身份厚、組織疏松、金黃煙多且光澤強。據胡元才等[14]報道，在黔西南州低緯度高海拔地區煙葉品質較好，海拔由低到高，煙葉外觀品質逐漸變好。在海拔1 400～1 700 m地區生產的煙葉外觀質量較好。

2.2 海拔高度對煙葉物理特性的影響

陳傳孟[13]研究發現隨著海拔升高，煙葉葉片逐漸變短變窄，但厚度逐漸增加。簡永興[15]研究了海拔高度對煙葉中部葉厚度的影響發現，初烤煙的厚度與海拔高度之間呈顯著正相關，一定范圍內，新K326與云煙87初烤煙的身份均隨湘西北海拔高度的上升而得到改善。同時他們還發現，烤煙的煙堿含量隨海拔高度的增加而降低，這可有效提高煙葉可用性與安全性；而種煙區向高海拔區轉移又可提高煙葉的香氣量，增加煙葉的鉀含量以改善燃燒性進而降低卷煙的焦油生成量。王彪等[16]也在其研究中得到相似結論：隨著海拔高度的增加，鉀含量顯著提高，氯含量沒有明顯相關性，總體上煙葉燃燒性提高。在現有報道中，海拔高度對其他物理指標（如出絲率、含梗率）的影響未見報道，有待進一步研究。

2.3 海拔高度對煙葉常規化學成分的影響

煙堿、還原糖、總糖、總氮均是衡量烤煙品質的重要指標。這些化學成分不僅與煙草的品種和栽培措施有關，而且與其種植土壤和生長環境密切相關。王世英等[17]研究了不同種植海拔高度對烤煙主要化學成分的影響。結果表明，種植海拔高度與烤煙煙葉的煙堿和總氮含量呈負相關，與總糖、還原糖呈正相關。李洪勛[18]研究了海拔高度對貴州烤煙化學成分的影響，結果表明：種植海拔高度與烤煙煙葉的煙堿和總氮含量呈負相關，與總糖、還原糖呈正相關。海拔高度對烤煙煙葉的鉀、氯和蛋白質含量均無明顯影響。穆彪等[19]研究了黔北大婁山區海拔高度與煙堿、總氮的相關性。結果表明，煙葉煙堿含量卻隨海拔高度的升高而下降，導致這種結果的原因很可能是海拔升高造成的氣候因子的改變使得煙堿合成酶的活性下降，根系合成煙堿的速度減慢，因而煙葉中煙堿含量降低。簡永興等[20]研究了海拔高度對煙葉煙堿與總氮的影響，研究得出：煙葉中煙堿含量、總氮含量與海拔高度呈顯著負相關。但是，也有部分研究得出了相反的結果：王彪等[16]研究了云南曲靖地區海拔高度與化學成分之間的相關性，結果顯示：煙堿含量與海拔高度呈顯著正相關，而還原糖含量與海拔高度呈負相關，中部葉達到極顯著。結果的不一致性，可能是由于海拔范圍、人為活動以及煙葉品種特性影響所造成的。

2.4 海拔高度對煙葉致香物質的影響

2.4.1 海拔高度對煙葉中有機酸的影響 煙草中的有機酸主要是指除氨基酸以外的有機酸。其種類繁多，含量差異大。大部分與堿金屬或有機堿化合成鹽或以酯類的形式存在[21]。王樹會等[22]研究了不同海拔高度對煙葉中有機酸含量的影響。結果表明，以海拔為1 400～1 600 m的總有機酸含量最高，達91.64 mg/g，最低的是在1 200～1 400 m海拔高度，含量僅為39.30 mg/g，1 600～1 750 m的有機酸總量為70.64 mg/g。丙二酸相對含量隨海拔升高而降低，但羥基丁二酸，2-丁烯二酸和檸檬酸的相對含量隨海拔升高而增加，其他有機酸的變化與海拔的變化關系不太明顯。簡永興[23]研究了海拔高度對部分有機酸的影響，結果發現草酸、檸檬酸、丙二酸、蘋果酸含量均隨海拔高度的增加而降低。

2.4.2 海拔高度對煙葉中石油醚提取物含量的影響 烤煙石油醚提取物總量對煙葉香氣量影響較大。一般烤煙石油醚提取物總量隨海拔高度的升高而增加。石油醚提取物中含有能形成煙草香氣的烴類、醇類、酚類、醚類、醛類、酮類、酸類、酯類、精油、樹脂、脂肪烴、類胡蘿卜素等多種有機化合物，石油醚提取物總量較高的煙葉香氣量較足。相關研究表明，多種烤煙香氣物質如大馬酮、苯甲醛、苯乙醇等的含量均隨海拔高度的增加而增加，因此，適當提高烤煙的種植海拔，有利于提高煙葉的香氣量。簡永興[20]研究了海拔高度對煙葉中石油醚提取物含量的影響，結果發現，在海拔200～1 200 m范圍內，兩個烤煙品種新K326和云煙87的石油醚提取物含量均隨海拔高度的增加而增加，兩品種間石油醚提取物上升幅度有較大差異。

2.4.3 海拔高度對煙葉中性致香物質含量的影響目前，海拔高度對煙葉中性致香成分的影響詳細研究還較少報道，已有參考文獻中僅對部分重要中性致香物質作了闡述。韓錦峰等[24]對河南盧氏山區不同海拔高度的煙葉香物質含量進行了測定，表明隨著海拔高度的增加，烤煙葉片中有18種香氣成分（如大馬酮、苯乙醇、苯甲醛、苯乙醛、巨豆-4,6（E）、8（z）- 三烯酮 -3、巨豆 -4,6（E）、8（E）- 三烯酮 -3等）都是海拔800 m和1 000 m的煙葉高于海拔600 m的煙葉，另有10余種香氣成分（如茄尼酮、2,7,11-五針松三烯-4,6-二醇、8,11-環氧-2,6,12-五針松三烯-4醇等）則隨著海拔高度的增加明顯減少。

2.5 海拔高度對煙葉感官質量的影響

李天福[25]通過對云南植煙區海拔高度與煙葉香吃味的關系研究發現，海拔高度是影響下部煙葉灰色、中部煙葉香氣量和刺激性的主要因素。胡國松[4]研究了海拔高度對煙葉香吃味的影響，結果發現三個烤煙品種中CT90、K326評吸質量均與海拔高度呈正相關，但是未能達到顯著水平，CF80與海拔高度呈極顯著負相關關系。李明海等[26]對遵義市煙區海拔 650～800 m，800～1 000 m、1 000～1 200 m三個海拔段煙葉評吸結果表明，無論中部還是上部煙葉，均以低海拔650～800 m范圍得分最高，平均總分38.8分；中海拔段為38.42分，高海拔段為38.2分，即隨著海拔高度升高，煙葉評吸質量略有降低。

3 展望

總的來說，在條件允許的前提下，適當提高植煙海拔高度，對降低上部煙葉煙堿含量、提高煙葉鉀含量均有明顯作用。此外，烤煙種植在一定高度的海拔地帶，還有利于清香類致香物質的增加。因此可結合當地實際，以突出煙葉風格為目標，進行煙區布局調整，但不能生搬硬套，應根據當地生態條件進行合理布局。

目前尚缺乏海拔高度條件對煙草基因表達、生理生化方面影響的研究，比如腺毛分泌物的基因調控差異、光合結構的差異，這將是今后研究的重點。此外，化學調控技術在不同海拔高度條件下的應用還未見報道，有待今后進一步研究。

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