湘西煙葉總氮含量的區域特征及空間分布

田明慧，田 峰，鄧小華，張黎明，張發明，覃 勇，石 楠

（1湖南農業大學農學院，長沙410128；2湘西自治州煙草專賣局，湖南吉首416000）

湘西煙葉總氮含量的區域特征及空間分布

田明慧1，2，田 峰2，鄧小華1*，張黎明2，張發明2，覃 勇1，石 楠1

（1湖南農業大學農學院，長沙410128；2湘西自治州煙草專賣局，湖南吉首416000）

為深入了解湘西煙葉總氮含量區域特征，采用連續流動法測定了湘西主產煙區煙葉總氮含量，研究了湘西煙葉總氮含量在等級、品種、土壤類型、海拔和縣域的分布特征。結果表明：湘西烤煙B2F、C3F、X2F等級煙葉的總氮含量分別為2.16%、1.76%、1.68%，屬煙葉總氮含量相對較低煙區。不同等級煙葉總氮含量為B2F＞C3F＞X2F，差異極顯著。不同縣之間煙葉總氮含量差異極顯著，不同品種、不同海拔間煙葉總氮含量差異不顯著，只有B2F等級煙葉總氮含量在土壤不同類型間差異顯著。煙葉總氮含量空間分布有由南向北方向遞減的趨勢。

烤煙；總氮；區域特征；湘西

湘西自治州位于湖南省的西北部，地處亞熱帶季風性濕潤氣候區的武陵山區［1～4］，是我國重要的優質烤煙產區。煙區的氣候、土壤、栽培技術的差異，特別是生態環境的影響［5～8］，導致煙葉化學成分也存在差異，其煙葉質量與風格特色更為突出?？偟菬熑~化學成分檢測的主要指標之一，是反映煙草營養水平和煙葉內在化學成分是否協調的重要質量指標［9］。國內外研究熱點主要在總氮對煙葉質量的影響［10～14］和不同煙區煙葉氮素含量區域特征［15～21］等方面。對湘西煙區烤煙總氮含量區域特征的研究未見報道。鑒于此，測定湘西州煙葉總氮含量，統計分析其區域特征和空間分布，有利于湘西州特色優質煙葉開發，對工業企業采購煙葉原料具有參考價值。

1 材料與方法

1.1 材料

采集2011年的湘西州7縣、30個鄉鎮的B2F、C3F、X2F等級煙葉樣品144個。首先，每一個取樣點在烤煙移栽后選取5戶具有代表性的農戶，按照《湘西自治州烤煙栽培技術規范》進行種植，特別強調采用統一栽培技術和調制工藝；然后，由湘西自治州煙草公司負責質檢的專家按照烤煙分級國家標準，在5戶煙農的烤后煙葉中挑選3個等級初烤煙葉樣品各2 kg。品種以云煙87為主。為便于品種間比較，在龍山縣的4個點還分別采集了K326、云煙87品種煙樣。GPS定位記錄采樣地點的經度、緯度、海拔高度、地理坐標。與此同時，對種植煙葉樣品的大田土壤進行采集［3，4］。

1.2 煙葉總氮測定

采用SKALAR間隔流動分析儀測定煙葉總氮含量。

1.3 統計分析方法

數據處理和統計分析借助于Excel 2003、SPSS12.0、ArcGIS9等軟件。多重比較采用Duncan法。表中英文小寫字母表示達到5%差異顯著水平，大寫字母表示達到1%差異顯著水平。

2 結果分析

2.1 煙葉總氮含量基本統計特征

由表1可知，B2F、C3F等級煙葉總氮含量的偏度值均在0附近，X2F等級煙葉總氮含量的偏度值大于1，表明B2F、C3F等級煙葉總氮含量在樣本內的變異基本屬于正態分布，而X2F等級不符合正態分布規律。變異系數大小排序是B2F＞X2F＞C3F，說明B2F等級煙葉的總氮含量穩定性相對要差。從平均值看，B2F、C3F、X2F煙葉的總氮含量低于湖南煙區平均值［12］，說明湘西州煙葉屬總氮含量相對較低煙區。不同等級煙葉總氮含量依次為：B2F＞C3F＞X2F，且3個等級間存在極顯著差異。

表1 湘西煙葉總氮含量（%）的基本統計特征

2.2 不同品種總氮含量比較

由表2可知，龍山縣主栽的2個品種，B2F、C3F等級煙葉總氮含量是云煙87＞K326，X2F等級煙葉總氮含量是K326＞云煙87，但方差分析結果表明，3個等級煙葉總氮含量品種間差異均不顯著。

表2 湘西煙葉總氮含量（%）品種間差異

2.3 不同土壤類型總氮含量比較

由表3可知，在B2F等級，煙葉總氮含量按從高到低依次為：紅壤、水稻土、紅灰土、石灰土、黃棕壤、黃壤；在C3F等級，煙葉總氮含量按從高到低依次為：黃棕壤、水稻土、紅壤、紅灰土、石灰土、黃壤；在X2F等級，煙葉總氮含量按從高到低依次為：黃壤、黃棕壤、水稻土、紅灰土、石灰土、紅壤；不同土壤類型間只有B2F等級煙葉總氮含量差異顯著。

表3 湘西煙葉總氮含量（%）土壤類型間差異

2.4 不同海拔煙葉總氮含量比較

采集的湘西州烤煙樣品分布在140～1 071 m的海拔范圍內，而湘西州烤煙主要種植區域在600～900 m。將湘西煙區烤煙種植海拔高度分為3個層次：小于600 m（低海拔）、600～900 m（中海拔）、大于900 m（高海拔）。由表4可知，在B2F、X2F等級，煙葉總氮含量都是：低海拔＞高海拔＞中海拔；在C3F等級，煙葉總氮含量是：高海拔＞低海拔＞中海拔。方差分析結果表明，不同海拔煙區的煙葉總氮含量差異不顯著。

表4 湘西煙葉總氮含量（%）海拔間差異

2.5 不同縣煙葉總氮含量比較

由表5可知，7個主產煙縣B2F等級煙葉總氮含量平均在1.96%～2.30%，按從高到低依次為：永順縣、保靖縣、鳳凰縣、花垣縣、瀘溪縣、古丈縣、龍山縣；方差分析結果表明，不同縣之間差異極顯著；永順縣和保靖縣煙葉總氮含量極顯著高于龍山縣。C3F等級煙葉總氮含量平均在1.72%～1.96%，按從高到低依次為：瀘溪縣、鳳凰縣、花垣縣、保靖縣、龍山縣、古丈縣、永順縣；方差分析結果表明，不同縣之間差異達顯著水平，瀘溪縣煙葉總氮含量極顯著高于其他各縣。X2F等級煙葉總氮含量平均在1.63%～1.95%，按從高到低依次為：瀘溪縣、龍山縣、鳳凰縣、保靖縣、永順縣、花垣縣、古丈縣；方差分析結果表明，不同縣之間差異達極顯著水平，瀘溪縣煙葉總氮含量極顯著高于其他各縣。

表5 湘西煙葉總氮含量（%）的縣域間差異

2.6 湘西煙葉總氮含量空間分布

為了解湘西煙葉總氮含量的空間分布狀況，利用ArcGIS 9軟件的地統計學模塊中的Kriging插值方法，繪制了湘西煙葉總氮含量空間分布圖（圖1）。從圖1可以看出，湘西州煙葉總氮含量空間分布有從南向北方向遞減的趨勢。在瀘溪縣的南部是一大片高值區域，在龍山縣、花垣縣、古丈縣各有一小片高值區域。在永順縣、龍山縣大部、保靖縣和花垣縣大部的煙葉總氮含量相對較低，而瀘溪縣、鳳凰縣煙葉總氮含量相對較高?？傮w來看，湘西州煙葉的總氮含量偏低［5，13］。

圖1 湘西煙葉總氮含量地理分布趨勢圖

3 結論與討論

（1）煙葉含氮化合物（以總氮含量表示）主要有葉綠素、氨基酸、煙堿和蛋白質等，這類化合物在卷煙燃吸時熱裂解可產生吡啶、酰胺及其衍生物，使煙氣多呈堿性，并產生強烈的辛辣味和刺激性。優質煙葉要求總氮含量保持在適宜水平，過高則煙氣刺激性強、辛辣、味苦，太低則煙氣平淡無味［15］。據研究，煙葉總氮含量在1.50%～3.00%的范圍之內較適宜［5，15］。湘西煙區B2F、C3F、X2F等級的煙葉總氮含量分別為2.16%、1.76%、1.68%，從平均值看，在適宜范圍內，較湖南煙區的平均值要低，屬總氮含量相對較低的煙區。

（2）湘西煙葉總氮含量不同等級（部位）間差異極顯著。煙葉收購過程中減少混部位收購，有利于卷煙企業配方。

（3）不同品種間、不同海拔間煙葉總氮含量差異不顯著，但不同產煙縣煙葉總氮含量存在極顯著差異，可推測煙葉總氮含量的高低受栽培技術措施（主要是氮素管理技術）的影響要大于品種、海拔等因素。在特色優質煙葉生產中，優化煙葉氮素管理，不僅能夠減少氮肥用量，還可提高氮肥利用率和減少環境污染，并能夠協調煙葉的化學成分，改善煙葉的工業可用性。

（4）湘西煙葉總氮含量在不同土壤類型間只有B2F等級存在顯著差異，紅壤土種植的煙葉總氮含量顯著高于黃壤土，這可能與紅壤土的保肥性要強于黃壤土有關，這在制定今后栽培技術中要引起重視。

（5）空間分布圖表明，湘西州煙葉總氮含量有從南向北方向遞減的分布趨勢。采用地統計學中插值方法繪制煙葉化學成分空間分布圖，可對未采樣點煙葉化學成分進行預測，估算出整個研究區域內化學成分含量分布狀況，其研究方法也有一定借鑒意義。雖然煙葉總氮含量易受品種、氣候、土壤、栽培措施的影響，本研究的煙葉樣品取樣點也有限，但數值矢量空間化后使湘西煙葉總氮含量分布一目了然，這對卷煙企業采購煙葉原料具有一定參考價值。

［1］ 鄧小華，楊麗麗，陸中山，等.湘西煙葉質量風格特色感官評價［J］.中國煙草學報，2013，19（5）：22-27.

［2］ 鄧小華，周米良，田茂成，等.湘西州植煙氣候與國內外主要煙區比較及相似性分析［J］.中國煙草學報，2012，18（3）：28-33.

［3］ 周米良，鄧小華，黎 娟，等.湘西植煙土壤pH狀況及空間分布研究［J］.中國農學通報，2012，28（9）：80 -85.

［4］ 鄧小華，楊麗麗，周米良，等.湘西喀斯特區植煙土壤速效鉀含量分布及影響因素［J］.山地學報，2013，31（5）：519-526.

［5］ Smeeton BW.Genetical control of tobacco quality［J］. Rec Adv Tob Sci，1987，13：3-26.

［6］ Chaplin JF，Miner GS.Production factors affecting chem ical components of the tobacco leaf［J］.Rec Adv Tob Sci，1980（6）：3-63.

［7］ CourtWA.Factors affecting the concentration of the duvatrienediols of flue-cured tobacco［J］.Tob Sci，1982，26：40-43.

［8］ 鄧小華，謝鵬飛，彭新輝，等.土壤和氣候及其互作對湖南烤煙部分中性揮發性香氣物質含量的影響［J］.應用生態學報，2010，21（8）：2063-2071.

［9］ 中國農業科學院煙草研究所.中國煙草栽培學［M］.上海：上海科學技術出版社，2005.305.

［10］鄧小華，周清明，周冀衡，等.煙葉質量評價指標間的典型相關分析［J］.中國煙草學報，2011，17（3）：17-22.

［11］鄧小華，周冀衡，陳新聯，等.煙葉質量評價指標間的相關性研究［J］.中國煙草學報，2008，14（2）：1-8.

［12］高家合，秦西云，譚仲夏，等.煙葉主要化學成分對評吸質量的影響［J］.山地農業生物學報，2004，23（6）：497-501.

［13］池敬姬，王艷麗.煙葉主要化學指標及其評吸質量間的相關性分析［J］.延邊大學農學學報，2006，28（3）：208-210.

［14］汪修奇，鄧小華，李曉忠，等.湖南烤煙化學成分與焦油的相關、通徑及回歸分析［J］.作物雜志，2010（2）：32-35.

［15］鄧小華，周冀衡，李曉忠，等.湘南煙區烤煙常規化學指標的對比分析［J］.煙草科技，2006，49（9）：22-26.

［16］鄧小華，周冀衡，李曉忠，等.湖南烤煙化學成分特征及其相關性［J］.湖南農業大學學報（自然科學版），2007，33（1）：24-27.

［17］謝鵬飛，鄧小華，唐春閨，等.湖南不同生態區烤煙主要化學成分比較［J］.中國農學通報2011，27（2）：378 -381.

［18］付亞麗，盧 紅，尹建雄，等.云南烤煙煙堿、總氮和粗蛋白含量與種植海拔的相關性分析［J］.云南農業大學學報，2007，22（5）：676-680.

［19］陳衛國，鄧小華，卿國林，等.湖南烤煙主產區中部煙葉總氮含量區域特征［J］.中國農學通報，2011，27（7）：414-417.

［20］畢慶文，郭 燕，楊林波，等.恩施煙區土壤和烤煙總氮含量及其關系研究［J］.甘肅農業大學學報，2009，44（3）：81-87.

［21］鄭 聰，許自成，蘇永士，等.三門峽煙區烤煙總氮與土壤氮素含量的分布特點及關系分析［J］.江西農業學報，2009，21（8）：64-67.

Regional Characteristic and Spatial Distributions of Total Nitrogen Contents of Flue-cured Tobacco in Xiangxi Autonom ous Perfecture

TIANMing-hui1，2，TIANFeng2，DENGXiao-hua1*，ZHANGLi-ming2，ZHANGFa-ming2，QINYong1，SHINan1

（1 College of Agronomy，Hunan Agricultural University，Changsha，Hunan 410128，China；
2 Tobacco Monopoly Bureau of Xiangxi Autonomous Prefecture，Jishou，Hunan 416000，China）

The total nitrogen content of flue-cured tobacco from main tobacco-growing areas in Xiangxi Autonomous Perfecture were determined by continuous flow method，and its regional characteristic at grades，varieties，soil types，elevation and different countieswere also studied.The results showed that themean total nitrogen content in the flue-cured tobacco leaf of B2F，C3F and X2F grade were 2.16%，1.76%，1.68%，respectively，which showed that the area belonged to lower-nitrogen tobacco-p lanting areas.The sequence of total nitrogen contentwere：B2F＞C3F＞X2F.There were extreme significant difference in the total nitrogen content of flue-cured tobacco among grades and counties；and significant difference among soil types in B2F grade；and non-significant difference among varieties and elevation.The total nitrogen content decreased gradually from the south to the north.

Flue-cured tobacco；Total nitrogen；Regional characteristic；Xiangxi Autonomous Perfecture

TS411.1；S572

A

1001-5280（2014）04-0371-04 DOI：10.3969／j.issn.1001-5280.2014.04.09

2014 04 06

田明慧（1977-），女，湖南花垣縣人，碩士研究生，農藝師，從事煙葉生產技術研究推廣和科技項目管理工作，Email：xxhntmh＠163.com。*通信作者：鄧小華，博士，教授，主要從事煙草科學與工程技術研究，Email：yzdxh＠163.com。

湖南省煙草專賣局重點項目（13-14ZDAa03）。