趙會納,湯朝起,彭玉龍,王先勃,

沈 晗2,鄭其令4,雷 波1,李德侖1,丁福章1,潘文杰1

(1.貴州省煙草科學研究院，貴州 貴陽 550081；2.上海煙草集團有限責任公司，上海 200082；3.貴州省煙草公司 遵義市公司，貴州 遵義 563000；4.遵義市煙草公司 道真縣分公司，貴州 道真 563500)

煙葉含氮化合物主要包括煙堿、蛋白質、葉綠素等[1-2]，其不僅具有重要的生理功能，而且在一定程度上決定著煙葉吸食品質[3-4]。研究表明，含氮化合物(蛋白質、總氮和煙堿)是化學成分中對煙葉評吸質量影響最大的因素，且影響順序為蛋白質>總氮>煙堿[5]。煙堿決定煙氣的生理強度，影響煙氣的濃度和勁頭，煙堿/焦油比值與吸味品質之間呈線性正相關關系[6]，而蛋白質影響煙氣的勁頭和吃味，燃吸時會產生一種類似羽毛燃燒的蛋白質臭味[2,7]；總氮、蛋白質還與焦油量呈極顯著正相關[8]，總氮含量與感官質量呈負相關關系[9-11]。施氮量和留葉數是影響煙葉煙堿和總氮等化學成分的重要因素[12-13]，目前，已有不少關于施氮量和留葉數對煙葉煙堿、總氮影響的研究，煙堿、總氮等含氮化合物含量一般隨施氮量的增加而增加，隨留葉數的增加而減少[12,14]。煙堿氮和蛋白氮作為煙葉中最主要的氮，目前還鮮有關于其研究的報道。有研究表明，控制煙葉總氮含量尤其是非煙堿氮(粗蛋白)含量可能會提高上部葉可用性[15-16]，因此，控制煙葉非煙堿氮和總氮含量、適當提高煙堿氮含量可能是提高煙葉品質和焦油量的途徑之一。烤煙生產中往往為了提高產量和經濟效益而增加氮肥的投入以及增加留葉數，造成肥料利用率低和浪費現象，也導致了煙葉可用性下降[17]。因此，為探明烤煙種植中適宜的施氮量及留葉數，筆者等將總氮分為煙堿氮、蛋白氮和其他氮3部分，分析低施氮、少留葉的技術措施下不同部位煙葉的煙堿氮、蛋白氮、其他氮和總氮的變化，旨在為提高煙葉可用性和低焦油卷煙原料的開發提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

烤煙供試品種為K326，由貴州省煙草科學研究院制種并提供。試驗于2016年和2017年在貴州省遵義市道真縣隆興鎮浣溪村進行。試驗點土壤理化性狀：全氮0.22%，堿解氮182.02 mg/kg，全磷1.10 g/kg，有效磷43.73 mg/kg，全鉀19.25 g/kg，速效鉀381.24 mg/kg，有機質36.88 g/kg，pH 5.13。根據貴州省企業標準植煙土壤肥力質量評價標準(Q/GZYC05-2011)[18]判斷，試驗點土壤的全氮、堿解氮、速效鉀和有機質含量豐富，有效磷含量很豐富，pH適宜。總體來看，該試驗點較適宜開展本試驗。

1.2 試驗設計

試驗為雙因素裂區試驗，主處理為施氮量：45.0 kg/hm2、67.5 kg/hm2和90.0 kg/hm2；副處理為留葉數：12片/株、14片/株和16片/株，9個處理，3次重復，共27個小區，隨機區組排列。烤煙移栽密度為18 180 株/hm2，行距110 cm、株距50 cm。在現蕾前當煙株的有效留葉數達到處理(12片/株、14片/株、16片/株)要求時進行扣心打頂。保證留在煙株的下部第1葉位葉長大于50 cm，頂部最上位葉葉長為10～20 cm。打頂后將長勢正常且無傷害的煙株所有葉位掛牌(從下向上數)，其他田間管理措施按當地優質煙栽培技術進行。初烤煙葉按部位(表1)取樣檢測常規化學成分。同時，設置生產常規對照，移栽密度16 500 株/hm2，行距110 cm，株距60 cm，氮肥施用量105.0 kg/hm2，留葉數18片/株，中心花50%開放時打頂，其他田間管理措施按當地優質煙栽培技術進行。

1.3 測定指標及方法

采用煙草行業標準測定，其中，煙堿含量采用YC/T 160-2002測定，糖含量采用YC/T 159-2002測定，總氮含量采用YC/T 161-2002測定，鉀含量采用YC/T 217-2007測定，氯含量采用YC/T 162-2002測定，蛋白質含量采用YC/T 249-2008測定。煙葉感官質量是以YC/T138-1998為基礎進行評吸評價，具體評價指標及評分為香氣質、香氣量、雜氣、刺激性分別10分，吃味12分，感官總分52分。

1.4 數據分析

采用SPSS 16.0和Excel進行數據分析，包括雙因素方差分析和多重比較，多重比較采用Duncan法。

2 結果與分析

2.1 施氮量與留葉數對煙葉含氮化合物的影響

方差分析表明，施氮量對煙葉煙堿氮、蛋白氮和總氮含量的影響均達顯著水平(P<0.05)；留葉數對煙葉煙堿氮影響達極顯著水平(P<0.01)，對總氮含量影響達顯著水平(P<0.05)，而對蛋白氮含量影響不顯著。施氮量×留葉數交互作用對各個含氮化合物影響均不顯著。

表1不同留葉處理煙葉常規化學成分檢測不同部位葉片的選取
Table 1 Tobacco leaves selection in different parts for conventional chemical composition detection in tobacco leaves of different leaves remained treatments

留葉數/(片/株)Leaves remained中部葉 Middle leaves 上部葉 Upper leaves 頂葉 Tip leaves 12第5～7葉位第8～10葉位第11～12葉位14第6～8葉位第9～11葉位第12～14葉位16第7～9葉位第10～13葉位第14～16葉位18(CK)第8～11葉位第12～15葉位第16～18葉位

2.2 施氮量對不同部位煙葉含氮化合物的影響

2.2.1 頂葉 從圖1看出，不同施氮量處理的頂葉煙堿氮、其他氮和總氮含量存在顯著差異，其含量隨施氮量的增加而增加。其中施氮量為90.0 kg/hm2處理的煙堿氮和其他氮含量顯著高于45.0 kg/hm2處理，二者與67.5 kg/hm2處理差異均不顯著；而90.0 kg/hm2處理的總氮含量顯著高于45.0 kg/hm2和67.5 kg/hm2處理；蛋白氮含量在3個施氮量處理間差異不顯著。

注：圖中不同小寫字母標記表示差異達顯著水平(P<0.05)，下同。
Note:Different lowercase letters in the figure indicate significance of difference atP<0.05 level.The same below.

圖1不同施氮量處理烤煙頂葉含氮化合物的含量
Fig.1 Nitrogen compounds contents in tip leaves of tobacco with different nitrogen application

2.2.2 上部葉 由圖2可知，上部葉煙堿氮和蛋白氮含量在 3個施氮量水平間存在顯著差異，均隨施氮量的增加而增加。其中45.0 kg/hm2處理的煙堿氮含量顯著低于67.5 kg/hm2和90.0 kg/hm2處理；90.0 kg/hm2處理的蛋白氮含量顯著高于45.0 kg/hm2和67.5 kg/hm2處理；其他氮和總氮含量也隨施氮量的增加而增加，但3個施氮量處理間差異不顯著。

2.2.3 中部葉 由圖3看出，中部葉的煙堿氮、蛋白氮和總氮含量在 3個施氮量水平間存在顯著差異，均隨施氮量的增加而增加。其中施氮量為90.0 kg/hm2處理的煙堿氮、蛋白氮和總氮含量顯著高于45.0 kg/hm2處理，二者與67.5 kg/hm2處理間的差異均不顯著；其他氮含量也隨施氮量的增加而增加，但3個施氮量處理間差異不顯著。

圖3 不同施氮量處理烤煙中部葉含氮化合物的含量Fig.3 Nitrogen compounds contents in middle leaves of tobacco with different nitrogen application

2.3 留葉數對不同部位煙葉含氮化合物的影響

2.3.1 頂葉 由圖4看出，頂葉的煙堿氮和總氮含量在不同留葉數處理間存在顯著差異，其含量隨留葉數的增加而減少，其中留葉數為12片/株處理的總氮和煙堿氮含量顯著高于16片/株處理；蛋白氮和其他氮含量在3個留葉處理間的差異不顯著。

圖4 不同留葉數處理頂葉含氮化合物的含量Fig.4 Nitrogen compounds contents in tip leaves of tobacco with different number of leaves remained

2.3.2 上部葉 由圖5看出，上部葉的煙堿氮含量在不同留葉數處理間存在顯著差異，其含量隨留葉數的增加而減少。留葉數為12片/株處理的煙堿氮含量顯著高于14片/株和16片/株處理，后二者的差異不顯著；蛋白氮、其他氮和總氮含量在3個留葉處理間的差異不顯著。

圖5 不同留葉數處理上部葉含氮化合物的含量Fig.5 Nitrogen compounds contents in upper leaves of tobacco with different number of leaves remained

2.3.3 中部葉 由圖6看出，中部葉的煙堿氮和總氮含量在不同留葉數處理間存在顯著差異，其含量隨留葉數的增加而減少。其中留葉數為16片/株處理的煙堿氮含量顯著低于12片/株和14片/株處理，后二者的差異不顯著；16片/株處理的總氮含量顯著低于12片/株，二者與14片/株處理間的差異不顯著；蛋白氮和其他氮含量在3個留葉處理間差異不顯著。

圖6 不同留葉數處理中部葉含氮化合物的含量Fig.6 Nitrogen compounds contents in middle leaves of tobacco with different number of leaves remained

2.4 不同處理煙葉的化學成分

從表2看出，與常規生產對照相比，所有處理組合煙葉的蛋白氮含量均有降低，除施氮量為45 kg/hm2+留葉數為16片/株的處理組合外，其余處理組合的煙堿氮含量均有提高，總糖和還原糖含量適宜。除鉀含量外，其他指標在9個處理間多數存在顯著差異。總體來看，在同一施氮量水平下，煙堿氮和總氮含量隨著留葉數的增加而減少，總糖、還原糖含量隨留葉數的增加而增加；在同一留葉數水平下，總氮、煙堿氮含量隨施氮量的增加而增加，總糖、還原糖含量隨施氮量的增加而減少。

表2 不同處理煙葉的化學成分含量Table 2 Content of chemical components of tobacco leaves under different treatments %

注：同列不同字母表示差異達顯著水平(P<0.05)，下同。
Note:Different letters in the same column mean significant difference at 0.05 level.The same below.

2.5 施氮量與留葉數對煙葉感官質量的影響

方差分析表明，施氮量對煙葉香氣質、香氣量、吃味、雜氣、刺激性及總分均有極顯著影響(P<0.01)；留葉數對煙葉香氣質和香氣量有顯著影響(P<0.05)，而對其他指標影響不顯著。施氮量×留葉數交互作用對各個感官質量指標影響均不顯著。由表3看出，在同一施氮量水平下，香氣質、香氣量和吃味得分總體上隨留葉數的增加而提高。總體來看，施氮量67.5 kg/hm2+留葉數16片/株處理組合煙葉的香氣質、香氣量、吃味、雜氣、刺激性得分及總分均最高。

表3 不同處理煙葉的感官質量得分Table 3 Sensory quality scores of different tobacco treatments 分

2.6 煙堿氮/總氮比值對煙葉感官質量的影響

從圖7看出，煙堿氮/總氮比值在0.295～0.315，香氣質、香氣量和吃味得分均隨著煙堿氮/總氮比值的增加而增加，煙堿氮/總氮比值在0.315～0.335，香氣質、香氣量和吃味均呈下降趨勢，煙葉的雜氣和刺激性隨煙堿氮/總氮比值的升高呈先降低后增加再降低的變化趨勢。當煙堿氮/總氮比值在0.315時，香氣質、香氣量、吃味、雜氣和刺激性5項感官質量得分均最高，感官質量最好。

圖7 煙堿氮/總氮比值與感官質量的關系Fig.7 Relationship between nicotinic nitrogen-total nitrogen ratio and sensory quality

3 結論與討論

施氮量對煙葉含氮化合物和感官質量影響很大，對煙葉煙堿氮、蛋白氮和總氮含量均有顯著影響，對香氣質、香氣量、吃味、雜氣、刺激性及總分均有極顯著影響；留葉數對煙葉煙堿氮有極顯著影響，對總氮含量、香氣質和香氣量有顯著影響，對蛋白氮含量影響不顯著。當施氮量增加、留葉數減少時，分配到單株葉片的氮素增加，含氮化合物積累增加，與前人研究的含氮化合物隨施氮量的增加而增加，隨留葉數的增加而減少結果一致[15,19]。目前鮮有針對煙堿氮/總氮比值的研究報道，本研究表明，煙堿氮/總氮比值總體隨施氮量的增加而增加，隨留葉數增加而減少，煙堿氮/總氮比值在0.295～0.315，香氣質、香氣量和吃味得分均隨著煙堿氮/總氮比值的增加而增加，之后隨煙堿氮/總氮比值增加呈下降趨勢，同時留葉數對蛋白氮影響不顯著。因此，可在一定范圍內通過調整留葉數來提高煙堿氮/總氮比值從而控制蛋白氮含量及提升感官品質，如施氮量67.5 kg/hm2+留葉數16片/株處理組合煙葉的煙堿氮/總氮比值為0.315，其煙葉香氣質、香氣量、吃味、雜氣、刺激性得分和總分均最高，感官質量最好，因此烤煙生產上推薦施氮量67.5 kg/hm2+留葉數16片/株處理組合。由于是單一試驗點的結果可能還存在一定的局限性，在下一步的研究中擬結合生態條件、焦油產生量和經濟性狀分析，進一步探討更符合煙葉生產實際的處理組合。

與常規生產對照相比，低施氮、少留葉所有處理煙葉蛋白氮含量明顯降低，但煙堿氮含量除施氮量為45.0 kg/hm2+留葉數為16片/株的處理組合外其余處理組合均有明顯提高，與已有研究不盡相同(在通常情況下，煙堿和蛋白質含量同步增加)[19]。究其原因，首先可能受留葉數的影響，試驗中發現3個部位煙葉的煙堿氮含量均隨留葉數的增加而顯著減少，但蛋白氮含量在3個留葉數處理間的差異均不顯著，所以導致煙堿氮增加而蛋白氮減少；其次可能是由于煙堿含量與打頂時間呈顯著正相關[20-22]，試驗所有處理均在現蕾前打頂，打頂時間大幅提前使得煙堿積累時間長，其積累量明顯增加，但打頂時間與蛋白質含量存在顯著負相關關系[21-22]，使得蛋白氮含量降低。總體看，低施氮、少留葉提高了煙葉煙堿氮含量，降低了蛋白氮含量。施氮量對煙葉含氮化合物和感官質量影響最大，留葉數次之，其交互作用對含氮化合物影響不顯著。