三個雪茄煙茄衣品種在湖北恩施產區的栽培適應性比較

楊榮洲，汪社亮，余 君，楊春雷，徐芳森，楊錦鵬

（1.華中農業大學資源與環境學院，武漢 430070；2.湖北省煙草科學研究院，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%，發展雪茄煙已然成為煙草行業中一個新的經濟增長點；但由于起步較晚，國內急缺優質的國產雪茄原料，絕大部分原料都依賴進口，尤其是茄衣原料［1］。為適應國內雪茄煙發展這一形勢，并豐富國產煙草制品的供給結構，提升產品及技術的自給自足綜合實力，中國煙草總公司于2020 年適時啟動了“國產雪茄煙葉開發與應用”重大專項，該專項以工業需求為導向，從品種、栽培、晾制、農業發酵、工業發酵5 個子方向開展聯合攻關，并依據茄衣、茄芯的品質需求差異按照分類生產的原則指導規模化、均質化生產。

國產茄衣原料的發展受市場需求及品種資源等因素限制，近幾年才開始試種，并逐步開展相關研究，如湖北、云南、四川以及海南等產區［2］。目前國產茄衣原料質量及等級結構整體偏低，其中缺乏既滿足工業需求又具有較好適應性優良品種的問題依然十分突出。據報道，國內各地就當地適宜雪茄煙品種研究已有初步探索，雷庭等［3］通過生育期、農藝性狀、外觀質量的研究選出適宜獨山縣種植的優質雪茄品種；時向東等［4］也通過農藝性狀與生育期、物理性狀及常規化學成分等篩選出了適宜桐鄉種植的雪茄煙品種；江鴻等［5］從國外引進優秀雪茄煙品種，在四川省進行品種篩選，選出適宜當地種植的雪茄品種。

湖北恩施煙區是國內傳統的優質晾煙產區之一，且在晾煙品種選育、栽培技術、品質調控等方面均有較好的基礎。本試驗從田間農藝性狀、抗逆性表現、化學成分等方面對湖北恩施煙區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性狀表現，探究各品種的栽培適應性差異，以期為后期恩施煙區雪茄煙品種布局提供理論支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗供試煙草（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研究院篩選獲得。

1.2 試驗設計

試驗在湖北省恩施州崔壩晾曬煙基地開展。試驗土壤堿解氮含量136.87 mg/kg，有效磷含量78.80 mg/kg，速效鉀含量609.66 mg/kg，有機質含量2.98%，pH 5.73。試驗設計每品種3 次重復，每重復小區種植100 株，采用4 行區，小區面積40 m2，行株距100 cm×40 cm。施肥量有機肥100 kg/667 m2，專用復合肥純氮10 kg/667 m2，N∶P2O5∶K2O=1.0∶1.5∶3.0。有機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，打頂當天打掉2～3 片腳葉，12 d 左右之后進行第一次采收，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

試驗共設置2 次取樣。試驗有關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，各處理各重復均隨機選取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，于晾制大棚內取樣，各處理各重復均隨機選取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，處理重復隨機取中部葉片2 片，60 ℃烘干，粉碎過篩，用于各時期化學成分的測定。

1.4 測定項目及方法

1.4.1 農藝性狀 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行煙葉SPAD值測定，各處理各重復選取3 株，每株選取中部3 片代表性葉片進行測定。

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），酶標儀進行測定。

1.4.4 可溶性蛋白質含量測定 樣品粉碎后用水浸提，考馬斯亮藍法測定可溶性蛋白質含量，酶標儀進行測定。

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），酶標儀進行測定。

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，氮藍四唑法測定超氧化物歧化酶（SOD）含量，酶標儀進行測定。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，愈創木酚法測定過氧化物酶（POD）含量，酶標儀進行測定。以每克組織在每毫升反應體系中每分鐘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，蘇州科銘生物技術有限公司），酶標儀進行測定。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，蘇州科銘生物技術有限公司），酶標儀進行測定。

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，用火焰分光光度計測定總K 含量。

1.4.11 總糖含量測定 按照YC/T 159—2002 規定測定糖含量。

1.4.12 植物總煙堿含量測定 按照YC/T 160—2002 規定測定煙堿含量。

1.4.13 Cl 含量測定 按照YC/T 162—2011 規定測定氯含量。

1.5 數據處理

采用Excel 2016 進行數據統計，利用SPSS 23.0對數據進行方差分析，應用Prism 8 進行作圖。

2 結果與分析

2.1 成熟期不同雪茄煙品種的農藝性狀

不同品種雪茄煙在成熟期的農藝性狀如圖1 所示。SPAD 值表現為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），農藝性狀的表現優于CX-007 和CX-010。

圖1 成熟期不同雪茄煙品種的農藝性狀

2.2 成熟期不同雪茄煙品種抗逆性反應的差異

不同雪茄煙品種在成熟期的抗逆性反應表現如圖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 的可溶性蛋白質含量顯著高于CX-007，CX-010 的可溶性蛋白質含量較CX-007 增加31.0%，CX-012 的可溶性蛋白質含量較CX-007 增加52.0%，CX-012 的可溶性蛋白質含量略高于CX-010 但未達到顯著性差異（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 更加適應環境條件，其中CX-012 的表現更好。過氧化氫酶［6-9］、過氧化物酶［10-13］、超氧化物歧化酶［14，15］作為植物體內主要的抗氧化酶，在抵御外界脅迫中起著重要作用。結果表明過氧化氫酶、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%，這可能是因為外界環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

2.3 成熟期不同雪茄煙品種化學成分分析

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%，但未達到顯著性差異（圖3F、圖3G）。氮堿比是評價雪茄煙葉品質的重要指標，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量的重要指標之一，因為CX-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成分

2.4 晾制期不同雪茄煙品種抗逆性反應差異

不同品種雪茄煙在晾制期的抗逆性反應結果如圖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%，但未達到顯著性差異（圖4A）。可溶性蛋白質、丙二醛含量各品種之間表現趨于一致（圖4B、圖4C）。可能是因為在晾制期間，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

2.5 晾制期不同雪茄煙品種化學成分分析

晾制期間，因為葉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 含量表現發生改變，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，導致氮堿比大幅下降，CX-012 表現最好，為0.69，比CX-010 的0.53 高出30.2%，比CX-007 的0.48 高出43.8%并達到顯著性差異（圖5H）。晾制期Cl 含量的大量增加是導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成分各有優劣，其中CX-010 和CX-012 略優于CX-007。

圖5 晾制期不同雪茄煙品種的化學成分

3 小結與討論

試驗結果表明，在化學成分上，多數指標未體現出3 個雪茄煙品種間的差異，其中氮含量、氮堿比、鉀氯比表現適中，可以認為3 個品種具有較好的吸食口感與燃燒性。農藝性狀上，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；抗逆性指標上，相較于其他品種，CX-012 品種可能更易于在恩施煙區種植。同時，CX-007 與CX-010 品種在化學成分方面表現出的潛力也不容忽視，有待進一步研究。

雪茄煙與一般傳統煙不同，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，因此對煙葉品質要求較高。國內的雪茄煙研究大多是關于施肥等一些基礎農藝措施，研究調制后的成品煙葉品質，特別是對生物堿的研究，但是現有的品種篩選相對落后，仍處在發展階段。

試驗通過對外源引進品種進行試種，觀察到在成熟期，各品種的田間性狀就開始表現出較大差異。CX-012 的SPAD 值較高，顏色表現較深，有著更好的有機物合成和積累能力。在抗逆性反應方面，可溶性糖，如葡萄糖、蔗糖在植物生長發育過程中提供能量并且作為中間代謝產物，同時也作為重要調節因子作用于生長發育及基因表達。可溶性糖除了能量提供以及代謝中間體的作用外，現有研究已經確定其作為植物體內重要信號分子的作用。在植物生長發育的過程中，糖信號與氮信號相互作用，存在調控關系。另外，可溶性糖與植物激素的關系也相當緊密［16，17］，可溶性蛋白質是重要的滲透調節物質和營養物質，其增加和積累能提高細胞的保水能力，對細胞的生命物質及生物膜起到保護作用，同時植物體內的可溶性蛋白質大多數是參與各種代謝的酶類，因此經常用作篩選抗性的指標之一。可溶性蛋白質的增加，使得植物適應性增強。在植物抗逆性生理研究中，丙二醛含量是一個常用指標。植物器官在逆境下遭受傷害，往往發生膜脂過氧化作用，丙二醛是膜脂過氧化的最終分解產物，會引起蛋白質、核酸等生命大分子的交聯聚合，且具有細胞毒性，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合物及線粒體內關鍵酶活性，它的產生還能加劇膜的損傷，因而測試丙二醛的量可反映機體脂質過氧化的程度，間接地反映出細胞損傷的程度［20］。試驗結果表明，CX-007 較低的可溶性糖、可溶性蛋白質，以及大量的丙二醛含量，意味著在恩施州相同的種植環境下，CX-007 對比CX-010 和CX-012 受到更大的環境脅迫。環境越適宜越有利于植物生長發育，受到脅迫最低的CX-012 表現出較好的化學成分狀態。

在晾制期，隨著煙葉的脫水干燥，各品種的抗逆性反應趨于一致。優質雪茄煙葉要求充分發揮雪茄自身香氣吸味，各部位的香氣應相輔相成。含氮化合物對煙葉產量質量影響較大，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，含量不應過高，其含量只有適中并且和其他化合物的含量達到協調，才能使煙葉達到一個良好的品質。氮堿比是評價煙葉品質的指標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，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。而氯則被認為是雪茄吸食時的阻燃因素，優質煙葉的氯含量應小于1%。所以一個體現雪茄燃燒性的可靠指標就是鉀氯比，當鉀氯比＜1 時，雪茄容易發生熄火，難以燃燒，當比值＞2 時可以認為煙草燃燒性比較好。