不同留叶数对烤烟化学成分及焦油释放量的影响

王雅妮，徐旭光，陈爱国，王树声，宋 科，梁洪波＊

（1.中国农业科学院烟草研究所/农业部烟草生物学与加工重点实验室，山东青岛266101；2.青岛农业大学农学与植物保护学院，山东青岛266101；3.云南省烟草公司红河州分公司，云南弥勒652300）

不同留叶数对烤烟化学成分及焦油释放量的影响

王雅妮1，2，徐旭光3，陈爱国1，王树声1，宋 科1，梁洪波1＊

（1.中国农业科学院烟草研究所/农业部烟草生物学与加工重点实验室，山东青岛266101；2.青岛农业大学农学与植物保护学院，山东青岛266101；3.云南省烟草公司红河州分公司，云南弥勒652300）

为完善牡丹江地区低焦油烟叶生产技术，采用田间小区试验方法，探究不同留叶数对烤烟化学成分及焦油释放量的影响。结果表明：随看留叶数的增加，焦油释放量呈先减小后增加的变化趋势，留16片叶降焦效果最好，为18.67mg/支，明显低于其他处理；随着留叶数的增加，总糖、纤维素、糖碱比呈先增加后减小的趋势，烟碱、总氮呈先减小后增加趋势，氧化钾呈逐渐增加的变化趋势；焦油释放量与总糖、纤维素含量呈极显著负相关，相关系数分别为-0.84和-0.85，与烟碱呈显著正相关，相关系数为0.78；经回归和通径分析，纤维素是影响焦油释放量的重要因素，对焦油释放量有较大的直接作用和间接作用。在牡丹江地区，烟株留16片叶烟叶的焦油释放量最低，留叶数过多或过少都不利于降低焦油释放量。

烤烟；留叶数；焦油释放量；化学成分

打顶留叶是调节烟株营养的重要手段。打顶可阻断同化物向生殖器官运输，促使烟株体内养分的重新分配，改变整体干物质量的积累及其在不同部位之间的比例，留叶数不同对烟株养分分配、烟叶成熟、烟田小气候都有重要影响［1-3］。烟叶的化学成分是决定烟叶品质的内在因素，是影响焦油释放量的物质基础［4-5］。现有报道关于烟株留叶数的研究，大多集中在其对生长及产质量影响方面［6-9］，包括对理化特性、外观质量等的研究上，或只是研究理化特性与焦油释放量的关系［9-10］，但关于留叶数如何通过影响烟叶品质进而影响焦油释放量的研究较少。牡丹江市位于中高纬度地区，到烤烟生长后期温度较低，留叶数的多少，对烤烟品质及焦油释放量有重要影响。笔者研究不同留叶数处理对烤烟中部叶化学成分和焦油释放量的影响，进一步分析二者之间的关系，为生产优质低焦油烟叶提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验点概况

试验于2013年在黑龙江省牡丹江市宁安市的牡丹江烟草研究所试验场进行，属中温带大陆性季风气候，大于10℃积温2 600～2 900℃，无霜期130～140d。试验地土壤肥力均匀，前茬作物为小麦，地面规整，排灌方便，肥力中等。

1.2 试验设计

试验烤烟品种为龙江911，小区试验按随机区组设计，4个处理。处理1～处理4留叶数分别为14片、16片、18片和20片，每个处理3次重复。烤烟株行距为1.2m×0.5m，每小区110m2，设保护行。施肥量为施N 37.5kg/hm2，P2O537.5kg/hm2，施K2O 94.5kg/hm2。田间管理按当地烤烟生产技术方案进行。5月15日移栽，7月20日第1次打顶，在烤烟各个主要生长环节高度重视叶斑类、病毒类和根茎类病害的防治，保证烟叶的产质量。

1.3 测定项目及方法

按小区取样烘烤，取烤后中部主等级烟叶5kg，去梗、切丝后待检测。

总糖、还原糖、烟碱、总氮、K2O和氯采用连续流动分析法测定，纤维素和木质素参照行业标准YC/T347测定，烟气成分由农业部烟草产业产品质量监督检验测试中心按照YC/T29行业标准进行单料烟卷制（无过滤嘴）和焦油释放量测定。

1.4 数据统计分析

采用excel 2007和SAS 9.2进行描述统计分析、方差分析、相关分析和通径分析。

2 结果与分析

2.1 烤烟中部叶的烟气成分

由表1可见，随着留叶数的增加，烤烟中部叶烟气中烟碱、总粒相物和焦油释放量呈先减小后增加的趋势。其中，各处理焦油释放量由大到小依次为处理1＞处理4＞处理3＞处理2，留叶14片处理的焦油释放量最高，为20.90mg/支，留叶16片处理焦油释放量最低，为18.67mg/支。

表1 不同留叶数烤烟中部叶的烟气成分Table 1 Effect of different remained leaves on smoke components of middle tobacco leaves

2.2 烤后烟叶的化学成分

烟叶的化学成分是决定烟叶品质的内在因素，是影响焦油释放量的物质基础。由表2可见，随着留叶数的增加，烤烟中部叶总糖含量呈先增加后减小的变化趋势，留叶14片处理总糖含量最低，显著低于其他处理，留叶16片处理总糖含量最高；烟碱、总氮含量随留叶数增加呈先减小后增加的趋势，留叶16片处理的烟碱和总氮含量最低；K2O随留叶数的增加呈逐渐增加的趋势；氯含量无明显的变化趋势，且不同留叶数处理的氯含量均低于0.3%；随留叶数增加，纤维素含量呈先增加后减小的趋势。根据优质烤烟标准［1］，烤烟中部叶的还原糖、总糖和糖碱比都偏高，氯含量偏低，烟碱、总氮含量略偏低。糖碱比是衡量烟气醇和度的指标，一般在比较适宜，不同留叶数处理糖碱比大小为处理2＞处理3＞处理4＞处理1，糖碱比在20.81～23.66，均高出10左右的适宜范围。

2.3 烤烟化学成分与焦油释放量的关系

2.3.1 简单相关分析 表3结果表明，烤烟中部叶总糖和纤维素与焦油释放量呈极显著负相关，烟碱与焦油释放量呈显著正相关。根据简单相关系数，总糖、纤维素对焦油释放量影响最大，而后依次为烟碱、总氮、还原糖、木质素、Cl和K2O。

表2 不同留叶数处理烤烟中部叶的化学成分Table 2 Effect of different remained leaves on chemical components of middle tobacco leaves

2.3.2 通径分析 根据分析结果，木质素对焦油直接作用很小，可以忽略不计，只对其余7项指标进行通径分析。根据分析结果（表4），直接作用方面，各作用因子对焦油释放量影响大小顺序依次为K2O＞纤维素＞总氮＞烟碱＞还原糖＞总糖＞氯；K2O主要通过总氮和还原糖对焦油释放量起间接负作用，间接作用系数分别是-0.676和-0.226，与直接作用效果相反，其对焦油综合作用较小；总氮、烟碱的间接作用系数分别为1.610和1.469，大于直接作用系数，因此，其直接作用结果与综合作用不同，另外，共线性问题也可能是上述问题的影响因素。

2.3.3 建立回归方程 由通径分析可见各化学成分对焦油的影响存在共线性问题，因此，采用逐步回归分析建立最优回归模型，将对焦油影响不显著的变量剔除，得到烤烟中部叶化学成分与焦油释放量的多元回归方程：y焦油释放量＝55.96-4.65x纤维素，该模型P值为0.007 4，截距P值为0.000 8，纤维素的P值为0.007 4，表明该回归方程和回归系数极显著。该方程决定系数R2为0.7243，能解释72.4%的因变量变化，可见，拟合的方程具有较大的参考价值。

表3 中部叶化学成分与焦油释放量简单相关分析Table 3 Simple correlation analysis between chemical components and tar delivery of middle tobacco leaves

表4 中部叶化学成分与焦油释放量通径分析Table 4 Path analysis of chemical components and tar delivery of middle tobacco leaves

3 结论与讨论

1）试验结果表明，随留叶数增加，焦油呈先减小后增加的变化趋势，留叶16片处理的焦油释放量最低，明显低于其他处理，从降低焦油释放量的角度看，留16片叶降焦效果最好，但糖碱比值高于其他3个处理。随着留叶数的增加，总糖、纤维素和糖碱比呈先增加后减小的变化趋势，烟碱、总氮呈先减小后增加的变化趋势，氧化钾、木质素呈逐渐增加的变化趋势；同时还存在还原糖、总糖偏高，烟碱、总氮含量略偏低的问题。焦油释放量与总糖、纤维素含量呈极显著负相关，纤维素主要通过直接作用影响焦油释放量，还通过总糖和烟碱产生较大的间接作用；回归分析结果中纤维素为主要影响因子。

2）戴勋等［11］对NC297的研究表明，烤烟留20片叶最佳；张黎明等［12］对K326的研究发现，留24片叶的产质量最高；本试验结果表明，留叶16片的降焦效果最好，留叶数偏少主要是因为牡丹江地区烤烟生长后期温度降低，留叶数过多将不利于烤烟后期成熟，若留叶数过少则产量下降，另外，试验设计为留叶数14～20片，也是基于该原因。

3）本试验的还原糖、总糖偏高，烟碱、总氮含量略偏低，因此糖碱比偏高，与李树利等［13-14］在东北地区的研究结果相似，可能与当地特殊的生态环境有关，因此，该地区如何协调化学成分也是十分重要的问题，有待于进一步的研究。

4）汪修奇等［15］研究表明：总糖、还原糖、钾与焦油呈极显著的负相关，烟碱、总氮与焦油呈极显著的正相关，氯与焦油的相关不显著，对焦油释放量影响最大的因素为烟碱，其次是总氮，即含氮化合物为主要影响因素；于建军等［16］的研究指出，烟叶中的K2O与烟气中焦油释放量呈显著负相关，而烟碱、氯离子等则与焦油释放量呈显著正相关，因此，烟碱和与燃烧性有关物质对焦油释放量有明显影响作用；本试验结果表明，总糖、烟碱、纤维素为影响焦油释放量的重要因素，其中纤维素为主要影响因素，纤维素和木质素是构成细胞壁物质的主要成分［17］，随着烟叶逐渐成熟，细胞体积增加，细胞壁中纤维素含量随之升高，且成熟度较好的烟叶细胞结构更加疏松［18-19］，其燃烧产生的焦油量降低［1］。因此，可通过提高纤维素含量来降低焦油释放量；留16片叶的纤维素含量最高，最有利于降低焦油释放量。另外，优质烟叶的生产是一项系统工程，还需要结合多项措施包括品种选育、施肥、密度等各项措施共同实施。

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（责任编辑：聂克艳）

Effects of Different Remained Leaf Number on Chemical Components and Tar Delivery of Flue-cured Tobacco

WANG Yani1，2，XU Xuguang3，CHEN Aiguo1，WANG Shusheng1，SONG Ke1，LIANG Hongbo1＊
（1.TobaccoResearchInstitute，CAAS/KeyLaboratoryofTobaccoBiologyandProcessing，MinistryofAgriculture，Qingdao，Shandong266101；2.CollegeofAgronomyandPlantProtection，QingdaoAgriculturalUniversity，Qingdao，Shandong266101；3.HongheBranchCompany，YunnanTobaccoCompany，Mile，Yunnan652300，China）

The effects of different remained leaves on chemical components and tar delivery of middle flue-cured tobacco leaves were studied by a field experiment to improve production technology of flue-cured tobacco with low tar content in Mudanjiang Region.Results；The tar delivery presents a firstly declining and then rising trend with increase of remained leaves.The tar reduction effect of 16remained leaves/plant treatment is the best（18.67mg/cigarette），which is obviously lower than other treatments.With increase of remained leaves，the content of total sugar，cellulose and sugar-nicotine show a firstly rising and then declining trend，the total nitrogen content represents a firstly decrease and then rising trend but the potassium oxide content presents a gradually increasing trend.Tar delivery is negatively related to total sugar and cellulose content very significantly and their correlation coefficients are-0.84and-0.85.Tar delivery is positively related to nicotine content significantly and the correlation coefficient is 0.78.The regression and path analysis show that cellulose is an important factor to influence tar delivery and has the major direct and indirect effect on tar delivery.The tar delivery of flue-cured tobacco leaves under 16 remained leaves/plant treatment is the lowest in Mudanjiang Region and more or less than 16remained leaves is not good for reduction of tar delivery.

flue-cured tobacco；remained leaf number；tar delivery；chemical composition

S572

A

2015-12-23；2015-09-02修回

国家烟草专卖局特色优质烟叶开发重大专项“优质填充型低焦油烟叶研究与开发”（TS-06-20110038）

王雅妮（1990-），女，在读硕士，研究方向：烟草栽培学。E-mail：wangyani341＠126.com

＊通讯作者：梁洪波（1961-），男，研究员，从事烟草栽培营养研究。E-mail：LHB1961＠126.com

1001-3601（2016）09-0372-0020-04