生态、品种和栽培措施及其互作对烤烟多酚类物质的影响

许晓敬+张小全+刘冰洋+何冰+焦绍赫+杨铁钊

摘要： 为探讨生态、品种、栽培措施及其互作对烤烟多酚类物质含量的影响，在河南、山东、陕西3个烟区，以烤烟品种豫烟10号、粤烟98、K326、湘烟3号为研究材料，设置不同的栽培措施来比较烟叶多酚类物质含量的差异。结果表明：生态、品种和栽培措施及互作对烟叶多酚类物质的含量均有显著影响。生态因素对绿原酸、芸香苷、莨菪葶和总酚含量的贡献率分别为55.70%、70.79%、43.37%和66.19%；互作效应对它们的贡献率分别为33.41%、22.43%、44.58%和25.34%；说明生态条件和互作效应是影响烤烟多酚类物质含量的关键因素，品种和栽培措施对多酚类物质的含量亦有重要作用。

关键词： 烤烟；多酚；生态；品种；栽培；互作效应

中图分类号：S572.03 文献标志码：A 文章编号：1002-1302（2016）03-0117-04

多酚类物质是植物重要的次生代谢物质之一[1]，也是烟草产生香气的主要成分，是烟叶中一类重要的物质。多酚化合物对烟草的生长发育、外观[2-4]、烟气香吃味[5-6]、烟叶风格[7-8]及烘烤调制均有明显影响，是衡量烟叶品质的重要指标[9]。烟草中多酚类物质的组分和含量受多种因素的影响，如烟草品种、种类、生态条件、栽培措施和调制方法等[10]。国内外学者就烟草品种、生态因素和栽培措施对烟草多酚类物质的影响进行了大量研究[11-12]。烟草中的多酚含量是受基因控制的，多酚含量高的品种其后代的多酚含量也高，多酚含量低的品种其后代多酚含量也低[13]。烟叶中多酚含量也受光照、温度、海拔等生态因素的影响[14]。李力等研究表明，不同产地烟叶中绿原酸、芸香苷和莨菪葶含量存在差别，它主要受种植区的光照、温度、土壤状况等生态因素的影响[15]。而关于栽培措施对烟叶多酚类物质含量影响的研究较少。前人的研究多侧重于单个因素或2个因素对烟叶多酚类物质含量的影响及多酚类物质与单个环境因子的关系，关于生态、品种和栽培措施及其互作对烤烟多酚类物质含量影响的具体大小及它们之间哪个是主要影响因素报道较少。本研究选用4个烤烟品种，设置3个不同的栽培处理分别在河南省许昌市、山东省诸城市和陕西省商洛市3个生态区种植，研究生态、品种和栽培措施对烤烟绿原酸、芸香苷、莨菪葶和总酚含量的影响及贡献率的大小，对提高烤烟香气质和香气量及改善烟叶品质的作用。

1 材料与方法

1.1 试验设计

试验于2013年在河南省许昌市襄城县、山东省诸城市贾悦镇、陕西省商洛市洛南县3个不同的生态区进行。以豫烟10号、粤烟98、K326、湘烟3号为供试品种，试验采用随机区组设计，设置3个栽培处理，①常规施肥模式（T1）：施入纯氮总量52.5 kg/hm2，其中有机态氮11.25 kg/hm2，硝态氮20.625 kg/hm2，铵态氮20.625 kg/hm2；②高产施肥模式（T2）：施入纯氮总量60 kg/hm2；其中有机态氮11.25 kg/hm2，硝态氮24.375 kg/hm2，铵态氮24.375 kg/hm2；③优质适产施肥模式（T3）：施入的纯氮总量与常规模式一致（52.5 kg/hm2），氮形态改变，其中有机态氮26.25 kg/hm2，硝态氮13.125 kg/hm2，铵态氮13.125 kg/hm2。各处理磷、钾用量固定， 分别为60 kg/hm2、127.5 kg/hm2，共有36个处理组合，各处理均设3次重复。各地区按当地的移栽期移栽，田间均按优质烟叶生产技术进行管理。为保证试验的可行性，各试验地选择肥力基本一致的地块，试验地块平整，排灌方便。

1.2 样品采集

以烟株的第12～14叶位为研究对象，成熟采收，按三段式烘烤工艺烘烤，取烤后烟叶C3F等级2 kg，去梗，烘干、粉碎，过40目筛，密封备测。统计烟株团棵期、旺长期和成熟期的气象要素值，均以3个试验地点所在县的气象台数据为准。表1是3个试验点烟草大田生育期的气象数据。

1.3 测定项目

绿原酸、芸香苷、莨菪葶含量：参照行业标准[16]采用高效液相色谱法测定。

1.4 数据分析

采用SPSS 13.0[17]对所测定的主要次生代谢物质进行多因素方差分析和多重比较。根据杨延兵等的方法[18]计算贡献率，其中互作效应为一级、二级互作效应之和。

2 结果与分析

2.1 生态、品种、栽培措施及其互作对初烤烟绿原酸含量的影响

方差分析（表2）表明，生态、品种、栽培措施及其互作对烤烟的绿原酸含量均有显著影响。其中，生态条件对绿原酸含量影响最大，贡献率为55.7%，其次是互作效应，贡献率为33.41%，品种对绿原酸含量的贡献率为8.24%，栽培措施的贡献率最小。说明本试验条件下生态因素是影响烟叶绿原酸含量的主要因素，互作效应、品种及栽培措施对绿原酸含量也有重要影响。

对3个生态条件、4个品种和3个栽培措施间初烤烟叶绿原酸含量进行多重比较（表3），结果表明：在3个生态地区之间，绿原酸含量差异显著，绿原酸含量为陕西>山东>河南。在品种间比较，绿原酸含量大小为：豫烟10号>K326>粤烟98>湘烟3号，豫烟10号与K326、粤烟98、湘烟3号之间差异均显著，而粤烟98与湘烟3号间差异不显著。在3个栽培处理之间，T3、T2处理与T1处理差异显著，而T3与T2处理间差异不显著。

2.2 生态、品种、栽培措施及其互作对初烤烟芸香苷含量的影响

对初烤烟叶芸香苷含量进行方差分析，结果（表4）表明：生态、品种、栽培措施及互作效应对烟叶芸香苷含量影响显著。生态条件对芸香苷含量变异影响最大，占总变异的7079%，其次是互作效应，占总变异的22.43%，品种对芸香苷含量变异的贡献率为5.87%，栽培措施对绿原酸含量变异的影响最小。

进一步分析（表5）表明，芸香苷含量在3个生态地区间差异显著，陕西>山东>河南；在品种之间，豫烟10号的芸香苷含量最大，与粤烟98、湘烟3号差异显著，而豫烟10号与K326之间差异不显著；在栽培处理之间，T3处理与T1、T2处理间差异显著，T1与T2之间差异不显著，说明增施有机肥有助于提高芸香苷含量。

2.3 生态、品种和栽培措施互作对初烤烟莨菪葶含量的影响

对莨菪葶含量进行方差分析（表6）表明，生态、品种、栽培措施及其互作对莨菪葶含量均有显著影响。互作效应、生态条件对莨菪葶含量的变异影响最大，分别占总变异的4458%、43.37%，其次是品种影响， 占总变异的9.64%，栽培措施对莨菪葶含量的影响最小。通过对3个生态地区、4个品种、3个处理间烟叶莨菪葶含量的多重比较结果表明（表7），在3个生态地区间，莨菪葶含量差异显著，山东>河南>陕西。在品种间，粤烟98与湘烟3号、K326、豫烟10号差异显著，而湘烟3号与K326差异不显著。在栽培处理间，T2>T1>T3，且三者差异显著。

2.4 生态、品种和栽培措施及其互作对初烤烟总酚含量的影响

对总酚含量进行方差分析，结果（表8）表明：生态、品种、栽培措施及互作效应对总酚含量有显著影响。生态条件对烟叶总酚含量影响最大，贡献率为66.19%，其次是互作效应，贡献率为25.34%，栽培措施对总酚含量的影响最小。进一步分析表明：在生态地区间，总酚含量在陕西、山东、河南3个生态区间差异显著，陕西>山东>河南。在品种之间，豫烟10号>K326>粤烟98>湘烟3号，豫烟10号与K326差异不显著，而与粤烟98、湘烟3号差异显著。在栽培处理之间，总酚含量差异显著，且处理T3>T1>T2（表9）。

3 讨论

绿原酸、芸香苷和莨菪葶是烟草中最主要的酚类化合物，其中绿原酸占总多酚的75%～90%。

李艳丽等研究认为，基因型和产区对烤烟多酚含量均有较大影响[19]。丁燕芳等研究了生态与品种及互作对烟叶多酚的影响，认为生态与品种互作及生态条件是影响烟叶多酚类物质的关键因素[20]。本研究结果表明，烤烟绿原酸含量来源于栽培措施、品种和互作效应的贡献率分别为2.65%、8.24%、33.41%，来源于生态的贡献率最大，为55.70%。芸香苷含量主要受生态因素的影响，品种、栽培处理及互作效应对烟叶芸香苷含量的影响较小。生态因素对烟叶芸香苷含量的贡献率为70.79%，其次是互作效应，贡献率为22.43%，栽培处理的影响最小，为0.91%。对于莨菪葶来说，生态、品种和栽培措施的互作效应及生态因素对其含量变异影响较大，贡献率分别为44.58%、43.37%，品种和栽培处理的贡献率较小，分别为9.64%、2.41%。烟叶总酚含量的变异主要来自于生态条件和互作效应的影响，贡献率为66.19%、25.34%，其次是品种效应，贡献率为6.66%，栽培措施对总酚含量的影响最小，占总变异的1.8%。说明生态因素和互作效应是烟叶多酚类物质的主要影响因素。

本研究结果表明，在3个品种之间，绿原酸、芸香苷、总酚含量均呈现豫烟10号>K326>粤烟98>湘烟3号的规律，而莨菪葶含量则为粤烟98>湘烟3号>豫烟10号>K326，这可能与品种的遗传特性有关。

有资料表明，温度对多酚类化合物合成、积累有影响。低温下烟叶多酚类化合物含量较高，这可能是因为，在低温胁迫下，烟草通过木质化作用增加多酚含量以抵御外界低温环境，从而减少低温对烟株生长的不利因素[21]。本研究结果表明，烟叶中绿原酸、芸香苷、总酚的含量均呈现出陕西>山东>河南的规律。由3个生态区大田生育期的气象资料（表1）可知，整个大田生育期的温度以陕西地区最低，河南最高，这可能是造成多酚类物质含量变化规律的原因。而莨菪葶含量则为山东>河南> 陕西，这可能是品种、生态等多种因素综合作用的结果，需进一步研究。

关于氮肥对烟叶多酚类物质含量的影响颇有争议。王爱华等[22]、Tso等[23]指出，烤后烟叶绿原酸、芸香苷、莨菪葶含量随施氮量的增加而增加。赵铭钦等研究了增施有机质对烤烟多酚类物质含量的影响，认为增施有机质可以使烟叶中总酚、绿原酸、芸香苷含量明显增加[24]。本研究结果显示，烟叶中绿原酸、芸香苷、总酚的含量呈现出T3>T2>T1的规律。莨菪葶含量则呈现T2>T1>T3的规律。绿原酸、芸香苷、总酚含量的规律与上述研究结果一致，而与Williama等的研究结果[25]矛盾，这可能是与试验的种植地或选用的试验材料有关。且有机肥对它们含量的影响效应要大于增施氮肥带来的影响。而莨菪葶含量受有机肥影响较小。

4 结论

生态、品种和栽培措施及互作对烟叶多酚类物质的含量均有显著影响，其中生态因素对绿原酸、芸香苷、莨菪葶和总酚含量的贡献率分别为55.70%、70.79%、43.37% 和66.19%；互作效应对它们的贡献率分别为33.41%、22.43%、44.58%和25.34%，说明生态条件和互作效应是影响烤烟多酚类物质含量的关键因素，品种和栽培措施对多酚类物质的含量亦有重要作用。

良好的遗传基础依赖于合适的环境条件，才能发挥品种的遗传潜力。总之，品种的遗传作用不可忽视，优良品质是首要因素，根据品种的特性在合适的环境条件下，采取合理的栽培手段，才能充分发挥品种的优势、彰显品种特色。

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