不同培土方式对烟叶化学成分、中性香气物质和物理特性的影响

任雅萍， 李 莹， 詹昌峰， 朴世领， 吴委林

(延边大学农学院，吉林 延吉 133002)

烟草是我国重要的经济作物之一，通过不同的栽培方式调控其生长发育，进而提高烟叶品质，在实际生产上已经有广泛应用。由于我国幅员辽阔，不同烟区的气候特点与土地资源差异较大，栽培方式也不尽相同。因耕地起垄耕作可以有效改善土壤耕作层的土壤结构，协调土壤中水、肥、气、热的关系，促进根系发育等优点[1]，已作为栽培的主要方式被普遍使用。

王雪仁等[2]研究表明，增大烟垄有利于延长烟株的大田生育期，有助于减少病害的发生，改善烟叶烘烤后化学品质的协调性，提高烟叶质量。目前，关于延边地区具体烟草耕作措施的相关研究并不多见，更没有关于起垄高度对烟叶品质的研究。因此，该试验通过比较高起垄培大垄和低起垄大培土对烤烟的农艺性状和烟叶品质的影响，具有现实意义，可以为实际生产提供一定的理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料

供试品种为吉烟9号，由延边大学农学院提供。

1.2 试验设计

试验地位于吉林省和龙市头道镇龙海7队，有机质含量13.10 g/kg，碱解氮60.62 mg/kg，速效磷23.63 mg/kg，速效钾121.32 mg/kg，pH值6.70。试验共设2个处理，处理1：高起垄(25 cm)揭膜后培大垄；处理2：低起垄(15 cm)揭膜后大培土，不设重复，每处理面积114.4 m2，行距1.1 m，株距0.5 m。施纯氮75 kg/hm2，N ∶P2O5∶ K2O = 1∶2∶3，烟田管理按规范化技术措施进行。

在团棵期、圆顶期分别调查不同处理烟株的株高、茎围、叶数，单株叶面积(叶片长×宽×0.634 5为单叶面积，10株平均)以及烤后烟叶产量、各等级烟叶比例等农艺性状；每区取X2L、C2L、B2L等级叶片各1.5 kg，分析烤后烟叶的物理性状、常规成分、矿质养分含量以及中性香气物质成分，并采用定量打分法进行评吸鉴定。

1.3 物理性质、化学成分、中性香味物质的测定方法及评吸鉴定

物理性质、化学成分及中性香味物质的测定采用赵铭钦等[3]的测定方法，由吉林烟草工业有限责任公司技术中心进行单料烟评吸。

2 结果与分析

2.1 2种培土方式烟株主要农艺性状的比较

由2种培土方式下的烟株农艺性状的比较(表1)可知，高起垄处理的株高、茎围 、叶数和单株叶面积等农艺性状在团棵期与圆顶期均好于低起垄处理；尤其是在团棵期高起垄处理较低起垄处理单株叶面积提高11.55%，在圆顶期提高7.14%；而在叶数上两者差距不大。

表1 2种培土方式烟株主要农艺性状表现

2.2 2种培土方式烟株主要经济性状的表现

从2种培土方式烟株主要经济性状的分析可知(表2)，高起垄处理的产量显著高于低起垄处理，达到2 412.41 kg/hm2，比低起垄处理高10.84%；从上等烟比例来看，高起垄处理上等烟比例显著高于低起垄处理(P<0.05)，达到25.20%，比低起垄处理高1.6个百分点；中等烟比例在不同处理间有显著差异(P<0.05)，高起垄处理所产出的中等烟比例较低起垄处理高出2.43个百分点。

表2 2种培土方式烟株主要经济性状的表现

2.3 2种培土方式烟株主要化学成分比较

2种培土方式烟株的主要化学成分列于表3，2个处理总糖和还原糖的含量均未处于适宜范围之内,且普遍偏高，低起垄处理与高起垄处理相比，总糖、还原糖含量平均值均比高起垄处理高2.52和2.00个百分点，同一处理的部位上，中部叶总糖、还原糖含量高于其他2个部位，而其他部位叶片的总糖、还原糖含量则没有表现出明显的规律。

在烟碱、总氮含量上，2个处理均在适宜范围之内，但高起垄处理烟碱、总氮含量分别高于低起垄处理0.42和0.22个百分点，从蛋白质含量上来看，高起垄处理叶片的蛋白质含量处于适宜范围，而低起垄处理叶片的蛋白质含量较低，未处于适宜范围内；从同一培土方式来看，上部叶的烟碱含量最高，其次为中部叶片，下部叶最低；总氮含量则是上部叶最高，其次为下部叶，中部叶的含量最低；各处理的蛋白质含量从上部叶到下部叶依次递增。氯含量上,2处理间差异不大，且均处于适宜范围之内，同一处理间上部叶氯含量最高，下部叶最低。2处理钾含量均偏低，但高起垄处理叶片中的驾含量高于低起垄，更接近适宜范围，并且同一处理来看，中部叶钾含量最高。

施木克值代表着总糖与蛋白质的比值，由于2个处理总糖含量均偏高，所以2处理的施木克值也相对偏高，超出适宜范围，但高起垄处理的施木克值、还原糖/烟碱的比值更接近适宜范围，分别低于低起垄处理12.53%和30.11%；该试验两处理的总氮/烟碱比值均未处于适宜范围内，但高起垄处理更接近最佳比值；高起垄处理的钾/氯比值明显大于低起垄处理，并且部位间中部叶钾/氯比值最大，上部叶最低。总之，化学成分的表现上，高起垄处理明显优于低起垄处理。

表3 2种培土方式烟株主要化学成分比较

2.4 不同处理对烟叶物理特性的影响

从2种培土方式对烟叶物理特性的影响中可知，高起垄处理的单叶重、叶片厚度均大于低起垄处理；高起垄处理的含梗率更低，达到20.46%，低于低起垄处理0.43个百分点；叶质重可以体现叶片的结构，高起垄处理的叶质重在适宜范围之内，而低起垄处理的叶质重过高；2处理的平衡含水率均偏高，但高起垄处理的平衡含水率低于低起垄处理低2.91个百分点，更接近平衡含水率；高起垄处理的抗张力、抗张强度均大于低起垄处理，分别高12.20%、9.14%，说明高起垄处理的叶片弹性更好；高起垄处理的填充值达3.40 cm3/g，处于适宜范围之内，而低起垄处理叶片的填充值未达到3 cm3/g，综合上述分析，高起垄处理叶片的物理特性好于低起垄处理叶片(表4)。

表4 2种培土方式对烟叶物理特性的影响

2.5 2种培土方式对烟叶中性香气成分的影响

测定2种培土方式的烟叶中性香气成分(表5)，共检测出25种对烟叶品质有一定影响的中性香气成分。

表5 2种培土方式对烟叶中性香气成分的影响

由表5可知，25种检测物中，棕色化产物5种，苯丙氨酸类物质4种，西柏烷类物质1种，类胡萝卜素类物质9种，新植二烯以及其他成分5种；从致香物质总量来看，高起垄处理的致香物质总量远高于低起垄处理,比低起垄处理高61.51% ；高起垄处理有24种中性香气成分高于低起垄处理，其中，高起垄处理叶片中棕色化产物总量、类胡萝卜素、新植二烯类物质含量总量分别比低起垄处理增加27.49%、10.57%和74.93%；综合香气成分含量来看，高起垄处理优于低起垄处理。

2.6 2种培土方式的烟叶评吸结果

2种培土方式对烟叶加工后的评吸结果表明，高起垄处理香气更为丰富，杂气较小，余味微滞，优于低起垄处理(表6)。

表6 2种培土方式对烟叶评吸结果表现

3 讨论与结论

烟叶的物理性状和化学成分，分别影响烟叶的外观质量以及评吸质量。

从2种培土方式的烟草农艺性状的表现来看，高起垄处理在株高、茎围、叶面积上明显优于低起垄处理，这与袁家富等[4]研究结果相一致。较大叶面积是烟叶产量的基础，有利于后续生长叶片中风味物质的积累。该试验结果表明，在团棵期、圆顶期高起垄处理较低起垄处理单株叶面积分别提高11.55%和7.14%；从主要经济性状的表现上来看，高起垄处理的公顷产量、上等烟、中等烟比例均高于低起垄处理，说明高起垄处理在产量及产值上明显优于低起垄处理。物理性状是评价烟叶“可用性”的重要指标。叶质重的适宜范围7～11 mg/cm2，平衡含水率以12%最佳，填充值一般3.5～4.5 cm3/g[5]。试验结果来看，高起垄处理的叶面厚度适中、叶片抗张强度较高，其弹性更好，含梗率更低，质地更加均匀，可用性更高。

烟叶化学成分决定着卷烟产品的烟气特性，所以，内在化学成分是影响烟叶产品质量和卷烟产品安全性的主要因素[6]。优质烤烟的总糖、还原糖含量一般分别在18%～22%和16%～18%，蛋白质含量8%～10%，烟碱含量1.5%～3.5%，而延边地区的烤烟呈现出“双高，双低”的特征，即还原糖和淀粉含量普遍偏高，而烟碱和钾含量偏低[7]。该试验2种培土方式烟叶总糖和还原糖的含量普遍偏高，均超出适宜范围，但高起垄处理更接近适宜范围。含氮化合物如蛋白质等，在烟叶吸食时对口感有较大影响[8]，而烟碱作为烟草内部化学成分的标志性物质，在烟叶烘烤后的含量决定着烟叶香吃味的主要因素[9]。该试验高起垄培土方式在烟碱、总氮、蛋白质含量上均高于低起垄，且均在适宜范围之内。氯含量上2处理间没有明显差别，钾含量上高起垄方式高于低起垄，部位间中部叶含量最高。

各种化学成分参数比值的高低对烟叶香吃味的好坏也有一定影响，烟叶中还原糖/烟碱、总氮/烟碱的比值是烟气强度和柔和性评价的基础，相关化学成分的平衡是形成均衡烟气的重要因素[10]。该试验中还原糖/烟碱的比值也偏高，但高起垄处理更接近于适宜范围；总氮/烟碱比值以1或略小于1为宜，钾/氯比值上，以大于4为宜[11]，高起垄处理在总氮/烟碱比值上低于低起垄处理，更接近适宜范围；总之，与低起垄处理相比，高起垄处理的内在化学成分更加协调。

中性香气物质也是评价烟叶质量的重要指标，受烤烟品种、肥料种类及用量等栽培方式以及烘烤过程等多因素的影响[12]。按照香气的前体物将致香物质分为类胡萝卜素类、西柏烷类、苯丙氨酸类、棕色化产物类和新植二烯等[13]。其中棕色化反应产物类的糠醛等对烟叶的风味有一定的正面影响的物质[14]；类胡萝卜素等物质是赋予烟叶优良香吃味的重要前体物质；新植二烯等物质进一步分解转化，可以形成具有清香气味的低分子植物呋喃物质，具有减轻刺激，柔和烟气口感的作用[15]。从测定的26种中性香气成分的含量来看，高起垄处理的叶片中性香气物质如棕色化反应产物、类胡萝卜素以及新植二烯等成分总量更高，同时高起垄处理叶片中对烟叶香气有独特致香效果的成分如糠醛、苯甲醇、二氢猕猴桃内酯、茄酮和氧化茄酮等物质含量较低起垄处理更高，综合来看，高起垄处理叶片中风味物质含量更多，品质更高。高起垄处理评吸结果更好，特征较低起垄处理更加明显。

综上所述，高培土起垄的栽培方式较低培土的栽培方式更加有利于烟叶质地的均匀，内部化学成分的协调，在实际生产中可以使用高起垄(25 cm)揭膜后培大垄的栽培方法，有利于提高经济产值。