三个雪茄烟茄衣品种在湖北恩施产区的栽培适应性比较

杨荣洲，汪社亮，余 君，杨春雷，徐芳森，杨锦鹏

（1.华中农业大学资源与环境学院，武汉 430070；2.湖北省烟草科学研究院，武汉 430030）

近年来，中国雪茄烟市场增长迅猛，尤其是近5年年均增幅超过40%，销售额增幅也超过30%，发展雪茄烟已然成为烟草行业中一个新的经济增长点；但由于起步较晚，国内急缺优质的国产雪茄原料，绝大部分原料都依赖进口，尤其是茄衣原料［1］。为适应国内雪茄烟发展这一形势，并丰富国产烟草制品的供给结构，提升产品及技术的自给自足综合实力，中国烟草总公司于2020 年适时启动了“国产雪茄烟叶开发与应用”重大专项，该专项以工业需求为导向，从品种、栽培、晾制、农业发酵、工业发酵5 个子方向开展联合攻关，并依据茄衣、茄芯的品质需求差异按照分类生产的原则指导规模化、均质化生产。

国产茄衣原料的发展受市场需求及品种资源等因素限制，近几年才开始试种，并逐步开展相关研究，如湖北、云南、四川以及海南等产区［2］。目前国产茄衣原料质量及等级结构整体偏低，其中缺乏既满足工业需求又具有较好适应性优良品种的问题依然十分突出。据报道，国内各地就当地适宜雪茄烟品种研究已有初步探索，雷庭等［3］通过生育期、农艺性状、外观质量的研究选出适宜独山县种植的优质雪茄品种；时向东等［4］也通过农艺性状与生育期、物理性状及常规化学成分等筛选出了适宜桐乡种植的雪茄烟品种；江鸿等［5］从国外引进优秀雪茄烟品种，在四川省进行品种筛选，选出适宜当地种植的雪茄品种。

湖北恩施烟区是国内传统的优质晾烟产区之一，且在晾烟品种选育、栽培技术、品质调控等方面均有较好的基础。本试验从田间农艺性状、抗逆性表现、化学成分等方面对湖北恩施烟区不同雪茄烟茄衣品种展开研究，通过分析成熟期和晾制期相关性状表现，探究各品种的栽培适应性差异，以期为后期恩施烟区雪茄烟品种布局提供理论支撑。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验供试烟草（Nicotiana tabacumL.）品种为楚雪7 号（CX-007）、楚雪10 号（CX-010）、楚雪12 号（CX-012），均由湖北省烟草科学研究院筛选获得。

1.2 试验设计

试验在湖北省恩施州崔坝晾晒烟基地开展。试验土壤碱解氮含量136.87 mg/kg，有效磷含量78.80 mg/kg，速效钾含量609.66 mg/kg，有机质含量2.98%，pH 5.73。试验设计每品种3 次重复，每重复小区种植100 株，采用4 行区，小区面积40 m2，行株距100 cm×40 cm。施肥量有机肥100 kg/667 m2，专用复合肥纯氮10 kg/667 m2，N∶P2O5∶K2O=1.0∶1.5∶3.0。有机肥即全部的腐熟菜饼肥和50%的化肥作基肥在起垄时条施，其余肥料于移栽后20～25 d、35～40 d 分别追施25%。4 月15—20 日完成移栽。打顶留叶及采收：初花期打顶留有效叶22 片左右，打顶当天打掉2～3 片脚叶，12 d 左右之后进行第一次采收，采收4～5 片，之后每隔6 d 左右采叶一次，每次采收5～6 片。

1.3 样品采集

试验共设置2 次取样。试验有关的取样与测定均取自烟草植株中部叶。第1 次取样为烟草成熟期，各处理各重复均随机选取1 株，取2 片叶片，叶片取下后立即装入自封袋，放入-80 ℃超低温冰箱保存。第2 次取样为烟草晾制完成期，于晾制大棚内取样，各处理各重复均随机选取1 株，取2 片叶片，用自封袋封装后放入-80 ℃超低温冰箱保存。同时，处理重复随机取中部叶片2 片，60 ℃烘干，粉碎过筛，用于各时期化学成分的测定。

1.4 测定项目及方法

1.4.1 农艺性状 于烟叶成熟期，选取有代表性的烟株，测定中部叶的叶长和叶宽。

1.4.2 SPAD 值测定 在烟草成熟期取样时，于田间使用SPAD 502 叶绿素含量测定仪进行烟叶SPAD值测定，各处理各重复选取3 株，每株选取中部3 片代表性叶片进行测定。

1.4.3 可溶性糖含量测定 样品粉碎后用水浸提，蒽酮比色法测定可溶性糖含量（植物可溶性糖含量检测试剂盒，Solarbio），酶标仪进行测定。

1.4.4 可溶性蛋白质含量测定 样品粉碎后用水浸提，考马斯亮蓝法测定可溶性蛋白质含量，酶标仪进行测定。

1.4.5 丙二醛含量测定 样品粉碎后用试剂盒提取液提取，TBA 法测定丙二醛含量（植物丙二醛含量检测试剂盒，Solarbio），酶标仪进行测定。

1.4.6 超氧化物歧化酶活性测定 样品粉碎后用0.05 mol/L pH 7.8 的磷酸缓冲液提取，氮蓝四唑法测定超氧化物歧化酶（SOD）含量，酶标仪进行测定。以抑制NBT 光化还原的50%为超氧化物歧化酶的1 个活性单位。

1.4.7 过氧化物酶活性测定 样品粉碎后用0.2 mol/L pH 6.0 的磷酸缓冲液提取，愈创木酚法测定过氧化物酶（POD）含量，酶标仪进行测定。以每克组织在每毫升反应体系中每分钟ΔA470nm变化0.01 为1 个酶活力单位。

1.4.8 过氧化氢酶活性测定 样品粉碎后用试剂盒提取液提取，钼酸铵比色法测定过氧化氢酶（CAT）含量（植物过氧化氢酶含量检测试剂盒，苏州科铭生物技术有限公司），酶标仪进行测定。以每克组织每分钟催化1 μmol H2O2降解为1 个酶活力单位。

1.4.9 游离氨基酸含量测定 样品粉碎后用试剂盒提取液提取，水合茚三酮比色法测定游离氨基酸含量（植物游离氨基酸含量检测试剂盒，苏州科铭生物技术有限公司），酶标仪进行测定。

1.4.10 N、P、K 总量测定 样品干燥粉碎后用H2O2-H2SO4消化法进行消化，用流动分析仪测定总N、总P 含量，用火焰分光光度计测定总K 含量。

1.4.11 总糖含量测定 按照YC/T 159—2002 规定测定糖含量。

1.4.12 植物总烟碱含量测定 按照YC/T 160—2002 规定测定烟碱含量。

1.4.13 Cl 含量测定 按照YC/T 162—2011 规定测定氯含量。

1.5 数据处理

采用Excel 2016 进行数据统计，利用SPSS 23.0对数据进行方差分析，应用Prism 8 进行作图。

2 结果与分析

2.1 成熟期不同雪茄烟品种的农艺性状

不同品种雪茄烟在成熟期的农艺性状如图1 所示。SPAD 值表现为CX-012 显著高于CX-007 和CX-010，CX-007 略高于CX-010，但二者间无显著差异（图1A）。CX-012 的叶长较CX-007、CX-010分别长10.6%、9.35%，并且差异显著（P＜0.05），同时CX-012 的 叶 宽 较CX-007、CX-010 也 分 别 有9.98%、4.01%的提升，其中CX-012 与CX-007 差异显著（P＜0.05）（图1B）。CX-012 叶绿素、叶长和其他两个品种有显著差异（P＜0.05），农艺性状的表现优于CX-007 和CX-010。

图1 成熟期不同雪茄烟品种的农艺性状

2.2 成熟期不同雪茄烟品种抗逆性反应的差异

不同雪茄烟品种在成熟期的抗逆性反应表现如图2 所示。从图2 可以看出，CX-012 的可溶性糖含量显著高于CX-007 和CX-010，CX-007 和CX-010之间无显著差异（图2A）。CX-010 和CX-012 的可溶性蛋白质含量显著高于CX-007，CX-010 的可溶性蛋白质含量较CX-007 增加31.0%，CX-012 的可溶性蛋白质含量较CX-007 增加52.0%，CX-012 的可溶性蛋白质含量略高于CX-010 但未达到显著性差异（图2B）。丙二醛含量为CX-007 显著高于CX-010 和CX-012，分别高出43.9%、49.0%；CX-010 略高于CX-012（图2C）。由此可以看出，在湖北省恩施州的雪茄烟种植条件下，CX-010 和CX-012 更加适应环境条件，其中CX-012 的表现更好。过氧化氢酶［6-9］、过氧化物酶［10-13］、超氧化物歧化酶［14，15］作为植物体内主要的抗氧化酶，在抵御外界胁迫中起着重要作用。结果表明过氧化氢酶、超氧化物歧化酶活性3 个雪茄烟品种基本相同，CX-007 和CX-010 的过氧化物酶活性显著高于CX-012，CX-007的过氧化物酶活性高出CX-010 7.15%，CX-010 的过氧化物酶活性高出CX-012 31.2%，这可能是因为外界环境的胁迫提高了过氧化物酶的活性（图2D、图2E、图2F）。

图2 成熟期不同雪茄烟品种的抗逆性反应

2.3 成熟期不同雪茄烟品种化学成分分析

CX-012 的游离氨基酸含量比CX-007 增加6.1%，比CX-010 增加20.7%，但未达到显著性差异（图3A）。不同品种总N 含量从高到低为CX-012、CX-010、CX-007，变化幅度不大，无显著差异（图3B），总P、总K 含量变化与总N 一致，CX-012 略高于其他两个品种（图3C、图3D）。Cl 含量最高的是CX-010，较CX-007 高 出10.2%，较CX-012 高 出5.9%（图3E）。对于总糖含量，CX-012 显著高于CX-007 和CX-010，分别高出28.2%、34.6%，同时CX-012 的烟碱含量也高于CX-007、CX-010，分别为11.3%、14.2%，但未达到显著性差异（图3F、图3G）。氮碱比是评价雪茄烟叶品质的重要指标，不同品种从高到低依次为CX-010、CX-007、CX-012，比值为1.61、1.53、1.44（图3H）。钾氯比同样也是评价雪茄烟叶质量的重要指标之一，因为CX-010 较高的Cl 含量，其钾氯比较低，为6.45，其他品种如CX-007 钾氯比为6.92、CX-012 为6.95（图3I）。

图3 成熟期不同雪茄烟品种的化学成分

2.4 晾制期不同雪茄烟品种抗逆性反应差异

不同品种雪茄烟在晾制期的抗逆性反应结果如图4 所示。CX-010 的可溶性糖含量为3 个品种中最高的，较CX-007、CX-012 分别高出38.4%、37.8%，但未达到显著性差异（图4A）。可溶性蛋白质、丙二醛含量各品种之间表现趋于一致（图4B、图4C）。可能是因为在晾制期间，叶片离开植株后水分大量散失，开始逐渐失去活性，大量生物大分子开始降解或被代谢，特别在检测的晾制末期，叶片已经完全失活，过氧化氢酶、过氧化物酶、超氧化物歧化酶均未检测出活性。

图4 晾制期不同雪茄烟品种的抗逆性反应

2.5 晾制期不同雪茄烟品种化学成分分析

晾制期间，因为叶片水分的减少以及生物大分子逐渐分解为小分子化合物，叶中游离氨基酸含量大量增加，含量从高到低依次为CX-012、CX-007、CX-010，未达到显著性差异（图5A）。总N、总P、总K 含量变化与成熟期略有不同，但基本一致（图5B、图5C、图5D）。Cl 含量表现发生改变，从高到低依次为CX-007、CX-012、CX-010，含量分别为1.05%、0.99%、0.86%（图5E）。总糖含量CX-012 最高；烟碱含 量CX-010 高 于CX-007 和CX-012（图5F、图5G）。在晾制过程中，烟碱合成增加，导致氮碱比大幅下降，CX-012 表现最好，为0.69，比CX-010 的0.53 高出30.2%，比CX-007 的0.48 高出43.8%并达到显著性差异（图5H）。晾制期Cl 含量的大量增加是导致雪茄叶片钾氯比下降的主要原因，CX-007、CX-010、CX-012 的钾氯比分别为3.76、3.11、3.20，CX-007 相较于其他品种较高但无显著差异（图5I）。综合来看，3 个品种在晾制期间化学成分各有优劣，其中CX-010 和CX-012 略优于CX-007。

图5 晾制期不同雪茄烟品种的化学成分

3 小结与讨论

试验结果表明，在化学成分上，多数指标未体现出3 个雪茄烟品种间的差异，其中氮含量、氮碱比、钾氯比表现适中，可以认为3 个品种具有较好的吸食口感与燃烧性。农艺性状上，CX-012 有着更高的叶绿素含量，叶片长宽更大，可能更适合做深色茄衣原料；抗逆性指标上，相较于其他品种，CX-012 品种可能更易于在恩施烟区种植。同时，CX-007 与CX-010 品种在化学成分方面表现出的潜力也不容忽视，有待进一步研究。

雪茄烟与一般传统烟不同，其分为茄芯、茄套、茄衣，而茄套和茄衣更是由一片完整的烟叶包卷而成，因此对烟叶品质要求较高。国内的雪茄烟研究大多是关于施肥等一些基础农艺措施，研究调制后的成品烟叶品质，特别是对生物碱的研究，但是现有的品种筛选相对落后，仍处在发展阶段。

试验通过对外源引进品种进行试种，观察到在成熟期，各品种的田间性状就开始表现出较大差异。CX-012 的SPAD 值较高，颜色表现较深，有着更好的有机物合成和积累能力。在抗逆性反应方面，可溶性糖，如葡萄糖、蔗糖在植物生长发育过程中提供能量并且作为中间代谢产物，同时也作为重要调节因子作用于生长发育及基因表达。可溶性糖除了能量提供以及代谢中间体的作用外，现有研究已经确定其作为植物体内重要信号分子的作用。在植物生长发育的过程中，糖信号与氮信号相互作用，存在调控关系。另外，可溶性糖与植物激素的关系也相当紧密［16，17］，可溶性蛋白质是重要的渗透调节物质和营养物质，其增加和积累能提高细胞的保水能力，对细胞的生命物质及生物膜起到保护作用，同时植物体内的可溶性蛋白质大多数是参与各种代谢的酶类，因此经常用作筛选抗性的指标之一。可溶性蛋白质的增加，使得植物适应性增强。在植物抗逆性生理研究中，丙二醛含量是一个常用指标。植物器官在逆境下遭受伤害，往往发生膜脂过氧化作用，丙二醛是膜脂过氧化的最终分解产物，会引起蛋白质、核酸等生命大分子的交联聚合，且具有细胞毒性，其含量可以反映植物遭受逆境伤害的程度［18，19］。丙二醛在体外影响线粒体呼吸链复合物及线粒体内关键酶活性，它的产生还能加剧膜的损伤，因而测试丙二醛的量可反映机体脂质过氧化的程度，间接地反映出细胞损伤的程度［20］。试验结果表明，CX-007 较低的可溶性糖、可溶性蛋白质，以及大量的丙二醛含量，意味着在恩施州相同的种植环境下，CX-007 对比CX-010 和CX-012 受到更大的环境胁迫。环境越适宜越有利于植物生长发育，受到胁迫最低的CX-012 表现出较好的化学成分状态。

在晾制期，随着烟叶的脱水干燥，各品种的抗逆性反应趋于一致。优质雪茄烟叶要求充分发挥雪茄自身香气吸味，各部位的香气应相辅相成。含氮化合物对烟叶产量质量影响较大，氮作为叶绿素的主要成分，直接参与光合作用，同时氮素是烟碱的成分，直接影响烟草烟碱的含量，从而影响烟草的质量。氨基酸含量是烟草制品中的重要含氮化合物，也是香气物质的主要合成原料之一。烟碱作为烟草特有亚硝胺（TSNAs）的直接前体物质，含量不应过高，其含量只有适中并且和其他化合物的含量达到协调，才能使烟叶达到一个良好的品质。氮碱比是评价烟叶品质的指标之一，一般烟叶氮碱比要求接近1 最为合适［21］。烟叶中钾的含量与雪茄的燃烧性呈正相关，其助燃性是由于催化作用。所以钾含量越高烟叶燃烧性越好。而氯则被认为是雪茄吸食时的阻燃因素，优质烟叶的氯含量应小于1%。所以一个体现雪茄燃烧性的可靠指标就是钾氯比，当钾氯比＜1 时，雪茄容易发生熄火，难以燃烧，当比值＞2 时可以认为烟草燃烧性比较好。