赵会纳,汤朝起,彭玉龙,王先勃,

沈 晗2,郑其令4,雷 波1,李德仑1,丁福章1,潘文杰1

(1.贵州省烟草科学研究院，贵州 贵阳 550081；2.上海烟草集团有限责任公司，上海 200082；3.贵州省烟草公司 遵义市公司，贵州 遵义 563000；4.遵义市烟草公司 道真县分公司，贵州 道真 563500)

烟叶含氮化合物主要包括烟碱、蛋白质、叶绿素等[1-2]，其不仅具有重要的生理功能，而且在一定程度上决定着烟叶吸食品质[3-4]。研究表明，含氮化合物(蛋白质、总氮和烟碱)是化学成分中对烟叶评吸质量影响最大的因素，且影响顺序为蛋白质>总氮>烟碱[5]。烟碱决定烟气的生理强度，影响烟气的浓度和劲头，烟碱/焦油比值与吸味品质之间呈线性正相关关系[6]，而蛋白质影响烟气的劲头和吃味，燃吸时会产生一种类似羽毛燃烧的蛋白质臭味[2,7]；总氮、蛋白质还与焦油量呈极显著正相关[8]，总氮含量与感官质量呈负相关关系[9-11]。施氮量和留叶数是影响烟叶烟碱和总氮等化学成分的重要因素[12-13]，目前，已有不少关于施氮量和留叶数对烟叶烟碱、总氮影响的研究，烟碱、总氮等含氮化合物含量一般随施氮量的增加而增加，随留叶数的增加而减少[12,14]。烟碱氮和蛋白氮作为烟叶中最主要的氮，目前还鲜有关于其研究的报道。有研究表明，控制烟叶总氮含量尤其是非烟碱氮(粗蛋白)含量可能会提高上部叶可用性[15-16]，因此，控制烟叶非烟碱氮和总氮含量、适当提高烟碱氮含量可能是提高烟叶品质和焦油量的途径之一。烤烟生产中往往为了提高产量和经济效益而增加氮肥的投入以及增加留叶数，造成肥料利用率低和浪费现象，也导致了烟叶可用性下降[17]。因此，为探明烤烟种植中适宜的施氮量及留叶数，笔者等将总氮分为烟碱氮、蛋白氮和其他氮3部分，分析低施氮、少留叶的技术措施下不同部位烟叶的烟碱氮、蛋白氮、其他氮和总氮的变化，旨在为提高烟叶可用性和低焦油卷烟原料的开发提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

烤烟供试品种为K326，由贵州省烟草科学研究院制种并提供。试验于2016年和2017年在贵州省遵义市道真县隆兴镇浣溪村进行。试验点土壤理化性状：全氮0.22%，碱解氮182.02 mg/kg，全磷1.10 g/kg，有效磷43.73 mg/kg，全钾19.25 g/kg，速效钾381.24 mg/kg，有机质36.88 g/kg，pH 5.13。根据贵州省企业标准植烟土壤肥力质量评价标准(Q/GZYC05-2011)[18]判断，试验点土壤的全氮、碱解氮、速效钾和有机质含量丰富，有效磷含量很丰富，pH适宜。总体来看，该试验点较适宜开展本试验。

1.2 试验设计

试验为双因素裂区试验，主处理为施氮量：45.0 kg/hm2、67.5 kg/hm2和90.0 kg/hm2；副处理为留叶数：12片/株、14片/株和16片/株，9个处理，3次重复，共27个小区，随机区组排列。烤烟移栽密度为18 180 株/hm2，行距110 cm、株距50 cm。在现蕾前当烟株的有效留叶数达到处理(12片/株、14片/株、16片/株)要求时进行扣心打顶。保证留在烟株的下部第1叶位叶长大于50 cm，顶部最上位叶叶长为10～20 cm。打顶后将长势正常且无伤害的烟株所有叶位挂牌(从下向上数)，其他田间管理措施按当地优质烟栽培技术进行。初烤烟叶按部位(表1)取样检测常规化学成分。同时，设置生产常规对照，移栽密度16 500 株/hm2，行距110 cm，株距60 cm，氮肥施用量105.0 kg/hm2，留叶数18片/株，中心花50%开放时打顶，其他田间管理措施按当地优质烟栽培技术进行。

1.3 测定指标及方法

采用烟草行业标准测定，其中，烟碱含量采用YC/T 160-2002测定，糖含量采用YC/T 159-2002测定，总氮含量采用YC/T 161-2002测定，钾含量采用YC/T 217-2007测定，氯含量采用YC/T 162-2002测定，蛋白质含量采用YC/T 249-2008测定。烟叶感官质量是以YC/T138-1998为基础进行评吸评价，具体评价指标及评分为香气质、香气量、杂气、刺激性分别10分，吃味12分，感官总分52分。

1.4 数据分析

采用SPSS 16.0和Excel进行数据分析，包括双因素方差分析和多重比较，多重比较采用Duncan法。

2 结果与分析

2.1 施氮量与留叶数对烟叶含氮化合物的影响

方差分析表明，施氮量对烟叶烟碱氮、蛋白氮和总氮含量的影响均达显著水平(P<0.05)；留叶数对烟叶烟碱氮影响达极显著水平(P<0.01)，对总氮含量影响达显著水平(P<0.05)，而对蛋白氮含量影响不显著。施氮量×留叶数交互作用对各个含氮化合物影响均不显著。

表1不同留叶处理烟叶常规化学成分检测不同部位叶片的选取
Table 1 Tobacco leaves selection in different parts for conventional chemical composition detection in tobacco leaves of different leaves remained treatments

留叶数/(片/株)Leaves remained中部叶 Middle leaves 上部叶 Upper leaves 顶叶 Tip leaves 12第5～7叶位第8～10叶位第11～12叶位14第6～8叶位第9～11叶位第12～14叶位16第7～9叶位第10～13叶位第14～16叶位18(CK)第8～11叶位第12～15叶位第16～18叶位

2.2 施氮量对不同部位烟叶含氮化合物的影响

2.2.1 顶叶 从图1看出，不同施氮量处理的顶叶烟碱氮、其他氮和总氮含量存在显著差异，其含量随施氮量的增加而增加。其中施氮量为90.0 kg/hm2处理的烟碱氮和其他氮含量显著高于45.0 kg/hm2处理，二者与67.5 kg/hm2处理差异均不显著；而90.0 kg/hm2处理的总氮含量显著高于45.0 kg/hm2和67.5 kg/hm2处理；蛋白氮含量在3个施氮量处理间差异不显著。

注：图中不同小写字母标记表示差异达显著水平(P<0.05)，下同。
Note:Different lowercase letters in the figure indicate significance of difference atP<0.05 level.The same below.

图1不同施氮量处理烤烟顶叶含氮化合物的含量
Fig.1 Nitrogen compounds contents in tip leaves of tobacco with different nitrogen application

2.2.2 上部叶 由图2可知，上部叶烟碱氮和蛋白氮含量在 3个施氮量水平间存在显著差异，均随施氮量的增加而增加。其中45.0 kg/hm2处理的烟碱氮含量显著低于67.5 kg/hm2和90.0 kg/hm2处理；90.0 kg/hm2处理的蛋白氮含量显著高于45.0 kg/hm2和67.5 kg/hm2处理；其他氮和总氮含量也随施氮量的增加而增加，但3个施氮量处理间差异不显著。

2.2.3 中部叶 由图3看出，中部叶的烟碱氮、蛋白氮和总氮含量在 3个施氮量水平间存在显著差异，均随施氮量的增加而增加。其中施氮量为90.0 kg/hm2处理的烟碱氮、蛋白氮和总氮含量显著高于45.0 kg/hm2处理，二者与67.5 kg/hm2处理间的差异均不显著；其他氮含量也随施氮量的增加而增加，但3个施氮量处理间差异不显著。

图3 不同施氮量处理烤烟中部叶含氮化合物的含量Fig.3 Nitrogen compounds contents in middle leaves of tobacco with different nitrogen application

2.3 留叶数对不同部位烟叶含氮化合物的影响

2.3.1 顶叶 由图4看出，顶叶的烟碱氮和总氮含量在不同留叶数处理间存在显著差异，其含量随留叶数的增加而减少，其中留叶数为12片/株处理的总氮和烟碱氮含量显著高于16片/株处理；蛋白氮和其他氮含量在3个留叶处理间的差异不显著。

图4 不同留叶数处理顶叶含氮化合物的含量Fig.4 Nitrogen compounds contents in tip leaves of tobacco with different number of leaves remained

2.3.2 上部叶 由图5看出，上部叶的烟碱氮含量在不同留叶数处理间存在显著差异，其含量随留叶数的增加而减少。留叶数为12片/株处理的烟碱氮含量显著高于14片/株和16片/株处理，后二者的差异不显著；蛋白氮、其他氮和总氮含量在3个留叶处理间的差异不显著。

图5 不同留叶数处理上部叶含氮化合物的含量Fig.5 Nitrogen compounds contents in upper leaves of tobacco with different number of leaves remained

2.3.3 中部叶 由图6看出，中部叶的烟碱氮和总氮含量在不同留叶数处理间存在显著差异，其含量随留叶数的增加而减少。其中留叶数为16片/株处理的烟碱氮含量显著低于12片/株和14片/株处理，后二者的差异不显著；16片/株处理的总氮含量显著低于12片/株，二者与14片/株处理间的差异不显著；蛋白氮和其他氮含量在3个留叶处理间差异不显著。

图6 不同留叶数处理中部叶含氮化合物的含量Fig.6 Nitrogen compounds contents in middle leaves of tobacco with different number of leaves remained

2.4 不同处理烟叶的化学成分

从表2看出，与常规生产对照相比，所有处理组合烟叶的蛋白氮含量均有降低，除施氮量为45 kg/hm2+留叶数为16片/株的处理组合外，其余处理组合的烟碱氮含量均有提高，总糖和还原糖含量适宜。除钾含量外，其他指标在9个处理间多数存在显著差异。总体来看，在同一施氮量水平下，烟碱氮和总氮含量随着留叶数的增加而减少，总糖、还原糖含量随留叶数的增加而增加；在同一留叶数水平下，总氮、烟碱氮含量随施氮量的增加而增加，总糖、还原糖含量随施氮量的增加而减少。

表2 不同处理烟叶的化学成分含量Table 2 Content of chemical components of tobacco leaves under different treatments %

注：同列不同字母表示差异达显著水平(P<0.05)，下同。
Note:Different letters in the same column mean significant difference at 0.05 level.The same below.

2.5 施氮量与留叶数对烟叶感官质量的影响

方差分析表明，施氮量对烟叶香气质、香气量、吃味、杂气、刺激性及总分均有极显著影响(P<0.01)；留叶数对烟叶香气质和香气量有显著影响(P<0.05)，而对其他指标影响不显著。施氮量×留叶数交互作用对各个感官质量指标影响均不显著。由表3看出，在同一施氮量水平下，香气质、香气量和吃味得分总体上随留叶数的增加而提高。总体来看，施氮量67.5 kg/hm2+留叶数16片/株处理组合烟叶的香气质、香气量、吃味、杂气、刺激性得分及总分均最高。

表3 不同处理烟叶的感官质量得分Table 3 Sensory quality scores of different tobacco treatments 分

2.6 烟碱氮/总氮比值对烟叶感官质量的影响

从图7看出，烟碱氮/总氮比值在0.295～0.315，香气质、香气量和吃味得分均随着烟碱氮/总氮比值的增加而增加，烟碱氮/总氮比值在0.315～0.335，香气质、香气量和吃味均呈下降趋势，烟叶的杂气和刺激性随烟碱氮/总氮比值的升高呈先降低后增加再降低的变化趋势。当烟碱氮/总氮比值在0.315时，香气质、香气量、吃味、杂气和刺激性5项感官质量得分均最高，感官质量最好。

图7 烟碱氮/总氮比值与感官质量的关系Fig.7 Relationship between nicotinic nitrogen-total nitrogen ratio and sensory quality

3 结论与讨论

施氮量对烟叶含氮化合物和感官质量影响很大，对烟叶烟碱氮、蛋白氮和总氮含量均有显著影响，对香气质、香气量、吃味、杂气、刺激性及总分均有极显著影响；留叶数对烟叶烟碱氮有极显著影响，对总氮含量、香气质和香气量有显著影响，对蛋白氮含量影响不显著。当施氮量增加、留叶数减少时，分配到单株叶片的氮素增加，含氮化合物积累增加，与前人研究的含氮化合物随施氮量的增加而增加，随留叶数的增加而减少结果一致[15,19]。目前鲜有针对烟碱氮/总氮比值的研究报道，本研究表明，烟碱氮/总氮比值总体随施氮量的增加而增加，随留叶数增加而减少，烟碱氮/总氮比值在0.295～0.315，香气质、香气量和吃味得分均随着烟碱氮/总氮比值的增加而增加，之后随烟碱氮/总氮比值增加呈下降趋势，同时留叶数对蛋白氮影响不显著。因此，可在一定范围内通过调整留叶数来提高烟碱氮/总氮比值从而控制蛋白氮含量及提升感官品质，如施氮量67.5 kg/hm2+留叶数16片/株处理组合烟叶的烟碱氮/总氮比值为0.315，其烟叶香气质、香气量、吃味、杂气、刺激性得分和总分均最高，感官质量最好，因此烤烟生产上推荐施氮量67.5 kg/hm2+留叶数16片/株处理组合。由于是单一试验点的结果可能还存在一定的局限性，在下一步的研究中拟结合生态条件、焦油产生量和经济性状分析，进一步探讨更符合烟叶生产实际的处理组合。

与常规生产对照相比，低施氮、少留叶所有处理烟叶蛋白氮含量明显降低，但烟碱氮含量除施氮量为45.0 kg/hm2+留叶数为16片/株的处理组合外其余处理组合均有明显提高，与已有研究不尽相同(在通常情况下，烟碱和蛋白质含量同步增加)[19]。究其原因，首先可能受留叶数的影响，试验中发现3个部位烟叶的烟碱氮含量均随留叶数的增加而显著减少，但蛋白氮含量在3个留叶数处理间的差异均不显著，所以导致烟碱氮增加而蛋白氮减少；其次可能是由于烟碱含量与打顶时间呈显著正相关[20-22]，试验所有处理均在现蕾前打顶，打顶时间大幅提前使得烟碱积累时间长，其积累量明显增加，但打顶时间与蛋白质含量存在显著负相关关系[21-22]，使得蛋白氮含量降低。总体看，低施氮、少留叶提高了烟叶烟碱氮含量，降低了蛋白氮含量。施氮量对烟叶含氮化合物和感官质量影响最大，留叶数次之，其交互作用对含氮化合物影响不显著。