杨丽娜， 李佛琳， 弯润其， 冀新威， 吕冰冰， 陈泽林， 张海明， 普恩平， 孙亚楠， 周童

(1.云南农业大学 烟草学院，云南 昆明 650201； 2.云南省烟草公司红河州公司，云南 弥勒 652300)

红河烟区地处云南东南部，具有最适宜烟叶生产的生态环境，是云南省的主要烟叶产区。近年来，红河州常年种植烤烟3万～4万hm2，产量7 500万～8 500万kg，产值20亿元左右，取得了良好的经济效益和社会效益。目前，红河烟区已成为云南中烟、浙江中烟、江西中烟、河北中烟的重要原料基地，建成烟叶基地10个，有力地支撑了“云烟”“红河”“利群”等骨干品牌的发展。

烟叶化学成分是衡量烟叶内在质量和使用价值的重要因素之一。其含量及比例，在很大程度上决定了烟叶及其制品的烟气特征，因而直接影响着烟叶品质的优劣。目前关于常规化学成分的研究主要集中在化学成分的适宜范围及区域分布[1-4]，影响常规化学成分含量的因素[5-9]，化学成分与物理特性、感官评吸、烟气特征的相关性等方面[10-13]。关于化学成分年度间变化的研究较少[14-15]，关于红河州初烤烟叶常规化学成分年度间的变化未见报道。本文通过对红河州4个植烟县(市)2011—2018年初烤烟叶常规化学成分年度间变化及离散程度进行初步分析，以掌握红河州4个县(市)近8 a来烟叶常规化学成分的变化规律及其特点。以期为今后当地大田农艺措施的改进、烘烤工艺的优化以及工业企业原料的调配提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料

烟叶样品来源于2012—2018年云南红河州建水、泸西、弥勒、石屏4个县(市)，建水含岔科、官厅、李浩寨、南庄、甸尾、坡头、西庄、普雄、盘江、利民、青龙、面甸等12个乡镇；泸西含中枢、永宁、逸圃、午街、金马、旧城、三河、白水、向阳、三塘、金城等11个乡镇；弥勒含东山、西一、西二、西三、巡检、弥阳、卫泸、竹朋、五山、新哨、虹溪等11个乡镇；石屏含龙武、哨冲、龙朋、宝秀、异龙、坝心、牛街等7个乡镇；共4个县的41个乡镇。样品数为泸西1 942个、弥勒2 388个、建水1 597个、石屏1 319个，合计7 246个样品。样品等级为C3F，栽种品种为K326、红花大金元、云烟87、云烟85、NC297。

1.2 方法

仪器为云南中烟有限责任公司的Nicolet Antaris傅立叶变换近红外光谱分析仪、近红外模型以及TQ analyst 6.2定量分析软件。

采用近红外光谱(NIR)定量分析技术对烟叶样品的常规化学成分进行分析，使用积分球漫反射检测器，镀金漫反射体做背景。首先将烤烟烟叶样品在60 ℃条件下恒温2 h烘干，研磨成粉末，过孔径为0.425 mm的筛子。取烟叶样品粉末50 g置于石英测量杯中。按下述实验条件进行光谱扫描：分辨率8 cm-1；扫描64次；谱区范围4 000～8 000 cm-1；室温24 ℃，湿度60%[15]。

1.3 数据分析

利用Excel 2010进行数据的整理，SPSS 20进行单因素方差分析。

2 结果与分析

2.1 常规化学成分含量

由表1可知，红河州4个植烟县(市)2011—2018年初烤烟叶总氮含量在1.03%～3.76%，平均值为2.14%；烟碱含量在0.71%～6.10%，平均值为2.74%；总糖含量在7.49%～49.07%，平均值为28.61%；还原糖含量在7.40%～35.50%，平均值为21.41%；氯含量在0.01%～2.86%，平均值为0.40%；钾含量在0.01%～38.73%，平均值为1.76%；淀粉含量在0.16%～27.62%，平均值为4.22%；总挥发碱含量在0.06%～0.36%，平均值为0.20%；pH在5.00～5.79，平均值为5.44；糖碱比在0～62.91，平均值为11.59%；两糖差在0.01%～17.12%，平均值为7.18%；两糖比在0～1.40，平均值为0.75；钾氯比在0.08～269.00，平均值为13.96。

表1 红河州4个植烟县(市)2011—2018年初烤烟叶常规化学成分含量

2.2 常规化学成分变异系数的分析

由表2可知，钾氯比和氯的变异系数最大，pH的变异系数最小。钾氯比和氯的变异系数极显著高于其他指标；钾的变异系数极显著大于烟碱、总挥发碱、总糖、还原糖、总氮、两糖比、pH；淀粉和糖碱比的变异系数极显著大于两糖比、pH，淀粉的变异系数显著高于总挥发碱、总糖、还原糖、总氮、两糖比、pH，糖碱比的变异系数显著高于总糖、还原糖、总氮、两糖比、pH；两糖差的变异系数极显著大于pH，显著高于两糖比、pH；钾、淀粉、糖碱比、两糖差间差异不显著；糖碱比、两糖差、烟碱、总挥发碱间的差异不显著；两糖差、烟碱、总挥发碱、总糖、还原糖、总氮间的差异不显著；烟碱、总挥发碱、总糖、还原糖、总氮、两糖比、pH间差异不显著。

表2 红河州4个植烟县(市)2011—2018年初烤烟叶常规化学成分变异系数多重比较

由表3可知，泸西和弥勒2011—2018年初烤烟叶常规化学成分的变异系数为钾氯比>氯>钾>淀粉>糖碱比>两糖差>烟碱>总挥发碱>总糖>还原糖>总氮>两糖比>pH。

表3 泸西、弥勒2011—2018年初烤烟叶常规化学成分变异系数多重比较

泸西2011—2018年初烤烟叶常规化学成分钾氯比和氯的离散程度最大，变异系数极显著高于其他指标，淀粉含量的变异系数极显著高于烟碱、总挥发碱、总糖、还原糖、总氮、两糖比、pH，显著高于钾；糖碱比的变异系数极显著高于总挥发碱、总糖、还原糖、总氮、两糖比、pH，显著高于烟碱；两糖差、钾的变异系数极显著高于两糖比和pH；烟碱、总挥发碱的变异系数极显著高于pH，两糖差显著高于总糖、还原糖、总氮；烟碱、总挥发碱的变异系数极显著高于pH，烟碱显著高于两糖比；总糖、还原糖、总氮的变异系数显著高于pH。淀粉、糖碱比、两糖差间差异不显著；糖碱比、两糖差、钾间差异不显著；两糖差、钾、烟碱、总挥发碱间的差异不显著；钾、烟碱、总挥发碱、总糖、还原糖、总氮间的差异不显著；总挥发碱、总糖、还原糖、总氮、两糖比间的差异不显著；两糖比、pH间的差异不显著。

弥勒2011—2018年初烤烟叶常规化学成分钾氯比和氯的离散程度最大，变异系数极显著高于其他指标，淀粉含量的变异系数极显著高于钾、烟碱、总挥发碱、总糖、还原糖、总氮、两糖比、pH；糖碱比的变异系数极显著高于烟碱、总挥发碱、总糖、还原糖、总氮、两糖比、pH；两糖差的变异系数极显著高于总糖、还原糖、总氮、两糖比、pH，显著高于总挥发碱；钾、烟碱的变异系数极显著高于两糖比、pH，钾显著高于还原糖、总氮；总挥发碱的变异系数极显著高于pH，显著高于两糖比。淀粉、糖碱比变异系数间不存在显著差异；糖碱比、两糖差、钾离子变异系数间不存在显著差异；两糖差、钾、烟碱变异系数间的差异不显著；钾、烟碱、总挥发碱、总糖变异系数间不存在显著差异；烟碱、总挥发碱、总糖、还原糖、总氮变异系数间不存在显著差异；总糖、还原糖、总氮、两糖比变异系数间不存在显著差异；两糖比、pH变异系数间不存在显著差异。

由表4可知，建水、石屏2011—2018年初烤烟叶常规化学成分变异系数均为钾氯比>氯>钾>淀粉>糖碱比>两糖差>烟碱>总挥发碱>总糖>还原糖>总氮>两糖比>pH。

表4 建水、石屏2011—2018年初烤烟叶常规化学成分变异系数多重比较

建水2011—2018年常规化学成分以钾氯比和氯的离散程度最大，其变异系数极显著高于其他指标；钾的变异系数极显著高于总挥发碱、总糖、还原糖、总氮、两糖比、pH，显著高于烟碱；淀粉的变异系数极显著高于总糖、还原糖、总氮、两糖比、pH，显著高于烟碱、总挥发碱；糖碱比的变异系数极显著高于两糖比和pH，显著高于总糖、还原糖、总氮；两糖差的变异系数极显著高于pH，显著高于两糖比；烟碱的变异系数显著高于pH；钾、淀粉、糖碱比、两糖差变异系数间的差异不显著；糖碱比、两糖差、烟碱、总挥发碱变异系数间的差异不显著；两糖差、烟碱、总挥发碱、总糖、还原糖、总氮变异系数间的差异不显著；烟碱、总挥发碱、总糖、还原糖、总氮、两糖比变异系数间的差异不显著；总挥发碱、总糖、还原糖、总氮、两糖比、pH变异系数间的差异不显著。

石屏2011—2018年初烤烟叶常规化学成分以钾氯比和氯的离散程度最大，其变异系数极显著高于其他指标；淀粉的变异系数极显著高于总挥发碱、总糖、还原糖、总氮、两糖比、pH；糖碱比的变异系数极显著高于两糖比、pH，显著高于总挥发碱、总糖、还原糖、总氮、两糖比、pH；两糖差的变异系数极显著高于pH，显著高于总挥发碱、总糖、还原糖、总氮；钾、烟碱的变异系数极显著高于pH，总挥发碱显著高于pH；淀粉、糖碱比的变异系数间的差异不显著；糖碱比、两糖差、烟碱的变异系数间的差异不显著；两糖差、烟碱、总挥发碱、总糖、还原糖、总氮变异系数间的差异不显著；总糖、还原糖、总氮、两糖比的变异系数间的差异不显著。

2.3 常规化学成分的分析

2.3.1 总氮

由表5可知，红河州4个植烟县(市)2011—2018年初烤烟叶总氮含量介于1.93%～2.47%。4个县(市)总氮含量均以2015年最高，且显著高于其他年份，总氮含量的均值以2015年、2017年最高，且显著高于其他年份；2012年、2013年、2016年3 a间的差异不显著，但显著高于2011年、2014年、2018年；2011年、2018年含量较低，且2 a间差异不显著；2014年最低，除泸西外，其他县(市)显著低于其他年份。

表5 红河州4个植烟县(市)2011—2018年初烤烟叶总氮含量

2.3.2 烟碱

由表6可知，红河州4个植烟县(市)2011—2018年初烤烟叶烟碱含量在2.29%～3.16%，泸西以2011年最高，2012年次之，且2 a间差异不显著，弥勒、建水、石屏均以2012年最高；泸西、建水以2018年最低，弥勒、石屏以2017年最低，且年度间存在显著差异。综合来看，烟碱含量的均值以2011年、2012年最高，且显著高于其他年份；2013年、2016年较高；2015年次之；2014年、2017年较低；2018年最低。综合来看，近8 a来4个县(市)烟碱含量呈现下降趋势。

表6 红河州4个植烟县(市)2011—2018年初烤烟叶烟碱含量

2.3.3 总糖

由表7可知，红河州4个植烟县(市)2011—2018年总糖含量在24.69%～32.95%。泸西、弥勒、建水、石屏均以2014年最高，且显著高于其他年份，泸西2013年最低，显著低于其他年份，建水以2017年最低，弥勒和石屏以2015年最低。总糖含量的均值以2014年、2018年最高，且显著高于其他年份；2011年、2016年较高，且2 a间差异不显著；2012年、2013年、2017年次之，且3 a间差异不显著；2015年极显著低于其他年份。

表7 红河州4个植烟县(市)2011—2018年初烤烟叶总糖含量

2.3.4 还原糖

由表8可知，红河州4个植烟县(市)2011—2018年初烤烟叶还原糖含量在17.62%～24.62%。弥勒、泸西、建水、石屏均以2014年最高，介于24.09%～24.62%，且显著高于其他年份，2015年最低。还原糖含量的均值以2014年、2018年显著高于其他年份；2011年、2012年、2016年、2017年次之，且4 a间差异不显著；2013年、2015年显著低于其他年份。

表8 红河州4个植烟县(市)2011—2018年初烤烟叶还原糖含量

2.3.5 淀粉

由表9可知，红河州4个植烟县(市)2011—2018年初烤烟叶淀粉含量在2.77%～5.71%。弥勒、建水、石屏均以2018年最高，泸西2017年最高，且显著高于其他年份；泸西、弥勒以2012年最低，建水、石屏以2015年最低。淀粉含量的均值以2017年、2018年最高，2012年、2016年次之，2015年最低，且年度间均存在显著差异。综合来看，淀粉含量有上升的趋势。

2.3.6 钾

由表10可知，红河州4个植烟县(市)2011—2018年初烤烟叶钾含量在0.86%～4.96%。泸西、弥勒、石屏和均值均以2015年最高，建水以2012年最高；4个县(市)及均值均以2016年最低，且泸西和石屏与其他年度间存在显著差异。

表10 红河州4个植烟县(市)2011—2018年初烤烟叶钾含量

2.3.7 氯

由表11可知，红河州4个植烟县(市)2011—2018年初烤烟叶氯含量在0.19%～0.76%。泸西、弥勒以2013年最高，建水以2012年最高，石屏以2014年最高；泸西、弥勒、石屏以2016年最低，建水以2018年最低。综合来看，近8 a来氯含量有下降的趋势。

表11 红河州4个植烟县(市)2011—2018年初烤烟叶氯含量

2.3.8 总挥发碱

由表12可知，红河州4个植烟县(市)2011—2018年初烤烟叶总挥发碱含量在0.17%～0.23%。泸西、弥勒、建水、石屏以及均值均为2015年>2012年>2016年，且年度间存在显著差异，2017年、2018年最低。综合来看，总挥发碱含量随着时间变化有下降的趋势。

表12 红河州4个植烟县(市)2011—2018年初烤烟叶总挥发碱含量

2.3.9 pH

由表13可知，红河州4个植烟县(市)2011—2018年初烤烟叶的pH在5.30～5.59，整体较为稳定。泸西、弥勒、建水、石屏以及均值均为2015年最高，2012年、2013年次之，2016年、2017年、2018年较低，且年度间存在显著差异。

表13 红河州4个植烟县(市)2011—2018年初烤烟叶pH值

2.3.10 钾氯比

由表14可知，红河州4个植烟县(市)2011—2018年初烤烟叶钾氯比在4.39～25.83。泸西、弥勒都以2017年最高，2013年最低；建水以2018年最高，2013年最低；石屏以2015年最高，2013年最低。综合来看，2013年钾氯比明显低于其他年份。

表14 红河州4个植烟县(市)2011—2018年初烤烟叶钾氯比

2.3.11 两糖比

由表15可知，红河州4个植烟县(市)2011—2018年初烤烟叶的两糖比在0.70～0.83。泸西、弥勒、石屏以2012年最高，建水以2017年最高，2012年次之，且均显著高于其他年份；泸西以2018年最低，弥勒2016年最低，建水、石屏均以2015年最低。两糖比的均值以2012年、2017年显著高于其他年份；2013年、2014年、2016年次之，且3 a间存在显著差异；2011年、2015年、2018年最低，3 a间不存在显著差异。

2.3.12 两糖差

由表16可知，红河州4个植烟县(市)2011—2018年初烤烟叶的两糖差在4.45%～8.63%。泸西、石屏以2018年最高，弥勒、建水分别以2011年和2014年最高，泸西以2013年最低，弥勒以2012年最低，建水以2017年最低，石屏以2012年最低。两糖差的均值以2018年显著高于其他年份；2011年、2013—2016年次之，且5 a间存在显著差异；2012年、2017年显著低于其他年份。

表16 红河州4个植烟县(市)2011—2018年初烤烟叶两糖差

2.3.13 糖碱比

由表17可知，红河州4个植烟县(市)2011—2018年初烤烟叶的糖碱比在8.99～14.90。泸西、建水、石屏均以2018年显著高于其他年份，弥勒以2014年最高；泸西、弥勒、建水、石屏分别以2013年、2012年、2015年、2012年最低。糖碱比的均值以2014年、2018年显著高于其他年份，2011年、2015年、2016年、2017年次之，2012年、2013年显著低于其他年份。

表17 红河州4个植烟县(市)2011—2018年初烤烟叶糖碱比

3 小结与讨论

红河州4个植烟县(市)2011—2018年初烤烟叶钾氯比、氯、淀粉、糖碱比、两糖差、钾、烟碱、总挥发碱、总糖、还原糖、总氮、pH、两糖比等13项指标的变异系数为1.42%～151.80%，离散程度的差异很大。常规化学成分含量整体较为适宜，总氮、烟碱、pH、总挥发碱、两糖比均在适宜范围内，总糖、还原糖、两糖差、糖碱比、钾氯比偏高，钾、氯、淀粉含量偏低，且均较接近适宜值。淀粉含量呈现上升趋势；氯、烟碱、总挥发碱含量呈现下降趋势，其他指标基本保持一致。

一般认为，我国优质烟叶总氮含量1.5%～2.5%；烟碱含量1.5%～3.5%;总糖含量18%～22%；还原糖16%～18%；钾含量>2%；氯含量0.3%～0.8%；pH值为5左右；淀粉含量4%～6%；钾氯比≥4；两糖比>0.9；两糖差2.5%～5%；糖碱比8～12[16-18]。本研究中两糖及钾的分析结果与阙劲松等[19]的研究结果一致，同时也符合云南烤烟两糖含量较高的特点[20-21]。两糖含量偏高可能是由于烤烟生产大田期不同时段的气候特点导致[22]。钾离子和氯离子含量是影响烟支燃烧特性的重要因素，一般认为钾氯比≥4的烟叶燃烧性能比较好[23-24]。红河州4个县(市)的初烤烟叶钾、氯偏低，且各指标含量的离散程度较大，一方面，离散程度大可能与云南省立体性气候突出、各地栽培措施、烘烤条件的差异有关；另一方面，含量偏低可能是由于土壤中钾氯含量偏低，烟株吸收能力弱导致。所以，为了提高烟叶中钾、氯含量及稳定性，可以适当施用钾素、氯素肥料，喷施含钾素的叶面肥，尽量保证各地栽培措施、烘烤条件等统一。淀粉含量在2012年和2015年偏低，2015年以后又在适宜范围内，具体原因有待进一步研究。