鄂西南煙區煙堿轉化影響因素的研究

生物是煙草中含有重要化學成分的重要化學成分，主要包括四種類型的卷煙堿（93%）、抗煙堿（3.5%）、新兆堿（微觀）和假木賊堿（微觀）。普通煙草屬于煙堿積累型,其煙堿含量占總生物堿含量的93%以上,因此,人們對煙堿的研究較早、也較多。降煙堿含量低,因而長期被忽視。直至20世紀80年代對降煙堿的研究才開始引起重視。國內外學者普遍認為降煙堿對煙葉品質和人類健康存在著嚴重的不利影響,不僅導致香吃味的下降,同時由于降煙堿易于在煙葉調制和調制后的陳化過程中發生氧化、亞硝化和酰化等生化反應,形成許多不利成分,如TSNAs中的N-亞硝基降煙堿(NNN)和麥斯明,因而影響煙葉的安全性。煙堿轉化性狀屬簡單顯性遺傳,由Cs和Ct2個位點基因決定煙葉的降煙堿含量,具有純合雙隱性基因型(Ctctcscs)的煙草不具有煙堿去甲基能力。但在栽培品種的煙株群體中,一些煙株往往會因為基因突變,形成煙堿轉化能力,導致煙堿含量顯著降低,降煙堿含量相應增加。美國對降煙堿的研究早而深入,現已將降煙堿作為考核新品種的主要指標,并制定了降煙堿含量不超過生物堿的15%的標準。據研究,中國白肋煙普遍存在煙堿轉化株比例、降煙堿含量和煙堿轉化率過高的問題,直接導致了煙葉TSNAs含量增高和香味品質的下降。迄今為止,國內有關煙堿轉化的研究不多,僅有的研究多集中在煙堿轉化與品種、安全性及煙葉質量的關系等方面,生態、栽培因素對煙堿轉化率的影響研究鮮見報道。本研究旨在通過對白肋煙栽培、調制等因子的試驗及不同海拔、光照條件的大面積生產調查,分析了解這些因子對煙株煙堿轉化能力的影響,尋求控制煙堿轉化、減低降煙堿含量的技術措施。1材料和方法1.1試驗處理和措施2004年按生態條件和栽培、調制因子進行了7項試驗和調查,其處理內容、設計、地點和取樣方法見表1。代號1-2為不同海拔、光照對煙堿轉化率影響的大面積生產調查,品種鄂煙一號,栽培措施按當地栽培方式進行。代號3-6為小區試驗,試驗品種均為鄂煙一號,小區面積12m2,種植20株,雙行區,規格1.2×0.5m2。所有植株定株編號掛牌。代號7為不同晾制條件對煙堿向降煙堿轉化的影響試驗,在恩施崔壩科研基地專用晾房內進行。設高濕、中濕和低濕3個處理,高濕即凋萎期相對濕度保持在80%~90%,變黃期、變褐期保持在75%~85%,干筋期45%~65%;中濕凋萎期相對濕度保持在75%~85%,變黃期、變褐期保持在70%~80%,干筋期40%~60%;低濕凋萎期相對濕度保持在70%~80%,變黃期、變褐期保持在65%~75%,干筋期35%~45%。1.2小壟覆肥,理論施肥,“三水”按土培兩段育苗法育苗。按每15kg/666.7m2純氮、m(N):m(P2O5):m(K2O)=1:1:2,底肥為70%的氮肥、鉀肥和100%磷肥。小壟覆膜移栽。移栽后35~40d揭膜,施追肥,大培土。追肥為30%的氮、鉀肥。正常成熟采收、晾制。1.3煙堿轉化性狀的表達除試驗6~7為正常晾制樣品外,其它調查和試驗樣品均為大田采集鮮樣,按Shi等的誘導方法進行化學誘導,以使具有煙堿轉化能力的植株在早期表達煙堿轉化性狀,即摘取煙葉后,噴施2-氯乙基磷酸水溶液后保濕晾制,待煙葉變黃后(4d),測定煙堿和降煙堿。1.4煙堿轉化能力在鄭州煙草研究院采用氣相色譜法進行,具體操作和參數設定按Burton等(1989)的方法。煙堿轉化能力用煙堿轉化百分率表示,即降煙堿含量占煙堿和降煙堿含量之和的百分比。根據煙堿轉化率將煙株分為非轉化株(小于5%)、低轉化株(5%~20%)和高轉化株(大于20%)。2結果2.1生態條件對香煙堿轉化率的影響2.1.1海拔高度海拔高度對煙堿轉化率有一定影響,其中對上部葉的影響大于下部葉(圖1)。上部葉煙堿轉化率除海拔1000m的最低外,其它采樣點表現為隨著海拔高度的上升幾乎呈直線下降趨勢。下部葉也以海拔1000m的最低,但不同海拔高度之間差異不大。在大約海拔950m以下,上部葉煙堿轉化率高于下部葉,在海拔950m以上,則有相反趨勢。2.1.2獨立地有利于煙堿的轉化調查結果表明,在光照不足的林蔭地,無論上部還是下部葉的煙堿轉化率都高于陽光充足的地塊,說明蔭蔽條件有利于煙堿的轉化(圖2)。2.2不同栽培因素對香煙堿轉化率的影響2.2.1上部葉煙堿轉化率試驗結果表明,株距在40~50cm的范圍內,下部葉煙堿轉化率隨著株距增大而降低,上部葉煙堿轉化率則隨著株距增大僅稍有上升(圖3)。行距100~120cm內,隨行距的增大,上部葉煙堿轉化率明顯降低,下部葉僅有降低趨勢(圖4)。說明株距主要影響下部葉煙堿轉化,行距主要影響上部葉煙堿轉化。下部葉煙堿轉化率均明顯高于上部葉。2.2.2上葉煙堿轉化率試驗結果表明,打頂時間對上部葉煙堿轉化率有較明顯的影響,對下部葉的影響相對較小(圖5)。隨打頂時間的延遲,上部葉煙堿轉化率有較明顯的上升;在現蕾初期至現蕾盛期打頂,下部葉煙堿轉化率隨打頂時間的延遲有所上升,但在現蕾盛期至初花期打頂,下部葉煙堿轉化率下降。2.2.3剩余葉數對香煙堿轉化率的影響試驗結果如圖6所示,無論是上部還是下部葉,煙堿轉化率都隨著留葉數的增加而降低。2.3葉煙堿轉化率試驗結果表明,3種采收晾制方式對上部葉煙堿轉化率影響較大,其中整株采收晾制的上部葉煙堿轉化率最低,摘葉劃筋的最高;對下部葉的影響較小(圖7)。2.4煙堿轉化率低3種晾房濕度對上部葉煙堿轉化率的影響較大,以中濕處理的煙堿轉化率最高,高濕的最低;對下部葉的影響較小,表現出與上部葉相反的變化(圖8)。3不同光照條件對煙堿轉化率的影響(1)恩施州是我國主要白肋煙產區,該區氣候隨海拔高度變化而明顯變化,因此,煙葉質量也隨海拔高度變化而迥異。本研究結果表明,海拔1000m左右的煙葉煙堿轉化率最低,煙葉質量最好,這從煙堿轉化的角度應證了以前認為該區域是優質白肋煙最佳生產區的研究結論。隨著海拔高度的上升,上部葉煙堿轉化率有較明顯的下降趨勢,而下部煙則變化不大。(2)光照條件對煙堿轉化有明顯的影響,光照充足有利于降低煙堿轉化率,而蔭蔽條件則促進了煙堿轉化。(3)在一定范圍內,適當增大株距有利降低下部煙葉煙堿轉化率,適當增大行距有利于降低上部葉煙堿轉化率,說明調整煙株群體結構,改善光照條件有利于降低煙堿轉化率。(4)上部葉隨打頂時間延遲,煙堿轉化率呈上升趨勢;下部葉在現蕾初期―現蕾盛期打頂,煙堿轉化率有所上升,但初花期時打頂煙堿轉化率下降;留葉數與煙堿轉化率存在負相關關系,適當增加留葉數有利于降低煙堿轉化率。延遲打頂時間、增加留葉數都能減少上中部煙葉的開片程度,煙株中下部葉光照條件得以改善,從而降低了下部葉的煙堿轉化率。(5)整株或半整株采收晾制是目前湖北省白肋煙的主要采收晾制方式,同時也存在