王 瑞，劉國順，向必坤

（1.湖北省煙草公司恩施州公司，湖北 恩施 445000；2.河南農(nóng)業(yè)大學煙草學院，鄭州 450002）

烤煙是我國重要的經(jīng)濟作物之一，烤煙產(chǎn)量和品質(zhì)的最終形成是品種（基因型）、環(huán)境以及兩者相互作用的結(jié)果。環(huán)境包括生態(tài)環(huán)境和社會環(huán)境，社會環(huán)境涉及到種植制度、管理措施以及栽培技術(shù)等方面，是可以加以學習和模仿的，而生態(tài)環(huán)境主要是由地理位置和地形所決定的，是難以改變和模仿的。因此，合理的利用生態(tài)環(huán)境，發(fā)揮區(qū)域優(yōu)勢，開發(fā)特色優(yōu)質(zhì)煙葉是當前我國煙葉工作中的重點。

恩施州地處鄂西南山區(qū)，是湖北最大的烤煙產(chǎn)區(qū)，也是全國重點烤煙產(chǎn)區(qū)之一。境內(nèi)山巒起伏，高低懸殊，地形復雜多樣，垂直變化十分明顯?？緹煼植家嗪軓V泛，從海拔500～1500 m均有種植。海拔是一個綜合了各種環(huán)境因子的生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)，海拔梯度包含了溫度、濕度、光照等諸多環(huán)境因子的劇烈變化，與緯度梯度相比，環(huán)境因子沿海拔梯度變化要快1000倍[1-2]。大量的試驗研究結(jié)果表明，海拔對煙葉產(chǎn)量、質(zhì)量以及香吃味有著較明顯的影響[3-6]。

本研究以3個遺傳背景不同的烤煙品種為材料，探討其在恩施州不同海拔下烤煙的產(chǎn)、質(zhì)量以及香型風格的差異，為合理進行煙草種植區(qū)劃，充分利用資源，滿足不同的工業(yè)需求提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與處理

試驗于 2009年在湖北省恩施州宣恩縣進行，在同一山脈沿同一坡向選擇3個不同海拔點進行大田試驗，分別為海拔500 m（109°22′8″E、29°57′5″N），海拔 900 m（109°22′45″E、29°58′15″N），海拔 1300 m（109°23′13″E、29°59′5″N）。各海拔點大田的土壤肥力接近，土壤類型均為黃棕壤，質(zhì)地偏粘，基礎(chǔ)肥力見表1。

表1 各試驗地土壤基礎(chǔ)肥力狀況Table 1 Soil fertility of the test sites

每個試驗點分別種植品種K326、云煙87和中煙103，隨機區(qū)組設(shè)計，3次重復，小區(qū)面積60 m2。施純氮量75 kg/hm2，氮、磷、鉀比例為1∶2∶3，行、株距分別為120 cm和55 cm。各點均采用漂浮育苗，海拔500、900和1300 m分別于5月13日、5月14日和5月15日移栽完畢，其他管理均按常規(guī)措施進行。分小區(qū)適時采收、烘烤、定級和稱重，計算產(chǎn)量、產(chǎn)值、均價、單葉重。各小區(qū)取C3F進行感官評吸。

按照傳統(tǒng)香型分類方法，將河南平頂山烤煙作為濃香型代表，云南曲靖為清香型代表，貴州畢節(jié)為中間偏清型代表，吉林敦化為中間型代表，重慶武隆為中間偏濃型代表。各產(chǎn)區(qū)選取同年C3F樣品3個，加上試驗處理的9個樣品，共24個樣品，分析中性致香物質(zhì)。

1.2 測定項目和方法

評吸質(zhì)量由湖北中煙工業(yè)公司技術(shù)中心組織評吸專家，按照YC/T138—1998進行評吸。采用美國API公司生產(chǎn)的305D型連續(xù)流動分析儀測定煙葉總糖、還原糖、淀粉、煙堿、總氮。中性致香物質(zhì)測定參閱文獻[6]。

1.3 統(tǒng)計分析

采用DPS統(tǒng)計軟件進行統(tǒng)計分析[7]。

2 結(jié) 果

2.1 經(jīng)濟性狀

各品種的單葉重均隨海拔的升高而增加（表2），海拔間差異達到顯著水平。K326產(chǎn)量在海拔900 m最高，其次為海拔1300 m，海拔間差異達到顯著水平；云煙87和中煙103的產(chǎn)量均隨著海拔的升高而增加。K326和云煙87的產(chǎn)值和均價均以海拔900 m最高，顯著高于其他兩個海拔；中煙103的產(chǎn)值和均價均在海拔1300 m最高，顯著高于其他兩個海拔。

表2 各海拔烤煙經(jīng)濟性狀Table 2 Economic values of tobacco leave at various attitudes

2.2 化學成分

從表3可知，除氮堿比以外，其他各處理的化學成分指標均在合理的范圍內(nèi)，表明在恩施地區(qū)烤煙化學成分均比較協(xié)調(diào)。K326和云煙87的還原糖和總糖含量均以海拔900 m最高，海拔1300 m次之，海拔500 m最低，海拔間差異達到顯著水平；中煙103的還原糖和總糖含量均隨著海拔的升高而增加，海拔間差異達到顯著水平。各品種淀粉含量均以海拔900 m最低，海拔500 m次之，海拔1300 m最高。各品種煙堿和總氮含量均以海拔900 m最高，海拔500 m次之，海拔1300 m最低。中煙103煙葉煙堿含量在各個海拔下均明顯較低，由此看來，中煙103是一個低煙堿品種，針對恩施州烤煙煙堿含量偏高的狀況，根據(jù)需要適當擴大中煙 103的種植規(guī)模是可行的。

2.3 評吸質(zhì)量

從表4可知，各品種的香氣質(zhì)得分均以海拔900和1300 m較高。各品種的香氣量得分均以海拔500和900 m較高，海拔1300 m較低；余味、雜氣和刺激性得分均以海拔900和1300 m較高，顯著高于海拔500 m?？傮w看來，在海拔900 m區(qū)域的烤煙評吸質(zhì)量最好，其次為1300 m，海拔500 m最差。

表3 各海拔煙葉化學成分Table 3 Chemical component contents of tobacco leave at various attitudes

表4 各海拔煙葉評吸質(zhì)量Table 4 Smoking test results of tobacco leave at various attitudes

2.4 基于各指標的聚類分析

將不同品種海拔組合進行聚類分析（圖1），以單葉重和群體產(chǎn)量作為評定烤煙產(chǎn)量的評價指標，可以分成3類（圖1a），即高產(chǎn)型，包括中煙103-1300 m，中煙103-900 m以及云煙87-1300 m；中產(chǎn)型，包括中煙103-500 m，云煙87-900 m，云煙87-500 m，K326-900 m以及K326-1300 m；低產(chǎn)型K326-500 m。以產(chǎn)值和均價作為煙農(nóng)收益的評價指標，也可以分成3類（圖1b），即高收益型，包括K326-900 m，云煙87-500 m，云煙87-900 m，云煙87-1300 m，中煙103-1300 m；中收益型，包括K326-1300 m，中煙103-900 m；低收益型，包括K326-500 m，中煙103-500 m。以品吸質(zhì)量和外觀質(zhì)量作為煙葉質(zhì)量的評價指標，也可以分成3類（圖1c），質(zhì)量較好型，包括K326-900 m和云煙87-900 m，質(zhì)量中等型，包括 K326-1300 m，云煙 87-500 m，云煙87-1300 m，中煙103-900 m，中煙103-1300 m；質(zhì)量較差型，包括K326-500 m和中煙103-500 m。綜合煙農(nóng)利益和工業(yè)企業(yè)需求考慮，K326-900 m和云煙87-900 m是最佳的海拔和品種組合，其次為云煙87-500 m，云煙87-1300 m，中煙103-1300 m。

2.5 基于中性致香物質(zhì)的香型風格分析

判別分析是先根據(jù)某些類別歸屬已知的對象（訓練樣本）建立判別函數(shù)，再將要進行分類樣本的相應觀察指標值帶入該判別函數(shù)，根據(jù)所得函數(shù)值判斷該對象所應歸入的類別[7]。

2.5.1 特異香氣物質(zhì)篩選 將河南平頂山、云南曲靖、貴州畢節(jié)、吉林敦化和重慶武隆按各自香氣表現(xiàn)類型劃分為5類，依次用1、2、3、4、5來表示，將試驗各處理煙葉作為未知類進行判別，通過比較歸入在5類中最相似的一類。煙葉香氣分析中所測定的 24種中性致香物質(zhì)作為分類的判別變量，并進行逐步篩選判別。因為在判別分析中，對判別結(jié)果可能產(chǎn)生影響的變量往往很多，但是影響有大有小。如果忽略了其中最主要的影響因素，則所建立起來的判別函數(shù)的判別效果肯定不好。當判別變量個數(shù)很多時，如果不加選擇地一概采用來建立判別函數(shù)，不僅計算工作量大，而且往往由于變量間的自相關(guān)性，可使解逆矩陣的計算精度下降，最終使得判別函數(shù)缺乏穩(wěn)定性。因此，適當篩選變量是判別分析中一件很重要的事情。所以在此對測定的香氣物質(zhì)（變量）選用逐步判別分析。通過逐步判別分析找到了各類之間進行劃分區(qū)別的特異變量（香氣物質(zhì)），即類與類間的差異貢獻的主要因素。經(jīng)過分析處理共篩選出9個特異變量：β-大馬酮、巨豆三烯酮 1、巨豆三烯酮 3、法尼基丙酮、糠醇、苯甲醛、芳樟醇、螺巖蘭草酮和新植二烯。

圖1 不同組合烤煙聚類分析Fig.1 Cluster analysis of various combinations of varieties and attitudes

2.5.2 各類判別函數(shù) 通過采用 fisher方法[7]，得到fisher線性判別函數(shù)，每一類都有一組相應的系數(shù)（表5）。把每個觀測點帶入5個函數(shù)，就可以得到分別代表5類的5個值，哪個值最大，該點就屬于相應的那一類。表6列出了本試驗9個處理烤煙香氣表現(xiàn)類型各自歸屬，從表6可見，有3個歸為重慶中間偏濃香型一類，包括K326-1300 m、中煙103-900 m、中煙103-1300 m；3個樣本歸為河南濃香型一類，包括K326-900 m、云煙87-500 m、中煙103-500 m；2個樣本歸為云南清香型一類，包括云煙87-900 m和云煙87-1300 m；1個樣本歸為吉林中間香型一類，為K326-500 m。

3 討 論

李章海等[8]認為，在大尺度生態(tài)條件下（地理位置跨度較大的不同省份或地區(qū)）烤煙香型風格存在較大差異，地理位置和生態(tài)特點接近區(qū)域煙葉風格在一定程度接近；但在小尺度生態(tài)條件下（同一地區(qū)）烤煙香型風格差異不顯著。從本研究結(jié)果來看，即使在小尺度生態(tài)條件下（同屬恩施地區(qū)）下，由于海拔梯度形成的生態(tài)環(huán)境變化，導致香型風格有著明顯的差異。關(guān)于煙葉香型風格的特征化學成分的研究已被國家煙草專賣局列為特色煙開發(fā)的重要專題之一，對特征物質(zhì)進行篩選，找出影響香型風格的關(guān)鍵成分是研究的主要內(nèi)容。邵巖等[9]采用正交信號校正與偏最小二乘法相結(jié)合方法，分析了造成不同地區(qū)烤煙上、中和下部煙葉差異的致香物質(zhì)有新植二烯、蘋果酸、西柏三烯二醇、茄酮和巨豆三烯酮4等。王能如等[10]通過煙葉香味成分與香氣、吃味品質(zhì)的相關(guān)分析，得出大馬酮、巨豆三烯酮、茄酮等最能代表我國烤煙主體香味成分。本研究以烤煙中性致香物質(zhì)為基礎(chǔ)，利用判別分析方法，從 24種樣品共有的中性致香物質(zhì)成分中篩選了9種關(guān)鍵成分：β-大馬酮、巨豆三烯酮1、巨豆三烯酮 3、法尼基丙酮、糠醇、苯甲醛、芳樟醇、螺巖蘭草酮和新植二烯。同時，以具有典型風格特色的煙葉為參照，將不同海拔和品種組合的煙葉的質(zhì)量風格進行歸類，結(jié)果看出，恩施州9個不同海拔、品種組合的烤煙香型風格各屬于4個類型，其中清香型2個，濃香型3個，中間偏濃香型3個，中間香型1個。由于本研究僅以中性致香物質(zhì)成分為研究對象，而影響烤煙香型風格的化學物質(zhì)不僅是中性致香物質(zhì)，還有常規(guī)化學成分、有機酸、石油醚提取物等，因此，研究結(jié)果存在一定局限性，與實際評吸結(jié)果可能存在偏差，這在今后的研究中應予以彌補和完善。

表5 各類判別函數(shù)系數(shù)Table 5 Discrimination coefficient

表6 檢驗樣本的判別分類Table 6 Discrimination category of the samples

4 結(jié) 論

本研究結(jié)果表明，隨著海拔的變化，各品種烤煙產(chǎn)、質(zhì)量表現(xiàn)出明顯的差異。各品種有著明顯的生態(tài)適應性，不同品種在不同海拔下，表現(xiàn)出不同的產(chǎn)、質(zhì)量優(yōu)勢?？傮w來看，在湖北恩施煙區(qū)，海拔 900 m是烤煙生產(chǎn)的最佳適宜區(qū)，其次為海拔1300 m，最差為海拔500 m。K326適合于海拔900 m區(qū)域種植，中煙103適合于海拔1300 m區(qū)域種植，云煙87的生態(tài)適應性較寬泛，在3個海拔均表現(xiàn)出較高的產(chǎn)、質(zhì)量水平。在本試驗條件下，K326-900 m和云煙87-900 m是最佳的兩種海拔、品種組合，其次為云煙87-500 m，云煙87-1300 m，中煙103-1300 m。

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