張勝,楊永鋒,楊會(huì)麗
(1.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院,湖南 長(zhǎng)沙410128;2.湘西自治州煙草公司永順縣分公司,湖南 永順 416700;3.河南農(nóng)業(yè)大學(xué)煙草學(xué)院,河南 鄭州 450002)
煙葉的化學(xué)成分是決定評(píng)吸質(zhì)量和煙氣特性等質(zhì)量特性的內(nèi)在因素之一[1–3]。眾多研究[4–9]表明,化學(xué)成分種類多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜,易受品種、生態(tài)條件、調(diào)制技術(shù)和栽培措施等方面的影響。煙葉的物理特性主要是指影響煙葉質(zhì)量和工藝加工等方面的特性,直接影響煙葉品質(zhì)、卷煙制造過程、產(chǎn)品風(fēng)格、成本及其經(jīng)濟(jì)指標(biāo)[10]。湖南主產(chǎn)煙區(qū)煙葉葉片厚、葉質(zhì)重小、平均含水率適中,煙葉組織結(jié)構(gòu)疏松、填充性好,易于加香加料[11]。薛超群[12]等指出,拉力影響煙葉內(nèi)在質(zhì)量,且與內(nèi)在質(zhì)量呈負(fù)相關(guān)。王玉軍[13]等研究認(rèn)為,葉片厚度與化學(xué)成分具有一定的相關(guān)性。目前,人們多集中于單一對(duì)煙葉農(nóng)藝性狀、物理特性和化學(xué)成分的研究,而對(duì)三者之間的關(guān)聯(lián)性研究較少。本試驗(yàn)通過明確湖南永順煙區(qū)煙葉的農(nóng)藝性狀、物理特性和化學(xué)成分特點(diǎn),運(yùn)用灰色關(guān)聯(lián)性和相關(guān)性分析探討影響煙葉化學(xué)成分的農(nóng)藝性狀和物理特性因素,旨在為提高煙葉化學(xué)成分的協(xié)調(diào)性和改良煙葉生產(chǎn)技術(shù)提供理論依據(jù)。
試驗(yàn)于2011年在湖南省永順煙區(qū)高坪鎮(zhèn)、松柏鎮(zhèn)、石堤鎮(zhèn)(每個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)選擇有代表性的土壤)進(jìn)行。供試地塊要求前茬作物一致、土壤肥力均勻、地面相對(duì)平整、排灌方便等。試驗(yàn)均采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì),小區(qū)種植300 株煙,重復(fù)3 次,行株距120 cm×50 cm,田間管理按當(dāng)?shù)厣a(chǎn)技術(shù)最佳水平實(shí)施。供試品種為K326、KRK26、NC297、湘煙三號(hào)和云煙87。
表1 不同地點(diǎn)試驗(yàn)田土壤肥力狀況
1.2.1 農(nóng)藝性狀
在大田成熟期,測(cè)定煙株的農(nóng)藝性狀,主要包括有效葉片數(shù)、株高、莖圍、最大葉片長(zhǎng)及寬等。
1.2.2 物理特性
在標(biāo)準(zhǔn)空氣條件下(溫度(22±1)℃,相對(duì)濕度(60±3)%平衡一周后用于測(cè)定煙葉物理特性,主要包括單葉重、含梗率、葉質(zhì)重、葉片長(zhǎng)寬。
1.2.3 化學(xué)成分
總氮、總糖、還原糖、煙堿、氯按照YC/T159~162—2002 煙草及煙草制品化學(xué)成分連續(xù)流動(dòng)法測(cè)定;鉀(K)按照YC/T 217—2007 煙草及煙草制品鉀的連續(xù)流動(dòng)法測(cè)定。所用儀器為德國(guó) BRAN+ LUEBBE 公司制造的AA3 型流動(dòng)分析儀。
采用EXCEL 軟件、SPSS17.0 軟件和DPS 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析。
按灰色系統(tǒng)理論[14]要求,將永順煙區(qū)煙葉的化學(xué)成分及煙株農(nóng)藝性狀和物理特性視為一個(gè)整體,建立2 個(gè)灰色關(guān)聯(lián)系統(tǒng)。煙葉總氮、煙堿、總糖、還原糖和鉀含量設(shè)為母序列X01,X02,X03,X04,X05,X06,分別將煙株農(nóng)藝性狀和物理特性指標(biāo)設(shè)為子序列,即農(nóng)藝性狀項(xiàng)目有效葉片數(shù)、株高、莖圍、最大葉片長(zhǎng)、最大葉片寬設(shè)為X1,X2,X3,X4,X5,或即物理特性項(xiàng)目單葉重、含梗率、葉質(zhì)重、葉片長(zhǎng)、葉片寬、葉片長(zhǎng)寬比設(shè)為X1,X2,X3,X4,X5,X6,先將原始數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化,在利用均值化后的數(shù)據(jù)求出永順各個(gè)地點(diǎn)煙葉化學(xué)成分與其農(nóng)藝性狀和物理特性的關(guān)聯(lián)系數(shù),最后依次求出關(guān)聯(lián)度。
表2 為不同地點(diǎn)煙株農(nóng)藝性狀比較。調(diào)查結(jié)果顯示:不同地點(diǎn)煙株田間長(zhǎng)勢(shì)差異主要集中在有效葉片數(shù)、株高和中部葉葉寬等幾個(gè)方面,均達(dá)到顯著水平,而煙株莖圍和最大葉長(zhǎng)差異較??;石堤鎮(zhèn),煙株株高較高,莖干粗壯,有效葉片數(shù)最多,最大葉面積較大,綜合長(zhǎng)勢(shì)最好;高坪鎮(zhèn),煙株株高較低,莖干較細(xì),最大葉面積最大,有效葉片數(shù)最少,綜合長(zhǎng)勢(shì)略差;松柏鎮(zhèn),煙株株高最高,莖干粗壯,有效葉片數(shù)少,最大葉面積最小,綜合長(zhǎng)勢(shì)最差。
表2 不同地點(diǎn)煙株農(nóng)藝性狀比較
表3 為不同地點(diǎn)煙葉物理特性的比較。結(jié)果顯示:不同地點(diǎn)煙葉物理特性的差異主要集中在葉片大小上,均達(dá)到顯著水平,而在單葉重、含梗率和葉質(zhì)重等幾個(gè)方面差異較??;不同地點(diǎn)中部葉長(zhǎng)和葉寬以高坪鎮(zhèn)最大,松柏鎮(zhèn)次之,石堤鎮(zhèn)最小,而中部葉長(zhǎng)寬比以高坪鎮(zhèn)最小,石堤鎮(zhèn)次之,松柏鎮(zhèn)最大;不同地點(diǎn)煙葉單葉重以松柏鎮(zhèn)最重,高坪次之,石堤最小,平均單葉重為12.89 g;不同地點(diǎn)煙葉含梗率以石堤和高坪鎮(zhèn)最大,均在31%以上,而松柏最小,僅為30.78%;不同地點(diǎn)煙葉葉質(zhì)重以石堤鎮(zhèn)最大,松柏鎮(zhèn)次之,高坪鎮(zhèn)最小,均在優(yōu)質(zhì)煙葉要求的適宜范圍之內(nèi)。
表3 不同地點(diǎn)煙葉物理特性比較
表4 為不同地點(diǎn)煙葉化學(xué)成分的比較。結(jié)果顯示:不同地點(diǎn)間煙葉化學(xué)成分存在較大差異,達(dá)到顯著水平,其中,不同地點(diǎn)間煙葉總糖和還原糖含量偏高,超出優(yōu)質(zhì)煙葉的要求,而煙葉鉀含量普遍偏低,均低于2%;不同地點(diǎn)間煙葉總氮、煙堿和氯含量以松柏鎮(zhèn)和高坪鎮(zhèn)最高,石堤鎮(zhèn)最低,煙葉還原糖和總糖含量以石堤鎮(zhèn)最高,松柏鎮(zhèn)和高坪鎮(zhèn)最低,煙葉鉀含量以高坪鎮(zhèn)最高,松柏鎮(zhèn)和石堤鎮(zhèn)最低;不同地點(diǎn)間煙葉糖堿比、氮堿比和鉀氯比均是以石堤鎮(zhèn)最大,高坪鎮(zhèn)居中,松柏鎮(zhèn)最小,達(dá)到顯著水平;不同地點(diǎn)間煙葉兩糖比差異不大,均在0.85 以上。由此可知,不同地點(diǎn)間煙葉化學(xué)成分表現(xiàn)出:高坪鎮(zhèn),中部葉化學(xué)成分基本上都在優(yōu)質(zhì)煙葉要求的適宜范圍之內(nèi),協(xié)調(diào)性最好;松柏鎮(zhèn),中部葉總糖和還原糖含量略高,煙堿含量相對(duì)最高,鉀含量偏低,協(xié)調(diào)性居中;石堤鎮(zhèn),中部葉總糖和還原糖含量最高,煙堿含量相對(duì)最低,煙葉鉀含量偏低,協(xié)調(diào)性最差。
表4 不同地點(diǎn)煙葉化學(xué)成分比較
表5~7 為煙葉化學(xué)成分與農(nóng)藝性狀灰色關(guān)聯(lián)及相關(guān)性分析。結(jié)果顯示:不同地點(diǎn)煙葉化學(xué)成分與煙株農(nóng)藝性狀間均存在較強(qiáng)的關(guān)聯(lián)性。
表5 煙葉化學(xué)成分與農(nóng)藝性狀灰色關(guān)聯(lián)及相關(guān)性分析(高坪鎮(zhèn))
表6 煙葉化學(xué)成分與農(nóng)藝性狀灰色關(guān)聯(lián)及相關(guān)性分析(松柏鎮(zhèn))
表7 煙葉化學(xué)成分與農(nóng)藝性狀灰色關(guān)聯(lián)及相關(guān)性分析(石堤鎮(zhèn))
就高坪鎮(zhèn)而言,煙葉總氮含量與煙株最大葉片長(zhǎng)具有較高的關(guān)聯(lián)性,呈現(xiàn)出正相關(guān);煙葉總糖和還原糖含量與煙株有效葉片數(shù)和最大葉片長(zhǎng)均具有較高的關(guān)聯(lián)性,其中與有效葉片數(shù)呈現(xiàn)出正相關(guān),與最大葉片長(zhǎng)呈現(xiàn)出負(fù)相關(guān);煙葉煙堿含量與煙株株高和莖圍具有較強(qiáng)的關(guān)聯(lián)性,其中與株高呈現(xiàn)出正相關(guān),與莖圍呈現(xiàn)出負(fù)相關(guān);煙葉鉀含量與有效葉片數(shù)和莖圍具有較高的關(guān)聯(lián)性,且均呈現(xiàn)出正相關(guān)。就松柏鎮(zhèn)而言,煙葉總氮與煙株莖圍和最大葉片長(zhǎng)具有較強(qiáng)的關(guān)聯(lián)性,均呈現(xiàn)出負(fù)相關(guān),其中與莖圍相關(guān)性達(dá)到顯著水平;煙葉總糖與有效葉片數(shù)和最大葉寬具有較強(qiáng)的關(guān)聯(lián)性,均呈現(xiàn)出正相關(guān),其中與最大葉寬相關(guān)性達(dá)到顯著水平;煙葉還原糖含量與煙株莖圍和最大葉寬關(guān)聯(lián)性較強(qiáng),正相關(guān)性均達(dá)到顯著或極顯著水平;煙葉煙堿含量與最大葉片長(zhǎng)具有較強(qiáng)的關(guān)聯(lián)性,呈現(xiàn)出負(fù)相關(guān);煙葉鉀含量與有效葉片數(shù)和最大葉寬具有較高的關(guān)聯(lián)性,均呈現(xiàn)出正相關(guān)。就石堤鎮(zhèn)而言,煙葉總氮含量與最大葉寬和莖圍具有較強(qiáng)的關(guān)聯(lián)性,均呈現(xiàn)出正相關(guān);煙葉總糖含量與煙株莖圍和有效葉片數(shù)具有較強(qiáng)的關(guān)聯(lián)性,且均呈現(xiàn)出正相關(guān);煙葉還原糖和煙堿含量與最大葉長(zhǎng)和莖圍具有較強(qiáng)的關(guān)聯(lián)性,其中還原糖與最大葉長(zhǎng)和莖圍呈現(xiàn)出負(fù)相關(guān),而煙堿呈現(xiàn)出正相關(guān);煙葉鉀與煙株株高具有較強(qiáng)的關(guān)聯(lián)性,且正相關(guān)性達(dá)到顯著水平。
綜上所述,不同地點(diǎn)間煙葉化學(xué)成分與煙株農(nóng)藝性狀指標(biāo)均具有較強(qiáng)的關(guān)聯(lián)性。其中,煙葉總氮含量與煙株莖圍和葉片大小均具有較強(qiáng)的關(guān)聯(lián)性,煙葉總糖和還原糖含量與有效葉片數(shù)、莖圍、葉片大小均具有較強(qiáng)的關(guān)聯(lián)性,煙葉煙堿含量與煙株株高、莖圍和最大葉片長(zhǎng)均具有較強(qiáng)的關(guān)聯(lián)性,煙葉鉀與有效葉片數(shù)、株高、莖圍和最大葉片寬均具有較強(qiáng)的關(guān)聯(lián)性。
表8~10 為煙葉化學(xué)成分與煙葉物理特性關(guān)聯(lián)性分析。結(jié)果顯示:不同地點(diǎn)間煙葉化學(xué)成分與煙葉物理特性均存在一定的關(guān)聯(lián)性和相關(guān)性,部分指標(biāo)達(dá)到顯著或極顯著水平。就高坪鎮(zhèn)而言,中部葉煙葉總氮、總糖和煙堿含量與其長(zhǎng)寬具有較強(qiáng)的關(guān)聯(lián)性,其中總氮與葉長(zhǎng)呈現(xiàn)出負(fù)相關(guān),與葉寬呈現(xiàn)出正相關(guān),而總糖和煙堿含量與其葉長(zhǎng)寬均呈現(xiàn)出正相關(guān);煙葉還原糖含量與其葉片長(zhǎng)寬比具有較強(qiáng)的關(guān)聯(lián)性;煙葉鉀含量與煙葉單葉重具有較強(qiáng)的關(guān)聯(lián)性,且呈現(xiàn)出正相關(guān)。就松柏鎮(zhèn)而言,中部葉煙葉總氮含量與其葉質(zhì)重和葉長(zhǎng)具有較強(qiáng)的關(guān)聯(lián)性,均呈現(xiàn)出正相關(guān),其中與葉質(zhì)重的相關(guān)性達(dá)到顯著水平;煙葉總糖含量與其葉寬和長(zhǎng)寬比具有較強(qiáng)的關(guān)聯(lián)性,與其長(zhǎng)寬比的負(fù)相關(guān)性達(dá)到顯著水平;煙葉還原糖含量與其葉長(zhǎng)具有較強(qiáng)的關(guān)聯(lián)性,呈現(xiàn)出負(fù)相關(guān);煙葉煙堿含量與其單葉重具有較強(qiáng)的關(guān)聯(lián)性,呈現(xiàn)出正相關(guān)性,且達(dá)到顯著水平;煙葉鉀含量與其單葉重和葉長(zhǎng)具有較強(qiáng)的關(guān)聯(lián)性,與單葉重呈現(xiàn)出負(fù)相關(guān),與葉長(zhǎng)呈現(xiàn)出正相關(guān)。就石堤鎮(zhèn)而言,煙葉總氮含量與單葉重具有較強(qiáng)的關(guān)聯(lián)性,呈現(xiàn)出正相關(guān);煙葉總糖含量與單葉重、含梗率、葉質(zhì)重、葉長(zhǎng)寬和長(zhǎng)寬比均具有較強(qiáng)的關(guān)聯(lián)性,其中與單葉重的負(fù)相關(guān)性達(dá)到顯著水平;煙葉還原糖含量與葉質(zhì)重和葉長(zhǎng)具有較強(qiáng)的關(guān)聯(lián)性,與葉質(zhì)重呈現(xiàn)出正相關(guān),與葉長(zhǎng)呈現(xiàn)出負(fù)相關(guān);煙葉煙堿含量與單葉重具有較強(qiáng)的關(guān)聯(lián)性,呈現(xiàn)出正相關(guān);煙葉鉀含量與葉寬具有較強(qiáng)的關(guān)聯(lián)性,且正相關(guān)性達(dá)到顯著水平。
表8 煙葉化學(xué)成分與煙葉物理特性關(guān)聯(lián)性分析(高坪)
表9 煙葉化學(xué)成分與煙葉物理特性關(guān)聯(lián)性分析(松柏)
表10 煙葉化學(xué)成分與煙葉物理特性關(guān)聯(lián)性分析(石堤)
由此可知,不同地點(diǎn)間煙葉化學(xué)成分與物理特性指標(biāo)具有較強(qiáng)的關(guān)聯(lián)性和相關(guān)性。與煙葉物理特性其他指標(biāo)相比,煙葉總氮、總糖、還原糖、煙堿和鉀等化學(xué)成分均與葉片長(zhǎng)寬大小的關(guān)聯(lián)系數(shù)較大,關(guān)聯(lián)性較強(qiáng);另外,煙葉總氮與單葉重和葉質(zhì)重,總糖和還原糖與葉質(zhì)重和長(zhǎng)寬比,煙堿與單葉重也具有較大的關(guān)聯(lián)性。由此可知,煙葉葉片厚度、葉片大小和開片程度對(duì)煙葉化學(xué)成分具有較大的影響,改善煙葉葉片大小和開片程度有助于協(xié)調(diào)煙葉化學(xué)成分。
煙葉化學(xué)成分是煙葉內(nèi)在品質(zhì)的重要體現(xiàn),易受品種、生態(tài)條件、栽培措施、調(diào)制技術(shù)等多方面因素的影響[9]。大田生育期是葉片物質(zhì)形成和積累的關(guān)鍵階段,煙株農(nóng)藝性狀是判斷長(zhǎng)勢(shì)好壞的重要指標(biāo)。煙葉物理特性與加工性能、可用性和煙氣組分關(guān)系密切,是評(píng)價(jià)煙葉質(zhì)量的重要組成因素[1,12,15]。
本試驗(yàn)中,永順地區(qū)煙葉化學(xué)成分整體表現(xiàn)出,總糖、還原糖含量和糖堿比偏高,超出優(yōu)質(zhì)煙葉的要求,煙堿含量適中,符合優(yōu)質(zhì)煙葉的要求,鉀、氯含量和氮堿比偏低,低于優(yōu)質(zhì)煙葉的要求,這可能是由于大田期間煙株干物質(zhì)積累速度大于根系吸收鉀和氯營(yíng)養(yǎng)的速度所致。其中,高坪鎮(zhèn)煙葉氮碳化合物相對(duì)適宜,鉀含量最高,協(xié)調(diào)性最強(qiáng);松柏鎮(zhèn)煙葉總糖和還原糖含量較高,鉀含量偏低,協(xié)調(diào)性居中;石堤鎮(zhèn)煙葉總糖和還原糖含量最高,總氮、煙堿和鉀含量最低,協(xié)調(diào)性最差。
在大田生育期間,煙葉化學(xué)成分與煙株農(nóng)藝性狀關(guān)系密切,尤其是與最大葉片大小。其中,煙葉總氮含量與煙株莖圍和葉片大小均具有較強(qiáng)的關(guān)聯(lián)性,煙葉總糖和還原糖含量與有效葉片數(shù)、莖圍、葉片大小均具有較強(qiáng)的關(guān)聯(lián)性,煙葉煙堿含量與煙株株高、莖圍和最大葉片長(zhǎng)均具有較強(qiáng)的關(guān)聯(lián)性,煙葉鉀與有效葉片數(shù)、株高、莖圍和最大葉片寬均 具有較強(qiáng)的關(guān)聯(lián)性。同樣,煙葉化學(xué)成分與物理特性也具有較強(qiáng)的關(guān)聯(lián)性和相關(guān)性。與煙葉物理特性其它指標(biāo)相比,煙葉總氮、總糖、還原糖、煙堿和鉀均與葉片長(zhǎng)寬的關(guān)聯(lián)系數(shù)較大,關(guān)聯(lián)性較強(qiáng),與大田期間表現(xiàn)較為一致;煙葉總氮與單葉重和葉質(zhì)重,總糖和還原糖與葉質(zhì)重和長(zhǎng)寬比,煙堿與單葉重也具有較大的關(guān)聯(lián)性。由此可知,煙葉葉片厚度、葉片大小及開片程度對(duì)煙葉化學(xué)成分具有較大的影響;在永順煙草生產(chǎn)中,可以通過選擇合適品種和調(diào)整大田期間煙株栽培管理措施以改善葉片發(fā)育狀況,有助于提高煙葉物理特性和協(xié)調(diào)化學(xué)成分。
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湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)2013年1期