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河南农业大学学术硕士学位论文题目生态、品种和栽培措施及其互作对烤烟品质及生理代谢的影响学位申请人姓名许晓敬导师姓名杨铁钊教授学科专业烟草学研究方向烟草品质遗传改良中国郑州2015年5月 分类号密级河南农业大学硕士学位论文论文题目：生态、品种和栽培措施及其互作对烤烟品质及生理代谢的影响英文题目：Effectofecology,varietiesandcultivationmeasuresonqualityandphysiologicalmetabolismofflue-curedtobacco学位申请人：许晓敬导师：杨铁钊教授专业：烟草学研究方向：烟草品质遗传改良论文提交学位授予日期：日期： 河南农业大学学位论文独创性声明、使用授权及知识产权归属承诺书ｉ＾文题目品质及生理代谢的影响类别－—￣￣＇ｒ１导师许晓敬諸烟草学為杨缺纠ＩＩ－一Ｉｔ复寬兰否如需保密，解密时间年巧ＩＩ是否保忠独创性声明本人呈义论文是在导师指导下进行的研究Ｘ作及取得研究成巧，除了文中特别加ｌｉＡ禄注和致谢的地方外，文中不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包括为获得河南化化大学或其他教育机构的学位或证书耐使用过的材料，指昂教师对此进行了审定。与我同Ｘ作的巧志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做Ｔ明确的说明，并衷示Ｔ谢意。特此声明。＾研究生签《：许取娘导师签名乃乏禾Ｈ期：么扳年６月１日円期：立如、／Ｈ学位论文使用授权及知识产权归属承诺。本人完全了解河南农业大学关平保存，即学化必须、使用学位论文的规定按照学校娶求提交学位论文的印刷本和电子版本：学校有权保存提交论文的印，刷本和电子版本并提供目录检索和阅览服务，可Ｕ采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。本人同意河南农业大学可Ｗ用不同方式在不同、传播学位论文的全部或部分內容媒体上发表。本人完全了解《河南农业大学知识产权保护办法》的有关规定，在毕业离衷的所论－－署河南农业大学后，就在校期间从事的Ｘ作，第名单巧科研发有文！，河业大学试验材料、原始数据、化的专利知识产权均妇河化位为南农申等南业大学所有，否则，承担化应的法律责任。注：保密学位论文在解密后适用于本授权书。研究尘璧名：喪导师签名：学院领皆畔％办采媒）吻－：把《；：円期Ｉ许月日円：月鬥巧斯巧許月限期時６１１（／ 致谢本论文是在导师杨铁钊教授的悉心指导下完成的。从论文选题、方案设计、试验实施、结果分析到论文写作。都倾注了导师大量的心血和汗水。在三年的学习和生活中。恩师给予我无微不至的关怀和许多令我终身受益的宝贵财富。恩师渊博的学识，严谨的治学态度，精益求精的工作作风让我终身难忘；恩师宽以待人的崇高风范，平易近人的人格魅力对我影响深远，同时教会我许多为人处世，立身做人的道理，教会我踏实做事，谦虚做人。在此，特向恩师致以崇高的敬意和衷心的感谢！在论文的设计、试验和撰写过程中，曾得到张小全、武兆云、徐世晓老师的悉心指导和帮助。三年的研究生学习期间，我的同窗何冰、焦绍赫、宋洋洋、姚建、李晓睿，师弟师妹侯冰清、张凯、詹成杨、韩助君、和梦颖、戚莹、杨晨琳、张景华，实习生牛政洋、尹少宝、张森、王丹花给予了我热情的帮助。在此一并表示衷心的感谢！感谢好友郭濛濛、李德钰、周小红等三年来对我学习生活的帮助，正是由于他们的帮助和鼓励使我克服了一个又一个困难，顺利完成学业。特别感谢多年来一直在背后默默关心，鼓励、支持我的父母和哥哥姐姐，是他们无私的爱伴随我走好每一步。论文即将完稿，我掩卷深思，心里并不感到轻松，因为我深知身上肩负了老师、亲人和同学殷切的期望，今后我将踏踏实实办事，以优秀的业绩来报答他们的关怀和期待。最后，再次向所有关心和帮助过我的老师、同学和朋友们表示衷心感谢！谨将此论文献给所有关心和支持我的人们!许晓敬2015年5月于郑州 目录摘要................................................................................................................................................11.1生态对烟草生理代谢及品质的影响.........................................................................................31.1.1温度对烟草生理代谢及品质的影响......................................................................................31.1.2光照对烟草生理代谢及品质的影响......................................................................................31.1.2.1光照强度...............................................................................................................................31.1.2.2光照时间..............................................................................................................................41.1.3水分对烟草生理代谢及品质的影响......................................................................................41.2品种对烟草品质的影响.............................................................................................................51.3栽培措施对烟草生理代谢及品质的影响.................................................................................61.4结语.............................................................................................................................................73材料与方法....................................................................................................................................93.1试验材料.....................................................................................................................................93.2试验设计.....................................................................................................................................93.3取样方法及测定项目和方法.....................................................................................................93.3.1取样方法..................................................................................................................................93.3.2测定项目和方法......................................................................................................................93.3.2.1测定项目...............................................................................................................................93.3.2.2分析测定方法.......................................................................................................................94结果分析......................................................................................................................................104.1生态品种栽培措施及其互作对烤烟质体色素含量的影响...................................................104.1.1烤烟色素含量的方差分析...................................................................................................104.1.2生态、品种、栽培措施及互作对烤烟色素含量的贡献率...............................................114.2生态品种栽培措施及其互作对烤烟碳氮代谢相关酶活性的影响.......................................124.2.1生态品种栽培措施及其互作对GS酶活性的影响..............................................................124.2.2生态品种栽培措施及其互作对GDH酶活性的影响............................................................144.2.3生态品种栽培措施及其互作对Inv酶活性的影响............................................................164.3生态品种施氮量及其互作对烤烟成熟期次生代谢相关酶活性的影响...............................174.3.1生态品种栽培措施及其互作对PAL的影响........................................................................17 4.3.2生态品种栽培措施及其互作对PPO的影响.......................................................................194.4生态品种栽培措施及其互作对烤后烟叶质量的影响...........................................................214.4.1生态品种栽培措施及其互作对烤后烟叶主要常规化学成分的影响................................214.4.1.1烤烟主要化学成分生态间的差异分析............................................................................214.4.1.2烤烟主要化学成分品种间差异分析.................................................................................214.4.1.3烤烟主要化学成分栽培措施间的差异分析.....................................................................224.4.1.4生态品种栽培措施及其互作对烤烟化学成分的方差分析.............................................234.4.2生态品种栽培措施及其互作对烤后烟叶多酚类物质的影响............................................234.4.2.1生态、品种、栽培措施及其互作对初烤烟绿原酸含量的影响.....................................234.4.2.2生态、品种、栽培措施及其互作对初烤烟芸香苷含量的影响.....................................244.4.2.3生态、品种和栽培措施互作对初烤烟莨菪葶含量的影响.............................................254.4.2.4生态、品种和栽培措施及其互作对初烤烟总酚含量的影响.........................................264.4.3生态品种栽培措施及其互作对中性致香物质含量的影响................................................274.4.3.1不同生态区、品种及栽培措施间质体色素降解产物差异分析.....................................274.4.3.2不同生态区茄酮含量差异分析.........................................................................................284.4.3.3不同生态区烟叶棕色化反应产物含量差异分析.............................................................294.4.3.4烟叶苯丙氨酸类降解产物含量差异分析.........................................................................304.4.3.5烟叶总香气物质含量差异分析.........................................................................................304.4.4生态品种栽培措施及其互作对烤后烟叶感官评吸结果的影响........................................314.4.4.1生态品种栽培措施及其互作对烟叶感官评吸得分的影响.............................................314.4.4.2生态品种栽培措施对感官评吸的影响效应.....................................................................315结论与讨论..................................................................................................................................335.1生态品种栽培措施及其互作对烤后烟叶质量的影响...........................................................335.2生态品种栽培措施及其互作对烤烟色素含量的影响...........................................................355.3生态品种栽培措施及其互作对烤烟碳氮代谢相关酶活性的影响.......................................365.4生态品种施氮量及其互作对烤烟次生代谢相关酶活性的影响...........................................36 摘要烤烟质量受生态条件、遗传因素和栽培措施等因素的影响，目前关于生态条件、遗传因素、栽培措施对烤烟代谢规律及品质影响的研究较多，这些研究多侧重于单个因素或两个因素对烟叶代谢规律及品质的影响和差异分析，而关于生态条件、遗传因素和栽培措施及其互作对烤烟代谢规律及烤烟品质具体作用大小报道较少，为此，本实验以豫烟10号、粤烟98、K326、湘烟3号为研究材料，在河南、陕西、山东三个烟区，设置不同的栽培措施，探讨生态条件、品种和栽培措施及其互作对烤烟代谢规律及烤烟品质的影响。主要研究结果如下1生态品种栽培措施及其互作对烤后烟叶品质的影响烤烟还原糖、烟碱和总氮含量在3个生态区间的变化差异明显大于在品种和栽培措施间差异，变异系数最大。生态、品种和栽培及其互作对烤烟还原糖、总氮、烟碱含量均有显著影响，生态条件对烟叶还原糖、总氮、烟碱含量的贡献率分别为53.92%、24.33%和77.41%，其次是互作效应和品种，栽培处理的贡献率最小。说明生态因素对烤烟化学成分的影响大于互作效应和品种，而品种又大于栽培措施的影响，生态条件是影响烤烟化学成分的主要因素，但也不否定品种和栽培措施的作用。生态、品种和栽培措施及互作对烟叶多酚类物质的含量均有显著影响。生态因素对绿原酸、芸香苷、莨菪葶和总酚含量的贡献率分别为55.70%、70.79%，43.37%和66.19%；互作效应对它们的贡献率分别为33.41%、22.43%、44.58%和25.34%。说明生态条件和互作效应是影响烤烟多酚类物质含量的关键因素，品种和栽培措施对多酚类物质的含量亦有重要作用。烟叶新植二烯、苯丙氨酸类降解产物、茄酮含量及总香气物质含量在生态区间差异较大，在烤烟品种、栽培措施间比较稳定，生态对它们的影响大于品种、栽培措施的影响。类胡萝卜素、棕色化产物含量在栽培措施间差异较大，说明栽培措施的影响大于生态和品种的影响。生态条件对感官评吸的各项指标均有显著影响，生态对灰色、燃烧性的贡献率最大分别为61.52%、28.45%，贡献率变异范围为8.43%~61.52%。除浓度、燃烧性、灰色、总分外，品种对烟叶各感官评吸指标均有显著影响，但对它们的贡献率较小，变异范围为0.77%~11.75%。除了燃烧性、灰色外，栽培措施对烟叶感官评吸各项指标均有显著影响，对香气质的贡献率最大，贡献率变异范围为0.88%~20.40%。互作效应对浓度的影响最大，贡献率为82.99%，变异范围为30.95%~82.99%。总体来看，互作效应对感官评吸各指标的贡献率最大，其次是生态因素。2生态品种栽培措施及其互作对烤烟色素含量的影响采用中部叶为研究对象，叶龄60d、70d时，生态、品种、互作效应对叶绿素和类胡萝卜素含量影响显著，生态因素对它们的贡献率大于互作、品种、栽培措施的作用。叶龄80d时，1 各因素对叶绿素、类胡萝卜素含量影响显著，互作效应对色素含量贡献率大于生态、品种及栽培措施的影响。说明，前期生态因素是影响烟叶色素含量的主要因素，互作效应、品种对其影响较小，后期互作效应大于其他因素的作用。3生态品种栽培措施及其互作对烤烟碳氮代谢相关酶活性的影响生态、品种、栽培措施对各种酶活性有不同程度的影响。陕西地区烟叶谷氨酰胺合成酶活性高于河南和山东地区，总变异系数为37.70%；酶活性在品种间的变异系数为12.19%，在栽培措施间酶活性呈现T3>T2>T1规律，变异系数为8.36%。谷氨酰胺脱氢酶活性在地区间的变异系数为37.03%，品种间为9.51%，栽培措施间为3.62%。在烟叶成熟后期，烟叶的转化酶活性已经趋于稳定，不随叶龄的变化而变化，转化酶活性在地区间总的变异系数为9.00%，品种间总的变异系数为4.88%，栽培措施间的变异系数为0.70%。说明增施有机肥和氮肥用量能提高谷氨酰胺合成酶的活性。3种酶活性在地区间差异较大，品种、栽培措施间酶活性比较稳定，差异较小，生态条件对酶活性的影响要大于品种和栽培措施的影响。4生态品种施氮量及其互作对烤烟次生代谢相关酶活性的影响叶龄60d时，PAL活性在地区间差异较大，变异系数为12.41%；在处理T1、T2、T3间烟叶的PAL活性差异较大，变异系数为11.28%，在3个品种间差异不大。叶龄70d、80d时，PAL活性在地区间差异较小，变异系数分别为1.48%、5.80%；在3个处理间差异不明显，变异系数较小。说明在烟叶在成熟前期生态因素对烟叶PAL酶活性的影响大于品种、栽培措施对其的影响，在成熟后期，酶活性已经趋于稳定，生态、品种及栽培措施对其影响较小。烟叶的多酚氧化酶活性随着叶龄的增加而降低，但不同处理烟叶酶活性降低的幅度存在差异。河南烟区烟叶的多酚氧化酶活性下降的最快，降低了58.22%，陕西下降了35.38%，山东降低了16.13%。4个品种间差异不大。在3个叶龄期，酶活性呈现T2>T3>T1的规律，且T1处理烟叶的PPO酶活性下降幅度最大，降幅为39.88%，其次是T2处理（32.26%），T3处理降幅最小。说明不同地区、不同处理烟叶的多酚氧化酶活性存在差异，生态条件对多酚氧化酶活性有较大的影响，其次是栽培措施的影响，增加施氮量及增施有机肥均能提高烟叶多酚氧化酶的活性。关键词：烤烟；生态；品种；栽培措施；色素；碳氮代谢；次生代谢；品质2 1文献综述烤烟质量是遗传因素、生态环境和栽培技术共同作用的结果[1]。不同的作物品种有不同的栽培特性和生态适应性，只有在适宜的自然环境和栽培技术条件下，优良品种才能发挥优质和增产作用。1.1生态对烟草生理代谢及品质的影响作物生长离不开光、温、水、土等环境条件。烟草作为特殊的叶用经济作物，为获得其优良品质，烟草生产对光照、温度、水分和土壤等环境条件具有一定的选择性。优越的生态环境条件有利于优良烟叶品质的形成，因此，优越的生态环境条件就成为特色优质烟叶生产中的基本要求。1.1.1温度对烟草生理代谢及品质的影响烟草是喜温作物。温度条件烤烟品质的影响较大，是决定烤烟品质和产量的一个重要因素。温度过高或过低都不利于烟草的生长。温度过低时，烟草生长缓慢；温度过高时，则妨碍烟草生理活动的正常进行,烟草在温暖的条件下生长很快。烟草在10—35℃都能生长，最适宜的温度是22—28℃[2]。高温使呼吸大于光合作用，消耗贮藏的养料，时间过久，植株呈现饥饿甚至死亡。同时高温使必需辅酶合成减少，中断了有关的代谢活动，产生生化损害，使蛋白质合成速度下降，酶的活性钝化[3]。李琦认为，烟叶成熟期温度过高，即使是短期的高温，也会破坏叶绿素，影响光合作用，使呼吸作用反常的增强，消耗过多的光合产物，从而使新陈代谢失调，明显地影响烟株的生长、成熟和烟叶的品质[4]。陈林仙等研究认为，烤烟生长期内温度高于30℃，特别是35℃时干物质的消耗大于积累，热害使得烟叶的质量明显下降[5]。郭月清研究认为，在烟草生长期间，当大田温度高于35℃时，生长随不完全停止，但将受到限制，同时在高温条件下烟碱含量会不成比例的增高，影响品质[6]。李卫东认为，烟叶成熟期高于26℃，则导致烟叶品质大幅度下降[7]。烟草正常生长完成生命周期需要一定的积温，一般认为大田期间温度大于8℃为有效温度，且积温为600～1200℃，若在生长的前中期遇到较长时间的低温气候，则容易发生早花现象[8]。但也有不同的观点。Sebanek[9]研究认为，烟草生育期的总积温在3200—3600℃。Camus等和Haroon等研究发现在整个烟草生长期间应用日/夜的积温，可以证明烟草对夜间温度反应比对日间温度要大[10]。洪其琨认为，在南方烟区，大田生育期间大于10℃活动积温为2000—2800℃，大于8℃的有效积温为1200—2000℃，大于10℃的有效积温为1000—1800℃，可以生产品质优良的烟叶。反之，如果生长期间的昼夜平均温度较低，活动（有效）积温达不到烟草正常生长发育的需要，植株为满足自己所需要的温度总和，则生育期延长，直接影响烟草的产量与品质[11]。1.1.2光照对烟草生理代谢及品质的影响1.1.2.1光照强度烟草是喜光作物，光照条件对烟草的生长发育和生理代谢都有较大的影响[12]。只有3 在充足的光照条件下才有利于光合作用，提高产量和品质。充足而不强烈的光照强度是形成优质烟叶的重要条件[13]。左天觉[[14]]研究表明，光照强度影响叶片的化学成分和外观性状。光照强度太弱，会影响干物质积累，叶片细胞分裂慢，倾向细胞延长和细胞间隙加大，特别是机械组织发育差，植株生长纤弱，导致叶片大而薄，内在品质较差[15]。据王广山等研究，光照强度太低不能满足强光合作用的需要，形成的碳水化合物多数被呼吸消耗，所产烟叶品质较差，烟碱含量较高[16]。杨兴友等研究了弱光对烟草生长、生理特性和品质的影响，发现：弱光使烟株生长发育减慢，生育期延长，烟株叶片硝酸还原酶活性增强，蔗糖转化酶活性减弱，氮代谢强于碳代谢，烤后烟单叶重、叶片厚度减小，含梗率增加，总氮含量增加，总糖含量降低，内在品质变差[17]。但是过分强烈的日照，又可使烟叶栅栏组织和海绵组织的细胞壁均加厚，机械组织过于发达，主脉突出，形成“粗筋暴叶”，另外烟碱含量也随之升高，刺激性增强，吃味辛辣，严重影响烟叶的品质。温永琴等发现，云南烟叶在光照较强的年份石油醚提取物含量较高，认为太阳辐射对云南烤烟多酚类致香物的质、量及脂溶性致香物的量均为正效应，以对多酚类致香物的影响最为强烈[18]。WilsonJW发现，作物生长和产量对光照有很强的依赖性，光照强度每下降1%，作物产量也下降1%[19]。在大田生长发育和品质形成过程中需要适宜的光照，最宜充足而和煦的光照，一般以每天10h的光照时间为宜，光照强度以中等为好。1.1.2.2光照时间烟草的生长发育与品质的形成除受光照强度影响外，还受日照时数的影响，在一定范围内，光照时间长，可延长光合作用时间，增加有机物质的合成，提高烟叶的产量和品质[20]；当光照时间减少到每天8h以下时，烟株生长缓慢，茎的伸长延迟，叶数减少，植株矮小，叶色黄绿，不利于烟草的生长和品质的提高。延长光照时间可以增加叶宽。谢晏芬研究了日照时数对烟草品质的影响，认为烤烟生长最合适的光照条件是：全年日照百分率>50%，日照时数>2000h；大田生长期日照百分率40%左右，日照时数>500h，此时的烤烟质量最为理想[21]。大田日照时数在200h以下时，烟叶品质较差。日照时间越长，越有利于叶内有机物质的积累，在热量不足的地区，可以用延长日照时间的方法来弥补[22]所以，和煦的阳光对烟叶生长有利[23]，叶片厚薄适中，调制后光质好，弹性强，叶片含糖量较高，烟碱含量适中，所形成的烟叶品质较好。1.1.3水分对烟草生理代谢及品质的影响水分是烟草重要的生态因子之一，水分在烟草的生命活动中有其十分重要的作用，适宜的水分和降水也是生产优质烟草不可或缺的因素。土壤的水分含量、烟田小环境的空气湿度对烟草的质量有重要影响。适宜的土壤水分能促进光合产物的积累和转化，提高烟草品质。烟草的需水规律是“前期少、中间多、后期适量少”。团棵期以前，土壤保持最大持水量的50%一60%，有利于根系发育：旺长期以保持最大持水量的80%为宜，有利于茎叶生长；成4 熟期应保持土壤最大持水量的60%左右，促进叶片干物质及油分的积累[24]。降水过多不仅影响烟叶的产量，也影响烟叶的品质。研究发现，增加灌水次数可降低腺毛密度及其分泌物，但要求各月分配与烟草需水规律一致[25]。雨量过大过于集中时，易引起洪涝，水淹导致土壤严重缺氧，烟草根系缺乏活力，生长阻滞，茎叶生长脆弱，易发病，特别在叶片成熟阶段水分过多，叶片含水量增加，致使细胞间隙增大，组织疏松，会导致烤后叶片薄、颜色淡，缺乏弹性。同时，在水分过多的条件下生产的烟叶，由于芳香物质的形成受影响，最后导致烟味淡、香气量不足。干旱胁迫同样会严重影响烟草质量，它会使烟株长势差，产量低，烟叶小而厚，糖含量低，香气下降，烟碱和总氮含量高，使得品质下降[26]，[27]，[28]]。韩锦峰等研究认为，在烟草生长发育过程中，任何时期土壤严重干旱，对烟叶的香气物质含量都有很大影响，特别是成熟期严重干旱对烟叶品质的影响最大，轻度干旱则有助于提高烟叶的质量。严重干旱将使烟叶中的巨豆三烯酮等类胡萝卜素降解产物呈降低趋势，而茄酮、B一大马酮等类西柏烷类降解产物呈增加趋势；类异戊二烯化合物变化比较复杂，其中二萜类化合物如新植二烯明显增加，而2，6，11—西柏三烯—4，8一二醇的3种同分异构体则以痕量存在；低分子醇类如苯乙醇以痕量存在，而低分子醛类如苯乙醛在干旱胁迫下稍有增加。成熟期轻度干旱时，烟叶中大部分香气物质含量较高，有利于烟叶香气物质的形成和转化[29]。李鹏飞等研究认为，烤烟生长成熟期间短时间干旱对西柏烷类物质、质体色素降解物、美拉德反应产物和芳香族香气物质含量呈一定的增加趋势，持续干旱对这些物质的形成不利，越临近烟叶定长期，干旱对香气不利影响越大[30]。由此可见，短时间的干旱对烟叶品质提升有利，持续干旱将对烟叶品质形成不利影响。。当土壤水分出现胁迫时，烟草的生理特性将发生变化，气孔导度变小，气孔出现部分关闭，进而影响水汽和CO2的交换，光合速率和蒸腾速率降低。由于蒸腾变弱，冠层温度升高，使得烟草水分胁迫指数CWSI增大，细胞液浓度升高，对烟草生长和品质造成很大影响[31]。汪耀富等研究发现，干旱影响烟株生长的机理在于使烟株体内超氧化物歧化酶和过氧化氢酶活性下降，清除活性氧自由基的能力下降，导致植株体内活性氧积累，启动细胞膜过氧化作用，造成膜的伤害。1.2品种对烟草品质的影响烟草具有广泛的适应性，但烟草品种不同其特性也不同，对生态因素即气候和土壤的要求也存在较大的差异，只有将品种特性与各地自然条件结合起来，才能发挥品种的潜力[32]。因此合理进行品种布局，充分利用自然资源，是提高烟草产量和品质，稳步发展烟草生产的重要措施[33]。周金仙对不同生态区烟草品种产质变化研究表明：不同品种在不同生态区种植，烟叶品质的变化大于产量的变化，说明生态因素主要是影响烟叶的品质。不同品种在同一生态区种植，品种间烟叶品质的差异大于产量的差异，说明品种间的差异主要是品质上的差异。不同品种在同一生态区种植，品种间产质差异小于不同品种在不同生态区种植产质的差异，说明品种内生态间的产质变化大于品种间的变化。参试品种各有其特定的适应区域，5 有的品种适应区域较广，有的品种适应区域较窄[34]。因此生产上必须对品种的适应能力有所了解，并根据品种的适应区域来布局和搭配种植。1.3栽培措施对烟草生理代谢及品质的影响施肥是烟草生产中的重要环节。它是调控烟草生长发育、烟叶产量和质量的主要措施[35]。氮素是烤烟正常发育必需的营养元素之一，是蛋白质、烟碱、叶绿素、核酸和酶等有机物的重要组分，也是对烟叶产量和品质影响最大的营养元素之一。大量研究表明，氮肥的用量、形态以及有机和无机肥的配比对烟草的产量和品质有很大的影响。施氮量不仅影响烟草的产量，也影响烟草的品质。增施氮肥能不断增加烟草产量但对烟叶品质的提高只到一定限度[36]。齐永杰等的研究表明，随施氮量的增加，烟草的长势（茎粗、叶长叶宽）及产量随施氮量的增加而增加。而烟草品质在合适的施氮水平（120kg/ha）下表现最好[37]。Rideout等研究表明在84-134kg/hm2的施氮(溶解在水中滴灌)范围内，随着施氮最的增加烟叶的产量、等级也相应增加[38]。这与韩富根的研究结果相同。在合适的施氮水平下，烟叶物理性状较好，能明显增加烟叶致香物质总量，化学成分和致香物质协调，香气量较足、香气质纯净、评吸得分较高[39]。在栽培上，施氮量对烟草生长和烟碱积累的影响最大[40]。施用过量的氮肥特别是肥沃的土壤，烟叶含氮化合物提高，烟碱含量表现是氮肥用量由少至多烟碱含量直线上升。有机肥能够改善土壤微生物的群体结构，活化土壤养分，改善根际营养，增强烟株吸收能力，提高产量和质量。化党领研究表明，有机物料的施入，对提高烟叶中性香气成分有明显效果[41]在一定的施氮水平下，有机肥的施用对提高烟叶产量，改善烟叶品质方面有积极作用，特别在增加烟叶的香气量和改善烟叶的吃味方面有较明显作用，但是烟叶的刺激性也有一定程度的增加[42]。但是，单纯的施有机氮或单纯施无机氮都限制了烟叶产量、质量的提高。前人研究表明，有机和无机肥配施对提高烟叶产量、质量和品质有显著作用。但最合适的配施比例有所不同。李德强研究表明，在一定施氮水平内，随着有机氮的增加，上等烟比例、均价提高，产量下降。随着无机氮的增加，产量增加，但上等烟比例、均价却下降，而二者以有机氮占33%、无机氮占67%的配合使用烟叶产量质量最高[43]。而汪耀富等的研究则认为有机肥与无机肥质量比1:1并结合灌水，烟叶的产量和质量性状较为理想[44]。张新要等对不同饼肥用量和氮素形态配比对烤烟产质量的影响的研究表明：不施用饼肥，硝态氮：铵态氮=1:1的处理组合对提高烟叶产量、产值、上等烟比例、均价以及烟叶品质有显著作用，并出现随着饼肥氮用量增加，烟叶产质量反而有所下降的现象[45]。前人研究了不同施肥类型对烤烟香气物质的影响，结果均表明，增加有机肥施用比例，烤后叶中的2-呋喃甲醛、苯乙醛等10种香气物质含量提高[46]。6 1.4结语综上所述，烟草烟叶的质量风格是生态条件、遗传因素和栽培措施共同作用的结果。通过研究生态、品种和栽培措施对烟草生理代谢和品质的影响，分析生态、品种和栽培措施互作对烟叶质量特色形成的作用和贡献率，为各生态区有针对的筛选品种和使用适当的栽培技术来稳定和彰显烟叶风格特色提供理论依据。7 2引言烤烟烟叶风格与品种、生态条件和栽培因子密切相关，是其综合作用的结果。有关生态、品种、栽培措施对烤烟影响的研究一直受到人们的关注。前人对此进行了大量的研究，研究发现，不同产烟区同一品种烟叶的总糖、还原糖、烟碱、钾含量等7项指标都有较大差异，地域间差异显著或极显著。赵铭钦等在河南南阳烟区研究了不同基因型烤烟烤后烟叶化学成分，结果表明，不同基因型中大多数常规化学成分如总糖、总氮、烟碱之间差异不太明显。这与汤浪涛等人的研究结果一致。而邱恩建等则认为不同品种间烟叶主要化学成分存在明显差异。前人就施氮量和品种对烟叶化学成分的影响也进行了大量研究，一致认为，氮水平和品种均能显著影响烟叶的化学成分。邵丽等对云南6个品种进行了不同生态条件的对比试验，发现生态条件对烟叶化学成分、评吸质量等的影响大于品种造成的影响。李力等研究表明，不同产地烟叶中绿原酸、芸香苷和莨菪葶含量存在差别，它主要受种植区的光照、温度、土壤状况等生态因素的影响。前人研究多侧重于单个因素或两个因素对烟叶某个指标的影响和差异分析，而关于生态、品种和栽培措施及其互作对烤烟主要品质具体影响大小的报道较少。因此，本试验研究不同生态条件下，品种和栽培措施对烟叶外观质量、化学成分、香气成分和感观质量的影响，分析生态、品种和栽培措施互作对烟叶质量特色形成的作用和贡献率。8 3材料与方法3.1试验材料试验选用烤烟品种豫烟10号、粤烟98、K326、湘烟3号作为供试材料3.2试验设计试验于2013在河南省许昌市襄城县王洛镇耿家村、山东省诸城市贾悦镇范家官村、陕西省商洛市洛南县谢家湾镇董底村3个不同的生态区进行。试验地基本情况：河南许昌市襄城县，海拔84米，经度113°28´48"，纬度33°51´，土壤为类别为褐土，基础肥力为：有机质15.08g/kg，速效氮80.23mg/kg，速效磷15.47mg/kg，速效钾98.95mg/kg，PH7.25。陕西省商洛市洛南县，海拔1014米，经度110°06´17"，纬度34°03´53"，土壤类别为红棕壤，基础肥力为：有机质14.78g/kg，速效氮81.98mg/kg，速效磷15.95mg/kg，速效钾100.35mg/kg，PH6.5。山东诸城市贾悦乡，海拔67米，经度119°25´12"，纬度35°59´24"，土壤类别为棕壤，基础肥力：有机质14.93g/kg，速效氮79.15mg/kg，速效磷14.95mg/kg，速效钾105.98mg/kg，PH7.61。3个生态区均设置3个栽培处理，①常规施肥模式（T1）：施入纯氮总量52.5kg/hm2，其中有机态氮11.25kg/hm2，硝态氮20.625kg/hm2，铵态氮20.625kg/hm2；②高产施肥模式（T2）：施入纯氮总量60kg/hm2；其中有机态氮11.25kg/hm2，硝态氮24.375kg/hm2，铵态氮24.375kg/hm2；③优质适产施肥模式（T3）：施入的纯氮总量与常规模式一致（52.5kg/hm2），氮形态改变，其中有机态氮26.25kg/hm2，硝态氮13.125kg/hm2，铵态氮13.125kg/hm2。各处理磷、钾用量固定，分别为60kg/hm2、127.5kg/hm2，3个试验点共有36个处理组合，各处理均设3次重复。各地区按当地的移栽期移栽，田间均按优质烟叶生产技术进行管理。为保证试验的可行性，各试验地选择肥力基本一致的地块，试验地块平整，排灌方便。3.3取样方法及测定项目和方法3.3.1取样方法鲜样：分别于移栽后60d、70d、80d各处理取烟株12-14叶位烟叶，每次每处理取3株，用冰盒带回实验室。烤后样：取各处理烤后样C3F烟叶2kg,去梗，烘干、粉碎，过60目筛，密封保存。3.3.2测定项目和方法3.3.2.1测定项目（1）鲜样：测定谷氨酰胺合成酶（GS）、谷氨酰胺脱氢酶（GDH）、转化酶（Inv）、苯丙氨酸解氨酶（PAL）、多酚氧化酶（PPO）活性及、叶绿素、类胡萝素含量。（2）烤后样：测定还原糖、总糖、烟碱含量；多酚类物质、中性致香物质；感官质量评吸。3.3.2.2分析测定方法（1）鲜样的分析9 谷氨酰胺合成酶（GS）活性采用郝再斌[47]方法测定，以30min内产生的γ─谷氨酰基异羟肟酸与铁络合物在540nm处吸光度值大小来表示酶活性。谷氨酰胺脱氢酶（GDH）活性测定按黄维南方法，以340nm处每分钟吸光值变化为酶活力单位。转化酶（Inv）活性采用3,5-二硝基水杨酸比色法测定[48]。苯丙氨酸解氨酶（PAL）和多酚氧化酶（PPO）活性采用李合生[49]方法测定。叶绿素含量测定采用95%乙醇浸提，用分光光度计测定[50]。(2)烤后样的分析总糖、还原糖、烟碱含量采用BRAN+LUEBBEAA3型连续流动分析仪测定[51]。多酚类物质参照行业标准[52]采用高效液相色谱法测定。中性致香物质采用HP5890-5972气质联用仪测定。4结果分析4.1生态品种栽培措施及其互作对烤烟质体色素含量的影响4.1.1烤烟色素含量的方差分析烟叶中的质体色素（叶绿体色素），主要包括叶绿素（叶绿素a,叶绿素b）、类胡萝卜素[53]，它不仅决定了调制后烟叶的色泽，而且其相关降解产物与烟叶香气质、香气量密切相关，对烟叶的内外在质量有重要影响[54]。表1叶龄60d时方差分析Table1Theanalysisofvarianceofrelatedindicateatleafage60d变异自由度叶绿素a叶绿素b类胡萝卜素生态2528.68**3.98*220.52**品种35.61**6.51**2.22栽培230.67**2.511.69生态×品种661.61**20.38**4.67**生态×栽培422.07**3.15*3.1*品种×栽培620.92**6.34**1.94生态×品种×栽培1224.92**12.57**2.09*注：表中数据用均方（MS）表示，下表同。表2叶龄70d时方差分析Table2Theanalysisofvarianceofrelatedindicateatleafage70d变异自由度叶绿素a叶绿素b类胡萝卜素生态2472.28**312.14**30.33**品种321.18**15.34**1.06处理219.47**32.18**0.35生态×品种64.75**3.81**0.24生态×处理416.16**15.93**0.82品种×处理615.18**17.99**0.51生态×品种×处理125.77**6.09**0.610 表3叶龄80d时方差分析表Table3Theanalysisofvarianceofrelatedindicateatleafage80d变异自由度叶绿素a叶绿素b类胡萝卜素生态2136.39**153.79**10.61**品种332.84**5.51**34.54**处理29.26**8.81**3.93*生态×品种629.17**24.16**13.32**生态×处理476.20**39.33**21.76**品种×处理677.40**40.98**21.07**生态×品种×处理1231.75**19.91**8.90**从生态、品种、栽培处理及互作的方差分析结果看：叶龄60d时：生态、品种、栽培处理及其互作对叶绿素a含量有极显著影响，栽培处理对叶绿素b含量影响不显著；生态条件对类胡萝卜素含量影响极显著，而品种、栽培处理对类胡萝卜素含量影响不显著。叶龄70d时，生态、品种、栽培处理及其互作对叶绿素a、叶绿素b含量均有极显著影响。对于类胡萝卜素，除生态对其影响显著外，其它因素对它没有显著影响。叶龄80d时，生态、品种栽培处理及其互作对叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素含量有显著影响。4.1.2生态、品种、栽培措施及互作对烤烟色素含量的贡献率表4生态、品种和栽培对色素含量的贡献率（%）Table4Thecontributionrateofecology,varietiesandcultivationtopigment(%)采样时间变因叶绿素a叶绿素b类胡萝卜素生态52.362.2483.46品种0.865.451.1760d栽培3.011.420.58互作43.7990.8214.4生态72.6362.3176品种4.884.6470d栽培36.420.67互作19.4826.7119.33生态15.9127.283.51品种5.741.4519.380d栽培1.071.531.75互作77.2869.6575.44注：贡献率（%）=SS变因*100%/（SS总-SS误-SS区组），下表同。从生态、品种和栽培互作对叶绿素含量的贡献率分析结果(表)看，叶龄60d时，生态对叶绿素a、类胡萝卜素贡献率最大，分别为52.36%、83.46，其次是互作效应，品种、栽培措施对其影响较小。互作效应对叶绿素b影响最大，贡献率为90.82%。叶龄70d时，生态对叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素含量的贡献率最大，分别为72.63%、62.31%、76%，其次是互作效应，栽培措施对它们的影响最小。80d时，互作效应对色素含量的影响最大，贡献率分别为77.28%、69.65%、75.44%，其次是生态条件，栽培措施对其影响最小。11 4.2生态品种栽培措施及其互作对烤烟碳氮代谢相关酶活性的影响碳氮代谢是烟株最基本的代谢过程，它既受作物遗传基因的支配，又受环境条件和栽培技术的影响，是多基因系统与环境条件相互作用的结果[55]。在烟叶生长成熟过程中，碳氮代谢相关酶活性的变化对碳氮代谢平衡协调起着重要的作用[56]，与烟叶品质密切相关。4.2.1生态品种栽培措施及其互作对GS酶活性的影响图1不同生态条件烟叶GS活性Fig.1Activityofglutaminesynthetaseindifferentecologicalconditions分析不同生态条件对烟叶谷氨酰胺合成酶活性的影响，结果如图，由图1可知：不同地区烟叶谷氨酰胺合成酶活性存在差异。在叶龄60-70d时，河南烟叶的谷氨酰胺合成酶活性活性上升，在叶龄70-80d，酶活性下降。山东、陕西烟叶随叶龄的增加酶活性有所提高。在3个时期，陕西烟叶谷氨酰胺合成酶活性高于河南和山东烟叶，山东烟叶酶活性最低，烟叶酶活性在3个地区间总的变异系数为37.70%。说明在烟株生长后期，生态条件对烟株谷氨酰胺合成酶活性有较大的影响。12 0.12豫烟10号湘烟3号粤烟98K326）‐10.10.08•protein•h‐10.06A•mg0.04活性（GS0.020607080叶龄（d）图2不同烤烟品种烟叶GS活性Fig.2Activityofglutaminesynthetaseindifferentvarieties不同烤烟品种烟叶谷氨酰胺合成酶活性随叶龄的变化如图所示，由图2可知，整体上，随叶龄的增加，4个烤烟品种烟叶谷氨酰胺合成酶活性相应的升高。叶龄60d时，湘烟3号谷氨酰胺合成酶活性高于其他3个品种，酶活性在品种间的变异系数为16.53%，品种间差异较大。叶龄70d时，豫烟10号酶活性稍高，品种间酶活性差异较小，变异系数为8.77%。叶龄80d时，品种间变异系数为11.29%。谷氨酰胺合成酶活性在品种间的变异率为12.19%，说明烤烟品种对烟叶的谷氨酰胺合成酶活性有影响，但要小于生态的影响。0.1T1T2T3）0.091‐0.080.070.06•protein•h1‐0.050.04A•mg0.030.02活性（GS0.010607080叶龄（d）图3不同栽培措施烟叶GS活性Fig.3Activityofglutaminesynthetaseindifferentcultivationmeasures分析不同栽培措施对烟叶谷氨酰胺合成酶活性的影响，结果如图3，由图可知：不同的栽培措施对烟叶谷氨酰胺合成酶活性有影响。叶龄60d时，T3>T2>T1，处理之间的变异率13 为13.07%。70d、80d时，处理间呈T3>T2>T1的变化规律，但差异变小，变异系数分别为9.13%、2.89%。说明增施有机肥和氮肥在烟株生长后期能提高烟叶谷氨酰胺合成酶活性，但处理间差异较小，总的变异系数为8.36%。4.2.2生态品种栽培措施及其互作对GDH酶活性的影响图4不同生态条件烟叶GDH活性Fig.4Activityofglutaminedehydrogenaseindifferentecologicalconditions分析不同生态区烟叶谷氨酰胺脱氢酶活性的差异，由图4可知，随着叶龄的增加，3个地区烟叶谷氨酰胺脱氢酶的活性均降低。3个时期，陕西地区烟叶谷氨酰胺脱氢酶活性低于河南和山东地区。叶龄70d，河南烟叶谷氨酰胺脱氢酶的活性最高，地区间变异系数为29.32%。叶龄60d、80d时，山东地区烟叶谷氨酰胺脱氢酶活性最高，地区间变异系数分别为44.13%、37.64%。地区间总的变异系数为37.03%，说明谷氨酰胺脱氢酶活性在地区间不稳定，生态对其影响较大。图5不同烤烟品种烟叶GDH活性Fig.5Activityofglutaminedehydrogenaseindifferentvarieties14 分析不同品种间烟叶谷氨酰胺脱氢酶活性的差异，由图5可知，随着叶龄的增加，4个品种烟叶的谷氨酰胺脱氢酶活性逐渐降低。叶龄60d时，湘烟3号的酶活性高于其他3个品种，其次是豫烟10号，K326的酶活性最低，酶活性在品种间的变异率为9.12%。叶龄70d时，粤烟98的酶活性最高，其次是豫烟10号，湘烟3号的酶活性最低，品种间的变异系数为8.38%。叶龄80d时，湘烟3号的酶活性较高，豫烟10号的酶活性最低，酶活性在品种间的变异系数为11.04%。品种间总的变异系数为9.51%，说明谷氨酰胺脱氢酶在品种间差异不大，酶活性比较稳定。图6不同栽培措施烟叶GDH活性Fig.6Activityofglutaminedehydrogenaseindifferentcultivationmeasures分析不同栽培措施间烟叶谷氨酰胺脱氢酶活性差异，结果如图，由图6可知，烟叶谷氨酰胺脱氢酶活性随着烟叶叶龄的增加而降低。在3个时期，T2、T3处理烟叶的酶活性均稍高于T1处理，且处理间酶活性差异不大，酶活性在栽培措施间总的变异系数为3.62%，说明烟叶酶活性在栽培措施间比较稳定，栽培措施对酶活性影响较小。15 4.2.3生态品种栽培措施及其互作对Inv酶活性的影响图7不同生态条件对烟叶Inv活性影响Fig.7Activityofinvertaseindifferentecologicalconditions分析不同生态条件对烟叶转化酶活性的影响，由图7可知，随着叶龄的增加，烟叶转化酶活性没有明显的变化。叶龄60d、80d时，陕西地区烟叶转化酶活性较高，变异系数分别为7.73%、6.32%；叶龄70d时，山东地区烟叶转化酶活性高于陕西、河南地区，品种间变异系数为12.96%。3个时期总的变异系数为9.00%。说明生态条件对烟叶转化酶活性影响较小。图8不同烤烟品种Inv活性Fig.8Activityofglutaminedehydrogenaseindifferentvarieties分析不同品种间烟叶转化酶活性的差异，由图8可知，随着叶龄的增加，4个品种的转化酶活性变化不大。叶龄60d时，粤烟98、K326酶活性稍高于豫烟10号、湘烟3号，品种间变化不大，变异系数为2.52%。叶龄70d时，湘烟3号、豫烟10号的酶活性稍高于K326、粤烟98，品种间变异系数为5.62%。叶龄80d时，豫烟10号、湘烟3号酶活性高于K326、16 粤烟98，品种间变异系数为6.50%，3个时期总的变异系数为4.88%。说明在成熟后期，烟叶转化酶活性趋于稳定，不随叶龄的变化而变化，品种对烟叶转化酶活性影响较小。图9不同栽培措施烟叶Inv活性Fig.9Activityofglutaminedehydrogenaseindifferentcultivationmeasures分析不同栽培措施对烟叶转化酶活性的影响，由图9可知，随着叶龄的增加，烟叶转化酶活性小幅度的降低。叶龄60d时，T2、T3处理烟叶酶活性稍高于T1处理；叶龄70d时，T1处理稍高于T2、T3处理；叶龄80d时，T2处理稍高于T1、T3处理，在3个时期，3个处理间差异较小，总体的变异系数为0.70%。说明在成熟后期，栽培措施对烟叶转化酶活性影响较小。4.3生态品种施氮量及其互作对烤烟成熟期次生代谢相关酶活性的影响4.3.1生态品种栽培措施及其互作对PAL的影响图10不同生态条件烟叶PAL活性Fig.10Activityofphenylalanineammonialyaseindifferentecologicalconditions分析河南、山东、陕西3个地区烤烟烟叶中PAL活性，结果如图10，随17 着烤烟叶龄的增加，3个地区烟叶PAL活性均呈递增趋势。叶龄60d时，陕西烟叶中PAL活性最高，其次是河南，山东烟叶中PAL活性最低；叶龄70d、80d时，河南烟叶的PAL活性较高，山东烟叶的PAL活性最低，且3个地区烟叶的PAL活性差异不明显。说明，烟叶PAL活性随着叶龄的增加而增加。叶龄60d时，PAL活性在地区间差异较大，变异系数为12.41%。叶龄70d、80d时，PAL活性在地区间差异较小，变异系数分别为1.48%、5.80%。图11不同烤烟品种PAL活性Fig.11Activityofphenylalanineammonialyaseindifferentvarieties分析4个烤烟品种间PAL活性，结果如图11，叶龄60d时，4个品种烟叶的PAL活性最低，品种间酶活性变异系数为10.11%。叶龄70d时，PAL活性有不同程度的增加，变异系数为3.76%。80d时，PAL活性最高，但变异系数较小为1.41%。说明，烟叶的PAL活性随着叶龄的增加而增加，但品种间的差异较小。从品种来看，叶龄60d时，粤烟98的PAL活性最低，其余3个品种间差异不大，叶龄70d、80d时，4个品种烟叶的PAL活性大小基本一致，品种间差异不大。图12不同栽培措施烟叶PAL活性18 Fig.12Activityofphenylalanineammonialyaseindifferentcultivationmeasures由图12所示，分析不同栽培措施对烟叶PAL活性的影响，结果显示，随着叶龄的增加，各处理下烟叶的PAL活性均增大，T1处理的增幅较大，T2、T3处理增加的幅度较小。叶龄60d时，T1、T2、T3烟叶的PAL活性差异较大，变异系数为11.28%。叶龄70d、80d时，3个处理间烟叶的PAL活性差异不明显，变异系数较小。说明烟叶的PAL活性随叶龄的增加而增加，但在成熟后期，栽培处理对其影响较小。4.3.2生态品种栽培措施及其互作对PPO的影响多酚氧化酶（PPO）属于氧化还原类，是植物中广泛存在的一类铜蛋白质，其共同特质是通过分子氧催化酚类物质氧化成醌、氨基酸、蛋白质及化合物聚合成色素物质。烟草多酚氧化酶介导的酶促棕色化反应，会影响烟叶的外观质量，降低烟叶内致香物质的含量，使烟叶品质下降，经济效益降低[57]。多酚氧化酶是影响烟叶香气和外观质量的重要因素之一[58],不同生态区烟叶多酚氧化酶活性的变化如图。由图可以看出，3个地区烟叶的多酚氧化酶活性均随着叶龄的增加而降低，但不同生态区酶活性降低的幅度存在差异。叶龄60~80d,河南烟区烟叶的多酚氧化酶活性下降的最快，降低了58.22%，陕西烟叶酶活性下降了35.38%，山东烟叶酶活性下降的最慢，降低了16.13%。在3个叶龄时期，山东烟叶的多酚氧化酶活性最高，其次是陕西地区，河南地区烟叶的多酚氧化酶活性最低。说明不同地区烟叶的多酚氧化酶活性存在差异，生态条件对多酚氧化酶活性有较大的影响。图13不同生态条件烟叶PPO活性Fig.13Activityofphenylalaninedehydrogenaseindifferentecologicalconditions19 图14不同烤烟品种PPO活性Fig.14Activityofphenylalaninedehydrogenaseindifferentvarieties不同品种间多酚氧化酶活性变化如图，由图14可知：4个品种多酚氧化酶活性随叶龄的增加而降低。叶龄60d、70d时，豫烟10号多酚氧化酶活性均稍高于湘烟3号、粤烟98和K326，且湘烟3号、粤烟98和K326的酶活性差异不大。叶龄80d时，粤烟98、豫烟10号稍高于湘烟3号和K326，4个品种间差异不大。图15不同栽培措施烟叶PPO活性Fig.15Activityofphenylalaninedehydrogenaseindifferentcultivationmeasures分析不同栽培措施对烤烟多酚氧化酶活性的影响，结果如图，由图可知：随着叶龄的增加，烟叶多酚氧化酶的活性逐渐降低，且不同处理烟叶酶活性下降的幅度不同。T1处理烟叶酶活性下降幅度最大，降幅为39.88%，其次是T2处理为32.26%，T3处理降幅最小，为28.27%。在3个叶龄期，均以T2处理烟叶的酶活性最高，其次是T3处理，T1处理烟叶20 酶活性最低。说明烟叶多酚氧化酶活性受栽培措施的影响，增加施氮量及增施有机肥均能提高烟叶多酚氧化酶的活性。4.4生态品种栽培措施及其互作对烤后烟叶质量的影响4.4.1生态品种栽培措施及其互作对烤后烟叶主要常规化学成分的影响4.4.1.1烤烟主要化学成分生态间的差异分析烤烟还原糖、总氮、烟碱含量在3个生态区间的差异及变异系数的分析结果列于表2，可以看出，烤烟3个主要化学成分的含量在3个生态区间均差异显著，比较烟叶还原糖、总氮、烟碱含量的变异系数大小得出，烟碱>还原糖>总氮。表5烤烟化学成分生态间的变异分析Table5Variationanalysisofthemainchemicalcomponentsofflue-curedtobaccobetweenecologicalconditions产区还原糖/%总氮/%烟碱/%陕西22.408a1.889b3.478a山东18.349b2.057a2.709b河南15.670c1.894b2.200c平均值18.8091.9472.796变异系数18.0364.89423.014同列的不同小写字母表示烟叶化学成分含量在不同产区的差异显著（P<0.05）。烟碱含量在生态区间的差异达到显著水平，变异系数较大，为23.014%，陕西地区烟叶的烟碱含量最高（3.478%），其次是山东、河南。烟叶还原糖含量变异系数为18.036%，在陕西地区最高（22.408%），河南最低（15.67%）。烟叶的总氮含量在3个生态间也存在显著的差异，变异系数为4.894%。其中山东地区烟叶的总氮含量最高(2.057%)，与陕西、河南烟叶的总氮含量差异显著，而陕西与河南两地区差异不显著。总的看来，生态对烟叶烟碱含量影响较大，其次是还原糖含量，烟叶的总氮含量在生态间相对稳定。4.4.1.2烤烟主要化学成分品种间差异分析烤烟还原糖、总氮、烟碱在品种间差异和变异系数的分析结果列于表3，可以看出：烤烟3个主要化学成分在品种间的差异不明显，比较烟叶还原糖、总氮、烟碱含量的变异系数大小得出，还原糖﹥烟碱﹥总氮。21 表6烤烟化学成分品种间的变异分析Table6Variationanalysisofthemainchemicalcomponentsofflue-curedtobaccobetweenvarieties品种还原糖/%总氮/%烟碱/%K32620.961a1.850b2.655a豫烟10号18.811ab1.919ab2.675a粤烟9818.700b2.020a2.920a湘烟3号16.763b1.998a2.933a平均值18.8101.9472.796变异系数9.1213.9925.411同列的不同小写字母表示烟叶化学成分含量在品种间差异显著（P<0.05)。还原糖含量在4个品种间的差异达到显著，变异系数最大，为9.121%。K326烟叶的还原糖含量最高(20.961%)，其次是豫烟10号，湘烟3号还原糖含量最低（16.763%），K326还原糖含量与豫烟10号还原糖含量差异不显著，与粤烟98、湘烟3号差异显著。烟碱含量在品种间的差异不显著，变异系数为5.411%。湘烟3号的烟碱含量最高（2.933%），其次是粤烟98、豫烟10号、K326。烟叶总氮含量的变异系数最小，为3.992%。粤烟98的总氮含量最高（2.020%），其次是湘烟3号、豫烟10号、K326，粤烟98、湘烟3号、豫烟10号的总氮含量差异不显著，粤烟98、湘烟3号与K326的差异达到显著水平。总的看来，还原糖、烟碱和总氮含量在品种间比较稳定，变异系数较小，品种对它们的影响较小。4.4.1.3烤烟主要化学成分栽培措施间的差异分析烤烟还原糖、总氮、烟碱在栽培措施间的差异和变异系数的分析列于表7，可以看出：烤烟3个主要化学成分含量在3个栽培处理条件下差异不明显，比较烟叶还原糖、总氮、烟碱含量的变异系数大小得出，还原糖﹥烟碱﹥总氮。表7烤烟化学成分栽培措施间的变异分析Table7Variationanalysisofthemainchemicalcomponentsofflue-curedtobaccobetweencultivationmeasures栽培措施还原糖/%总氮/%烟碱/%T217.660b2.008a2.892aT319.634a1.953ab2.821aT119.132ab1.880b2.673a平均值18.8081.9462.795变异系数5.4553.2983.997同列的不同小写字母表示烟叶化学成分含量在栽培措施间差异显著（P<0.05)。烟叶还原糖含量的变异系数较大，为5.455%。T3栽培处理下烟叶的还原糖含量最高，为19.634%，其次是T1、T2栽培处理，T3与T2处理的烟叶还原糖含量差异显著。烟叶烟碱含量在3个栽培处理间的差异不显著，变异系数为3.997%。T2处理的烟叶烟碱含量最高，为2.892%，其次是T3、T1。烟叶总氮含量的变异系数较小，为3.298%。T2处理的烟叶总氮含量最高，为2.008%，其次是T3和T1，T2与T1间总氮含量差异显著。增加有机肥可22 以提高烟叶还原糖的含量。总的看来，烤烟3个主要化学成分含量在栽培处理间的差异不明显，变异系数小。4.4.1.4生态品种栽培措施及其互作对烤烟化学成分的方差分析将生态、品种和栽培措施作多因素方差分析，结果表明：生态、品种、栽培措施及其互作效应对烤烟还原糖、总氮和烟碱含量有显著影响，但它们对烤烟还原糖、总氮和烟碱影响作用的大小存在差异。表8生态品种栽培措施及其互作对烟叶化学成分含量影响的方差分析效果检验Table8testsofmulti-factoranalysisvarianceeffectofecologicalconditions,varietiesandcultivationmeasuresonchemicalcomponentsoftobaccoleaf化学成分变异来源平方和自由度贡献率生态1104.893253.92还原糖品种317.871315.51栽培100.97924.93生态×品种×栽培525.2831225.63生态0.869224.33总氮品种0.652318.25栽培0.399211.17生态×品种×栽培1.6521246.25生态39.733277.41烟碱品种2.47534.82栽培1.19622.33生态×品种×栽培7.9261215.44生态×品种×栽培”表示生态、品种和栽培的互作。进一步分析表明，生态、品种、栽培措施及它们的互作效应对上述三项烟叶化学指标含量变异有着不同程度的影响效力。对于还原糖和烟碱含量，生态对它们变异的影响最大，其贡献率分别为53.92%，77.41%，其次是互作效应和品种，它们对还原糖、烟碱的贡献率分别为25.63%、15.44%和15.51%、4.82%；栽培措施对它们变异的贡献率最小，分别只占总变异的4.93%和2.33%。对于烟叶总氮含量，生态、品种、栽培措施的互作效应对其变异的贡献最大，占总变异的46.25%；生态、品种对烟叶总氮变异的贡献率居中，贡献率分别为24.33%、18.25%，栽培措施对总氮影响最小，占总变异的11.17%。这说明生态是影响烤烟还原糖、烟碱含量的主要因素，而影响总氮含量的主要因素是生态、品种、栽培措施的互作效应。4.4.2生态品种栽培措施及其互作对烤后烟叶多酚类物质的影响4.4.2.1生态、品种、栽培措施及其互作对初烤烟绿原酸含量的影响23 表9绿原酸含量方差分析Table9Theanalysisofvarianceonchlorogenicacid变异自由度平方和均方F值F0.05贡献率/%生态2213.35106.68173.963.1355.70品种331.5510.5217.152.748.24栽培210.165.088.293.132.65生态×品种663.6110.6017.292.2316.61生态×栽培47.021.752.862.511.83品种×栽培67.351.222.002.231.92生态×品种×栽培1249.984.166.791.8913.05误差7042.930.61总变异107426.17表10不同生态条件、品种和栽培处理间初烤烟叶绿原酸含量mg/gTable10Thecontentofchlorogenicacidofflue-curedtobaccobetweenecology,varietiesandcultivationmeasures(mg/g)生态平均数品种平均数栽培平均数陕西11.80a豫烟10号10.57aT310.17a山东9.09bK32610.12bT19.90a河南8.61c粤烟989.44cT29.43b湘烟3号9.21c方差分析表明（表9），生态、品种、栽培措施及其互作对烤烟的绿原酸含量均有显著影响。其中，生态条件对绿原酸含量影响最大，贡献率为55.7%，其次是互作效应，贡献率为33.41%，品种对绿原酸含量的贡献率为8.24%，栽培措施的贡献率最小。说明本试验条件下生态因素是影响烟叶绿原酸含量的主要因素，互作效应、品种及栽培措施对绿原酸含量也有重要影响。对3个生态条件、4个品种和3个栽培措施间初烤烟叶绿原酸含量进行多重比较（表10），结果表明：在3个生态地区之间，绿原酸含量差异显著，绿原酸含量为陕西>山东>河南。在品种间比较，绿原酸含量大小为：豫烟10号>K326>粤烟98>湘烟3号，豫烟10号与K326、粤烟98、湘烟3号之间差异均显著，而粤烟98与湘烟3号间差异不显著。在3个栽培处理之间，T3、T2处理与T1处理差异显著，而T3与T2处理间差异不显著。4.4.2.2生态、品种、栽培措施及其互作对初烤烟芸香苷含量的影响24 表11芸香苷含量方差分析Table11Theanalysisofvarianceonrutin变异自由度平方和均方F值F0.05贡献率/%生态2318.65159.32734.313.1370.79品种326.408.8040.562.745.87处理24.092.059.443.130.91生态×品种665.6610.9450.442.2314.59生态×处理48.082.029.312.511.80品种×处理67.861.316.042.231.75生态×品种×处理1219.371.617.441.894.30误差7015.190.22总变异107465.55表12不同生态条件、品种和栽培处理间初烤烟叶芸香苷含量mg/gTable12Thecontentofrutinofflue-curedtobaccobetweenecology,varietiesandcultivationmeasures(mg/g)生态平均数品种平均数栽培平均数陕西6.19a豫烟10号4.40aT34.24a山东3.72bK3264.32aT13.90b河南2.01c粤烟984.01bT23.78b湘烟3号3.16c对初烤烟叶芸香苷含量进行方差分析（表11），结果表明：生态、品种、栽培措施及互作效应对烟叶芸香苷含量影响显著。生态条件对芸香苷含量变异影响最大，占总变异的70.79%，其次是互作效应，占总变异的22.43%，品种对芸香苷含量变异的贡献率为5.87%，栽培措施对绿原酸含量变异的影响最小。进一步分析（表12），芸香苷含量在3个生态地区间差异显著，陕西>山东>河南；在品种之间，豫烟10号的芸香苷含量最大，与粤烟98、湘烟3号差异显著，而豫烟10号与K326之间差异不显著；在栽培处理之间，T3处理与T1、T2处理间差异显著，T1与T2之间差异不显著，说明增施有机肥有助于提高芸香苷含量。4.4.2.3生态、品种和栽培措施互作对初烤烟莨菪葶含量的影响25 表13莨菪葶含量方差分析Table13Theanalysisofvarianceonscopoletin变异自由度平方和均方F值F0.05贡献率/%生态20.360.18404.433.1343.37品种30.080.0361.32.749.64处理20.020.0118.443.132.41生态×品种60.270.05102.462.2332.53生态×处理40.020.0111.542.512.41品种×处理60.020.006.732.232.41生态×品种×处理120.060.0111.971.897.23误差700.030.00总变异1070.86表14不同生态条件、品种和栽培处理间初烤烟叶莨菪葶含量mg/gTable14Thecontentofscopoletinofflue-curedtobaccobetweenecology,varietiesandcultivationmeasures(mg/g)生态平均数品种平均数栽培平均数山东0.2a粤烟980.18aT20.16a河南0.18b湘烟3号0.16bT10.15b陕西0.07cK3260.15bT30.13c豫烟10号0.1c对莨菪葶含量进行方差分析（表13），生态、品种、栽培措施及其互作对莨菪葶含量均有显著影响。互作效应、生态条件对莨菪葶含量的变异影响最大，分别占总变异的44.58%、43.37%。其次是品种影响，占总变异的9.64%，栽培措施对莨菪葶含量的影响最小。通过对3个生态地区、4个品种、3个处理间烟叶莨菪葶含量的多重比较结果表明（表14），在3个生态地区间，莨菪葶含量差异显著，山东>河南>陕西。在品种间，粤烟98与湘烟3号、K326、豫烟10号差异显著，而湘烟3号与K326差异不显著。在栽培处理间，T2>T1>T3，且三者差异显著。4.4.2.4生态、品种和栽培措施及其互作对初烤烟总酚含量的影响26 表15总酚含量方差分析Table15Theanalysisofvarianceontotalpolyphenol变异自由度平方和均方F值F0.05贡献率/%生态21003.59501.8568.803.1366.19品种3101.0533.6838.182.746.66处理227.3113.6615.483.131.80生态×品种6212.5335.4240.152.2314.02生态×处理434.058.519.652.512.25品种×处理622.423.744.242.231.48生态×品种×处理12115.219.6010.881.897.60误差7061.750.88总变异1071579.07表16不同生态条件、品种和栽培处理间初烤烟叶总酚含量mg/gTable16Thecontentoftotalpolyphenolofflue-curedtobaccobetweenecology,varietiesandcultivationmeasures(mg/g)生态平均数品种平均数栽培平均数陕西18.06a豫烟10号14.94aT314.51a山东12.93bK32614.71aT114.00b河南10.80c粤烟9813.55bT213.28c湘烟3号12.52c对总酚含量进行方差分析（表15），结果表明：生态、品种、栽培措施及互作效应对总酚含量有显著影响。生态条件对烟叶总酚含量影响最大，贡献率为66.19%，其次是互作效应，贡献率为25.34%，栽培措施对总酚含量的影响最小。进一步分析表明：在生态地区间，总酚含量在陕西、山东、河南三个生态区间差异显著，陕西>山东>河南。在品种之间，豫烟10号>K326>粤烟98>湘烟3号，豫烟10号与K326差异不显著，而与粤烟98、湘烟3号差异显著。在栽培处理之间，总酚含量差异显著，且处理T3>T1>T2。4.4.3生态品种栽培措施及其互作对中性致香物质含量的影响4.4.3.1不同生态区、品种及栽培措施间质体色素降解产物差异分析新植二烯是由叶绿素降解生成的，是烤烟中性挥发香气物质含量最高的成分[59]。由表可知，3个生态区烟叶新植二烯的变幅为548.06~565.62ug/g,变异系数为18.18%，说明新植二烯含量在生态区间差异较大。在3个生态条件下，4个烤烟品种新植二烯的变幅为630.81~730.32ug/g,变异系数为6.45%，表明新植二烯含量在烤烟品种间相对稳定。在3个栽培处理水平下，烤烟新植二烯的变幅为641.63~730.36ug/g,变异系数为6.76%，说明新植二27 烯含量在栽培处理间差异不大，栽培处理对其影响较小。表17不同生态区烤烟质体色素降解产物含量（ug/g）Table17Thecontentofpigmentsdegradationproductsindifferentecologicalarea(ug/g)处理新植二烯类胡萝卜素类山东564.3769.29生态河南565.6270.83陕西548.0667.64豫烟10号730.3280.36粤烟98657.8171.14品种湘烟3号697.8875.45K326630.8169.65T1665.6262.43栽培处理T2730.3682.92T3641.6377.09类胡萝卜素是烟草香气成分的重要前提物质，对烟草的香气量和香气品质是正相关关系[60]。由表17可知，类胡萝卜素含量在3个生态区间呈现河南>山东>陕西的规律，变异范围为67.64~70.83ug/g,变异系数为7.82%。在4个烤烟品种间，类胡萝卜素含量呈现豫烟10号>湘烟3号>粤烟98>K326的变化规律，变异范围为69.65~80.36ug/g,变异率系数6.50%。在3个不同的再配处理水平下，类胡萝卜素含量在T2水平下含量最高，其次是T3处理，T1处理水平下含量最低，变异系数为14.24%，说明在本试验范围内增加氮肥施用量，类胡萝卜素含量增加。烟叶中类胡萝卜素含量受栽培措施影响较大，在生态区间及品种间含量比较稳定。4.4.3.2不同生态区茄酮含量差异分析类西柏烷类香气物质主要包括茄酮及其衍生物。茄酮是烟草中含量丰富的中性致香物质之一，赋予一种醛和酮的烟味[61],它不仅本身具有很好的香气，而且其讲解产物，如茄醇、茄呢呋喃、降茄二酮等也是烟草中很重要的致香物质[62]。对烟叶中茄酮含量进行分析，由表18可知，河南生态区烟叶茄酮含量最高（22.21ug/g）,其次是山东生态区，陕西烟叶茄酮含量最低（20.16ug/g），其变异系数为36.36%，说明生态条件对烟叶茄酮含量影响较大。在4个品种间，烟叶茄酮含量呈现K326>豫烟10号>湘烟3号>粤烟98的规律，变异系数为18.84%，表明烟叶茄酮含量在品种间差异较大。在不同的栽培措施下，烟叶茄酮含量变异范围为31.33~37.78ug/g,变异系数为9.35%，说明栽培措施对烟叶茄酮含量影响较小。28 表18不同生态区烟叶茄酮含量（ug/g）Table18Thecontentofsolanoneindifferentecologicalarea(ug/g)处理茄酮生态山东21.06河南22.21陕西20.16品种豫烟10号37.94粤烟9824.9湘烟3号36.39K32638.92栽培处理T137.78T234.51T331.334.4.3.3不同生态区烟叶棕色化反应产物含量差异分析表19不同生态区烟叶棕色化反应产物含量（ug/g）Table19Thecontentofbrowingreactionproductsindifferentecologicalarea(ug/g)生态品种栽培处理香气物质山东河南陕西豫烟10号粤烟98湘烟3号K326T1T2T3糠醛17.4417.7917.0316.7318.2618.0218.2515.8318.9218.69糠醇1.221.251.181.191.241.161.230.921.431.272-乙酰基呋喃0.360.380.360.310.310.350.380.280.380.365-甲基糠醛1.061.100.991.311.321.381.231.051.461.413,4-二甲基-2，5-呋喃1.001.020.981.171.031.001.160.941.171.162-乙酰基吡咯0.010.010.000.030.020.020.010.020.010.02总计21.0921.5420.5420.7422.1821.9222.2519.0523.3622.91棕色化反应产物主要包括糠醛、糠醇、乙酰呋喃、乙酰基吡咯等成分，其中多种物质具有特殊的香味。烟叶醇化后的坚果香，甜香等优美香气与这些化合物有很大的关系.由表19可知，河南烤烟中棕色化产物含量较高，其次是山东烤烟，陕西烤烟中棕色化产物含量最低（20.54ug/g）。3个地区烟叶中的2-乙酰基吡咯含量均较小，河南烟叶中其他5种物质的含量均比山东和陕西高，这与赵铭钦的研究结果一致。3个生态区烟叶棕色化反应产物含量变异范围为20.54~21.54ug/g,变异系数为5.07%，说明在不同生态区间烟叶中棕色化产物含量比较稳定。在不同品种间,K326、粤烟98棕色化产物含量较高，豫烟10号含量最低（20.74ug/g）,棕色化产物含量在品种间的变异范围为20.74~22.25ug/g,变异系数为3.23%，表明品种对烟叶棕色化产物的影响较小。不同的栽培措施处理，T2处理水平下的烟叶棕色化产物含量最高（23.36ug/g）,其次是29 T3处理，T1处理水平最低（19.05ug/g）,其变异系数为10.89%，说明栽培措施对烟叶棕色化产物的含量有一定的影响。4.4.3.4烟叶苯丙氨酸类降解产物含量差异分析表20苯丙氨酸类降解产物含量（ug/g）Table20Thecontentofphenylalaninedegradationproduct(ug/g)生态品种栽培处理香气物质山东河南陕西豫烟10号粤烟98湘烟3号K326T1T2T3苯甲醇2.002.082.072.322.052.162.611.932.442.49苯乙醇0.790.800.790.860.690.810.720.630.820.86苯乙醛2.392.452.374.073.142.852.912.833.393.51苯甲醛1.671.701.712.062.031.921.891.702.182.05总计6.857.036.949.317.917.758.137.098.838.90苯丙氨酸类降解产物[63]包括苯甲醇、苯乙醇、苯乙醛和苯甲醛，对烤烟的香气具有良好的影响，特别是对烤烟的果香、清香贡献较大。由表20可知，河南生态区的4种苯丙氨酸降解产物含量高于陕西和山东产区，苯丙氨酸类降解产物总量变异范围为6.85~7.03ug/g,变异系数为19.21%，说明生态条件对烤烟苯丙氨酸类降解产物含量影响较大。在品种间，除苯甲醇的含量豫烟10号稍低外，其余3种物质的含量均为豫烟10号较高。苯丙氨酸类降解产物总量变异范围为7.75~9.31ug/g,变异系数为8.59%，说明苯丙氨酸类降解产物含量在品种间比较稳定。在3个栽培处理间，相对T1处理水平，T3、T2处理水平下烟叶中苯丙氨酸类物质含量有所提高，变幅为7.09~8.90ug/g，变异系数为12.44%，表明栽培措施对烟叶苯丙氨酸类降解产物含量影响较大。4.4.3.5烟叶总香气物质含量差异分析表21总香气物质含量（ug/g）Table21Thetotalcontentofaroma(ug/g)生态品种栽培香气物质山东河南陕西豫烟10号粤烟98湘烟3号K326T1T2T3棕色化产物22.6722.1120.5420.7422.1821.9222.2519.0523.3622.91苯丙氨酸类7.8510.036.949.317.917.758.137.098.838.90类胡萝卜素76.0378.7667.6480.3671.1475.4569.6562.4382.9277.09类西柏烷类43.3540.1020.1637.9424.9036.3938.9237.7834.5131.33新植二烯696.33793.22548.06730.32657.81697.88630.81665.62730.36641.63总量846.24944.22663.35878.67783.93839.38769.76791.96879.98781.87由表21可知，3个生态区烟叶总香气物质含量的变异范围为663.35~846.24ug/g,变异系数为17.43%。4个烤烟品种烟叶总香气物质含量的变异范围为769.76~878.67ug/g,变异系数为6.16%。3个栽培措施烟叶总香气物质含量变异范围为781.87~879.98ug/g,变异系数为30 6.60%，说明烟叶中总香气物质含量在生态区间差异较大。4.4.4生态品种栽培措施及其互作对烤后烟叶感官评吸结果的影响4.4.4.1生态品种栽培措施及其互作对烟叶感官评吸得分的影响表22生态品种栽陪措施对烟叶评吸得分的影响Table22theeffectofecology,varietiesandcultivationmeasuresonsmokingscore变因变因水平香气质香气量浓度柔细度余味杂气刺激性燃烧性灰色总分河南6.38a6.28a6.3b6.3a6.25a6.10a6.22a5.93b5.46b69.07a生态陕西6.14b6.17b6.29b6.18b6.00b5.95b5.99b6.36a6.32a67.26b山东6.12b6.31a6.42a6.13c5.93b5.82c6.03b6.31a6.46a67.63b豫烟10号6.21b6.23b6.36a6.26a6.04bc5.99a6.16a6.01a5.96a68.09abK3266.27a6.21b6.34a6.24a6.13a6.01a6.06b6.18a6.13a68.23a品种粤烟986.21b6.25ab6.33a6.17b6.08ab5.98a6.06b6.26a5.95a67.97ab湘烟3号6.16b6.31a6.32a6.14b5.99c5.85b6.04b6.34a6.29a67.64bT36.35a6.25b6.32b6.28a6.19a6.04a6.17a6.24a6.05a68.76a栽培T26.19b6.31a6.4a6.18b5.97b5.94b6.04b6.1a6.03a67.95bT16.09c6.19b6.29b6.14b6.03b5.89b6.03b6.25a6.15a67.24c试验结果（表22）表明，生态条件对感官评吸的各项指标均有显著影响。河南烟叶的香气质、香气量、柔细度、余味、杂气、刺激性及评吸总分均显著高于陕西、山东的烟叶，而陕西、山东烟叶的浓度、燃烧性得分要高于河南烟区。品种对烟叶的香气质、香气量、柔细度、余味、杂气、刺激性有显著影响，对浓度、燃烧性、灰色及总分没有显著影响，总体上，豫烟10号、K326各指标得分稍高于粤烟98、湘烟3号，而粤烟98、湘烟3号的总得分要高于K326、豫烟10号。除了燃烧性、灰色外，栽培措施对烟叶感官评吸各项指标均有显著影响，增施有机肥、增加施氮量均能提高烟叶的香气质、香气量，提高整体的评吸质量。4.4.4.2生态品种栽培措施对感官评吸的影响效应表23生态品种栽培措施对感官评吸的贡献率（%）Table23thecontributionrateofecology,varietiesandcultivationmeasurestosmokingscore(%)变异来源香气质香气量浓度柔细度余味杂气刺激性燃烧性灰色总分生态25.088.4310.0512.1627.8818.2228.0228.4561.5220.41品种3.013.640.776.314.265.535.6611.756.271.62栽培20.406.156.448.5613.876.2112.343.540.8812.99互作51.5181.7882.9972.7553.8570.1853.9856.2630.9564.98由表23可知，生态对灰色的贡献率最大为61.52%，其次是燃烧性，对香气量的贡献率最小，为8.43%。品种对燃烧性的贡献率最大为11.75%，其次是柔细度，对浓度的贡献率最小为0.77%。栽培措施对香气质的贡献率最大为20.40%，其次是余味，对灰色的影响最31 小为0.88%。互作效应对浓度的影响最大，贡献率为82.99%，其次是香气量，对灰色的影响最小，贡献率为30.95%。整体来看，互作效应对感官评吸各指标的贡献率最大，变异范围为30.95%~82.99%，其次是生态因素，变异范围是8.43%~61.52%，栽培措施次之，品种的影响最小，变异范围为0.77%~11.75%，说明烤烟的感官质量受生态、品种、栽培措施综合作用的影响。32 5结论与讨论5.1生态品种栽培措施及其互作对烤后烟叶质量的影响国内外大量研究证明[64-65]，烤烟化学成分与生态、品种、栽培措施有着密切的关系。对烤烟主要化学成分在生态、品种、栽培措施之间的差异进行分析，本研究认为：烤烟还原糖、烟碱和总氮含量在3个生态区间差异明显，变异系数大小为：烟碱〉还原糖〉总氮。生态对烤烟烟碱含量影响较大，其次是还原糖含量，烟叶的总氮含量在生态间相对稳定。还原糖、烟碱和总氮含量在品种和栽培措施间的差异不明显，变异系数大小均为：还原糖﹥烟碱﹥总氮。还原糖、烟碱和总氮含量在品种、栽培措施间稳定，变异系数较小。总的来看，烟叶主要化学成分在生态间的变异系数最大，在品种、栽培措施间变异系数较小。前人对烤烟品种及施肥量对初烤烟叶化学成分的影响进行了研究，认为品种和施肥量均能显著影响烟叶的化学成分[66-67]。本研究结果表明:生态、品种、栽培措施及其互作对烤烟还原糖、总氮、烟碱含量影响均明显，但是对烟叶上述化学成分含量变异的贡献率大小各不相同。生态对还原糖、烟碱含量变异的贡献率最大，分别为53.92%，77.41%，三者互作效应和品种效应居中，栽培措施的贡献率最小，分别为4.93%和2.33%；对烟叶总氮含量影响最大的是生态、品种、栽培措施的互作效应，其贡献率为46.25%，其次是生态和品种，栽培措施的贡献率最小11.17%。这与林昆[68]、邵丽[69]等认为生态条件对烟叶化学成分和评吸质量起主导作用，对烟叶化学成分、致香物质含量等的影响大于品种造成的影响的研究结果一致。说明生态因素对烤烟化学成分的影响大于互作效应和品种的影响，品种又大于栽培措施的影响，生态条件是影响烤烟化学成分的主要因素，但也不否定品种和栽培措施的作用。（1）烤烟还原糖、烟碱和总氮含量在3个生态区间的变化差异明显大于在品种和栽培措施间差异，变异系数最大。（2）生态、品种和栽培及其互作对烤烟还原糖、总氮、烟碱含量均有影响。其中生态因素对烤烟化学成分的影响大于互作效应和品种的影响，品种又大于栽培措施的影响，生态条件是影响烤烟化学成分的主要因素，但也不否定品种和栽培措施的作用。绿原酸、芸香苷和莨菪葶是烟草中最主要的分类化合物，其中绿原酸占总多酚的75%-90%。李艳丽[70]等研究认为，基因型和产区对烤烟多酚含量均有较大影响。丁燕芳[71]等研究了生态与品种及互作对烟叶多酚的影响，认为生态与品种互作及生态条件是影响烟叶多酚类物质的关键因素。本研究结果表明，烤烟绿原酸含量来源于栽培措施、品种和互作效应的贡献率分别为2.65%、8.24%、33.41%，来源于生态的贡献率最大，为55.70%。用。芸香苷含量主要受生态因素的影响，品种、栽培处理及互作效应对烟叶芸香苷含量的影响较小。生态因素对烟叶芸香苷含量的贡献率为70.79%，其次是互作效应，贡献率为22.43%，栽培处理的影响最小，为0.91%。对于莨菪葶来说，生态、品种和栽培措施的互作效应及生态因素对其含量变异影响较大，贡献率分别为44.58%、43.37%，品种和栽培处理的贡献率较小，33 分别为9.64%、2.41%。烟叶总酚含量的变异主要来自于生态条件和互作效应的影响，贡献率为66.19%、25.34%，其次是品种效应，贡献率为6.66%，栽培措施对总酚含量的影响最小，占总变异的1.8%。说明生态因素和互作效应是烟叶多酚类物质的主要影响因素。本研究结果表明，在3个品种之间，绿原酸、芸香苷、总酚含量均呈现豫烟10号>K326>粤烟98>湘烟3号的规律，而莨菪葶含量则为粤烟98>湘烟3号>豫烟10号>K326，这可能与品种的遗传特性有关。有资料表明，温度对多酚类化合物合成、积累有影响。低温下烟叶多酚类化合物含量较高，这可能是因为，在低温胁迫下，烟草通过木质化作用增加多酚含量以抵御外界低温环境，从而减少低温对烟株生长的不利因素[72]。本研究结果表明，烟叶中绿原酸、芸香苷、总酚的含量均呈现出陕西>山东>河南的规律。由3个生态区大田生育期的气象资料（表1）可知，整个大田生育期的温度以山西地区最低，河南最高，这可能是造成多酚类物质含量变化规律的原因。而莨菪葶含量则为山东>河南>陕西，这可能是品种、生态等多种因素综合作用的结果，需进一步研究。关于氮肥对烟叶多酚类物质含量的影响颇有争议。王爱华[73]、Tso[74]等指出，烤后烟叶绿原酸、芸香苷、莨菪葶含量随施氮量的增加而增加。赵铭钦[75]等研究了增施有机质对烤烟多酚类物质含量的影响，认为增施有机质可以使烟叶中总酚、绿原酸、芸香苷含量明显增加。本研究结果显示，烟叶中绿原酸、芸香苷、总酚的含量呈现出T3>T2>T1的规律。莨菪葶含量则呈现T2>T1>T3的规律。绿原酸、芸香苷、总酚含量的规律与上述研究结果一致，而与Williama[76]等的研究结果矛盾，这可能是与试验的种植地或选用的试验材料有关。且有机肥对它们含量的影响效应要大于增施氮肥带来的影响。而莨菪葶含量受有机肥影响较小。生态、品种和栽培措施及互作对烟叶多酚类物质的含量均有显著影响，其中生态因素对绿原酸、芸香苷、莨菪葶和总酚含量的贡献率分别为55.70%、70.79%，43.37%和66.19%；互作效应对它们的贡献率分别为33.41%、22.43%、44.58%和25.34%，说明生态条件和互作效应是影响烤烟多酚类物质含量的关键因素，品种和栽培措施对多酚类物质的含量亦有重要作用。本研究结果表明：烟叶新植二烯含量在3个生态间的变幅为548.06~565.62ug/g，变异系数为18.18%，在4个烤烟品种的变幅为630.81~730.32ug/g，变异系数为6.45%，在3个栽培处理间的变幅为641.63~730.36ug/g，变异系数为6.76%，说明新植二烯含量在生态区间差异较大，在烤烟品种、栽培措施间相对稳定，生态条件对新植二烯含量的影响较大。类胡萝卜素含量在3个生态区间变异范围为67.64~70.83ug/g，变异系数为7.82%；在品种间变异范围为69.65~80.36ug/g，变异系数为6.50%，在栽培措施间的变异系数为14.24%，说明在本试验条件下增加氮肥施用量，类胡萝卜素含量增加，受栽培措施影响较大，在生态区间及品种间含量比较稳定。茄酮含量进行分析，由表可知，河南生态区烟叶茄酮含量最高（22.21ug/g）,其次是山34 东生态区，陕西烟叶茄酮含量最低（20.16ug/g），其变异系数为36.36%。在4个品种间，烟叶茄酮含量呈现K326>豫烟10号>湘烟3号>粤烟98的规律，变异系数为18.84%。在不同的栽培措施下，烟叶茄酮含量变异范围为31.33~37.78ug/g，变异系数为9.35%。说明茄酮含量在生态条件及品种间差异较大，在栽培措施间差异较小，生态、品种对烟叶茄酮含量影响大于栽培措施对其的影响。烟叶棕色化反应产物含量在地区间的变异范围为20.54~21.54ug/g，变异系数为5.07%，在品种间的变异范围为22.25~20.74ug/g，变异系数为3.23%，在栽培措施间呈现T2>T3>T1的规律，变异范围为19.05~23.36ug/g，变异系数为10.89%，说明栽培措施是影响烟叶棕色化产物含量的主要因素。苯丙氨酸降解产物含量在生态区间呈现河南>陕西>山东,变异范围为6.85~7.03ug/g,变异系数为19.21%；在品种间，豫烟10号的含量最高，变异范围为7.75~9.31ug/g，变异系数为8.59%；在栽培处理间，T3、T2处理水平下烟叶中苯丙氨酸类物质含量相对T1处理有所提高，栽培措施间变幅为7.09~8.90ug/g，变异系数为12.44%。说明烟叶苯丙氨酸类降解产物含量在品种间比较稳定，生态条件、栽培措施对苯丙氨酸类降解产物含量影响较大。烟叶总香气物质含量在生态间的变异范围为663.35~846.24ug/g，变异系数为17.43%。在品种间变异范围为769.76~878.67ug/g，变异系数为6.16%，栽培措施间的变异范围为781.87~879.98ug/g，变异系数为6.60%，说明烟叶中总香气物质含量在生态区间差异较大，在品种与栽培措施间含量比较稳定。本研究结果表明：生态条件对感官评吸的各项指标均有显著影响，生态对灰色、燃烧性的贡献率最大分别为61.52%、28.45%，贡献率变异范围为8.43%~61.52%。除浓度、燃烧性、灰色、总分外，品种对烟叶各感官评吸指标均有显著影响，但对它们的贡献率较小，变异范围为0.77%~11.75%。除了燃烧性、灰色外，栽培措施对烟叶感官评吸各项指标均有显著影响，对香气质的贡献率最大，贡献率变异范围为0.88%~20.40%。互作效应对浓度的影响最大，贡献率为82.99%，变异范围为30.95%~82.99%。总体来看，互作效应对感官评吸各指标的贡献率最大，其次是生态因素。5.2生态品种栽培措施及其互作对烤烟色素含量的影响近年来的研究表明，生态因素、品种及栽培措施对烟草质体色素及降解物含量有重要的影响。王瑞新，Schumacher的研究认为[77],[78]，烟草质体色素及其降解产物的组成和含量受遗传因素的影响。许自成等研究了6种不同农业调控下大田期烤烟叶片质体色素含量，结果表明，打顶，追施钾肥等不同的调控措施对烤烟质体色素含量有重要影响。周冀衡[79]等研究认为不同烤烟产区烟叶中类胡萝卜素降解产物存在较大差异。本研究结果表明：60d时，生态、品种、互作效应对叶绿素a和类胡萝卜素含量影响显著，栽培措施只对叶绿素b含量影响显著。生态因素对它们的贡献率要大于互作效应、品种、栽培措施的影响。70d时，生态、品种、栽培措施及互作对叶绿素a、叶绿素b含量影响显著，35 而对于类胡萝卜素，生态条件对其影响显著，其他因素对其影响不显著。生态因素对它们的贡献率最大，其次是互作效应，栽培措施对其几乎没有影响。80d，各因素对叶绿素、类胡萝卜素含量影响均显著，互作效应对色素含量贡献率大于生态、品种及栽培措施的影响。说明在烟叶生长后期，生态因素是影响烟叶色素含量的主要因素。5.3生态品种栽培措施及其互作对烤烟碳氮代谢相关酶活性的影响GS是植物碳代谢过程中的关键酶，催化无机氮NH4+和氨基酸结合生成酰胺，与烟草的氮代谢和产质量密切相关[80]。本研究结果表明，在生长后期，随着叶龄的增加，烟叶谷氨酰胺合成酶的活性缓慢升高，生态、品种、栽培措施对其有不同程度的影响。陕西地区烟叶酶活性高于河南和山东地区，总变异系数为37.70%；酶活性在品种间的变异系数为12.19%；酶活性在栽培措施间呈现T3>T2>T1的规律，变异系数为8.36%，增施有机肥和氮肥用量能提高谷氨酰胺合成酶的活性。说明生态条件对谷氨酰胺合成酶的影响大于品种、栽培措施的影响。GDH在氮代谢中对GS/GOGAT(谷氨酸合成酶)循环起辅助作用[81]。它在植物体内催化α—酮戊二酸的氨化和谷氨酸的脱氢这一可逆反应。GDH作为一种适应酶，它的主要作用由细胞内对谷氨酸和碳骨架的需求所决定[82]。本试验研究结果表明，在烟株生长后期，随着叶龄的增加，烟叶谷氨酰胺脱氢酶的活性缓慢降低。陕西地区烟叶谷氨酰胺脱氢酶的活性最低，地区间的变异系数为37.03%，品种间为9.51%，栽培措施间为3.62%，说明谷氨酰胺脱氢酶活性在地区间差异较大，品种、栽培措施间酶活性比较稳定，差异较小，生态条件对其的影响要大于品种和栽培措施的影响。转化酶与植物的碳代谢密切相关[83-84]，可催化细胞质中蔗糖转化形成单糖，促进叶绿体内磷酸丙糖向外运转，使叶绿体中淀粉积累减少，并通过与呼吸作用偶联的氧化磷酸化产生能量，使光合碳固定加强[85]。刘国顺[86]等研究认为，随着氮素水平提高，转化酶活性下降时间提前。岳红宾[87]则认为，氮水平对烤烟叶片转化酶没有明显的作用。许晨曦[88]等的研究表明，同一施氮水平下，在不同生育期各个品种之间转化酶活性基本无显著差异。本研究结果表明，在烟叶成熟后期，烟叶的转化酶活性已经趋于稳定，不随叶龄的变化而变化。转化酶活性在地区间总的变异系数为9.00%，品种间总的变异系数为4.88%，栽培措施间的变异系数为0.70%。生态条件对转化酶活性的影响大于品种和栽培措施的作用，栽培措施对酶活性几乎没有影响，这与岳红宾的研究结果一致。5.4生态品种施氮量及其互作对烤烟次生代谢相关酶活性的影响PAL是连接初级代谢和苯丙烷类代谢、催化苯丙烷类代谢的关键酶和限速酶，其下游产物对烟叶的香吃味影响很大[89]。本研究结果表明，烟叶的PAL活性随着烤烟叶龄的增加而增加。生态、品种、栽培措施对PAL活性有不同程度的影响。叶龄60d时，PAL活性在地区间差异较大，变异系数为12.41%。粤烟98的PAL活性最低，其余3个品种间差异不大；在处理T1、T2、T3间烟叶的PAL活性差异较大，变异系数为11.28%。叶龄70d、80d时，36 PAL活性在地区间差异较小，变异系数分别为1.48%、5.80%；3个处理间烟叶的PAL活性差异不明显，变异率较小。说明在烟叶在成熟前期生态因素对烟叶PAL酶活性的影响大于品种、栽培措施对其的影响，在成熟后期，酶活性已经趋于稳定，生态、品种及栽培措施对其影响较小。多酚氧化酶是影响烟叶香气和外观质量的重要因素之一[90]。王爱华[91]等研究认为，多酚氧化酶的活性随氮素用量增加而升高。本研究结果表明：烟叶的多酚氧化酶活性均随着叶龄的增加而降低，但不同处理烟叶酶活性降低的幅度存在差异。河南烟区烟叶的多酚氧化酶活性下降的最快，降低了58.22%，陕西烟叶酶活性下降了35.38%，山东烟叶酶活性下降的最慢，降低了16.13%。说明不同地区烟叶的多酚氧化酶活性存在差异，生态条件对多酚氧化酶活性有较大的影响。4个品种间差异不大。说明多酚氧化酶随叶龄的增加而降低，但受品种的影响较小。在3个叶龄期，酶活性呈现T2>T3>T1的规律，且T1处理烟叶的PPO酶活性下降幅度最大，降幅为39.88%，其次是T2处理为32.26%，T3处理降幅最小，说明烟叶多酚氧化酶活性受栽培措施的影响，增加施氮量及增施有机肥均能提高烟叶多酚氧化酶的活性。37 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英文摘要EFFECTOFECOLOGY,VARIETIESANDCULTIVATIONMEASURESONQUALITYANDPHYSIOLOGICALMETABOLISMOFFLUE-CUREDTOBACCOSupervisor:prof.YangTiezhaoMastercandidate:XuXiaojingAbstract:TobaccoQualityisaffectedbyecologicalconditions,geneticfactorsandcultivationmeasures.Atpresent,thenumberofthestudiesabouttheinfluenceofecological,geneticandcultivationmeasuresontobaccoquality,physiologicalmetabolismislarge,butthestudiesfocusedontheinfluenceofasimpleormultiplefactorontobaccoquality.Inordertoindicatetheeffectsofecology,varieties,cultivationmeasuresandtheirinteractionsontobaccoquality,physiologicalmetabolism,potexperimentswerecarriedinHenan,Shandong,Shanxi.Yuyan10,Yueyan98,K326andXiangyan3wereplantedoneachlocationwithdifferentcultivationmeasures.Theexperimentsdisclosethefollowingresults:1.Effectofecological,varietiesandcultivationmeasuresonqualityofflue-curedtobaccoTheeffectsofecologicalconditions,varieties,cultivationmeasuresandtheirinteractionsonreducing-sugar,nicotine,totalnitrogenweresignificantly.Buttheircontributionratesweredifferent.Ecologicalcontributionratewas53.92%,24.33%and77.41%respectively,whilevarieties,cultivationmeasuresandtheirinteractionsfortheircontributionrateweresmall.Aboveall,effectsofecologicalconditionsonthechemicalcompositionoftobaccoleavesweregreaterthanthevarietiesandcultivationmeasures.Tobacconeophytadiene,phenylalaninedegradationproducts,thecontentofsolanoneandaromaislargedifferentinecologicalrange,andrelativelystablebetweentheflue-curedtobaccovarieties,cultivationmeasures.Effectsofecologicalconditionsonthemweregreaterthanthevarietiesandcultivationmeasures.Carotenoid,browningreactioncontentsvariedamongcultivationpractices,theimpactofcultivationmeasuresweregreaterthanecologicalandvarieties.Ecologicalconditionshaveasignificantlyinfluenceonsensoryevaluation.The43 contributingratiosofecologytogray,flammabilitywere61.52%,28.45%,therangeofvariationofthecontributionrateis8.43%~61.52%.Tobaccovarietieshaveasignificantlyinfluenceonsensoryevaluation,butthecontributingratiosissmall,thevariationrageis0.77%~11.75%.Cultivationmeasureshaveasignificantlyinfluenceonsensoryevaluation,therangeofvariationofthecontributionrateis0.88%~20.4%.Interactioneffectshavethegreatestimpactontheconcentration,thecontributingratiosis82.99%andthevariationrageis30.95%~82.99%.Overall,thecontributingratiosofinteractioneffectstosensoryevaluationislargest,followedbyecologicalfactors,cultivationmeasures,thecontributingratiosofvarietiesissmallest.Sensoryqualityofflue-curedtobaccoisaffectedbyecologicalconditions,geneticfactorsandcultivationmeasures.2Effectofecological,varietiesandcultivationmeasuresonpigmentcontentofflue-curedtobaccoUsingthemiddleleavesforthestudying,intheleaf60dand70d,ecologicalconditions,varietiesandinteractioneffectshaveasignificantlyinfluenceonthecontentofchlorophyllandcarotenoids.Thecontributingratiosofecologyarelargerthaninteractioneffects,varietiesandcultivationmeasures.Intheleaf80d,variousfactorshaveasignificantlyinfluenceonchlorophyllandcarotenoids,thecontributingratiosofinteractioneffectsislargerthanecological,varietiesandcultivationmeasures.Itstatesthat,intheearly,ecologicalfactorsarethemainfactorsaffectingthepigmentcontentoftobacco.Lateinteractioneffectisgreaterthantheroleofotherfactor,cultivationpracticesalmostnopigmentcontent.3Effectofecology,varietiesandcultivationmeasuresoncarbonandnitrogenmetabolismenzymeactivityofflue-curedtobaccoEcology,varietiesandcultivationmeasureshavedifferenteffectsonenzymeactivity.TheactivityofglutaminesynthetaseinShanxiishigherthanHenanandShandongregion,thetotalvariationis37.7%.thetotalvariationis12.19%betweenvarietiesand8.36%betweencultivationmeasures.Thetotalvariationofglutaminedehydrogenaseactivitybetweenregionswas37.03%,9.51%amongvarieties,3.62%betweencultivationmeasures.Inmaturelate,tobaccoinvertaseactivityhasstabilized,itdoesnotchangewiththeleaf.Thetotalvariationofinvertaseactivitybetweenregionswas9.00%,4.88%amongvarieties,0.70%betweencultivationmeasures.Thethreekindsofenzymeactivityarelargedifferentinecologicalrange,andisstabilizedamongvarieties,cultivationmeasures.Theinfluenceofecologyonenzymeactivityis44 largerthanvarietiesandcultivationmeasures.4Effectofecology,varietiesandcultivationmeasuresonsecondarymetabolismenzymeactivityofflue-curedtobaccoInleaf60days,PALactivityislargedifferentinecologyrangeandcultivationmeasures,themutationrateis12.41%,11.28%,littledifferenceamongvarieties.Inleaf70,80days,PALactivityhasalittledifferenceinecologyrange,themutationrateis1.48%and5.80%.Enzymeactivitywasnotsignificantlydifferentamongthethreetreatmentsandmutationrateissmaller.Itstatesthat,intheearly,theinfluenceofecologyonPALwaslargerthanvarietiesandcultivationmeasures.Lateenzymeactivityisstabilized,theeffectofecology,varietiesandcultivationmeasuresonenzymeissmall.Tobaccopolyphenoloxidaseactivitywasdecreasedwithincreasingleafage.However,differenttreatmentoftobaccoactivitydecreasedamplitudedifferences.PolyphenoloxidaseactivityofHenantobaccodecreasedfastest,down58.22%,down35.38%inShanxi,and16.13%inShandong.PPOactivityhasalittledifferenceamongvarieties.Inthethree-leafstage,enzymeactivitypresentedT2>T3>T1law,andPPOactivityofT1treatmentdecreasedfastest,down39.88%,T2down32.26%.Itstatethat,polyphenoloxidaseactivityhaveadifferenceamongdifferentregionsandtreatments.Ecologyfactorhavealargeinfluenceontheactivityofpolyphenoloxidase,followedbycultivationmeasures,theeffectofvarietiesissmall.Keywords:flue-curedtobacco;ecology;varieties;cultivationmeasures;carbonandnitrogenmetabolism;secondarymetabolism;quality45
