平顶山烟区烤烟品种Y2001农艺性状及烤后烟叶化学成分的初步研究

Preliminary study on agronomic characters and chemical components of flue-cured tobacco variety Y2001 in Pingdingshan tobacco region

摘要

目的 为烤烟品种Y2001的推广应用提供依据。 方法 以烤烟品种中烟100为对照，对Y2001的农艺特性、抗病性和烤后烟叶化学成分进行了研究分析。 结果 与中烟100相比，Y2001成熟期的株高提高4.39 cm，叶数增多1 片；根黑腐病、普通花叶病、赤星病和青枯病的发病率分别降低3.73%、3.12%、1.38%和0.04%；烤后烟叶上中等烟比例提高2.65%，均价提高0.64 元/kg；总植物碱含量降低0.26%，总氮含量提高0.11%，有机酸总量提高12.3 mg/g；除新植二烯外的香气总量提高35.64 μg/g。 结论 相比中烟100，Y2001有较高的单叶产量以及在一定程度中提升了烟气的香气质量，有较好的推广价值。

Abstract

Objective This study aimed to lay a basis for the extension of flue-cured tobacco variety Y2001. Method The agronomic characteristics，disease resistance and chemical components of the cured tobacco leaves of Y2001 were studied and analyzed，with the flue-cured tobacco variety Zhongyan 100 as the control. Result Compared with Zhongyan 100，the plant height of Y2001 increased by 4.39 cm and its leaves increased 1 in the number at maturity.The incidence rates of root black rot，TMV，Alternaria alternate and bacterial wilt decreased by 3.73%，3.12%，1.38% and 0.04%，respectively.After curing，the proportion of medium tobacco in tobacco leaves increased by 2.65%，and the average price increased by 0.64 yuan/kg.The total alkaloid content decreased by 0.26%，the total nitrogen content increased by 0.11%.The total organic acid increased by 12.3 mg/g，and the total aroma except neophytadiene increased by 35.64 μg/g. Conclusion Compared to Zhongyan 100，Y2001 has a higher single-leaf yield，the improved aroma quality，and a higher value of promotion.

关键词

Y2001 / 农艺性状 / 抗病性 / 化学成分 / 有机酸 / 香气成分

Key words

Y2001 / agronomic characters / disease resistance / chemical composition / organic acids / aroma components

烤烟品种中烟100因其具有产量高、耐肥性好、易烘烤等优点，近三十年来一直作为平顶山烟区的主栽品种。但随着繁殖代数的增加和长期的种植连作，该品种农艺性状典型性不断下降、烟株抗病性持续变差、浓香型风格逐渐不突出，已经不能很好地满足烟草工业企业的需求^［1］。因此，筛选适合平顶山烟区的兼顾产、质量的烤烟新品种，是缓解或解决目前问题的有效途径。烤烟品种Y2001是基于中烟100，利用EMS诱变技术创制的高密度、高分泌型腺毛突变材料，经过抗根茎类病害定向选择培育而成的烤烟新品系。河南中烟评价认为Y2001香气质较好，香气量较高，烟气浓度较高，透发性较好，余味和烟气柔细度较好，甜感比较突出，杂气和劲头中等偏上^［2］。王召军等^［3］研究发现，Y2001农艺性状与中烟100基本一致，但叶基部明显变窄，株高和节距也有显著提高；Y2001长柄腺毛密度提高了1.5 倍，非分泌型表皮毛密度降低42%；Y2001与中烟100腺毛分泌物的组成成分相同，但西柏烷二萜化合物含量提高了1.7 倍，蔗糖酯含量提高了2 倍；Y2001腺毛中二萜合成关键基因NtABS、NtCBTS和NtCYP71D16的表达水平均显著高于对照；Y2001烤后烟叶中大部分致香物质含量均高于对照。但是目前关于Y2001的相关研究较少，未见对其抗病性、烤后烟叶化学成分和经济效益等方面的报道。基于此，本试验以中烟100为对照，研究了Y2001的农艺性状、抗病性、烤后烟叶化学成分及经济效益，期望为Y2001的应用推广提供技术依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验于2021年5月~10月在河南省平顶山市郏县李口镇和安良镇进行。李口镇土壤类型为褐土，基础理化特性为有机质18.57 g/kg，碱解氮69.10 mg/kg，速效磷23.00 mg/kg，速效钾238.00 mg/kg，pH 7.02；安良镇土壤类型为壤土，土壤有机质18.96 g/kg，碱解氮63.18 mg/kg，速效磷20.30 mg/kg，速效钾187.20 mg/kg，pH 6.90。

试验品种Y2001，由河南省农业科学院烟草研究所提供；对照品种中烟100，由青岛中烟种子有限责任公司提供。试验烤房为移动式热泵烤房，为气流下降式标准密集烤房，装烟室内长8 m、宽2.7 m、高3.5 m。

1.2 试验方法

1.2.1 试验设计

1.2.1.1 田间试验

李口镇和安良镇试验田均按照Y2001与中烟100隔垄种植的移栽方式。于5月3日左右移栽，行距130 cm，株距55 cm，每个处理设置3次重复。田间管理采用本地推荐使用的优质烟叶生产技术进行。

1.2.1.2 烘烤试验

试验烟叶选取大田长势正常、发育协调、落黄均匀的中部烟叶进行编竿。每个处理6 竿烟叶，分别挂置于烤房中棚距离隔热墙2、4、6 m位置各2竿（左右两仓各1 竿）。烘烤工艺采用本地推荐使用的密集烘烤工艺。

1.2.2 指标测定

分别在团棵期、旺长期、成熟期按照YC/T 142-2010测量Y2001和中烟100的农艺性状。在成熟期按照GB/T 23222-2008调查Y2001和中烟100的烟株发病情况。参照YC/T 468-2013、YC/T 161-2002、YC/T 159-2002、YC/T 216-2013、YC/T 166-2003测定Y2001和中烟100烤后烟叶常规化学成分。按照“水蒸气蒸馏-二氯甲烷溶剂萃取”法提取，采用HP 5890-5972气质联用仪和NIST谱库检索分析Y2001和中烟100的香气成分。按照当年当地烟叶收购价格计算并统计Y2001和中烟100的经济效益。

1.3 数据处理

采用Excel 2016软件进行数据处理与分析。

2 结果与分析

2.1 农艺性状

由表1可知，团棵期Y2001只有茎围和最大叶面积高于中烟100，而旺长期和成熟期Y2001的株高、茎围、有效叶数、最大叶面积均高于中烟100。不同农艺性状指标的提升幅度最大的时期不同，相较中烟100，Y2001株高、茎围在成熟期提升幅度最大，分别达到4.39 cm和1.47 cm；有效叶数、最大叶面积在旺长期提升幅度最大，分别达到2 片和308 cm²。

2.2 发病情况

如表2所示，Y2001的普通花叶病、赤星病、根黑腐病和青枯病的发病率均低于中烟100，尤其是根黑腐病和普通花叶病，分别较中烟100降低了3.73%和3.12%。

2.3 常规化学成分含量

优质烟常规化学指标范围参考文献［4］。由表3可知，总植物碱含量两个品种均在优质烟范围之内，Y2001比中烟100低0.26%；总氮含量两个品种均在优质烟范围之内，Y2001比中烟100高0.11%；总糖、还原糖含量均为中烟100高于Y2001，但两个品种含量都超出优质烟范围；蛋白质含量两个品种均低于优质烟范围，但Y2001略高于中烟100；钾含量两个品种都低于2 %，Y2001比中烟100低0.36%；氯含量Y2001在优质烟范围内，中烟100过高。

2.4 有机酸含量

由表4可知，两个品种的有机酸成分都为12种，其中9种成分的含量Y2001高于中烟100，3种成分的含量低于中烟100。两个品种有机酸含量差异中最大的是苹果酸，Y2001比中烟100高12.3 mg/g；其次是柠檬酸，Y2001比中烟100低2.8 mg/g；再次是草酸，Y2001比中烟100高1.5 mg/g；然后是2，4-庚二烯酸、油酸、丙二酸。Y2001有机酸总量比中烟100高12.3 mg/g，提高幅度达8.79%。

2.5 香气成分含量

由表5可知，两个品种的6大类香气成分中，Y2001有4大类高于中烟100，分别是类胡萝卜素降解产物总量高5.23 μg/g、棕色化反应产物总量高3.83 μg/g、苯丙氨酸降解产物总量高9.95 μg/g、西柏烷类降解产物总量高17.96 μg/g。Y2001和中烟100的香气成分都为31种，其中21种成分的含量Y2001高于中烟100。两个烟叶品种香气成分含量差异中最大的是新植二烯，Y2001比中烟100低197.74 μg/g；其次是茄酮，Y2001比中烟100高17.96 μg/g；再次是苯甲醇，Y2001比中烟100高7.44 μg/g；然后是巨豆三烯酮3、β-大马酮、糠醛、苯乙醛、二氢猕猴桃内酯、巨豆三烯酮2、苯乙醇、法尼基丙酮。除新植二烯外的香气总量Y2001比中烟100高35.64 μg/g，提高幅度达36.73%。

2.6 经济效益

由表6可知，与中烟100相比，Y2001的上等烟比例提高2.94%，中等烟比例下降0.29%，上中等烟比例提高2.65%，下等烟比例下降2.65%，每千克干烟均价提高0.64 元。

3 讨论

有效叶数和最大叶面积等指标是形成烟叶产量的基础^［5］。本研究发现，相较中烟100，Y2001的有效叶数和最大叶面积在成熟期分别提高1片和246 cm²，有效保障了可采烤叶片数和单叶产量，提高了烟叶的单位面积产量；株高和茎围在成熟期分别提高4.39 cm和1.47 cm，更便于下部叶片通风透光，有利于烟株的整体生长发育。近年来，根黑腐病和普通花叶病是平顶山烟区较为常见的烟草病害，情况严重可以造成烟田减产甚至绝收，而Y2001的根黑腐病和普通花叶病的发病率分别比中烟100降低3.73%和3.12%，能有效降低病害风险，减少烟叶损失。

总植物碱是烟草中特殊的含氮化合物，本身具有香味，也可以高温分解产生树脂香味化合物，给吸食者更大的满足^［6］。本研究发现，Y2001和中烟100的总植物碱含量均在2%左右，表现出典型浓香型烟叶的高碱特征，能给吸食者带来强劲的生理强度和满足的香气吃味，形成饱满烟气。总糖是决定烟气甜度与醇和度的主要因素，糖类参与的美拉德反应能形成多种香气物质，但含糖量过高会弱化烟叶的浓香型风格。还原糖在烟支燃吸时能产生酸性反应，使烟气的酸碱平衡适度，产生令人满意的吃味，还原糖含量越高，其性醇和甘甜、刺激性减少^［6］。本研究发现，Y2001和中烟100的总糖、还原糖含量分别在26.79%~27.92%和21.90%~23.15%，糖含量较高，能形成较多香气物质和满意的吃味，但由于超出了优质烟范围，也可能会导致浓香型风格特色弱化。常规化学成分含量及协调性在很大程度上决定着烟叶的烟气特性，直接影响着烟叶质量的优劣^［7］。

有机酸及其衍生物是烟草香味的重要成分，在卷烟燃吸过程中分解产生的酸性片段，具有平衡烟气酸碱度、醇和吸味、减轻刺激性等作用^［8］。张希等^［9］通过对河南不同产区烤烟主要次生代谢物质含量的比较分析，发现苹果酸、柠檬酸和草酸是烤烟有机酸的主要成分，河南烟区烤烟有机酸含量为120.01~216.01 mg/g，平均为151.77 mg/g。本研究发现，Y2001和中烟100的苹果酸含量在92.3~104.6 mg/g、草酸含量在11.0~12.5 mg/g、柠檬酸含量在7.3~10.2 mg/g，3种酸含量之和分别占Y2001和中烟100有机酸总量的81.67%和81.13%；Y2001和中烟100的有机酸总量在139.9~152.2 mg/g，平均为146.05 mg/g。苹果酸可降低烤后烟叶游离态烟碱的含量、调节烟气酸碱度并增强浓度，改善吃味，特别是对高生物碱含量的烟草有良好作用^［10］。柠檬酸含量高会导致烤烟的吃味变差，其含量与烟叶的燃吸品质呈负相关^［11］。本研究结果表明，Y2001的苹果酸含量比中烟100高12.3 mg/g，柠檬酸含量又比中烟100低2.8 mg/g，表明了Y2001在调节烟气酸碱度、改善吃味和提升燃吸品质方面更有优势。

类胡萝卜素降解产物可生成近百种香气物质，是形成细腻、高雅和清新烟气的主要成分^［12］。棕色化反应产物包括多种挥发性化合物和大分子化合物，是烟叶醇化后形成坚果香、甜香等优美香气的有关成分^［13］。苯丙氨酸降解产物具有花香、杏仁味、坚果香和焦香味，对烤烟的果香、清香等香吃味贡献较大^［14］。西柏烷类物质主要降解本身不但具有较好的香气，而且其转化产物如茄醇、茄尼呋喃、降茄二酮等也是十分重要的烟草香味物质^［15］。本研究发现，Y2001的类胡萝卜素降解产物总量、棕色化反应产物总量、苯丙氨酸降解产物总量、西柏烷类降解产物总量分别比中烟100高5.23、3.83、9.95和17.96 μg/g，而这些产物对香气质有正向作用，极有可能导致Y2001烤后烟叶香气质量好于中烟100。新植二烯虽然对感官评吸质量起着重要作用，但却存在着显著负相关性，对香气质量具有不利影响^［16］。本研究中Y2001的新植二烯含量比中烟100低197.74 μg/g，这也有可能在一定程度上提升Y2001的评吸质量。

4 结论

相比中烟100，Y2001提高了烟株的有效叶数和最大叶面积等农艺性状指标，有效保障了可采烤叶片数和单叶产量；降低了烟株普通花叶病和根黑腐病的发病率，有效降低了病害风险；提高了烤后烟叶常规化学成分含量，有效提升了烟叶内在质量；提高了烤后烟叶有机酸总量，尤其是苹果酸含量，改善了烟气酸碱度和吃味；提高了烤后烟叶香气成分总含量，尤其是胡萝卜素降解产物总量、棕色化反应产物总量、苯丙氨酸降解产物总量和西柏烷类降解产物总量，一定程度上提升了烟气的香气质量。总之，Y2001具有较好的推广利用价值。

参考文献

[1] 李雪君，孙计平，丁燕芳，等.烤烟新品种豫烟13号的选育及特征特性［J］.中国烟草科学，2017，38（4）：17-22.

[2] 烟草所育种研究室.烤烟新品系Y2001通过农业评审［EB/OL］.［2021-10-27］.

[3] 王召军，李雪君，杨永锋 等.烤烟‘中烟100’高分泌型改良品系‘Y2001’创制及性状分析［J/OL］.分子植物育种：1-9［2023-09-01］.

[4] 刘炳清，翟欣，许自成，等.贵州乌蒙烟区气候特征及其对烟叶化学成分的影响［J］.甘肃农业大学学报，2015，50（3）：113-118.

[5] 徐凤丹，李亮，张翔，等.生物炭与不同生物型肥料配施对烟田土壤特性和烟叶产质量的影响［J］.贵州农业科学，2022，50（10）：34-41.

[6] 宫长荣.烟草调制学［M］.北京： 中国农业出版社，2011.

[7] 谢利丽，赵瑞蕊，解燕，等.曲靖烟区烤烟成熟度的变异及其对烟叶品质指标的影响［J］.甘肃农业大学报，2016，51（5）：46-52.

[8] 赖燕华，汪军霞.有机酸对卷烟感官风格和品质的影响研究［J］.分析测试学报，2015，34（6）：696-700.

[9] 张希，王慧芳，徐世晓，等.河南烟区烤烟主要次生代谢产物含量的比较分析［J］.河南农业科学，2021，50（4）：40-47.

[10] 赵勇，宋春满，陈明玮，等.烟草有机酸研究进展［J］.中国农学通报，2014，30（1）：114-119.

[11] 孟黎明，郭利，朱金峰，等.襄阳平原烤烟多酚、有机酸含量与国内外烤烟的差异比较［J］.甘肃农业大学学报，2015，50（1）：77-83.

[12] 赵铭钦，刘金霞，刘国顺，等.不同成垄方式与分次施钾对烤烟质体色素及其降解产物的影响［J］.甘肃农业大学学报，2007（4）：56-59.

[13] 汪耀富，高华军，刘国顺，等.不同基因型烤烟叶片致香物质含量的对比分析［J］.中国农学通报，2005（5）：117-120.

[14] 韩晓哲，丁永乐，何澎，等.湖南与河南烤烟烟叶中挥发性致香物质的对比分析［J］.中国农学通报，2008（10）：137-140.

[15] 沈铮，金洪石，彭丽丽，等.施氮量对延边烟区烤烟香气成分及评吸质量的影响［J］.甘肃农业大学学报，2009，44（6）：69-74.

[16] 曹建敏，刘帅帅，邱军，等.烤烟重要致香物质与评吸质量的相关性研究［J］.中国烟草科学，2012，33（6）：75-79.

基金资助

河南省烟草公司平顶山市公司科技项目“平顶山烟叶保香增柔烘烤技术研究”(PYKJ202104)

河南省烟草公司平顶山市公司创新项目“基于大数据分析的烟叶烘烤考评体系构建与应用”(PYGL202208)