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多方因素对烟叶烟碱含量的影响

2007年11月08日 来源:烟草在线专稿 作者:河南农业大学 国家烟草栽培生理生化研究基地 李国芸
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  烟草在线专稿  摘要 本文综述了国内外有关农艺措施对烟叶烟碱含量的影响研究进展,旨在为烟叶生产中控制烟碱含量提供一定的理论基础。

  关键词 烟碱 农艺措施 烟叶生产 

  烟碱是烟草植株所特有的生物碱,占烟草栽培品种生物碱总量的90-95%[1-2]。人们抽烟的目的就是吸食烟草中的烟碱,从中获得一种生理上的满足。过低时烟气平淡,吸食者不易满足,过高时烟味浓烈,而且不利于健康。因此,烟碱是衡量烟草品质的重要因素。近年来,我国部分烟区烟叶外观质量接近国际水平,但烟叶化学成分不协调,主要问题之一是烟碱含量偏高,烤烟烟碱含量高达3%~4%,白肋烟烟碱含量高达6%,造成的烟叶可用性低。为生产高品质的烟叶就要求对烟碱形成的相关因素进行深入研究。本文主要对国内外有关影响烟碱含量的报道进行综合分析,为生产中采取有效的降低烟碱含量的调控措施提供理论依据。

  1 施肥

  氮素在烟株生长发育过程中起着重要的作用[3],随施氮量增加,烟叶中烟碱含量也呈增加趋势,两者之间存在极显著的正相关[4-6]。左天觉[7]认为,在栽培上,施氮量对烟草生长和烟碱的积累影响最大。徐晓燕[8]等人对烤烟品种云烟85的研究表明,不同形态的氮肥对烟碱积累的影响也不同,三种形态的氮肥中,尿素施用后,烟碱积累最高,硝铵次之,硝酸钾处理的烟碱积累最低,比施用尿素低27%,表明施用NO3-N烟草积累烟碱少。

  生物有机肥,具有增进土壤肥力、改善土壤微生物环境、提高肥料利用率、增强烟株抗病能力、无毒无害、无环境污染等优点。彭华伟[9]研究表明,施用生物有机肥可以促进烟碱的提前积累,会对下部叶烟碱含量产生有利影响,使上部叶的烟碱的积累增加,但增加不大,有机氮含量为50%的生物有机肥的烟叶由于烟碱积累提前,因此烟叶中的烟碱含量较其他处理高。

  钾是公认的品质元素,单施氮肥所产生的对品质的不利影响常可以通过施用钾肥而得到不同程度的克服。许多研究结果表明,增加钾肥的施用量能够降低烟叶中的烟碱含量[10],这主要是由于施钾量的增加导致生物学产量增加而形成的稀释效应[11]。但是Leggett等人的研究结果表明,钾对全氮、总生物碱的含量没有显著的影响,但显著地降低了蛋白质和α-氨基酸的含量[12]

  中、微量元素对烟碱含量也有一定的影响。N. Rosa阐述了Mg与烟碱含量呈负相关关系[13];T.C.TSo等研究指出,Cu能增加烟碱的含量,而Mo可能会降低烟碱含量。缺乏或过量的Fe、Cu、Mn会使烟碱含量降低[14]

  2 栽培密度

  种植密度对烟碱的影响主要是通过田间小气候的变化来实现的。上官克攀[15]等在东南烟区对几个烤烟品种的研究结果表明,在其他栽培条件相同的情况下,从1025株/666.7m2提到1480株/666.7m2后,叶片烟碱含量降低,上部叶烟碱含量降幅较大,中、下部叶烟碱含量降幅较小;种植密度与新K326上部叶的总烟碱含量呈显著的负相关,即密度越高总烟碱含量越低。这主要是因为随种植密度的增大,烟田光线减弱,湿度增大,通风效果差,而且随种植密度的提高,烟株个体营养面积减小,造成根系发育不良,从而影响烟碱合成[16]

  3 打顶抹杈

  打顶、抹杈是影响烟株烟碱合成积累的重要措施。研究表明[17]打顶增加烟碱含量,打顶后根、茎、叶烟碱含量均显著高于不打顶的烟株,其中上部叶增加程度最大,整株烟碱含量显著高于对照烟株。烟碱含量与打顶时期相关,打顶时间越早,下部叶烟碱含量越低,对中部叶来说,初花打顶烟碱含量较盛花打顶略高,现蕾打顶明显偏低,上二棚叶烟碱含量为现蕾打顶>盛花打顶>初花打顶[18]。张丹等[19]也研究表明打顶时期与烤烟上部叶烟碱含量有显著的负相关关系,且随打顶时期推迟烟碱积累强度高峰依次下降,烟碱含量也依次减低,每推迟一天打顶烟碱含量就下降0.0504%。也有人研究表明[20]随叶位升高,打顶对烟碱含量升高的影响也越来越大。烟草根系中的鸟氨酸脱羧酶(ornithine decarboxylase,ODC)、腐胺N-甲基转移酶(putrescine N-methyltransferase,PMT)和N-甲基腐胺氧化酶(N-methylputrescine oxidase,MPO)是烟碱生物合成中的关键酶,打顶后叶中烟碱含量剧增的主要是因为烟株打顶显著提高根中与烟碱合成有关的这3种关键酶的活性[21]

  4 环割和切根

  烟碱主要合成于根系,环割切断了光合产物的向下运输,致使根系发育受到影响,新生根数量减少,减少了烟碱的合成,从而达到降低烟碱的目的[22];对根系采取机械切除,也可减少烟碱合成能力,是降低白肋烟烟碱的重要途径之一,国内外已有关于根数量、根活力与烟碱含量呈正相关的报道[23,24]。曾涛等[22]研究表明,在打顶当天和打顶前10天进行环割处理,中、下部烟叶烟碱含量均低于对照,各环割处理上、中、下部叶片烟碱含量降幅都有明显差异。周焱[25]和舒海燕[26]也对此进行了研究,结果一致。在实际生产中,采用环割措施降低烟碱是可行的,其中打顶当天效果最好。李进平等[27]对白肋烟的研究表明,打顶后5d机械切根能明显降低烟碱含量,其中切根1/8与不切根相比,上部叶烟碱下降1.9个百分点降幅31.33%,中部叶烟碱下降2.13个百分点,降幅51.4%。

  5 结论

  影响烟叶烟碱含量的因素较多,但这些因素并非单独对烟碱合成积累产生影响,不同的生态环境条件下,他们对烟碱含量的影响会有所差异。因此,在实际生产中,可将降低烟碱含量的农艺调控措施和化学调控措施综合协调实施,才能起到理想的降烟碱含量效果。

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