打顶后喷施油菜素内脂和吲哚乙酸对烤烟质体色素及其降解产物的影响

李健忠++郝浩浩++薛立新++朱金峰+++许仪+++金磊+++许自成

摘要：通过田间试验，研究在打顶后喷施油菜素内酯（BR）和吲哚乙酸（IAA）对烤烟质体色素及其降解产物的影响。结果表明，喷施BR和IAA能不同程度提高烤后中、上部烟叶的质体色素及其降解产物的含量，而对下部烟叶没有明显影响；当BR与IAA配合施用时，对中、上部烟叶的影响更为显著，其中，喷施IAA 20 mg/kg 与 BR 10 mg/kg，中、上部烟叶的叶绿素、类胡萝卜素、新植二烯、类胡萝卜素降解产物及总质体色素降解产物含量相对最高，中、上部烟叶类胡萝卜素与叶绿素比值也相对最高，分别为7.16、7.63。

关键词：烤烟；油菜素内酯；生长素；质体色素；叶绿素；类胡萝卜素

中图分类号： S572.01文献标志码： A文章编号：1002-1302（2016）02-0113-04

收稿日期：2015-02-20

基金项目：河南省烟草公司科技攻关（编号：HYKJ2011M01、HYKJ201043）。

作者简介：李健忠（1990—），男，云南大理人，硕士研究生，从事烟草品质生态学研究。E-mail：lijianzhong2047@163.com。

通信作者：许自成。E-mail：zcxu@sohu.com。烤烟质体色素包括叶绿素和类胡萝卜素，它是烟株吸收太阳光能进行光合作用的重要物质，也是烟叶极为重要的香气前体物质，本身虽不具有香味，但其降解后产生的各类物质是烟叶中重要的致香成分[1]。烟叶质体色素的含量不仅可以反映烟株在生长发育过程中代谢物质积累和光合作用的状况，而且对烤后烟叶的外观质量和香气质、香气量有直接影响[2]。有研究表明，烟叶质体色素的降解产物是所测定的中性致香物质中含量最高的，占中性致香物质总量的85%～96%，其中类胡萝卜素降解产物的含量占8%～12%，对烟叶香气质量的影响比较大[3-5]。烟叶质体色素及其降解产物在不同生态环境、栽培措施、肥料种类及配施比例条件下表现不同[6-7]。近些年来，对烟叶质体色素的研究已成为热点，研究领域主要集中在生态环境、肥料、栽培措施等对烤后烟叶品质的影响[8-12]，而利用植物生长激素对烟叶质体色素影响的研究还少有报道[13]。本试验旨在通过研究河南济源烟区特定生态环境和常规栽培措施条件下，油菜素内酯（BR）与吲哚乙酸（IAA）对烤烟各部位烟叶质体色素及其降解产物的影响，为烟叶香气质量和品质提高、浓香型优质特色烟叶的开发提供理论依据。

1材料与方法

1.1试验材料

试验于2014年在济源市王屋镇茶坊村科技示范园进行，地势平坦，排灌方便。供试烤烟品种为当地主栽品种中烟100，供试土壤为黄壤土，基础土壤养分状况为：土壤肥力中等，有机质含量9.29 g/kg，铵态氮、硝态氮、速效磷、速效钾含量分别为66.67、138.56、12.68、167.58 mg/kg，pH值为5.87。

1.2试验设计

试验设6个处理，分别为T1：清水；T2：10 mg/kg BR；T3：10 mg/kg IAA；T4：20 mg/kg IAA；T5：10 mg/kg IAA+10 mg/kg BR；T6：20 mg/kg IAA+10 mg/kg BR，于烟株打顶后当天进行叶面喷施，以叶面湿润为宜。烟株于5月16日移栽，种植行距为1.2 m，株距为0.6 m；7月28日，中心花50%以上开放时打顶，留叶24片。试验采用随机区组设计，每个小区面积为200 m2，设置保护行。试验地基肥及追肥用量按照当地常规施肥量，保持各个小区土壤肥力基本相同，栽培管理措施与当地优质烟叶生产措施基本保持一致。

1.3测试样品选取及测定项目

每处理取烤后X2F、C3F、B2F等级的烟叶各1 kg，去梗、烘干、粉碎，过40目筛，用于测定烤烟叶绿素、类胡萝卜素含量和挥发性致香物质。重复3次。

1.4测定方法

烟叶中叶绿素和总类胡萝卜素含量采用分光光度法测定[14]；烤后烟叶中质体色素降解产物由国家烟草栽培生理生化研究基地采用内标法进行测定，内标为硝基苯，使用仪器为HP5890-5972 气质联用仪（GC/MS）。GC/MS分析条件为：色谱柱为HP-5，60 m×0.25 mm、0.25 μm；载气为He，流速为0.8 mL/min；进样口温度为250 ℃，传输线温度为280 ℃，离子源温度为177 ℃。升温程序：初温50 ℃，恒温2 min；以 2 ℃/min 升温至120 ℃，保持5 min；以2 ℃/min升温至 240 ℃，保持30 min。分流比为1 ∶15，进样量为2 μL，电离能为70 eV，质量数范围为50～500 amu；MS 谱库为NIST02。

1.5数据处理

采用Excel 2003、SPSS 21.0统计软件进行试验数据处理。

2结果与分析

2.1油菜素内酯与吲哚乙酸对烟叶质体色素的影响

2.1.1叶绿素烟草叶片叶绿素含量的高低是反映叶片光合性能强弱的重要指标，直接关系到光合碳固定生成有机物[15]。由表1可见，6个处理的下部叶叶绿素含量没有显著性差异；中部叶和上部叶的叶绿素含量表现出相同的变化规律，处理T6与处理T5、T2差异显著，处理T4与处理T3差异显著，6个处理叶绿素含量由高到低为T6>T5>T4>T3>T2>T1；中部叶、上部叶的叶绿素含量以处理T6相对最高，与其他5个处理呈显著性差异，T1处理叶绿素含量相对最低。在一定使用浓度范围内，施用油菜素内酯配施吲哚乙酸，可以提高上、中部烟叶的叶绿素含量，且与使用浓度呈正相关；单独施用吲哚乙酸也可以提高中、上部烟叶的叶绿素含量，与吲哚乙酸使用浓度也呈正相关。

2.1.2类胡萝卜素类胡萝卜素在植物体内具有重要的生物功能，可以抑制或消除活性氧自由基的伤害，防止脂质过氧化，保护叶绿素分子不被光氧化而遭破坏[11]。由表2可见，6个处理的下部叶类胡萝卜素含量没有显著性差异；中部叶和上部叶的类胡萝卜素含量表现出相同的变化规律，处理T6与处理T5、T2差异显著，处理T4与处理T3、处理T2与处理T3之间差异显著，6个处理类胡萝卜素含量由高到低为T6>T5>T4>T3>T2>T1；中部叶、上部叶的类胡萝卜素含量以处理T6相对最高，与其他5个处理呈显著性差异，T1处理叶绿素含量相对最低；处理T6、T5的中部叶和上部叶类胡萝卜素含量比处理T2分别增加61.8%、60.1%和35.8%、445%，这说明在施用浓度为10 mg/kg油菜素内酯的基础上配合施用吲哚乙酸，可以提高烤烟中、上部烟叶类胡萝素的含量，且在一定范围内，类胡萝卜素含量与吲哚乙酸使用浓度呈正比例关系；处理T 4的中部叶、上部叶类胡萝卜素含量比处理T3分别增加16.7%、15.1%，这说明在一定使用浓度范围内，施用吲哚乙酸可以提高烤烟中、上部烟叶类胡萝卜素的含量，且使用浓度越高，类胡萝素含量越高。

2.1.3类胡萝卜素与叶绿素比值总类胡萝卜素与叶绿素的比值高低可以反映总类胡萝卜素和叶绿素的降解程度，可以作为特色香型烟叶生产的一个评判指标[6]。由表3可见，6个处理下部叶的类胡萝卜素与叶绿素比值基本没有规律可循，这可能与打顶后施用油菜素内酯和吲哚乙酸，下部烟叶的叶绿素和类胡萝卜素没有受到显著影响有关；T6处理的中部叶和上部叶类胡萝卜素与叶绿素比值相对最高，分别为716、7.63，这与周冀衡等的研究结论[16]相符。施用 10 mg/kg BR+20 mg/kg IAA，可以明显提高烤烟中、上部烟叶总类胡萝卜素与叶绿素的比值。

2.2油菜素内酯与吲哚乙酸对质体色素降解产物的影响

有许多烟草质体色素的降解产物对烟叶品质改善起关键作用[17]。叶绿素在调制过程中降解形成新植二烯和呋喃等物质，新植二烯是烤烟中性香气物质中含量最高的成分，直接降解后形成致香成分进入烟气，有增进烟叶吃味和香味，减轻刺激的作用[18]。类胡萝卜素的降解和热裂解产物可生成近百种香气化合物，对改善烟叶香吃味及烟叶品质有非常重要的作用[13]。

由表4、表5、表6可见，各部位烟叶质体色素降解产物均以新植二烯含量为最高，占质体色素降解产物总量的9276%～94.31%；类胡萝卜素降解产物中，β-大马酮含量占类胡萝卜素降解总产物量的32.54%～49.70%，4种巨豆三烯酮异构体含量占20.08%～28.53%，法尼基丙酮含量占17.43%～27.21%，其他香气成分含量都比较低。由表4可见，对下部叶而言，与处理T1相比，其他5个处理类胡萝卜素降解产物总量和新植二烯含量都有不同程度增加，处理T6的6-甲基-5-庚烯-2-酮、香叶基丙酮、巨豆三烯酮B、氧化异佛尔酮、3-氧化-α-紫罗兰醇、新植二烯和总质体色素降解产物含量均相对最高，而类胡萝卜素降解产物总量以处理T4最高，但质体色素降解产物总量6个处理之间比较接近，没有较大差异。由表5可见，对中部叶而言，与处理T1相比，其他5个处理类胡萝卜素降解产物、新植二烯和总质体色素降解产物都有明显的增加；处理T6、T5与处理T2，除3-羟基-β-二氢大马酮、氧化异佛尔酮外，其他香气成分含量都比T2处理高，这说明相同浓度油菜素内酯配合施用吲哚乙酸，可以明显提高烤后烟叶的香气含量；处理T4除巨豆三烯酮C、氧化异佛尔酮外，其他香气成分含量都比处理T3高，这说明在一定浓度范围内，提高吲哚乙酸使用浓度有利于提高烟叶的香气量；处理T6除β-大马酮、巨豆三烯酮C和氧化异佛尔酮外，其他致香成分含量均高于其他处理，这说明使用10 mg/kg BR+20 mg/kg IAA，更有利于提高烤后烟叶的香气量。由表6可见，对上部叶而言，与处理T1相比，除处理T2表4油菜素内酯与生长素对下部烟叶质体色素降解产物的影响

氧化异佛尔酮比处理T1低外，其他处理各质体色素降解产物均有所增加，其中，6-甲基-5-庚烯-2-酮、β-大马酮、二氢猕猴桃内酯、4种巨豆三烯酮异构体总量、法尼基丙酮和3-羟基-β-二氢大马酮的含量以T6处理为最高，香叶基丙酮和氧化异佛尔酮含量以T5处理为最高，3-氧化-α-紫罗兰醇含量以T4处理为最高。

3结论与讨论

打顶后喷施油菜素内酯和吲哚乙酸，可以显著提高烤后中、上部烟叶质体色素及其降解产物的含量，但对下部烟叶没有明显的影响。究其原因，可能是打顶后喷施油菜素内酯和吲哚乙酸，此时下部烟叶已经基本接近成熟，细胞组织的生长代谢开始衰落，油菜素内酯和吲哚乙酸并没有对下部烟叶细胞组织有生长促进作用。试验结果表明，6个处理的叶绿素和类胡萝卜素含量在不同叶位均表现为上部叶>中部叶>下部叶，这与龙春芬等研究结果[19]相符。李雪震等研究表明，烤后烟叶的类胡萝卜素含量在300～400 μg/g 为宜，叶绿素含量在80 μg/g以下烟质较好[20]；肖协忠等研究发现，烟叶质体色素降解产物主要作用于香气质和香气量的是巨豆三烯酮、新植二烯、香叶基丙酮、法尼基丙酮、β-大马酮等18种致香成分[21]；叶金果等研究表明，类胡萝卜素降解产物含量在在烟叶总挥发性香气成分中仅次于叶绿素降解产物，是构成烟叶香气质量的重要组分，它产生的香味阈值相对较低，刺激性较小，对香气的贡献率大[22]。史宏志等研究发现，烟叶巨豆三烯酮的含量与烟叶的香气量呈正相关，β-大马酮是重要的烟草特征香气物质，能赋予烟气清凉甜香与花香气息[1，23-24]。本试验结果表明，施用10 mg/kg BR+20 mg/kg IAA，可以明显提高中、上部烟叶质体色素降解产物的含量，尤其是对巨豆三烯酮、新植二烯、香叶基丙酮、法尼基丙酮、β-大马酮等5种产物，这与前人的研究结果一致。

综上所述，打顶后喷施油菜素内酯和吲哚乙酸，对提高中、上部烟叶质体色素及其降解产物含量有明显的促进作用，其中，施用10 mg/kg BR+20 mg/kg IAA表现最为突出，效果最理想。在施用相同浓度油菜素内酯的基础上，配合施用吲哚乙酸能明显提高烤后烟叶质体色素及其降解产物的含量，且在一定浓度范围内，吲哚乙酸使用浓度越高效果越好。在一定浓度范围内，单独使用吲哚乙酸浓度越高，对生产高香气烟叶越有利。另外，通过本试验可以推断，在烟株团棵期、旺长期和成熟期分别施用油菜素内酯和吲哚乙酸，可以提高各部位烤后烟叶的质体色素及其降解产物含量，对提高烟叶香气量可能有明显的促进作用。

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