31份明火烤烟种质资源鉴定评价

许美玲， 周思源， 焦芳婵， 贺晓辉， 宋玉川， 陈学军， 樊有银， 吴兴富

(1.云南省烟草农业科学研究院， 昆明 650021；2.云南省香料烟有限责任公司， 云南 保山 678000)

烤烟调制方式经历了明火烤烟、自然通风式普通烤房、热风循环烤房、普改密烤房、密集烤房等多种形式[1]。在哥伦布发现美洲新大陆以前，土著印地安人就使用明火进行烤烟，其方法是将整株收获的烟株悬挂在屋子里，地面上点燃木块和木屑，产生浓烈的烟气通过烟叶间隙，使烟叶逐渐干燥[2]。这种利用火的加热作用对烟叶进行干燥加工，使得收获的烟叶不会因天阴下雨而腐烂，摆脱了天气因素的影响，就是原始的烤干。1839年，美国北卡罗来纳州卡尔维尔(Caswell)县阿比斯亚·斯拉德农场发明了与现代烘烤方法相近的火管烤烟[3,4]。明火烤烟的产量较低，主要生产国有美国[5,6]、印度尼西亚、意大利、马拉维[7-9]等，明火烤烟也称深色烤烟，主要用于制作口含烟[10-13]。明火烤烟种质资源是首次引进国内，目前尚未见国内外相关报道。本文对新收集的31份明火烤烟种质资源进行田间鉴定评价，获得各种质的特征特性资料(含植株、叶片和花序照片)，建立了种质资源完整档案；繁殖种子入库保存，能持续提供资源利用；更主要的是筛选优异的种质供育种和生产进行利用，能充分发挥烟草种质资源的作用。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验材料为云南省从国外新引进的明火烤烟资源31份，详见表1。

1.2 试验方法

在云南省烟草农业科学研究院试验基地(玉溪赵桅，2012年)、(玉溪研和试验基地，2013年和2015年)和德宏试验基地(芒市风平镇那目村，2016年)进行多年多点的田间鉴定。田间单行种植，不设重复，每个小区20～30株，行株距为1.2 m×0.5 m；施肥量90 kg·hm-2，氮、磷、钾比例为1∶1∶3，底肥用30%的复合肥，其余的肥料作追肥于移栽后20 d施用。大田按优质烟生产技术规范进行管理，烟叶成熟时分小区挂牌采收，编杆后统一进行烘烤调制，取中部烟叶进行化学成分分析；观察记载按照行业标准《烟草种质资源描述规范和数据标准》进行。

1.3 检测方法及标准

常规化学成分由云南省烟草农业科学研究院分析测试中心负责，各检测项目及依照标准分别为：总糖和还原糖参照YC/T 159-2002烟草及烟草制品 水溶性糖的测定，连续流动法进行检测、总植物碱YC/T 160-2002、总氮YC/T 33-1996、钾YC/T 217-2007、氯YC/T 162-2011。

1.4 统计方法

采用DPS软件进行聚类分析，用Excel软件进行平均数计算和其他统计分析。

表1 明火烤烟种质资源

编号聚类号种质号种质名称11MZ386Adkins Madole22MZ387Aurelius33MZ388Black Mammoth44MZ389Brownleaf5MZ390Certified Madole65MZ391D-534-A-176MZ392DF30087MZ393DF48598MZ394DF516109MZ395DF91111MZ396Greenwood(little Wood)1210MZ397Heads Madole1311MZ398Improved Madole1412MZ399Jernian's Madole1513MZ400Kentucky15116MZ401KY17017MZ402KY1711814MZ403Little Crittenden1915MZ404Lizard Tail Orinoco2016MZ405Madole2117MZ406Madole2218MZ407Mos Res(MR/NN)Madole23MZ408Mos Res Black Mammoth24MZ409Mos Res Little Crittenden25MZ410Mos Res Little Wood26MZ411Narrow Lfaf(NL)Madole27MZ412Sears Special2819MZ413Tom Rosson(TR)Madole2920MZ414VA3103021MZ415Walkers Broadleaf3122MZ416Woods

2 结果与分析

2.1 主要物候期

玉溪2月份播种，4、5月份移栽，德宏芒市10月播种，12月移栽；各年度生育期基本相近，2012年现蕾期为移栽后41～65 d，Certified Madole、DF 300、Mos Res Black Mammoth等现蕾较早(41 d)，DF 911现蕾较晚(65 d)，大田生育期为114～133 d。各物候期变异系数均较小，大田生育期为弱变异性(CV<10.0%)，现蕾期和中心花期为中变异性(CV为10.0%～99.9%)，并列出各物候期的极值及其对应的种质(表2)。

表2 主要物候期表 单位：d

编号种质号移栽至现蕾移栽至中心花大田生育期1MZ38651651262MZ38750631263MZ38847551264MZ38950551265MZ39041501266MZ39155681267MZ39241541268MZ39354681269MZ394516512610MZ395657012611MZ396517412612MZ397475412613MZ398536312614MZ399537612615MZ400627412616MZ401627612617MZ402506812618MZ403507112619MZ404505611420MZ405516211421MZ406515613322MZ407515813323MZ408414613324MZ409515611425MZ410515913326MZ411515511427MZ412505613328MZ413485413329MZ414465113330MZ415515813331MZ4165964133最大值6576133最大值种质DF911KY170Woods等9份最小值4146114最小值种质Mos Res Black Mammoth、DF300、Certified MadoleMos Res BlackMammothNarrow Lfaf(NL)Madole、Mos Res Little Crittenden、Lizard Tail Orinoco、Madole平均值51.1061.29126.48标准差5.508.145.80CV/%10.7613.284.59

2.2 主要植物学性状

各种质资源的形态特征有差异。株型主要有塔形、筒形和橄榄形3种，随不同的种质而有差异，其中，塔形占54.8%，筒形占35.5%，橄榄形占9.7%；叶形有5种，长椭圆形占64.5%，椭圆形和长卵圆形各占12.9%，卵圆形占3.2%；各种质的性状及其所占比例详见表3和图1。

表3 各种质资源植物学性状

编号株型叶形叶面叶尖叶缘叶耳主脉粗细叶色茎叶角度花序花色田间整齐度栽后50d长势1塔形长椭圆平尾尖波浪中细绿中集中红较整齐中2筒形长椭圆较皱渐尖波浪中细浅绿中集中红较整齐中3筒形长椭圆较皱渐尖波浪中中黄绿大松散红较整齐中4塔形椭圆较皱渐尖波浪小中浅绿小松散红较整齐强5筒形椭圆较皱渐尖波浪中细绿中松散淡红较整齐强6筒形长椭较皱渐尖波浪中细绿小集中深红较整齐中7塔形椭圆皱渐尖波浪大粗深绿大松散淡红整齐强8塔形长椭圆较皱尾尖波浪大中深绿中松散红较整齐中9筒形卵圆较皱渐尖波浪大较粗深绿大松散红整齐中10筒形椭圆平渐尖线状大中深绿大集中红较整齐弱11筒形长椭圆平渐尖波浪小中深绿大松散红较整齐中12筒形长椭圆皱渐尖波浪中中绿中松散淡红较整齐中13筒形长椭圆平渐尖波浪大中深绿小松散淡红较整齐中14塔形长椭圆皱渐尖波浪中细深绿小松散红较整齐中15塔形长卵圆平渐尖波浪小中深绿小松散深红较整齐弱16塔形长椭圆皱渐尖波浪小中绿小集中淡红较整齐弱17塔形披针形皱尾尖波浪小细浅绿小松散红较整齐弱18塔形长卵圆平渐尖波浪中细浅绿小集中淡红较整齐弱19橄榄形长椭圆较平渐尖波浪中中浅绿大松散淡红整齐强20塔形长椭圆较平渐尖波浪中细绿小集中红整齐中21筒形长椭圆较平渐尖波浪中细浅绿中松散淡红整齐强22筒形长椭圆较平渐尖线状大细绿小松散淡红整齐强23塔形长椭圆较皱渐尖波浪大中黄绿大松散淡红整齐强24塔形长椭圆较皱急尖波浪中中浅绿中松散淡红整齐强25塔形长椭圆较皱渐尖波浪小中浅绿小集中红整齐中26塔形长椭圆平尾尖波浪小中绿中集中红整齐中27塔形长椭圆平尾尖波浪中粗绿中松散淡红整齐中28塔形披针形平渐尖波浪大中绿中松散淡红整齐强29橄榄形长卵圆平渐尖波浪小粗深绿大松散深红较整齐强30塔形长椭圆平渐尖波浪小细深绿中松散淡红整齐中31橄榄形长卵圆平渐尖波浪中中黄绿小松散淡红整齐中

图1 各种质资源形态特征

2.3 主要农艺性状

各主要性状的CV均较小(11.8%～24.3%)，均为中变异性，各主要性状的极值及其对应种质见表4；各性状范围所包含的种质数及所占比例见图2至图6。

2.4 田间自然发病情况

田间调查了黑胫病、TMV、白粉病、赤星病和叶斑病等，并对2012、2013、2015年在玉溪赵桅点和研和点的资料进行汇总，求得平均值如表5，大多数种质黑胫病发生严重。2016年在德宏种植无黑胫病发生。

表4 主要性状描述性统计

自然株高/cm自然叶数/片打顶株高/cm有效叶数/片茎围/cm节距/cm腰叶长/cm腰叶宽/cm顶叶长/cm顶叶宽/cm最大值165.626.8139.220.210.26.572.229.753.817.4最大值种质DF485WalkersBroadleafDF485DF485DF911D-534-A-1、Mos Res BlackMammothWoodsTom Rosson(TR)MadoleKY171KY171最小值93.015.265.012.06.13.441.316.619.54.9最小值种质Kentucky151KY171BlackMammothMos ResBlackMammothBrownleafWoodsBrownleafKentucky151Mos ResLittle WoodMos ResLittle Wood平均值122.920.595.116.07.75.256.822.436.711.1标准差19.13.619.42.20.90.97.03.86.72.7变异系数/%15.617.520.413.411.818.312.316.918.324.3

图2 自然株高和自然叶片数不同范围的种质数及其所占比例

图3 打顶株高和有效叶片数不同范围的种质数及其所占比例

图4 茎围和节距不同范围的种质数及其所占比例

图5 腰叶长和宽不同范围的种质数及其所占比例

图6 顶叶长和宽不同范围的种质数及其所占比例

表5 各种质主要病害自然发病情况

A编号黑胫病/%黑胫病病指TMV/%白粉病/%赤星病/%其他叶斑病/%1MZ38684.38 43.57 0.00 0.00 0.00 0.00 2MZ38787.73 55.91 6.25 0.00 0.00 0.00 3MZ38887.50 46.38 0.00 12.50 0.00 0.00 4MZ38996.88 56.53 0.00 0.00 0.00 0.00 5MZ39096.88 55.29 0.00 0.00 0.00 0.00 6MZ39190.63 49.50 0.00 0.00 0.00 0.00 7MZ3928.68 5.10 6.25 25.00 25.00 0.00 8MZ393100.00 49.04 0.00 0.00 12.50 0.00 9MZ39444.79 38.13 6.25 0.00 0.00 0.00 10MZ39593.75 52.63 0.00 0.00 0.00 0.00 11MZ39690.84 40.63 0.00 25.00 0.00 0.00 12MZ39781.04 43.96 0.00 0.00 6.25 0.00 13MZ39878.13 41.23 0.00 0.00 12.50 0.00 14MZ39975.00 38.57 0.00 0.00 12.50 0.00 15MZ400100.00 70.91 0.00 0.00 0.00 0.00 16MZ401100.00 98.44 0.00 0.00 0.00 0.00A编号黑胫病/%黑胫病病指TMV/%白粉病/%赤星病/%其他叶斑病/%17MZ402100.00 74.04 0.00 0.00 0.00 0.00 18MZ403100.00 93.75 0.00 0.00 12.50 0.00 19MZ404100.00 80.94 0.00 0.00 0.00 7.14 20MZ405100.00 86.48 0.00 0.00 7.14 7.14 21MZ406100.00 68.49 0.00 7.14 0.00 7.14 22MZ407100.00 80.17 0.00 7.14 14.29 0.00 23MZ408100.00 60.60 0.00 0.00 7.14 7.14 24MZ40996.43 58.86 0.00 0.00 7.14 0.00 25MZ410100.00 73.10 0.00 0.00 0.00 0.00 26MZ411100.00 70.42 0.00 0.00 14.29 7.14 27MZ412100.00 80.88 0.00 0.00 0.00 0.00 28MZ41393.34 84.17 6.67 6.67 6.67 6.67 29MZ41451.50 35.25 0.00 0.00 26.67 6.67 30MZ415100.00 75.00 0.00 0.00 13.33 6.67 31MZ41691.37 62.72 0.00 6.67 33.33 40.00

2.5 主要经济性状

由于玉溪各点黑胫病严重，仅获得部分种质资源的经济性状(表6)。为此，2015—2016年冬春季在德宏芒市试种部分种质，均获得各种质资源的烟叶，产量和中上等烟比例见表7。相对来说，玉溪点DF 911、VA 310产量和产值较高，DF 300次之，Madole最低；均价以DF 485为高，其次是Tom Rosson(TR)Madole， Madole 较低低；上等烟比例以Tom Rosson(TR)Madole为高，其次为DF 485、DF 516，然后是DF 911、Woods、DF 516等，其余种质为0(表6)；德宏芒市点的产量在1 080.00～1 890.00 kg·hm-2之间，中上等烟比例在62.96%～100%之间(表7)。

表6 玉溪点获得的各种质的经济性状

编号种质号种质名称产量/(kg·hm-2)产值/(元·hm-2)均价/(kg·hm-2)上等烟/%中等烟/%中上等烟比例/%级指产指年度2MZ387Aurelius354.30 3854.25 10.88 0.00 100.00 100.00 10.49 23.620 20137MZ392DF3001053.675797.945.500.000.000.0020127MZ392DF300323.10 3486.45 10.79 0.00 100.00 100.00 9.49 21.540 20138MZ393DF485235.294773.5320.2956.2543.75100.00 0.835764.70620159MZ394DF516397.80 4373.25 10.99 11.48 88.52 100.00 11.90 26.520 20139MZ394DF516653.442408.113.690.000.000.00201210MZ395DF9112283.4421576.289.4528.510.0028.51201212MZ397Heads Madole497.781528.113.070.000.000.00201220MZ405Madole147.11147.111.000.000.000.00201222MZ407Mos Res(MR/NN)Madole252.15 2421.00 9.60 0.00 100.00 100.00 6.59 16.810 201328MZ413Tom Rosson(TR)Madole237.00 4342.65 18.33 69.72 30.28 100.00 11.82 15.800 201329MZ414VA3101882.353359.81.780.003.653.65 0.0746117.650201529MZ414VA310393.45 3777.60 9.60 0.00 100.00 100.00 10.28 26.230 201331MZ416Woods411.11 2171.67 14.86 5.28 0.00 5.28 0.00 14.860 201231MZ416Woods193.50 2009.70 10.39 0.00 100.00 100.00 5.47 12.900 201331MZ416Woods362.751916.185.2814.860.000.228887.2552015

表7 德宏点种植的各种质经济性状(2016年)

编号种质号种质名称产量/(kg·hm-2)中上等烟比例/%1MZ386Adkins Madole1578.00100.002MZ387Aurelius1215.0062.963MZ388Black Mammoth1350.00100.004MZ389Brownleaf1390.5071.226MZ391D-534-A-11522.50100.007MZ392DF3001177.50100.008MZ393DF4851159.50100.009MZ394DF5161605.00100.0010MZ395DF9111515.00100.00编号种质号种质名称产量/(kg·hm-2)中上等烟比例/%12MZ397Heads Madole1890.00100.0013MZ398Improved Madole1485.00100.0014MZ399Jernian's Madole1605.00100.0015MZ400Kentucky1511080.00100.0018MZ403Little Crittenden1290.00100.0019MZ404Lizard Tail Orinoco1350.0092.2220MZ405Madole1725.00100.0021MZ406Madole1695.00100.00

2.6 主要化学成分含量

各化学成分除氯(CV>100%)外均为中变异性(CV为20.55%～83.78%)，可以看出，含糖量以DF 300为高，Lizard Tail Orinoco为低，总氮、烟碱含量以VA 310为高，Jernian’s Madole为低，钾含量以Lizard Tail Orinoco为高，DF 300为低(表8)。各化学成分适宜的种质列于表9，其中，烟碱含量>3.00%的种质有VA 310，钾含量>3.00%的种质有Lizard Tail Orinoco，钾含量在2.00%～2.99%之间的有DF 911、DF 485、Woods、Brownleaf、Heads Madole、D-534-A-1、Mos Res(MR/NN)、Madol等种质。

2.7 聚类分析

对资料较全的22份明火烤烟种质资源(聚类号及对应种质见表1)的现蕾、中心花开放、脚叶成熟、大田生育期、自然株高、自然叶数、打顶株高、有效叶数、茎围、节距、腰叶长、腰叶宽、顶叶长、顶叶宽、靶斑病、总糖、还原糖、两糖差、总氮、烟碱、氯、糖碱比、氮碱比、钾含量等指标以标准化转化、欧氏距离、离差平方和进行聚类分析，在截距2.0左右时将22份种质分为3类。第1类包含15份种质，第2类、第3类分别含4份(3、4、15、13)、3份(19、20、22)种质(图7)，由图8可见，第1类的自然株高、打顶株高、顶叶长、总糖、还原糖、糖碱比等明显高于第2类、第3类，第3类的大田生育期、腰叶长和宽明显高于第1类、第2类。另外，第1类在截距1.5左右处又可分为4个亚类，各个亚类种质数分别为7份(1、5、14、17、21、10、18)、4份(2、11、12、7)、3份(6、8、16)和1份(9)(图7)，各个亚类的差异见图9。各亚类的主要特点为，第2个亚类的自然株高、打顶株高和总糖、糖碱比最高；第3个亚类的物候期较短，植株较矮；第4个亚类物候期较长，叶片较长；第1个亚类居中。

表8 化学成分描述性统计

总糖/%还原糖/%两糖差/%总氮/%烟碱/%氯/%糖碱比氮碱比钾/%最大值34.7731.8111.133.116.391.7921.251.603.06最大值种质DF300DF300Tom Rosson(TR)MadoleVA310VA310DF300Jernian’sMadoleMadoleLizard TailOrinoco最小值5.174.770.401.281.040.121.310.491.24最小值种质Lizard TailOrinocoLizard TailOrinocoLizard TailOrinocoJernian'sMadoleJernian'sMadoleImprovedMadoleLizard TailOrinocoVA310DF300平均19.9417.412.531.992.280.5110.620.961.93标准差6.525.812.120.411.130.605.130.230.46CV/%32.6833.3683.7820.5549.69116.1248.3124.2923.95

表9 化学成分适宜范围以及对应的烤烟种质资源

项目范围/%份数种质名称总糖18.00～24.009Aurelius、Jernian's Madole、Improved Madole、Adkins Madole、D-534-A-1、Madole、Mos Res(MR/NN)Madole、Kentucky151、Little Crittenden还原糖16.00～22.0011Aurelius、Jernian's Madole、DF485、Improved Madole、Adkins Madole、Madole、D-534-A-1、Tom Rosson(TR)Madole、Mos Res(MR/NN)Madole、Kentucky151、Little Crittenden两糖差2.40～3.408DF300、DF516、Aurelius、Jernian's Madole、Adkins Madole、Improved Madole、Madole、D-534-A-1总氮1.50～2.5017Mos Res(MR/NN)Madole、Heads Madole、Woods、DF516、DF485、Brownleaf、DF911、Walkers Broadleaf、Little Crittenden、Tom Rosson(TR)Madole、DF300、Madole、D-534-A-1、Adkins Madole、Kentucky151、Black Mammoth、Improved Madole烟碱2.00～2.508Brownleaf、D-534-A-1、Heads Madole、DF911、Mos Res(MR/NN)Madole、DF516、Adkins Madole、DF485钾≥2.0010Lizard Tail Orinoco、DF911、DF485、Woods、Brownleaf、Heads Madole、D-534-A-1、Mos Res(MR/NN)Madole、Little Crittenden、Madole

图7 22份种质系统聚类图

3 结论和讨论

经过田间鉴定评价，初步明确了31份明火烤烟种质资源的生育期、形态特征、主要农艺性状、经济性状、常规化学成分等基本特征，聚类分析将其中的22份种质分成3类，各类的特征差异明显。

吸烟有害健康，还会产生二手烟，而新型烟草制品能在一定程度上满足消费者对烟碱的需求，对人体和环境的危害低，被认为是未来烟草行业发展的热点领域[11]，全球各大烟草公司已将其重点逐渐放到了无烟气烟草制品的生产与销售方面[12]。美国湿含烟主要由深色明火烤烟或深色晾烟的烟叶经醇化处理所得[13,14]，明火烤烟是其口含烟的主要原料。中国的口含烟尚未开始发展，但明火烤烟种质资源的引进，在未来满足新原料的需求上,我国新型烟草及其制品的发展中必然发挥重要作用。

图8 聚类后的各类平均值

图9 第1类的4个亚类差异性

值得说明的是，由于明火烤烟种质资源为新引进的资源类型，没有专门的烟叶调制设备和技术，只是与烤烟一起进烤房进行烘烤，另外，适宜化学成分也是按优质烤烟的标准去衡量。本文所取得的研究结果仅供参考。另外，本项试验涉及的大多数明火烤烟种质资源黑胫病较为严重，建议采用冬春季种植可获得较好的收成。