全 文 ：土壤和气候及其互作对湖南烤烟部分中性挥发性
香气物质含量的影响*
邓小华1,3**摇 谢鹏飞3,4摇 彭新辉2摇 易建华2摇 周冀衡1摇 周清明1摇 蒲文宣2摇 代远刚2
( 1 湖南农业大学烟草工程技术研究中心, 长沙 410128; 2 湖南中烟工业有限责任公司技术中心, 长沙 410007; 3 湖南农业大
学农学院, 长沙 410128; 4 湖南省烟草公司长沙市公司, 长沙 410007)
摘摇 要摇 选择湖南 3 大烟区的永州市、浏阳市、桑植县进行客土盆栽试验,探讨土壤和气候及
其互作对湖南烤烟部分中性挥发性香气物质含量的影响.结果表明:烤烟二氢猕猴桃内酯、大
马烯酮、糠醛、巨豆三烯酮总量、茁鄄紫罗兰酮 5 种中性挥发性香气物含量属中等变异强度,其
变异强弱按该顺序依次递减.土壤和气候及其互作对烤烟不同中性挥发性香气物质含量的影
响程度不同.对糠醛含量,气候具有显著效应,土壤及气候和土壤互作效应较小;对大马烯酮
含量,气候、土壤均具有显著效应,以气候效应最大,气候和土壤互作效应较小;对 茁鄄紫罗兰酮
和巨豆三烯酮总量,气候及气候和土壤互作均具有显著效应,以气候和土壤互作效应最大,土
壤效应较小;对二氢猕猴桃内酯含量,气候、土壤及其互作效应均较小;气候对 5 个中性挥发
性香气物质含量的变异贡献率为 40郾 82% ,土壤为 20郾 67% ,气候和土壤互作为 38郾 51% .大田
生长不同时期的气象因素对 5 种中性挥发性香气物质含量的影响程度不同,影响较大的前 3
个气象因子在发根期为降雨量、云量和平均气温,在旺长期为昼夜温差、日照时间和蒸发量,
在成熟期为降雨量、蒸发量和平均气温.对 5 种中性挥发性香气物质含量影响的前 3 个主要
土壤养分因子为速效钾、有效磷和 pH.
关键词摇 烤烟摇 中性挥发性香气物质摇 气候摇 土壤摇 互作
*湖南中烟工业有限责任公司项目(K200607)和湖南省教育厅研究项目(09C1290)资助.
**通讯作者. E鄄mail: yzdxh@ 163. com
2009鄄11鄄11 收稿,2010鄄06鄄02 接受.
文章编号摇 1001-9332(2010)08-2063-09摇 中图分类号摇 S572, S314摇 文献标识码摇 A
Effects of soil, climate, and their interaction on some neutral volatile aroma components in
flue鄄cured tobacco leaves from high quality tobacco planting regions of Hunan Province.
DENG Xiao鄄hua1,3, XIE Peng鄄fei3,4, PENG Xin鄄hui2, YI Jian鄄hua2, ZHOU Ji鄄heng1, ZHOU Qing鄄
ming1, PU Wen鄄xuan2, DAI Yuan鄄gang2 ( 1Research Centre of Tobacco Engineering, Hunan Agri鄄
cultural University, Changsha 410128, China; 2Technology Research & Development Center, China
Tobacco Hunan Industrial Co. LTD. , Changsha 410007, China; 3College of Agronomy, Hunan Ag鄄
ricultural University, Changsha 410128, China; 4Changsha Tobacco Company of Hunan Province,
Changsha 410007, China) . 鄄Chin. J. Appl. Ecol. ,2010,21(8): 2063-2071.
Abstract: A pot experiment with the soils from Yongzhou, Liuyang, and Sangzhi, the high鄄quality
tobacco planting regions of Hunan Province, was conducted to study the effects of climate, soil, and
their interaction on some neutral volatile aroma components in flue鄄cured tobacco leaves. The con鄄
tents of test neutral volatile aroma components in the flue鄄cured tobacco leaves were of medium vari鄄
ation, and the variation intensity was decreased in the order of dihydroactinolide, damascenone,
furfural, total megastigmatrienone, and 茁鄄ionone. Climate, soil, and their interaction affected the
neutral volatile aroma components in different degrees. The furfural content was most affected by
climate, the damascenone content was most affected by climate and by soil, the total megastig鄄
matrienone and 茁鄄ionone contents were most affected by the interaction of soil and climate, while
the dihydroactinolide content was less affected by soil, climate, and their interaction. The contribu鄄
tion of climate, soil, and their interaction to the contents of the five aroma components was
40郾 82% , 20郾 67% , and 38郾 51% , respectively. During different growth periods of tobacco, differ鄄
ent climate factors had different effects on the neutral volatile aroma components. The rainfall,
应 用 生 态 学 报摇 2010 年 8 月摇 第 21 卷摇 第 8 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇
Chinese Journal of Applied Ecology, Aug. 2010,21(8): 2063-2071
cloudiness, and mean air temperature at rooting stage, the diurnal temperature amplitude, sunshine
time, and evaporation at vigorous growth stage, and the rainfall, evaporation, and mean air temper鄄
ature at maturing stage were the top three climate factors affecting the contents of the neutral volatile
aroma components in flue鄄tobacco leaves. For the soil factors, the available potassium, available
phosphorus, and pH were the top three factors affecting the contents of the five components.
Key words: flue鄄cured tobacco; neutral volatile aroma components; climate; soil; interaction.
摇 摇 香气是评价烟叶及其制品品质的重要指标. 烤
烟香气的量、质、型是由多种香气物质的组成、含量、
比例及其相互作用所决定的[1-2] . 国内外学者就烟
草基因型、生态环境因素、栽培因素和调制过程对烤
烟香气物质影响进行了大量研究[3-8],但在生态环
境因素影响烤烟香气物质的研究中多偏重于某一生
态区域的香气物质本身差异[9-15]及香气物质与单个
环境因子(气候或土壤) [16-18]的关系,有关气候和土
壤及其互作对烤烟香气物质的影响强弱,特别是对
烤烟中性挥发性香气物质的影响强弱以及气候和土
壤因素中哪些是主要影响因子等问题尚缺乏深入研
究.为此,本研究采取本土和异地客土同地盆栽方
法,通过对湖南省 3 个典型植烟生态区的植烟土壤
交换试验,研究土壤和气候及其互作对烤烟中性挥
发性香气物质含量的影响,旨在探讨导致湖南主产
区烟叶风格差异的关键生态因子,为调整优化湖南
烤烟栽培技术及卷烟工业基地选择提供理论和实践
依据.
1摇 研究地区与研究方法
1郾 1摇 研究区概况
本试验于 2006 年和 2007 年分两年进行. 选择
在湖南省 3 个具有典型风格的生态区,即湖南省湘
南烟区的永州市冷水滩区(26毅14忆 N,111毅37忆 E)、
湘中烟区的浏阳市官渡镇(28毅21忆 N,113毅52忆 E)、
湘西北烟区的桑植县官地坪镇(29毅24忆 N,110毅15忆
E)3 地烟草科研基地进行布点试验. 试验品种为烤
烟 K326.供试土壤均为 3 地的水稻土,永州、浏阳和
桑植土壤分别属于黄红壤、黄红壤和黄质壤土,土壤
主要养分含量见表 1. 将烤烟从移栽到中部烟叶成
熟采收分为发根期、旺长期、成熟期 3 个生育时期,
分别统计其气象要素值. 永州、浏阳、桑植试验点烤
烟发根期的气象要素值统计时段分别为 3 月下旬—
4 月中旬、4 月上旬—4 月下旬、5 月上旬—5 月下
旬,旺长期的气象要素值分别为 4 月下旬—5 月中
旬、5 月上旬—5 月下旬、6 月上旬—6 月下旬,中部
烟叶成熟期的气象要素值分别为 5 月下旬—6 月中
旬、6 月上旬—6 月下旬、7 月上旬—7 月下旬. 气象
数据来源于湖南省气象局,以 3 个试验点所在县
(市、区)气象台数据为准(表 2).
1郾 2摇 研究方法
本试验采用气候、土壤两因素随机设计.气候设
永州气候、浏阳气候、桑植气候 3 个水平,土壤设永
州土壤、浏阳土壤、桑植土壤 3 个水平,共 9 个处理.
由于气候的特殊性,试验安排在永州、浏阳、桑植 3
地进行,事先将上述 3 地的土壤分别交换到其他地
方,保证各试验点都有 3 种土壤进行盆栽试验.设 3
次重复,每个重复栽植 15 株烟,行距为 1郾 2 m,株距
为 0郾 55 m,小区面积为 9郾 9 m2,四周设保护行.依据
各生态区季节进行播种,采用漂浮育苗,并各剪叶两
次.移栽时,用上口、下口和高度分别为 40、20 和 26
cm的塑料盆各装上述土壤 25 kg,并在底部垫上孔
径为 48 滋m 的尼龙布,然后将塑料盆埋入土中起
垄.每盆施纯氮 1 g,N 颐 P2O5 颐 K2O=1 颐 2 颐 3,底肥
占 70% ,追肥占 30% . 其他栽培措施同一般烤烟栽
培 . 盛花期打顶留叶19片,同时选择生长正常的
表 1摇 试验点土壤主要养分含量
Tab. 1摇 Mainly nutrient contents in the soil at three sites
年份
Year
试验地点
Experiment site
土壤类型
Soil type
pH 全 氮
Total N
(g·kg-1)
全 磷
Total P
(g·kg-1)
全 钾
Total K
(g·kg-1)
水解氮
Hydrolytic N
(mg·kg-1)
有效磷
Available P
(mg·kg-1)
速效钾
Available K
(mg·kg-1)
2006 永州 Yongzhou 黄红壤 Yellow鄄red soil 5郾 8 1郾 62 0郾 57 12郾 80 249郾 70 30郾 40 239郾 00
浏阳 Liuyang 黄红壤 Yellow鄄red soil 7郾 1 1郾 42 0郾 67 23郾 00 132郾 90 30郾 40 194郾 00
桑植 Sangzhi 黄质壤土 Yellow loam soil 5郾 3 1郾 65 0郾 55 13郾 60 143郾 60 10郾 60 79郾 00
2007 永州 Yongzhou 黄红壤 Yellow鄄red soil 5郾 8 1郾 43 0郾 52 12郾 00 110郾 00 22郾 70 118郾 00
浏阳 Liuyang 黄红壤 Yellow鄄red soil 7郾 3 1郾 65 0郾 76 21郾 40 128郾 00 31郾 50 114郾 00
桑植 Sangzhi 黄质壤土 Yellow loam soil 5郾 1 1郾 76 0郾 65 15郾 60 164郾 00 15郾 50 91郾 00
4602 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 21 卷
表 2摇 试验点不同生育时期主要气象数据
Tab. 2摇 Main meteorological data at different growth stages at three sites
年份
Year
生育时期
Growth stage
试验地点
Experiment site
平均气温
Average
temperature
(益)
昼夜温差
Diurnal
amplitude
(益)
相对湿度
Relative
humidity
(% )
日照时间
Sunshine
time
(h)
云 量
Cloudiness
(% )
降雨量
Rainfall
(mm)
蒸发量
Evaporation
(mm)
2006 发根期 永州 Yongzhou 17郾 87 7郾 57 75郾 33 97郾 70 75郾 00 143郾 5 73郾 5
Rooting stage 浏阳 Liuyang 19郾 17 10郾 47 78郾 00 145郾 20 76郾 67 238郾 9 132郾 1
桑植 Sangzhi 21郾 99 10郾 77 74郾 03 152郾 90 64郾 33 151郾 4 91郾 4
旺长期 永州 Yongzhou 22郾 23 8郾 13 73郾 00 111郾 00 78郾 33 109郾 3 83郾 7
Vigorous growth stage 浏阳 Liuyang 22郾 67 14郾 73 76郾 33 169郾 80 72郾 33 163郾 7 161郾 8
桑植 Sangzhi 24郾 73 9郾 03 84郾 13 119郾 20 72郾 67 275郾 4 74郾 9
成熟期 永州 Yongzhou 24郾 27 7郾 00 79郾 67 91郾 10 86郾 33 362郾 6 77郾 2
Mature stage 浏阳 Liuyang 25郾 97 8郾 50 81郾 67 172郾 70 76郾 67 310郾 9 162郾 8
桑植 Sangzhi 28郾 27 9郾 75 78郾 17 178郾 70 66郾 67 96郾 0 122郾 7
2007 发根期 永州 Yongzhou 17郾 93 8郾 23 70郾 67 117郾 60 73郾 00 102郾 1 74郾 6
Rooting stage 浏阳 Liuyang 16郾 97 10郾 03 76郾 67 127郾 00 77郾 67 130郾 3 104郾 7
桑植 Sangzhi 22郾 07 11郾 60 76郾 30 136郾 50 70郾 67 117郾 8 89郾 2
旺长期 永州 Yongzhou 22郾 20 9郾 33 68郾 67 165郾 40 65郾 33 181郾 5 97郾 7
Vigorous growth stage 浏阳 Liuyang 24郾 30 12郾 13 73郾 00 219郾 10 66郾 00 42郾 9 182郾 5
桑植 Sangzhi 23郾 30 7郾 33 86郾 23 62郾 10 84郾 33 198郾 5 62郾 1
成熟期 永州 Yongzhou 25郾 97 6郾 87 75郾 33 130郾 30 85郾 00 196郾 8 95郾 9
Mature stage 浏阳 Liuyang 26郾 23 7郾 73 80郾 00 149郾 40 87郾 67 169郾 4 132郾 9
桑植 Sangzhi 25郾 53 7郾 20 87郾 70 83郾 90 88郾 33 462郾 6 65郾 7
烟叶挂牌标记第 10 ~ 12 叶位的叶片为试验烟叶样
品,按三段式烘烤工艺烘烤.
1郾 3摇 烤烟中性挥发性香气物质测定方法
烤烟中性挥发性香气物质很多,参考以往的研
究[5,9-16]并依据以下规定:1)烤烟中含量较高且对
香味品质影响较大;2)易于检测和准确定量;3)能
较好地反映 3 地烟叶香味品质差异,本试验只选择
糠醛、大马烯酮、茁鄄紫罗兰酮、巨豆三烯酮总量、二氢
猕猴桃内酯进行研究.采集烟叶,去除主脉,于 40 益
下烘干,粉碎过孔径为 380 滋m 的网筛,置于封口袋
内于干燥器中保存备用.参照韦凤杰等[19]的方法并
稍作调整,即采用内标(乙酸苯乙酯)和外标相结合
的方法进行定量分析. 气相色谱 /质谱联用仪(GC /
MS,6890 / 5973,美国安捷仑)分析条件:色谱柱为
HP鄄5MS(60 m伊0郾 25 mm i. d. 伊0郾 25 滋m d. f. );载气
为 He气,流速为 1郾 0 ml·min-1;进样口温度为 250
益;传输线温度为 280 益;离子源温度为 230 益 .升
温程序是:起始速度 50 益,以 2 益·min-1升至 190
益,然后以 6 益·min-1升至 240 益,再以 10 益·
min-1升至 280 益 .进样量为 2 滋l,不分流.电离能 70
eV;质量数范围 50 ~ 300 amu;MS谱库为 NIST05.标
准试剂由中国烟草总公司郑州烟草研究院提供.
1郾 4摇 数据处理
采用 SPSS 13郾 0 统计软件进行描述统计和方差
分析.当检定为差异显著时,同时引入偏 Eta 平方值
(p郾 浊2) [20-21]将有助解释分析结果. 采用两年 p郾 浊2
的均值来比较气候和土壤及其相互作用对烤烟中性
挥发性香气物质变异的贡献率大小,当 0郾 010郾 06 表示低度影响效应,当 0郾 06中度影响效应,当 p郾 浊2 > 0郾 14 表示高度影响效
应[21] .求各个中性挥发性香气物质的气候和土壤及
其互作 p郾 浊2 的算术平均值,并转换为百分率,其结
果即为气候和土壤及其相互作用对所有测定的烤烟
中性挥发性香气物质的总变异贡献率.
气候因素和土壤因素与中性挥发性香气物质的
灰色关联分析方法参考文献[22],由于原始数据中各
气候因素、土壤因素和中性挥发性香气物质含量的
量纲差异较大,将原始数据进行标准化无量纲处理,
取 籽= 0郾 5;将生态因子(气候因素、土壤因素)与不
同中性挥发性香气物质的灰色关联强度从大到小进
行排序,每一因素和每一中性挥发性香气物质都将
产生一个反映关联强度的序号值,将每一因素各个
中性挥发性香气物质的序号值相加,其结果作为综
合判断每一因素与中性挥发性香气物质关联强度的
依据.
2摇 结果与分析
2郾 1摇 5 个中性挥发性香气物质含量的统计描述及
变异分析
由表3可知,不同气候和土壤处理组合的中性
56028 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 邓小华等: 土壤和气候及其互作对湖南烤烟部分中性挥发性香气物质含量的影响摇 摇 摇 摇 摇
表 3摇 不同土壤和气候条件下烤烟中性挥发性香气物质含量的描述性统计
Tab. 3摇 Descriptive statistics on contents of neutral volatile aroma components of flue鄄cured tobacco under different soil and
climate conditions
年份
Year
试验地点
Experiment site
土壤来源
Soil origin
糠 醛
Furfural
(滋g·g-1)
大马烯酮
Damascenone
(滋g·g-1)
茁鄄紫罗兰酮
茁鄄ionone
(滋g·g-1)
巨豆三烯酮总量
Total
megastigmatrienone
(滋g·g-1)
二氢猕猴桃内酯
Dihydroactinolide
(滋g·g-1)
2006 永州 Yongzhou 永州 Yongzhou 3郾 605 44郾 925 0郾 500 101郾 815 1郾 690
浏阳 Liuyang 4郾 127 25郾 450 0郾 340 49郾 707 1郾 343
桑植 Sangzhi 3郾 320 36郾 885 0郾 470 56郾 500 3郾 280
浏阳 Liuyang 永州 Yongzhou 5郾 175 21郾 405 0郾 380 78郾 120 1郾 795
浏阳 Liuyang 3郾 015 24郾 345 0郾 440 53郾 840 2郾 515
桑植 Sangzhi 5郾 175 15郾 855 0郾 455 54郾 960 1郾 245
桑植 Songzhi 永州 Yongzhou 2郾 570 17郾 155 0郾 280 86郾 770 0郾 895
浏阳 Liuyang 2郾 540 17郾 705 0郾 375 85郾 190 1郾 135
桑植 Sangzhi 2郾 360 16郾 135 0郾 340 92郾 020 1郾 005
平均值 Mean 3郾 574 24郾 483 0郾 395 71郾 976 1郾 639
变异系数 Variation coefficient(% ) 37郾 2 43郾 7 28郾 6 30郾 5 58郾 4
2007 永州 Yongzhou 永州 Yongzhou 5郾 363 27郾 980 0郾 345 96郾 727 0郾 927
浏阳 Liuyang 5郾 793 26郾 393 0郾 257 59郾 747 0郾 960
桑植 Sangzhi 7郾 743 40郾 560 0郾 367 76郾 893 0郾 893
浏阳 Liuyang 永州 Yongzhou 6郾 340 21郾 110 0郾 243 55郾 997 0郾 673
浏阳 Liuyang 6郾 207 20郾 693 0郾 297 77郾 630 0郾 813
桑植 Sangzhi 6郾 737 22郾 143 0郾 270 76郾 617 0郾 613
桑植 Songzhi 永州 Yongzhou 6郾 680 21郾 040 0郾 317 58郾 447 0郾 790
浏阳 Liuyang 7郾 330 13郾 417 0郾 190 51郾 703 0郾 433
桑植 Sangzhi 9郾 030 20郾 390 0郾 263 60郾 243 0郾 607
平均值 Mean 6郾 803 23郾 747 0郾 281 68郾 223 0郾 779
变异系数 Variation coefficient(% ) 25郾 3 34郾 5 23郾 2 23郾 5 29郾 9
挥发性香气物质含量变化在 2 年试验中的规律并不
一致,主要是由于 3 个试验点的气候和土壤养分在
2 年试验中的差异较大,说明中性挥发性香气物质
确实受气候和土壤的影响. 从变异系数来看,2006
年各中性挥发性香气物质为:二氢猕猴桃内酯>大
马烯酮>糠醛>巨豆三烯酮总量>茁鄄紫罗兰酮;2007
年为:大马烯酮>二氢猕猴桃内酯>糠醛>巨豆三烯
酮总量>茁鄄紫罗兰酮;2 年试验结果变异系数的平均
值为:二氢猕猴桃内酯>大马烯酮>糠醛>巨豆三烯
酮总量>茁鄄紫罗兰酮.按照变异系数的划分等级:变
异系数<10%为弱变异性,变异系数为 10% ~ 100%
为中等变异性,变异系数>100%为强变异性[23],5
个中性挥发性香气物质含量的变异都属中等变异强
度,它们受生态环境的影响相对较大.
2郾 2摇 气候和土壤及其互作对烤烟中性挥发性香气
物质含量的影响
将土壤和气候作双因素方差分析,结果见表 4.
对烤烟糠醛含量,气候、土壤、气候和土壤互作 2 年
的 p郾 浊2 均值分别为 0郾 444、0郾 171 和 0郾 328,虽然都
大于 0郾 16,但只有不同气候的糠醛含量差异显著
(2006 年)或极显著(2007 年),不同土壤以及气候
和土壤互作的糠醛含量差异均不显著. 表明气候对
烤烟糠醛含量具有显著效应,土壤及气候和土壤互
作效应较小.对烤烟大马烯酮含量,气候、土壤、气候
和土壤互作 2 年的 p郾 浊2 均值分别为 0郾 802、0郾 495
和 0郾 466,虽然都> 0郾 16,但不同气候的大马烯酮含
量差异极显著,不同土壤的大马烯酮含量差异极显
著(2006 年)或显著(2007 年),而气候和土壤互作
的大马烯酮含量差异不显著.表明气候、土壤对烤烟
大马烯酮含量具有显著效应,以气候效应最大,气候
和土壤互作效应较小.
对烤烟 茁鄄紫罗兰酮含量,气候、土壤、气候和土
壤互作 2 年的 p郾 浊2 均值分别为 0郾 426、0郾 253 和
0郾 609,都>0郾 16. 不同气候的 茁鄄紫罗兰酮含量差异
显著,气候和土壤互作的 茁鄄紫罗兰酮含量差异显著
(2006 年)或极显著(2007 年),但不同土壤的 茁鄄紫
罗兰酮含量差异不显著. 表明气候及气候和土壤互
作对烤烟 茁鄄紫罗兰酮含量都具有显著效应,以气候
和土壤互作效应最大,土壤效应较小.
对烤烟巨豆三烯酮总量,气候、土壤、气候和土
壤互作 2 年的 p郾 浊2 均值分别为 0郾 548、0郾 314 和
0郾 674,都大于 0郾 16.不同气候的巨豆三烯酮总量差
6602 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 21 卷
异显著(2006 年)或极显著(2007 年),气候和土壤
互作的巨豆三烯酮总量差异极显著,但不同土壤的
巨豆三烯酮总量差异不显著. 表明气候及气候和土
壤互作对烤烟巨豆三烯酮总量都具有显著效应,以
气候和土壤互作效应最大,土壤效应较小.
对烤烟二氢猕猴桃内酯含量,气候、土壤、气候
和土壤互作 2 年的 p郾 浊2 均值分别为 0郾 301、0郾 044
和 0郾 300,虽然都>0郾 16,但不同气候和土壤及其互
作的二氢猕猴桃内酯含量差异不显著. 表明气候和
土壤及其互作对烤烟二氢猕猴桃内酯含量的效应较
小.
将 5 个中性挥发性香气物质的气候、土壤及其
互作的 p郾 浊2 求算术平均表明,其对 5 个中性挥发性
香气物含量的变异贡献率分别为 40郾 82% 、20郾 67%
和 38郾 51% . 表明气候对这 5 个中性挥发性香气物
含量的影响最大.
2郾 3摇 不同气象因素对烤烟中性挥发性香气物质的
影响
选择烤烟大田生长期中的发根期、旺长期、成熟
期(中部烟叶)的各气象因素与烤烟中性挥发性香
气物质分别进行灰色关联分析(表 5).
在发根期,对烤烟糠醛含量影响的气象因素依
次为平均气温、昼夜温差、云量、相对湿度、蒸发量、
日照时间、降雨量;对大马烯酮含量,依次为降雨量、
云量、相对湿度、蒸发量、日照时间、平均气温、昼夜
温差;对 茁-紫罗兰酮含量,依次为降雨量、蒸发量、
云量、相对湿度、日照时间、平均气温、昼夜温差;对
巨豆三烯酮总量,依次为平均气温、日照时间、降雨
量、昼夜温差、云量、蒸发量、相对湿度;对二氢猕猴
桃内酯含量,依次为降雨量、相对湿度、蒸发量、云
量、日照时间、平均气温、昼夜温差.综合分析发根期
气象因素对这5个中性挥发性香气物质的影响,依
表 4摇 气候和土壤对烤烟中性挥发性香气物质影响的双因素方差分析效果检验
Tab. 4摇 Tests of two鄄factor variance for effects of soil and climate on neutral volatile aroma components of flue鄄cured tobacco
年份
Year
香气物质
Aroma component
变异来源
Source of variation
平方和
Sum of squares
F值
F value
P值
P value
偏 Eta2 值(p郾 浊2)
Partial Eta squared
2006 糠醛 气候 Climate 11郾 777 4郾 597 0郾 038 0郾 479
Furfural 土壤 Soil 1郾 051 0郾 410 0郾 674 0郾 076
气候伊土壤 Climate伊soil 6郾 413 1郾 252 0郾 351 0郾 334
大马烯酮 气候 Climate 541郾 838 53郾 330 0郾 000 0郾 914
Damascenone 土壤 Soil 76郾 005 7郾 481 0郾 010 0郾 599
气候伊土壤 Climate伊soil 70郾 700 3郾 479 0郾 060 0郾 582
茁鄄紫罗兰酮 气候 Climate 0郾 037 5郾 401 0郾 026 0郾 519
茁鄄ionone 土壤 Soil 0郾 009 1郾 352 0郾 302 0郾 213
气候伊土壤 Climate伊soil 0郾 116 8郾 489 0郾 003 0郾 772
巨豆三烯酮总量 气候 Climate 1231郾 080 5郾 703 0郾 022 0郾 533
Total megastigmatrienone 土壤 Soil 839郾 897 3郾 891 0郾 056 0郾 438
气候伊土壤 Climate伊soil 2741郾 275 6郾 350 0郾 008 0郾 717
二氢猕猴桃内酯 气候 Climate 4郾 072 3郾 120 0郾 089 0郾 384
Dihydroactinolide 土壤 Soil 0郾 442 0郾 338 0郾 721 0郾 063
气候伊土壤 Climate伊soil 5郾 968 2郾 286 0郾 132 0郾 478
2007 糠醛 气候 Climate 13郾 484 6郾 234 0郾 009 0郾 409
Furfural 土壤 Soil 7郾 060 3郾 264 0郾 062 0郾 266
气候伊土壤 Climate伊soil 9郾 255 2郾 139 0郾 118 0郾 322
大马烯酮 气候 Climate 883郾 308 19郾 896 0郾 000 0郾 689
Damascenone 土壤 Soil 257郾 010 5郾 789 0郾 011 0郾 391
气候伊土壤 Climate伊soil 214郾 968 2郾 421 0郾 086 0郾 350
茁鄄紫罗兰酮 气候 Climate 0郾 020 4郾 241 0郾 032 0郾 333
茁鄄ionone 土壤 Soil 0郾 016 3郾 506 0郾 053 0郾 292
气候伊土壤 Climate伊soil 0郾 032 3郾 411 0郾 032 0郾 445
巨豆三烯酮总量 气候 Climate 2029郾 451 11郾 546 0郾 001 0郾 562
Total megastigmatrienone 土壤 Soil 367郾 805 2郾 093 0郾 152 0郾 189
气候伊土壤 Climate伊soil 2702郾 929 7郾 689 0郾 001 0郾 631
二氢猕猴桃内酯 气候 Climate 0郾 435 2郾 344 0郾 126 0郾 216
Dihydroactinolide 土壤 Soil 0郾 039 0郾 213 0郾 810 0郾 024
气候伊土壤 Climate伊soil 0郾 219 0郾 590 0郾 675 0郾 122
76028 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 邓小华等: 土壤和气候及其互作对湖南烤烟部分中性挥发性香气物质含量的影响摇 摇 摇 摇 摇
次为降雨量、云量、平均气温、相对湿度、蒸发量、日
照时间、昼夜温差,降雨量对这 5 个中性挥发性香气
物质的影响最大,其次为云量,昼夜温差的影响最
小.
在旺长期,对烤烟糠醛含量影响的气象因素依
次为相对湿度、日照时间、平均气温、昼夜温差、降雨
量、蒸发量、云量;对大马烯酮含量,依次为蒸发量、
云量、日照时间、昼夜温差、相对湿度、平均气温、降
雨量;对 茁-紫罗兰酮含量,依次为昼夜温差、蒸发
量、云量、日照时间、降雨量、相对湿度、平均气温;对
巨豆三烯酮总量,依次为降雨量、平均气温、日照时
间、相对湿度、昼夜温差、蒸发量、云量;对二氢猕猴
桃内酯含量,依次为昼夜温差、蒸发量、云量、日照时
间、相对湿度、降雨量、平均气温.综合分析旺长期气
象因素对这 5 个中性挥发性香气物质的影响,依次
为昼夜温差、日照时间、蒸发量、相对湿度、云量、降
雨量、平均气温,昼夜温差对这 5 个中性挥发性香气
物质的影响最大,其次为日照时间,平均气温的影响
最小.
在成熟期,对烤烟糠醛含量影响的气象因素依
次为云量、降雨量、相对湿度、蒸发量、平均气温、日
照时间、昼夜温差;对大马烯酮含量,依次为云量、降
雨量、平均气温、相对湿度、昼夜温差、日照时间、蒸
发量;对 茁-紫罗兰酮含量,依次为蒸发量、日照时
间、降雨量、昼夜温差、平均气温、相对湿度、云量;对
巨豆三烯酮总量,依次为平均气温、昼夜温差、日照
时间、蒸发量、云量、相对湿度、降雨量;对二氢猕猴
桃内酯含量,依次为蒸发量、降雨量、日照时间、昼夜
温差、相对湿度、平均气温、云量.综合分析成熟期气
象因素对这 5 个烤烟中性挥发性香气物质的影响,
依次为降雨量、蒸发量、平均气温、日照时间、云量、
昼夜温差、相对湿度,降雨量对这 5 个中性挥发性香
气物质的影响最大,其次为蒸发量,相对湿度的影响
最小.
2郾 4摇 不同土壤因素对烤烟中性挥发性香气物质的
影响
将土壤主要养分与烤烟 5 个中性挥发性香气物
质分别进行灰色关联分析(表 6). 对烤烟糠醛含量
影响的土壤因素依次为全氮、全磷、pH、有效磷、全
钾 、速效钾、水解氮;对大马烯酮含量,依次为速效
表 5摇 气象因素与烤烟中性挥发性香气物质的灰色关联度矩阵
Tab. 5摇 Grey incidence matrix of climate factors with neutral volatile aroma components of flue鄄cured tobacco
生育时期
Growth
stage
香气物质
Aroma component
平均气温
Average
temperature
昼夜温差
Diurnal
amplitude
相对湿度
Relative
humidity
日照时间
Sunshine
time
云量
Cloudiness
降雨量
Rainfall
蒸发量
Evaporation
发根期
Rooting stage
糠醛
Furfural 0郾 6676 0郾 6267 0郾 5976 0郾 5340 0郾 6266 0郾 4879 0郾 5945
大马烯酮
Damascenone 0郾 5342 0郾 5120 0郾 5489 0郾 5371 0郾 6262 0郾 6368 0郾 5447
茁鄄紫罗兰酮
茁鄄ionone 0郾 5868 0郾 5387 0郾 6176 0郾 5898 0郾 6334 0郾 6972 0郾 6445
巨豆三烯酮总量
Total megastigmatrienone 0郾 6584 0郾 6084 0郾 5643 0郾 6539 0郾 5976 0郾 6440 0郾 5912
二氢猕猴桃内酯
Dihydroactinolide 0郾 6004 0郾 5642 0郾 6628 0郾 6277 0郾 6469 0郾 7135 0郾 6616
旺长期
Vigorous
growth stage
糠醛
Furfural 0郾 6546 0郾 6538 0郾 6699 0郾 6629 0郾 6046 0郾 6500 0郾 6166
大马烯酮
Damascenone 0郾 5068 0郾 5377 0郾 5091 0郾 5504 0郾 5535 0郾 4996 0郾 5630
茁鄄紫罗兰酮
茁鄄ionone 0郾 4798 0郾 7176 0郾 5324 0郾 6214 0郾 6901 0郾 5504 0郾 7086
巨豆三烯酮总量
Total megastigmatrienone 0郾 6675 0郾 6114 0郾 6241 0郾 6657 0郾 5125 0郾 6750 0郾 6028
二氢猕猴桃内酯
Dihydroactinolide 0郾 4783 0郾 7185 0郾 5319 0郾 6094 0郾 6465 0郾 5151 0郾 7151
成熟期
Mature stage
糠醛
Furfural 0郾 6377 0郾 5976 0郾 6649 0郾 6127 0郾 8051 0郾 6933 0郾 6417
大马烯酮
Damascenone 0郾 5899 0郾 5762 0郾 5799 0郾 5346 0郾 6436 0郾 6284 0郾 5268
茁鄄紫罗兰酮
茁鄄ionone 0郾 5760 0郾 6042 0郾 5743 0郾 6890 0郾 5321 0郾 6660 0郾 7279
巨豆三烯酮总量
Total megastigmatrienone 0郾 7579 0郾 7474 0郾 6277 0郾 7396 0郾 6578 0郾 5484 0郾 6838
二氢猕猴桃内酯
Dihydroactinolide 0郾 5585 0郾 6185 0郾 5935 0郾 6508 0郾 5143 0郾 6890 0郾 6930
8602 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 21 卷
表 6摇 土壤因素与烤烟中性挥发性香气物质的灰色关联度矩阵
Tab. 6摇 Grey incidence matrix of soil factors with neutral volatile aroma components of flue鄄cured tobacco
土壤因素
Soil factor
糠 醛
Furfural
大马烯酮
Damascenone
茁鄄紫罗兰酮
茁鄄ionone
巨豆三烯酮总量
Total
megastigmatrienone
二氢猕猴桃内酯
Dihydroactinolide
全氮 Total N 0郾 7164 0郾 5202 0郾 4958 0郾 6651 0郾 5701
全磷 Total P 0郾 6870 0郾 5875 0郾 5573 0郾 4664 0郾 5882
全钾 Total K 0郾 6502 0郾 5833 0郾 5823 0郾 4895 0郾 6777
pH 0郾 6731 0郾 6325 0郾 7026 0郾 5675 0郾 7339
水解氮 Hydrolytic N 0郾 6056 0郾 7826 0郾 7080 0郾 6099 0郾 6822
有效磷 Available P 0郾 6526 0郾 6755 0郾 7194 0郾 6260 0郾 7306
速效钾 Available K 0郾 6149 0郾 8234 0郾 8468 0郾 6432 0郾 7793
钾、水解氮、有效磷、pH、全磷、全钾、全氮;对 茁鄄紫罗
兰酮含量,依次为速效钾、有效磷、水解氮、pH、全
钾、全磷、全氮;对巨豆三烯酮总量,依次为全氮、速
效钾、有效磷、水解氮、pH、全钾、全磷;对二氢猕猴
桃内酯含量,依次为速效钾、pH、有效磷、水解氮、全
钾、全磷、全氮. 综合分析土壤主要养分对烤烟这 5
个中性挥发性香气物质的影响,依次为速效钾、有效
磷、pH、水解氮、全氮、全磷、全钾,速效钾对这 5 个
中性挥发性香气物质的影响最大,其次为有效磷,全
钾的影响最小.
3摇 讨摇 摇 论
3郾 1摇 土壤和气候对烤烟中性香气物质的影响
土壤和气候是影响烟叶质量的重要生态因子,
但是,土壤和气候及其互作对烤烟不同中性挥发性
香气物质的影响程度(贡献率)不同.本研究结果表
明:对烤烟糠醛含量,只有气候具有显著效应,土壤
及气候和土壤互作效应较小;对大马烯酮含量,气
候、土壤具有显著效应,以气候效应最大,气候和土
壤互作效应较小;对 茁鄄紫罗兰酮和巨豆三烯酮总
量,气候及气候和土壤互作具有显著效应,以气候和
土壤互作效应最大,土壤效应较小;对二氢猕猴桃内
酯含量,气候和土壤及其互作效应都较小;气候对烤
烟 5 个中性挥发性香气物质含量的变异贡献率为
40郾 82% ,土壤为 20郾 67% , 气候和土壤互作为
38郾 51% .由此可初步判断气候对烤烟这 5 个中性挥
发性香气物质的影响最大,土壤对烤烟这 5 个中性
挥发性香气物质的影响主要是通过与气候互作起作
用,即影响湖南烤烟这 5 个中性挥发性香气物质含
量的关键生态因子是气候.因此,在烟草区划和卷烟
企业原料基地布局时,要重点考虑气候因素.
3郾 2摇 不同气象因子对烤烟中性香气物质的影响
于建军等[16]研究认为,影响四川凉山烤烟叶片
巨豆三烯酮含量的主要气象因子有月平均气温、月
平均降雨量、逸20 益积温;韦成才等[24]对陕南烟区
的研究认为,烟叶的香气与大田期的平均气温有着
密切的关系;张永安等[5]对全国主要烟叶产区的研
究表明,海拔高度、年有效积温、年日均温、种植期均
温和无霜期对类胡萝卜素降解产物都有促进作用,
美拉德反应(Maillard reaction)产物与温度条件的关
系密切.本研究表明,在湖南烟区,发根期气候因素
对烤烟中性挥发性香气物质的影响依次为降雨量、
云量、平均气温、相对湿度、蒸发量、日照时间、昼夜
温差;旺长期依次为昼夜温差、日照时间、蒸发量、相
对湿度、云量、降雨量、平均气温;成熟期依次为降雨
量、蒸发量、平均气温、日照时间、云量、昼夜温差、相
对湿度.可见,在不同烟区不同时段的气象因子对烤
烟中性挥发性香气物质的影响各不相同. 湖南烟区
在烤烟发根期的降雨常伴随低温,这种低温阴雨天
气抑制烤烟地上部和根系生长,从而影响烤烟早发;
旺长期的昼夜温差大,特别是白天的温度高,有利于
烤烟生长和光合产物的积累;成熟期的降雨量少会
产生高温干旱逼熟现象,暴雨会冲刷烟叶表面的香
气物质;以上分析说明,发根期的降雨量、旺长期的
昼夜温差、成熟期的降雨量是影响湖南烟区烤烟中
性挥发性香气物含量的主要气象因子,这跟湖南烤
烟生产的实际是一致的.因此,湖南各烟区要因地制
宜地调整播种和移栽期,避开不良气候条件对烟叶
生产的影响;同时,根据当地的气候条件合理进行烟
叶区划布局以及优化和调整栽培技术.具体来说,湖
南烟区在烤烟生长的发根期要注意低温阴雨天气的
影响,通过地膜覆盖、稻草覆盖、早翻深翻高起垄、清
沟排水等栽培措施提高地温,促早发,促进烟株地下
部生长;在烤烟生长的旺长期要重视温度管理和水
分管理,雨水较多年份要搞好排水工作,雨水较少年
份要搞好灌溉工作,促进烤烟生长,提高光合效率,
以利于叶内同化物质的积累和转化;在烤烟成熟期
要注意暴雨、高温干旱等恶劣天气的影响,搞好烟田
96028 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 邓小华等: 土壤和气候及其互作对湖南烤烟部分中性挥发性香气物质含量的影响摇 摇 摇 摇 摇
基础设施建设,做到涝能排、旱能灌,促进烟叶正常
落黄成熟.
3郾 3摇 不同土壤因子对烤烟中性香气物质的影响
于建军等[16]研究认为,影响四川凉山烤烟叶片
巨豆三烯酮含量的主要土壤因子有土壤有机质、速
效钾、水解氮和 pH 值,与本研究结果基本一致. 本
研究结果表明,土壤主要养分对烤烟中性挥发性香
气物质的影响依次为速效钾、有效磷、pH、水解氮、
全氮、全磷、全钾,以速效钾对烤烟中性挥发性香气
物质的影响最大. 因此,选择钾含量高,特别是速效
钾含量高的土壤,改良土壤的理化性状和保持适宜
的土壤含水量,促使烟株对钾素的吸收和积累,可以
增加烤烟中性挥发性香气物质含量[25],有利于烤烟
香味品质的改善.
3郾 4摇 2 年试验数据误差分析及土壤因子的选择
本研究历时 2 年,目的是验证试验结果的重现
性.从 3 个试验点中性挥发性香气物含量看,年度间
存在差异,主要是因为气候差异及两年来盆栽试验
土壤养分差异所致,说明这些中性挥发性香气物质
含量受气候或土壤或它们互作的影响较大. 2 年试
验采用不同的土壤,目的是通过改变土壤养分来验
证结果的重现性,不会造成较大的试验误差,但对土
壤因素的贡献率确实存在一定影响.因此,在计算土
壤、气候及其互作对这 5 种香气物质影响的贡献率
时,采用 2 年的平均值.
土壤性质包含很多因子,考虑到土壤处理是在
盆栽条件下进行,本文只分析了土壤的 pH 值和养
分含量对烤烟中性挥发性香气物质含量的影响,对
土壤有机质含量、物理性质等没有进行分析,但研究
结果还是具有一定的参考价值. 为减少烤烟大田生
长期的实际气候条件与当地气象台观测数据的差
距,在试验点选择时尽可能地靠近当地气象台,从而
使 3 个试验点的气候数据与当地气象台数据基本一
致.
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作者简介 摇 邓小华,男,1965 年生,博士,教授. 主要从事烟
草科学与工程技术研究. E鄄mail: yzdxh@ 163. com
责任编辑摇 张凤丽
17028 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 邓小华等: 土壤和气候及其互作对湖南烤烟部分中性挥发性香气物质含量的影响摇 摇 摇 摇 摇