李亞培,曹景林,蔡長春,張俊杰,吳成林,程君奇
(湖北省煙草科學研究院,武漢 430030)
新品種(系)的適應性是品種選育的重要環(huán)節(jié),重在考察新品種(系)在不同環(huán)境條件下經濟性狀的穩(wěn)定性和適應性、內在化學成分的協調性、外觀質量的可用性及感官質量的均衡性。香氣物質是煙草感官質量的香氣評價研究的重要化學組分,通常分為苯丙氨酸類、棕色化產物類、類西柏烷類、類胡蘿卜素類及其他五大類,它們大多由香氣前體物如內在化學成分的糖類降解轉化而成,是對煙葉香氣質、香氣量及香型風格進行評價的重要指標,也對卷煙制品形成特有風格起重要作用[1-4]。優(yōu)質烤煙品種的特點往往是內在化學成分具有良好的協調性,或者是某種致香物質或多種致香物質含量突出,使其具有特有的香氣風格而受到卷煙工業(yè)的青睞。因此,培育內在化學成分協調、香氣物質均衡的優(yōu)質烤煙新品種是育種的重要目標。
本試驗從香味物質方面分析了湖北省自育烤煙新品系在不同環(huán)境條件下的適應性,旨在篩選出適宜環(huán)境條件下具有突出香氣物質的新品系加以推廣。
供試材料為烤煙新品系HB030、HB078、HB107、YX01、HB202、LD33/60 及對照品種K326 和云煙87。
1.2.1 試驗設計 試驗在湖北省利川市、宣恩縣、巴東縣、興山縣、房縣、保康縣6 個區(qū)試點進行。各試點均采用完全隨機區(qū)組設計,重復3 次,2 行區(qū)或4行區(qū),每小區(qū)種植80 株,行距和株距分別為120、55 cm,四周設置保護行。試驗地塊要求平整,土壤肥力適中,質地較疏松,水源方便,前茬作物為非茄科作物,周圍無病毒病傳染源。
1.2.2 測定項目及方法 參照GB 2635—92《烤煙》分級標準對烤后煙葉進行分級,取C3F 等級煙葉樣品用于香氣物質檢測。香氣物質采用GC/MS 法測定,即前處理采用同時蒸餾萃取裝置,萃取劑使用二氯甲烷,裝置的一端接盛有10.0 g 煙樣及350 mL水的l 000 mL 平底燒瓶,加熱。裝置的另一端接盛有40 mL 二氯甲烷的100 mL 燒瓶,該端在水浴鍋上加熱,水浴溫度為60 ℃,同時蒸餾萃取2 h,蒸餾萃取完成后,往二氯甲烷萃取液中加入10 g 無水硫酸鈉,冷卻干燥,最后把二氯甲烷萃取液濃縮至2 mL,并以硝基苯為內標,進行定量分析。采用美國HP5890 Ⅱ-5972 氣質聯用儀對煙葉樣品進行定性分析。GC/MS 分析條件:色譜柱為hp-5(60 m×0.25 mm×0.25 μm);載氣為He,流速為0.8 mL/min;進樣口溫度250 ℃;傳輸線溫度280 ℃;離子源溫度177 ℃;升溫程序為初溫50 ℃,恒溫5 min后以5 ℃/min升至120 ℃,保持5 min,再以5 ℃/min 升至180 ℃,保持5 min,再以6 ℃/min 升至250 ℃,保持15 min;分流比為1∶15;進樣量2 μL;電離能70 eV;電離方式為El;質量數范圍為50~500 amu;MS 譜庫為NIST庫。
1.2.3 栽培管理措施
1)育苗。采用漂浮育苗,加強苗期管理,保證試驗用苗數量和質量。
2)施肥。施純氮97.5 kg/hm2,氮磷鉀配比為1.0∶1.5∶3.0,肥料種類為煙草專用復合肥、磷肥、硝酸鉀。70%氮肥、全部磷肥及70%鉀肥作底肥于移栽前25 d 條施,根據小區(qū)面積折算施肥量,做到施肥均勻。剩余氮肥、鉀肥于移栽后20~25 d 追施。
3)移栽。采用地膜覆蓋栽培。起壟后,墑情適宜時覆膜,適時移栽。
4)田間管理。在移栽后30 d 揭膜中耕除草培土,在整個生育期加強病蟲害防治。每小區(qū)50%第一中心花開放時一次性打頂,抑芽劑抑芽。
5)采烤。成熟摘葉采收,密集式烤房烘烤。
參試新品系在不同區(qū)試點的苯丙氨酸類降解產物含量分析結果表明(圖1),在宣恩縣區(qū)試點,苯丙氨酸類降解產物含量方面,新品系HB202>LD33/60>云煙87,且排名前3 位,K326 的含量最低,新品系HB030、HB078、HB107、YX01 的苯丙氨酸類降解產物含量基本相當;在利川市區(qū)試點,苯丙氨酸類降解產物含量排名前4 位的是YX01、HB202、HB107、LD33/60,HB030、HB078 的苯丙氨酸類降解產物含量與K326、云煙87 基本相當;在巴東縣區(qū)試點,參試新品系HB030 與K326 的苯丙氨酸類降解產物含量相當,大于其他參試烤煙新品系,其他烤煙新品系大小排序為云煙87>HB202>LD33/60>HB078>HB107>YX01。在興山縣區(qū)試點,苯丙氨酸類降解產物含量,參試新品系HB078>LD33/60 >YX01 >K326 >HB202 >云煙87 >HB107 >HB030;在房縣區(qū)試點,苯丙氨酸類降解產物含量大小排序為參試新品系LD33/60>K326>HB030>YX01>云煙87>HB202>HB078>HB107;在??祬^(qū)試點,苯丙氨酸類降解產物含量方面,參試新品系HB202>YX01 >HB030 >云煙87 >LD33/60 >K326 >HB107 >HB078。
圖1 烤煙新品系苯丙氨酸類降解產物含量
綜上所述,新品系HB202 在宣恩縣和巴東縣區(qū)試點種植比較有利于提高其苯丙氨酸類降解產物的含量;新品系HB030 在巴東縣區(qū)試點種植比較有利于提高其苯丙氨酸類降解產物含量;新品系HB078 在興山縣區(qū)試點種植比較有利于提高其苯丙氨酸類降解產物的含量;新品系LD33/60 在巴東縣區(qū)試點種植比較有利于提高其苯丙氨酸類降解產物的含量;新品系YX01 在興山縣區(qū)試點種植比較有利于提高其苯丙氨酸類降解產物的含量。
參試新品系在不同區(qū)試點的棕色化產物類降解產物含量分析結果表明(圖2),在宣恩縣區(qū)試點,棕色化產物類降解產物含量大小排序為參試新品系HB202>HB107>HB078>云煙87>LD33/60>YX01>HB030>K326;在利川市區(qū)試點,棕色化產物類降解產物含量大小排序為參試新品系HB107>HB202>LD33/60>YX01>云 煙87>K326>HB030>HB078;在巴東縣區(qū)試點,K326>HB030>云 煙87>HB107>HB078>HB202>LD33/60>YX01;在興山縣區(qū)試點,HB107>HB078>YX01>LD33/60>HB202>K326>云煙87>HB030;在房縣區(qū)試點,棕色化產物類降解產物含量大小排序為參試新品系LD33/60>K326>HB030>HB202>HB078>YX01>云煙87>HB107;在??悼h區(qū)試點,云煙87 >HB202 >HB030 >YX01 >HB107 >HB078>K326>LD33/60。
圖2 烤煙新品系棕色化產物類降解產物含量
綜上所述,新品系HB030 在巴東縣區(qū)試點種植比較有利于提高其棕色化產物類降解產物含量;新品系HB078、HB107、YX01 在興山縣區(qū)試點種植比較有利于提高其棕色化產物類降解產物含量;新品系HB202 在宣恩縣區(qū)試點種植比較有利于提高其棕色化產物類降解產物的含量;新品系LD33/60 在房縣區(qū)試點種植比較有利于提高其棕色化產物類降解產物的含量。
參試新品系在不同區(qū)試點的類西柏烷類降解產物含量分析結果表明(圖3),在宣恩縣區(qū)試點,類西柏烷類降解產物含量排名前3 位的是HB202、云煙87、HB030,HB107 和LD33/60 的類西柏烷類降解產物含量基本相當,HB078、YX01 和K326 的類西柏烷類降解產物含量基本相當;在利川市區(qū)試點,類西柏烷類降解產物含量排名前4 位的是HB030、HB202、LD33/60、HB107,HB078 和K326 的類西柏烷類降解產物含量基本相當,YX01 和云煙87 的類西柏烷類降解產物含量基本相當;在巴東縣區(qū)試點,類西柏烷類降解產物含量大小排序為云煙87>LD33/60 >K326 >HB107 >HB030 >HB202 >HB078>YX01;在興山縣區(qū)試點,類西柏烷類降解產物含量大小排序為K326>LD33/60>HB202>HB078=YX01>云煙87>HB030>HB107,YX01 和HB078 的類西柏烷類降解產物含量相等;在房縣區(qū)試點,類西柏烷類降解產物含量大小順序為K326>YX01>LD33/60>HB078=HB202>云 煙87>HB030>HB107,HB078 和HB202 的類西柏烷類降解產物含量相等;在??悼h區(qū)試點,類西柏烷類降解產物含量大小排序為參試新品系HB202>K326 >云煙87 >YX01 >HB030 >LD33/60 >HB078>HB107。
圖3 烤煙新品系類西柏烷類降解產物含量
綜上所述,新品系HB030、HB107、LD33/60 在巴東縣區(qū)試點種植比較有利于提高其類西柏烷類降解產物含量;新品系HB078、YX01 在房縣區(qū)試點種植比較有利于提高其類西柏烷類降解產物含量;新品系HB202 在??悼h區(qū)試點種植比較有利于提高其類西柏烷類降解產物含量。
參試新品系在不同區(qū)試點的類胡蘿卜素類降解產物含量分析結果表明(圖4),在宣恩縣區(qū)試點,類胡蘿卜素類降解產物含量大小順序為參試新品系HB202>云煙87>LD33/60>HB078>HB030>HB107>YX01>K326;在利川市區(qū)試點,類胡蘿卜素類降解產物含量大小順序為參試新品系YX01>HB202>HB107>K326>LD33/60>云煙87>HB030>HB078;在巴東縣區(qū)試點,類胡蘿卜素類降解產物含量大小順序為K326>HB202> 云煙87>HB078>HB030>LD33/60>YX01>HB107;在興山縣區(qū)試點,類胡蘿卜素類降解產物含量大小排序為參試新品系LD33/60>HB078 >YX01 >K326 >HB202 >云煙87 >HB107 >HB030;在房縣區(qū)試點,類胡蘿卜素類降解產物含量排名前2 位的是LD33/60、K326,HB030、YX01 和云煙87 的類胡蘿卜素類降解產物含量基本相當,HB078 和HB202 的胡蘿卜素類降解產物含量基本相當,HB107 的含量最低;在保康縣區(qū)試點,類胡蘿卜素類降解產物含量大小排序為參試新品系HB030>YX01>HB202 >云煙87 >LD33/60 >HB078 >HB107 >K326。
圖4 烤煙新品系類胡蘿卜素類降解產物含量
綜上所述,新品系HB030 在??悼h區(qū)試點種植比較有利于提高其類胡蘿卜素類降解產物含量;新品系HB078 在興山縣區(qū)試點種植比較有利于提高其類胡蘿卜素類降解產物含量;新品系HB107、HB202 在宣恩縣區(qū)試點種植比較有利于提高其類胡蘿卜素類降解產物含量;新品系YX01 在保康縣區(qū)試點種植比較有利于提高其類胡蘿卜素類降解產物含量;新品系LD33/60 在房縣區(qū)試點種植比較有利于提高其類胡蘿卜素類降解產物含量。
參試新品系在不同區(qū)試點的葉綠素降解產物含量分析結果表明(圖5),在宣恩縣區(qū)試點,葉綠素降解產物含量大小順序為參試新品系HB202>HB030 >LD33/60 >云煙87 >YX01 >HB107 >K326 >HB078;在利川市區(qū)試點,葉綠素降解產物含量大小順序為參試新品系YX01>HB202>HB107>HB030>HB078>LD33/60>K326>云煙87;在巴東縣區(qū)試點,葉綠素降解產物含量大小排序為K326>云煙87>HB078=HB202 >LD33/60 >HB030 >YX01 >HB107,HB078 和HB202 的葉綠素降解產物含量相等;在興山縣區(qū)試點,葉綠素降解產物含量大小順序為參試新品系LD33/60 >YX01 >K326 >HB078 >HB202 >云煙87>HB030>HB107,YX01 和K326 的葉綠素降解產物含量相當;在房縣區(qū)試點,葉綠素降解產物含量大小排序為參試新品系LD33/60>YX01>K326>HB078>云煙87>HB202>HB030>HB107;在??悼h區(qū)試點,葉綠素降解產物含量大小排序為HB030>HB202 >YX01 >HB078 >LD33/60 >云煙87 >K326 >HB107。
圖5 烤煙新品系葉綠素降解產物含量
綜上所述,烤煙新品系HB030、HB202、LD33/60在宣恩縣區(qū)試點種植比較有利于提高其葉綠素降解產物含量;新品系HB078 在??悼h區(qū)試點種植比較有利于提高其葉綠素降解產物含量;新品系HB107、YX01 在利川市區(qū)試點種植比較有利于提高其葉綠素降解產物含量。
從經濟性狀方面及內在化學成分方面分析烤煙新品種(系)在不同生態(tài)條件下的適應性是育種工作者經常用到的分析方法。李亞培等[5,6]、李青誠等[7,8]從經濟性狀方面研究了湖北省不同產區(qū)生態(tài)條件下新品系的適應性,篩選出了適應湖北省不同生態(tài)條件下種植的新品系。曹景林等[9]研究了湖北省不同生態(tài)條件下當地主栽烤煙品種多年常規(guī)內在化學成分的變化,發(fā)現在固定生態(tài)條件下,影響煙葉常規(guī)化學成分的因素主要為品種自身特性。曹景林等[10]從海拔高度方面研究了云煙87 的煙葉化學成分與海拔高度的關系,發(fā)現鹽堿和總氮隨海拔高度升高而升高,還原糖、總糖隨海拔高度升高而降低,得出煙葉化學成分的協調性與海拔高度呈負相關。無論從經濟性狀方面還是內在化學成分方面篩選不同環(huán)境條件下的最適烤煙新品種都具有一定的局限性。煙草中的香味物質其化學成分主要是醛、酮、醇、酯等碳水化合物[11],按類別分為苯丙氨酸類、棕色化產物類、類西柏烷類、類胡蘿卜素類及其他5 類[2],對煙草的內在品質至關重要,還是影響卷煙制品風格類型的重要因素。冉霞等[12]認為,煙葉中揮發(fā)性香味成分的種類、含量及組成比例是卷煙產品風格的主要影響因子,其中的棕色化產物類大多具有特殊的香味;類胡蘿卜素類香味物質閾值相對較低、刺激性較小、香氣質較好、對煙葉香氣貢獻率大,是影響煙葉香氣質和香氣量的重要組分。還有研究認為多酚類物質可賦予煙氣清甜香和烤香[13];新植二烯是煙草中性揮發(fā)物中含量最高的成分[14],其含量高低與其香型風格有緊密聯系[15]。因此,從香味物質的含量入手,分析烤煙品種在不同環(huán)境條件下的香味物質含量的差異,篩選出在適宜環(huán)境條件下具有較高香味物質含量的新品種,或許可以彌補單純從經濟性狀或者內在化學成分方面篩選優(yōu)質烤煙新品種的不足。
研究從香味物質之苯丙氨酸類降解產物、棕色化產物類降解產物、類西柏烷類降解產物、類胡蘿卜素類降解產物、葉綠素降解產物含量方面研究了湖北省自育烤煙新品系在不同產區(qū)環(huán)境條件下的適應性。結果表明,宣恩縣區(qū)試點的環(huán)境條件有利于提高新品系HB202 的苯丙氨酸類降解產物、棕色化產物類降解產物、類胡蘿卜素類降解產物及葉綠素降解產物含量,還有利于提高新品系HB030 葉綠素降解產物含量;巴東縣區(qū)試點的環(huán)境條件有利于提高新品系HB030 的苯丙氨酸類降解產物、棕色化產物類降解產物、類西柏烷類降解產物含量;保康縣區(qū)試點的環(huán)境條件有利于提高新品系HB202 的類西柏烷類降解產物含量和新品系HB030 的類胡蘿卜素類降解產物含量;其他參試新品系在不同區(qū)試點的香味物質含量表現不一致。綜上結果,結合前期對參試新品系在不同區(qū)試點的經濟性狀及化學成分的適應性分析,得出適宜在宣恩縣、??悼h種植的優(yōu)質烤煙新品系為HB202,適宜在宣恩縣、巴東縣、??悼h種植的優(yōu)質烤煙新品系為HB030,這為后期進行生產示范提供了數據支撐。