烟草在线专稿 摘要:[目的]研究不同海拔下烤烟叶片化学成分的代谢规律,探讨不同海拔下烤烟生长过程中内部生理变化。[方法]试验地选取在贵州毕节市3个高、中、低海拔的典型烟叶产区,其中金沙县西洛乡为低海拔(840m),大方县双山镇为中海拔(1430m),威宁县牛棚镇为高海拔(2100m)。单因子随机区组设计,重复3次。[结果]在移栽后50~95d,不同海拔烤烟叶片化学成分代谢规律不完全相同。其中,低海拔下烟叶的叶绿素a、叶绿素b、紫黄质、叶黄素、β胡萝卜素、氨基酸含量和糖碱比呈线性下降趋势;中海拔下烟叶氨基酸含量呈线性下降,而糖碱比及叶绿素a、叶绿素b、紫黄质、叶黄素、β胡萝卜素含量先升高后降低;高海拔下烟叶糖碱比及叶黄素、β胡萝卜素含量呈线性下降趋势,而叶绿素a、叶绿素b、紫黄质含量先升高后降低,氨基酸含量呈先降低后升高而后又降低趋势。在移栽后95d,烟叶叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素、氨基酸含量与海拔呈正相关;还原糖含量、糖碱比与海拔呈负相关;淀粉和烟碱含量在低海拔下最适中,在高海拔、中海拔下表现为过高或过低。不同海拔下烤烟叶片新黄质、还原糖和烟碱含量的变化规律一致,其中新黄质含量先升高后降低,还原糖含量呈线性下降趋势,烟碱含量趋于稳步上升,但淀粉含量变化规律不同。[结论]该研究可为毕节市不同海拔生态区域特色烟叶质量的形成提供参考。
关键词 烤烟;海拔;代谢;化学成分
植物的碳、氮代谢既受作物遗传基因的支配,又受环境条件和栽培技术的影响,是一种多基因系统与环境因素交互作用的结果[1]。而海拔是影响作物布局及其生长发育的重要生态因素,太阳辐射量、有效积温、昼夜温差、空气湿度以及土壤类型、养分有效性等常随海拔的变化而发生显著变化。已有研究表明,在一定范围内,海拔对烟叶化学成分有显著影响[2-7],同一地域海拔对烤烟的影响程度远大于该区域土壤理化性质。其中研究氮素[8]、光质[9]、土壤[10]等因素等对烤烟物质代谢的影响较多,但关于烤烟在不同海拔生长过程中物质代谢规律研究报道较少。为此,笔者主要研究毕节市不同海拔下烤烟生长物质代谢规律,探讨在不同海拔下烤烟在生长中内部生理变化,旨在为毕节市不同海拔生态区域特色烟叶质量的形成提供参考。
1 材料与方法
1.1 供试烤烟品种为云烟97
1.2 试验地点
试验地选取在毕节市三个高、中、低海拔的典型烟叶产区,金沙县西洛乡--低海拔(840m),大方县双山镇--中海拔(1430m),威宁县牛棚镇--高海拔(2100m)。试验地土壤肥力中等,地势较平坦,排灌较方便。
1.3 试验设计
单因子随机区组设计,重复3次,每小区面积1亩,区组设通道,四周设保护行。种植密度均为110cm行距,55cm株距,密度1.65万株/hm2。肥料配比和田间管理按毕节市优质烟叶生产要求进行。
1.4 取样
每小区选取5点每点选择10株烤烟挂牌,分别选取下(第4片有效叶)、中(第10片有效叶)、上(第16片有效叶)三个部位烟叶,样品于实验室进行杀青处理。从移栽后第50天开始取样,以后每隔15天取一次样品,共取4次。
1.5 烟叶样品处理方法
105℃将田间鲜烟叶进行杀青15 min后.,60℃烘干至恒重,粉碎过60目筛,装入自封袋,4℃冷藏。每批烟叶采样到杀青的时间间隔应尽量控制一致。
1.6 测定方法
采用GC/MS、LC等化学分析技术对各个时期的叶片物质糖分、淀粉、色素、氨基酸烟碱等物质含量进行分析。
1.7 数据处理
采用excel进行数据处理。
2 结果与分析
2.1.1 不同海拔中部叶生长发育过程中叶绿素a含量变化
由图1可以可知,不同海拔下叶绿素a含量变化出现不同的趋势。在移栽后50天时至65天时,低海拔的叶绿素a的含量急剧降低,而中海拔和高海拔呈现上升的趋势;不同海拔的烟叶在移栽后65天时到移栽后95天时的变化趋势为逐步下降,尤其以低海拔的叶绿素a含量降解趋势最为明显,低海拔叶绿素a含量降解水平到了90%以上。
图1 不同海拔下叶绿素a含量变化
2.1.2 不同海拔下叶绿素b含量变化
由图2可以可知,不同海拔烟叶的叶绿素b变化呈现不同的规律。在移栽后50天时至65天时,中海拔和高海拔叶绿素b的含量出现了上升的趋势,与图1中叶绿素a的变化规律一致;而移栽后50天时至95天时,低海拔叶绿素b含量为线性下降趋势,由1196.51μg/g降为829.07μg/g;在移栽后80天时至95天时,叶绿素b的含量在高海拔和中海拔变化趋势一致。
图2 不同海拔下叶绿素b含量变化
2.2 不同海拔中部叶生长发育过程中类胡萝卜素含量变化
2.2.1 不同海拔下新黄质含量变化
从图3中可以可知,,在不同的海拔下,烟叶的新黄质含量在烟株生长的大田期间均呈现先增加后降低的变化趋势。在移栽后65天时,均出现峰值含量达到最高,在移栽后80天时,含量大幅下降;高、中海拔烟叶新黄质含量在80天时到95天时稍有增加,而低海拔的新黄质含量逐步降低直至95天,降解程度最为完全,转化率达到81.24%。
图3不同海拔烤烟生育期新黄质含量变化
2.2.2 不同海拔下紫黄质含量变化
由图4可知,在不同海拔烟株生育期间烟叶的紫黄质也呈现大幅降解的趋势。在移栽后50天时,低海拔的紫黄质含量最高,其次为高海拔和中海拔,但是在移栽后95天时,低海拔的紫黄质降解最为完全,高海拔的降解较为完全;中海拔紫黄质的含量在65天至80天时变幅很大,但是最终紫黄质的含量降解幅度并不大,以低海拔的降解程度86.62%最为显著。
图4不同海拔烤烟生育期紫黄质含量变化
2.2.3 不同海拔下叶黄素含量变化
由图5中可以可知,在不同海拔下叶黄素的含量均表现为下降趋势。在移栽后50天时,中海拔叶黄素含量最低,在移栽后50天至65天时叶黄素的含量急剧的上升到最高;高海拔叶黄素含量在移栽后50天到80天时呈现缓慢的下降趋势,在80天到95天时下降趋势加快;低海拔和高海拔叶黄素含量变化呈现相反的趋势,在移栽后50到95天时下降趋势呈现出先快后慢;三个不同海拔的叶黄素含量在移栽后95天时均达到了相同的水平。
图5不同海拔烤烟生育期叶黄素含量变化
2.2.4 不同海拔下β-胡萝卜素含量变化
由图6可以可知,在不同的海拔下β-胡萝卜素的含量出现不同的变化过程。在移栽后50天至65天出现了不同的变化趋势,中海拔的β-胡萝卜素的含量急剧的升高,达到947.11μg/g,而低海拔和高海拔的β-胡萝卜素含量呈现出平稳的降解,这与叶黄素的变化规律是一致的。在移栽后80天至95天时,中海拔的降解幅度很大,低海拔和高海拔β-胡萝卜素含量继续呈现缓慢的下降趋势。
图6不同海拔烤烟生育期β-胡萝卜素含量变化
2.3 不同海拔淀粉含量变化
图7显示了不同海拔条件下大田生长期及调制后淀粉含量的动态变化规律。可以可知烟叶的淀粉含量在移栽后50天至95天时,低海拔表现为先升高后降低又升高的变化规律,中海拔表现为先降低又升高后又降低的变化规律,高海拔在移栽后50天至80天时缓慢降低、在移栽后95天时急剧升高的变化规律,为25%左右。
图7不同海拔烤烟生育期淀粉含量变化
2.4 不同海拔还原糖含量的变化
图8显示了不同海拔条件下大田生长期还原糖含量的动态变化规律。可以可知还原糖在不同海拔条件下的变化规律基本一致,均表现为下降趋势。其中高海拔烟叶的还原糖含量均较低,而低海拔和中海拔的烟叶还原糖含量始终较为接近,且均高于高海拔烟叶的还原糖含量。
图8不同海拔烤烟生育期还原糖含量变化
2.5 不同海拔氨基酸总量的变化
图9展示了不同海拔条件下大田生长期氨基酸总量的动态变化规律,可以可知在低海拔和中海拔大田生长期变化规律基本一致,移栽后50天呈现逐渐下降趋势;在高海拔,氨基酸含量在移栽后50天到65天时降低,65天到80天时又升高,80天到95天时迅速降低的变化规律。不同海拔氨基酸含量在移栽后95天时比较接近,从高到低依次为高海拔、中海拔、低海拔。
图9不同海拔烤烟生育期氨基酸含量变化
2.6 不同海拔烟碱含量的变化
由图10可可知,低海拔、中海拔和高海拔烟叶的烟碱含量均达到适宜范围。烟叶的烟碱含量在不同海拔基本趋于稳步上升趋势,只有中海拔的烟碱含量在移栽后65天时稍有下降。移栽后95 d三个样点的烟碱含量依次为:低海拔2.141%、中海拔2.54
新意盎然——安徽中烟在新质生产力实践中的探索与成果