烤后烟矿质元素、主要化学成分及物理特性的分析

烤后烟矿质元素、主要化学成分及物理特性的分析

光强是植物生长发育的重要因素之一。同时,对作物品质的影响也起着关键作用。烟草作为收获叶片的经济作物,在其生长季节或者不同的年份都会遭受长期的阴雨天气,造成不同程度的经济损失。但有关光照强度对烤烟化学成分及品质的影响报道不多。本试验通过用不同层数的白纱布遮光,模拟不同的光强对此进行研究,探讨光强对矿质元素及主要化学成分的影响,为烟草栽培及生态适应性提出理论依据。1材料和方法1.1不同层数白织物的光照特征试验于2006年在河南农业大学科教示范园区(郑州毛庄)进行。选用肥力均匀的土地,面积10m×20m,每隔50cm起垄,按120cm×50cm的行株距移栽烟苗。供试土壤:pH7.3,有效氮5.05mg/kg,有效磷10.1mg/kg,速效钾105mg/kg。采用随机区组设计,还苗7d后,用不同层数的白纱布进行遮光处理。设全光照(对照)及用1,3,5层纱布遮荫4种处理,模拟不同的光照强度环境。用CIRAS-1便携式光合仪测得用1,3,5层纱布遮荫光照强度分别为全光照的80%,50%,20%,各处理持续至采收结束。试验期间的晴朗天气,自然光强为950～1125μmol/(m2·s)(100%自然光);遮1层白纱布,光强约为770～900μmol/(m2·s)(80%自然光);遮3层白纱布,光强约为475～565μmol/(m2·s)(50%自然光);遮5层白纱布,光强约为180～230μmol/(m2·s)(20%自然光)。供试品种为NC89。1.2理化指标及织物质量指标测定各处理按对照的采收时间,统一采收,取中部叶测定矿质元素、化学成分、物理特性。矿质元素钾、钙、镁、磷、铜、铁、锌、锰测定采用干灰化-ICP法;总氮含量测定采用H2SO4-H2O2消化蒸馏方法;氯含量测定采用莫尔法;烟碱含量测定采用紫外分光光度计法;总糖、淀粉含量测定采用蒽酮比色方法;还原糖含量测定采用3,5-二硝基水杨酸(DNS)比色法。叶片厚度的测定用BHZ-1型薄片厚度计测定;叶质重的测定用打孔铝盒称重法;含梗率的测定采用称重法;平衡含水率和单叶重的测定采用平衡水分称重法。数据分析采用SPSS12.0软件。2结果与分析2.1光照对克氏原螯虾总营养成分的影响光照强度对某些营养元素含量产生了很大影响(表1)。大量元素中,钾含量随光照强度的降低而增加,处理间差异均达到了显著水平。氮含量的变化是随着光照减弱而升高,但80%的光照处理与对照差异不显著。光强对钙、镁、氯的影响较为相似,都随光照的减弱而升高,但钙除50%和20%的光照处理外,其他处理都达到了显著水平;氯含量的变化幅度较大,随光照的减弱,各处理氯含量分别是对照的2倍、2.9倍、4.9倍。而各处理的镁含量变化不显著。微量元素铜、锌含量也是随光照的减弱而升高。50%光照处理的锰含量最高,与其他各处理达到了显著水平。铁含量以80%的光照处理最低,与最高值20%的光照处理达到了显著水平。光照对磷含量的影响不大。这一点与杨延杰等在番茄上的研究结果基本一致,但钾、钙、镁的变化规律不一致。本试验氮、钾的变化规律与刘国顺等在烤烟上的研究结果一致。2.2烟碱及淀粉含量烟碱是烟草特有的成分,它能够刺激人的神经系统,使人兴奋。内在质量好的烟叶含有适量的烟碱,具有适当的生理强度和优美的香气与吃味,若烟碱含量低,吸食时劲头不足,吃味平淡;若含量高,劲头大,刺激性强,吃味辛辣而且有毒。Tso研究证明,烟株接收16h光周期比8h光周期处理有较高的烟碱含量。还原糖在烟支燃吸时一方面能产生酸性反应,中和烟气中碱性物质的碱性,使烟气的酸碱平衡适度,降低刺激性,产生令人满意的吃味;另一方面烟叶在加热及烟支燃吸过程中,糖类是形成香气物质的重要前提。还原糖含量高的烟叶,色泽鲜亮,柔软富有弹性,其商品等级高。戴冕研究指出,当光照相对弱时,糖类含量减少。淀粉是光合作用的产物,新鲜烟叶中淀粉含量较高,调制后的烟叶其中淀粉已逐渐转变为有利于品质的单糖,含量变得很少。钾/氯大于等于4较好;质量好的烟叶总氮与烟碱的比值应小于1;灰分含量越高,烟叶品质越差。从表2可看出,除总氮/烟碱的比值、灰分是随光照度的减弱而升高之外,其余指标都是呈下降趋势,各遮光处理的总糖、还原糖、还原糖/烟碱含量与对照相比,都达到了显著差异,但各遮光处理之间差异不显著。淀粉含量除50%和20%的光照处理之间差异不显著外,其余各处理之间的差异均显著。弱光与强光处理的灰分含量差异显著。2.3化学成分与ca的关系把各处理相对应的营养元素、化学成分和品质指标数据当成重复,利用SPSS进行相关分析。从表3可知,在营养元素与化学成分的相关分析中,K,Ca与淀粉、还原糖、总糖、钾/氯、还原糖/烟碱呈极显著负相关关系。磷与烟碱呈负相关,与其他化学成分呈正相关,但都不显著。氮与化学成分呈负相关,与淀粉、还原糖、总糖、钾/氯达到显著水平。Fe与总糖成正相关,与其他化学成分呈负相关。Mg,Cl,Cu,Zn,Mn与化学成分都呈负相关关系。2.4光照对叶质重和厚度的影响不同的光照强度对烤后烟的物理特性产生很大的影响(表4)。随光强的降低,单叶重明显下降,与对照相比,3个遮光处理都达到了显著差异,分别降低了14.26～52.15%。80%光照处理的含梗率比对照小,但50%和20%的光照处理的含梗率比对照大,且极弱光照处理与对照相比,达到了显著差异。叶质重和叶片厚度都是随光照的减弱,呈明显的降低趋势,并且各遮光处理与对照相比,都达到了显著差异。综合分析,弱光对单叶重、叶质重、叶片厚度影响极大。3光照强度对烟草营养的影响综合分析结果表明,光强对烟叶的化学成分和物理性状产生了很大的影响,进而会影响烟叶的可用性。随光照的减弱,叶片的单叶重、叶片厚度、叶质重降低,而叶片含梗率增加,与刘国顺等研究结果基本一致。弱光降低了总糖、还原糖、淀粉的含量,增加了营养元素含量。在对营养元素与化学成分的相关分析中发现,营养元素与化学成分及某些品质指标均呈负相关(P只与烟碱呈负相关)。目前,烟草上有关光照强度对营养元素的影响研究不多。刘国顺等在四川凉山对不同生育时期的烤烟进行遮光,研究发现,弱光胁迫增加了叶片总氮、钾离子和氯离子的含量,与本试验结果一致。至于其他营养元素还未见报道。烟草生长发育过程中,光强变幅较大,光照强度势必会影响烟株的生长发育和烤后烟品质,所以在烟草光生态这方面应进行更深一步的研究,揭示出不同的光照强度下烟株吸收矿质养分及碳氮代谢的机理。烟草是一种嗜好品,有其特殊的品质要求。因此,烟草生长的生态环境及其栽培措施都要遵循人的需求这一特点。虽然在50%和20%自