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第30卷 江西农业大学学报 Vo1.3O 2008年4月 Acta Agriculturae Universitatis Jiangxiensis Apr.,2008 文章编号:1000—2286(2008)02—0207—04 烤烟总氮含量和氮碱比与物理性状的关系分析 李东亮 ,许自成 ,肖 洪 (1.河南农业大学农学院,河南郑州450002;2.河南中烟工业公司,河南郑州450008) 摘要:试验以我国主产烟区的主栽烤烟品种K326为材料,测定x:F(下橘二)等级共计124份样品的总氮、烟碱 含量和物理性状,系统地分析总氮含量、氮碱比与物理性状的相互关系。结果表明,总氮含量、氮碱比和物理性 状在样品间存在着广泛的变异。总氮含量随单叶重、叶长、叶面密度的增加而逐步下降;氮碱比随叶长、叶宽的 增加而上升,随叶面密度的增加而逐渐下降。总氮与叶长、叶面密度的关系可分别用逆函数多=0.827+ 38.047/x、复合函数多=1.880×0.996 描述;氮碱比与叶宽、叶面密度的关系可分别用复合函数多=0.413× 1.023 描述、幂函数描述多=2.791xm’ 。 关键词:烤烟;总氮;氮碱比;物理性状 中图分类号:5,572 文献标识码:A Relationship between Total Nitrogen Content,Ratio of Total Nitrogen to Nicotine and Physical Property of Flue---cured Tobacco Leaves LI Dong—liang ,XU Zi—chengh,XIAO Hong (1.Agronomy College,He’nan Agricultural University,Zhengzhou 450002,China;2.China Tobacco He’nan Industrial Corporation,Zhengzhou 450008,China) Abstract:Total 1 24 samples of X2 F grades of K326,a flue—cured tobacco cuhivar widely planted in main tobacco—growing areas of China,were selected as materials to determine the total nitrogen content,nic— otine content and physical properties;the relationship between total nitrogen content,ratio of total nitrogen to nicotine and physical properties was analyzed.The resuhs indicated that there existed large variation of total nitrogen content,ratio of total nirtogen to nicotine and physical properties among the samples.The total nitro— gen content decreased gradually with the increase of single leaf weight,leaf length and leaf density;the ratio of total nirtogen to nicotine increased with the increase of leaf length and leaf width,and decreased wiht the increase of leaf density.The relationships between total nirtogen content and leaf length,leaf density could be descirbed by invesre equaiton of多=0.827+38.047/x,and compound equation of多=1.880×0.996 , respectively;the relationships between ratio of total nirtogen to nicotine and leaf width,leaf densiyt could be descirbed by compound equation of多=0.413×1.023 ,and power euqation of多=2.791x 埘,respec— tively. Key words:flue—cured tobacco;total nirtogen;ratio of total nitrogen to nicotine;physical property 总氮、氮碱比是常用的衡量烤烟内在品质的化学指标。有研究表明,与评吸质量有关的化学成分主 要是糖组分、含氮化合物以及烟叶燃烧时热解呈酸性(水溶性糖类)及碱性(含氮化合物)物质的平衡与 收稿日期:2008—01—08 基金项目:河南省杰出人才创新基金项目(0421001900)和河南省烟草专卖局科技攻关项目(HYKJ200610) 作者简介:李东亮(1973一),男,在读博士生,主要从事烟草质量评价研究; 通讯作者:许自成,博士,教授/博导,E —mail:ZCXtl@sohu.tomo 维普资讯 http://www.cqvip.com
・208・ 江西农业大学学报 第30卷 协调¨ 。有研究报道了烤烟不同部位、颜色等外观质量要素与化学成分的关系 “ ;大量研究主要集中 在有关烤烟化学成分与感官质量以及化学成分之间的关系研究方面 ;在香料烟方面通过控制叶片 颜色深化和减小叶面积来降低总氮含量的研究也有报道¨引。总的看来,有关烤烟外观、物理性状与化 学成分的关系尚缺乏系统的研究。本试验以我国主产烟区的主栽品种K326为供试材料,测定了大量 代表性样品下部叶的总氮含量、烟碱含量和物理性状,并运用统计分析方法系统地分析了烟叶总氮含 量、氮碱比与物理性状的关系,旨在为烤烟的工商交接和工业分级应用提供科学依据。 1材料与方法 1.1试验材料 供试烤烟品种为我国主产烟区的主栽品种K326。2003年在我国南方烟区,采取定等级(X2F,下橘 二)取样124份。样品等级由专职评级人员按照《GB 2635—92烤烟》标准进行,等级合格率达到85% 以上。每个样品取3.0 kg,用于各项指标测定。 1.2分析方法 总氮、烟碱的测定参考王瑞新等¨ 和肖协忠 介绍的方法进行,烟叶物理性状参考GB2635— 1992烤烟的测定方法。全部试验数据的统计分析采用SPSS12.0统计软件完成。 1.3次数分布分组方法 首先求出物理陛状数据列的变幅尺,然后依据经验公式k=1+3.31gN(N为总体容量)选择组数k, 依据公式C=R/k确定组距C,依据公式L =Y i 一C/2(式中Y i 为数据列的最小值)确定小组的下 限 …再在 的基础上,以组距C为单位划分出物理性状的相应组别,然后将与物理性状数据相对应 的化学成分数据按照对应关系分到相应的组中,并同时求出每组的化学成分平均值,以物理性状的组 中值为横坐标,以对应的化学成分组平均值为纵坐标绘制化学成分与物理性状的关系图。 2 结果与分析 2.1烤烟总氮含量、氮碱比与物理性状的数量特征 对烤烟下部烟叶总氮含量、氮碱比以及物理性状进行描述统计分析,结果见表1。由表1可见:烤 烟总氮含量、氮碱比和物理性状在样品间存在着广泛的变异。氮碱比变异系数最大,为24.2%,较不稳 定;叶长、叶宽变异系数较小,分别为7.9%和13.6%,比较稳定;叶长主要集中于51.5~62.2 cm区间, 此区间的样本数占总样本数的76.4%;单叶质量、叶厚变异系数较大,分别为20.6%和19.3%,在物理 性状中稳定性最低。95.2%的单叶重分布在4.3~11.1 g范围内,95.3%的叶厚落在0.060~0.116 mm 区间内,而85.7%的叶宽在16.6~24.9 cm区间内,叶面密度有88.7%的样品在35.05~68.55 g/m 区 间内。总氮、氮碱比的峰度系数大于0,为尖峭峰,数据大多集中于平均数附近;单叶重、叶长、叶宽、叶 厚以及叶面密度的峰度系数小于0,为平阔峰,数据比较分散。总氮和叶宽的偏度系数小于0,表现为负 向的偏态峰;其余指标偏度系数大于0,为正向的偏态峰。 表1烤烟总氮含量、氮碱比及物理性状的描述统计分析 Tlab.1 Descriptive statistics of total nitrogen content。ratio of total nitrogen to nicotine and physical properties of flue--cured tobacco leaves 维普资讯 http://www.cqvip.com
第3O卷 李东亮等:烤烟总氮含量和氮碱比与物理性状的关系分析 ・209・ 2.2烤烟总氮含量、氮碱比与物理性状的关系分析 2.2.1 总氮含量、氮碱比与单叶重的关系 将供试烟叶样品的总氮、氮碱比与单叶重的数据按照次数 分布表的编制方法进行分组,结果见图1。由图1可见,烤烟下部烟叶总氮、氮碱比随单叶质量的变化 规律基本一致。单叶质量在5.4~7.7 g之间,总氮随单叶质量的增加而上升,当单叶质量>7.7 g后, 总氮含量逐步下降。同样地,氮碱比随单叶重的增加也是先升高后下降,当单叶质量超过7.7 g后,随 单叶质量的增加,氮碱比的下降幅度大于总氮含量的下降幅度,导致烟叶内在成分协调性发生较大的改 变。对烟叶单叶重与总氮、氮碱比分别进行线性和非线性回归,并对回归方程进行显著性检验,表明烟 叶总氮、氮碱比与单叶重的直线、曲线回归关系均未达到显著水平。 1.8O O.75 .6O O.74 1.60 O.7O 55 O.72 .O.7O 0.65 .50 O.68 o.60蠢絮 45 o.66 .1.o0 0.55 .40 :筮纛 O.8O O.5O .35 O.6o O.6o O.45 I3O O.58 O.56 OI4O 0.40 .25 O.54 单叶质量儋 叶长/em 图1 总氮含量、氮碱比与单叶质量之间的关系 图2总氮含量、氮碱比与叶长的关系 Fig.1 Relationship of total nitrogen,ratio of Fig.2 Relationship of total nitrogen,ratio of total nitrogen to nicotine with single leaf weight total nitrogen to nicotine with leaf length 2.2.2总氮含量、氮碱比与叶长的关系 将供试烟叶样品的总氮、氮碱比与叶长进行分组,样品分组后 的变化规律见图2。图2表明:烤烟下部叶总氮随叶长的变化规律与氮碱比随叶长的变化规律明显不 同。在叶长大于54.1 cm后,总氮含量呈明显的下降趋势。氮碱比随叶长的增加而持续上升。回归分 析结果表明,总氮与叶长的关系可用逆函数来描述,经 测验, 值为5.054 ;氮碱比与叶长的直线、曲 线回归关系均不显著。 2.2.3总氮含量、氮碱比与叶宽的关系 将供试烟叶样品的总氮、氮碱比与叶宽进行分组,样品分组后 的变化规律见图3。总氮、氮碱比随叶宽的变化规律不尽一致。当叶宽在15.1~17.9 cm范围时,总氮 含量随叶宽的增加而显著增加,而当叶宽大于17.9 cm,总氮含量随叶宽的增加而迅速下降;氮碱比随 叶宽的增加呈明显上升趋势。回归分析结果表明,总氮与叶宽的直线、曲线回归关系均不显著;氮碱比 与叶宽的关系可用复合函数多=0.413×1.023 来描述,经F测验,F值为5.079,达到0.05显著水平。 1.8O O.9O O.71 1.55 O.8O O.7O 0.7O 1.50 耋 0.69 如1.45 0.68誊 鬈1-40 0.67 0.20 0.66 1-35 O.1O O.65 1-3O O.o0 0.64 图3总氮含量、氮碱比与叶宽的关系 图4总氮含量、氮碱比与烟叶叶厚的关系 Fig.3 Relationship of total nitrogen,ratio Fig.4 Relationship of total nitrogen,ratio of of total nitrogen to nicotine with leaf width total nitrogen to nicotine with leaf tihckness 2.2.4总氮含量、氮碱比与叶厚的关系 同样地,将供试烟叶样品的总氮、氮碱比与叶厚进行分组,样 品分组后的变化规律见图4。由图4看见,总氮、氮碱比随叶厚的变化规律起伏较大。当叶厚在0.05~ 0.069 mm区间时,氮碱比上升明显;当叶厚超过0.069 mm后,氮碱比显著下降。总氮与叶厚的这种变 化规律可能与烟叶成熟度有关,有研究认为,完熟烟叶厚度最大,除完熟外,叶片厚度随成熟变化的趋势 是:尚熟最大,欠熟次之,成熟又次之,假熟最小 。而烟叶中含氮化合物在成熟过程中表现为:生理成 维普资讯 http://www.cqvip.com
・210・ 江西农业大学学报 第30卷 熟阶段烟叶总氮含量较大,进人工艺成熟阶段总氮含量逐渐下降 。回归结果表明,总氮含量、氮碱比 与叶厚的直线、曲线回归关系都不显著。 2.2.5总氮含量、氮碱比与叶面密度的关系供试烟叶样品的总氮、氮碱比与叶面密度进行分组后的 变化规律见图5。由图5可以看出,总氮含量与氮碱比随叶面密度的变化规律大体一致,总体都是呈下 降趋势。回归结果表明,总氮含量与叶面密度可用复合函数多=1.880×0.996 进行描述,经F测验,回 归关系达到0.05显著水平,F值为5.171;氮碱比与叶面密度可用幂函数夕=2.791x-。‘掰 进行描述,经 F测验,回归方程达到0.O1极显著水平,F值为9.154。 2.2.6 总氮含量、氮碱比与物理性状的简单相 .65 O.9O 关分析 根据本文数据进行简单相关分析结果 1.6 O.8O 55 O.7O 表明:总氮与叶长、叶面密度分别呈显著负相关, 1.5 嘲i o.60丑 .45 相关系数分别为一0.290 、一0.203’,与其他物 缸 1.4 o 50撂 0 ,435 o3o0纛 理性状相关不显著;氮碱比与叶宽呈显著正相 1.3 O.2O .25 O.1O 关,相关系数为0.291’,与叶面密度呈极显著负 1.2 O.oo 相关,相关系数为一0.249一,与其他物理性状相 叶面密度/g・m 关不显著。 图5总氮含量、氮碱比与叶面密度的关系 3 小 结 Fig.5 Relationship of total nitrogen or ratio of total nitrogen to nicotine with leaf density 烤烟总氮含量、氮碱比和物理性状在样品间 存在着广泛的变异。利用数据分组方法,分别绘制了总氮、氮碱比与单叶质量、叶长、叶宽、叶厚、叶面密 度的变化趋势图,并建立了有关曲线回归方程,表明总氮含量随单叶质量、叶长、叶面密度的增加而逐步 下降,氮碱比随叶长、叶宽的增加而上升,随叶面密度的增加而逐渐下降。 与数据分组后的变化规律相比较,简单相关分析结果和分组的变化规律在线性部分是一致的。简 单相关描述线性变化特点与次数分组描述数据分布特征相结合,可以较好地对总氮、氮碱比与物理性状 的关系进行全面分析。 参考文献: [1]毕淑峰.云南烤烟评吸质量与化学成分的关系研究[J].黄山学院学报,2005,7(3):61—63. [2]于川芳,李晓红,罗登山,等.玉溪烤烟外观质量因素与其主要化学成分之间的关系[J].烟草科技,2005(1):5—7. [3]李东亮,许自成.烤烟主要物理性状与化学成分的典型相关分析[J].河南农业大学学报,2007,41(5):492—497. [4]李东亮.烤烟钾索和氯素含量及其比值与物理性状的关系分析[J].江西农业大学学报,2007,29(3):341—346. [5]于建军,章新军.烤烟烟叶理化特性对烟气烟碱、CO、焦油量的影响[J].中国烟草科学,2003,24(3):5—8. [6]厉昌坤,周显升等.烤烟烟叶焦油释放量与部分化学成分的关系研究[J].中国烟草科学,2004,25(2):25—27. [7]王允白,王宝华,郭承芳,等.影响烤烟评吸质量的主要化学成分研究[J].中国烟草科学,2000,21(1):7—10. [8]胡国松,傅建政,刘永中,等.烤烟中全氮烟碱和还原糖之间关系的统计学研究[J].黑龙江烟草,2000(1):9—11. [9]邓云龙,孑L光辉,武锦坤.云南烤烟中上部叶片含氮化合物代谢规律研究[J]、云南大学学报:自然科学版,2001,23 (1):65—70. [10]左天觉.烟草的生产、生理和生物化学[M].上海:上海远东出版社,1993. [11]胡国松,郑伟,王震东,等.烤烟营养原理[M].北京:科学出版社,2000. [12]江锡榆,肖吉中.试论烟碱在烟株内的分布及与栽培因素的关系[J].中国烟草科学,1988,9(1):37~41. [13]曹锦林.香料烟叶片主要外观形状与化学成分的关系研究[J].安徽农业大学学报,2000,27(4):332—335. [14]王瑞新,韩富根,杨索勤.烟草化学品质分析方法[M]、郑州:河南科学技术出版社,1990. [15]肖协忠.烟草化学[M].北京:中国农业科技出版社,1997. [16]阎克玉,王海燕,李兴波,等.烤烟国家标准(40级)河南烟叶叶厚、叶质重及叶片密度研究[J]、郑州轻工业学院学 报,1999,14(2):45—50. [17]韩锦峰.烟草栽培生理[M]、北京:中国农业出版社,2003.