云南省烤烟烟叶无机元素分析

荆磊磊++申钦鹏++刘志华++刘春波++杨光宇++王晋

摘要：为研究云南省不同烤烟中无机元素的差异，采用烟草行业标准方法对云南省烤烟中主要的14种无机元素指标进行了全面数据采集和统计分析。结果表明，在云南省不同产区之间，不同部位的烤烟样品各无机元素分布存在差异，利用中部烤烟样品能够明显区分5个区域的样品；对云南省样品进行综合分析，明确了云南省内不同产区烤烟的无机元素差异。

关键词：烤烟；无机元素；统计；云南省

中图分类号：TS47 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2016）22-5940-05

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2016.22.053

Comparison of Inorganic Elements in Flue-cured Tobaccos in Yunnan Province

JING Lei-lei1，2，SHEN Qin-peng1，LIU Zhi-hua1，LIU Chun-bo1，YANG Guang-yu1，

WANG Jin1，LAN Guo-zhi2，SI Xiao-xi1，MIAO Ming-ming1

（1.Key Laboratory of Tobacco Chemistry of Yunnan Province/Research and Development of Center， China Tobacco Yunnan Industrial Co.，Ltd.，Kunming 650231，China；2.Academy of Chemical Engineering，Kunming University of Science and Technology，Kunming 650500，China）

Abstract： The differences of inorganic elements in flue-cured tobacco from Yunnan province were investigated. 14 main inorganic elements in flue-cured tobaccos from different planting zones were analyzed using standard method in tobacco industry. The results showed that among the Yunnan planting zones， composition of inorganic elements in flue-cured tobacco samples were found have differences in the upper， middle and lower tobacco leaves， respectively， and 5 planting zones also can be distinguished using the middle tobacco leaves. After comprehensive analysis of the flue-cured tobaccos in Yunnan province， a clear difference of inorganic elements in flue-cured tobacco from different planting zones were identified.

Key words： tobacco； inorganic element； statistic； Yunnan province

煙草在生长过程中除需要吸收二氧化碳和水来获得碳、氢、氧外，还要从土壤中吸收无机元素，以保证代谢作用顺利进行。分析烟草植物体的组成，发现除碳、氢、氧外，还有37种主要元素，其中16种元素是烟草生长发育过程中必需的，这16种元素为C、H、O、N、P、K、Ca、Mg、S、Fe、Mn、Mo、Cu、B、Zn、Cl[1]。如果其中某种元素吸收过少或过多时，都会对烟株的正常生长带来不利影响，甚至产生病害，降低烟草产量和品质。烟草中大多数无机元素对烟叶的燃烧性、安全性、烟灰颜色以及品质都有重要影响，如烟草是喜钾作物，充足的钾素有助于植株健壮生长；含钾量高的烟叶色泽呈深桔黄色，香气量、吃味好，富有弹性和韧性，填充性强，阴燃持火力和燃烧性好[1-3]；适量的氯可提高烟叶产量，改善烟叶品质，当烟叶含氯量过高，则会使叶色青绿发脆，燃烧不良，抽吸时有海藻样怪腥味[4，5]。钙、镁则是影响卷烟灰色的重要成分，钙、镁含量适中的烟叶灰色白，燃烧性好，烟灰不易散落[6，7]。近年来，研究者对烟草中无机元素进行了大量研究。张玉顺等[8]分析了云南曲靖地区的9个标准级别烤烟中的10种无机元素的含量，发现各个级别中K、Ca、Mg的含量均高（1 mg/g），Zn、Al、Fe为中等（0.1 mg/g），Mn、Cu、Cr、Cd为微量元素，且烤烟的质量与Zn的含量具有相关性。付亚丽等[9]综合分析了红河烟区植烟土壤的中微量元素含量及分布特点，以期为红河生产优质烟叶合理施用中微肥提供科学的理论依据。

云南省作为国内最有代表性的烟叶产地，目前对其烤烟无机元素的研究还不够系统全面，因此通过对云南省不同产地的烤烟14种无机元素进行差异性分析，以期对无机元素在云南省不同产地的含量情况作进一步了解，改良烟草的种植工艺和生长环境，进而提高国内烟草的产量和质量，对中国烟草行业的发展具有重要的经济意义及社会效益。

1 材料与方法

1.1 材料与处理

烤烟样品（分为上、中、下部烟叶）均来自云南省不同县市区，取样主要按照文献所划分的区域内来选择[10]，区域包括滇中：安宁、澄江、峨山、弥勒、石林、新平、宜良、元江；滇东：陆良、马龙；滇西：宾川、弥渡、永平、禄丰、南华；滇东南：泸西、丘北；滇东北：昭阳区。

1.2 烟叶无机元素检测项目与方法

烟叶主要14种无机元素（氯、钾、氮、铁、锰、铜、锌、钠、硼、钙、镁、硝酸根、硫酸根和磷酸根）按以下方法进行检测：氯（YC/T 162-2011）、钾（YC/T 217-2007）、氮（YC/T 161-2002）、铁（NY/T 305.3-1995）、锰（NY/T 305.4-1995）、铜（NY/T 305.1-1995）、锌（NY/T 305.2-1995）、钠（YC/T 274-2008）、硼、钙（YC/T 174-2003）、镁（YC/T 175-2003）、硝酸根（YC/T 296-2009）、硫酸根（YC/T 269-2008）、磷酸根（YC/T 343-2010）。

1.3 统计分析

数据分析采用SIMCA-P DEMO进行主成分分析[11]。通过采用R软件对不同样品类型进行方差齐性分析，满足齐性要求的指标采用单因素方差分析和Duncan多重比较方法，不满足齐性要求的指标则采用Welch稳健单因素方差分析和Games-Howell多重比较方法进行多地点差异分析。

2 结果与分析

由于样品涉及到上、中、下3个部位，为了避免部位因素对产地的差异性造成影响，在分析样品时，须将样品具体分部位进行产地差异性分析。

2.1 云南省主要地点上部烤烟无机元素分析

对云南省主要地点上部烤烟进行了主成分分析（PCA），结果见图1。从图1中可以看出，滇中区域和滇西区域的上部烤烟样品分布位置较为明显，但滇东、滇东南和滇东北区域上部烤烟样品分布则混杂在一起，说明滇中区域和滇西区域之间的无机元素存在差异。

对这11种无机元素采用Welch稳健单因素方差分析和Games-Howell多重比较方法进行多地点差异分析。结果（表1）表明，有5种无机元素的含量在不同县市区间存在显著差异（P<0.05）。其中峨山的铁含量水平相对较高；安宁的氯含量水平显著高于昭阳区，宾川的钾含量水平显著高于新平，安宁的锰含量水平显著高于石林和马龙，宾川的硝酸根含量水平显著高于马龙和澄江，泸西的硝酸根含量水平显著高于澄江，马龙的磷酸根含量水平显著高于宜良。铁、铜等无机元素满足齐性要求，因而采用单因素方差分析和Duncan多重比较方法。结果（表2）表明，丘北和马龙的铜含量水平相对较高，陆良和澄江的铜含量水平相对较低。

由于钾和氯都是烟草必需元素，含量过高或过低都会影响烟叶的质量，含钾量高的烟叶色泽呈深橘黄色，香气量、吃味好，富有弹性和韧性，填充性强，阴燃持火力和燃烧性好；含氯量太高的烟叶燃烧不良，抽吸时有海藻样怪腥味。因此，在卷制烟支时，可以将无机元素含量不同的烟叶按照一定的比例混合进行卷制，以得到更好品质的卷烟产品。如，对于钾含量差异较大的宾川和新平，可以将这两个地区的烟叶按照合适的比例混合以作为卷烟烟叶用，同样，也可以将安宁和昭阳区的烟叶进行混合。

2.2 云南省主要地点中部烤烟无机元素分析

对云南省主要地点中部烤烟进行了主成分分析（PCA），结果见图2。由图2可以看出，5个区域（滇中、滇东、滇西、滇东南和滇东北）的中部烤烟样品分布位置较为明显，说明5个区域间的无机元素存在差异。

对不同区域中各县区所测定的无机元素进行各种统计分析，结果（表3）表明，有2个无机元素的含量在不同县市区之间存在显著差异（P<0.05）。其中弥勒和安宁的氯含量水平显著高于昭阳区；南华的硼含量水平相对较高，峨山的硼含量水平显著高于安宁、元江和澄江，禄丰的硼含量水平显著高于澄江（表4）。

硼可以促进植物对铵、钾、钙等正离子的吸收，缺硼会导致烟株生长缓慢，继而顶心部呈现暗褐色，最后枯萎以至死亡；而硼过量会造成叶片干枯[12，13]。因此，对于硼含量很低的烟叶产区，可通过人工添加硼砂的方式增加土壤的硼含量，以增加烟叶的含硼量，改善烟草的生长环境。

2.3 云南省主要地点下部烤烟无机元素分析

对云南省主要地点下部烤烟进行了主成分分析（PCA），结果见图3。由图3可以看出，只有滇中区域的中部烤烟样品分布位置较为明显，其余4个区域（滇东、滇西、滇东南和滇东北）之间都存在一定程度的分布混杂，说明滇中区域与其余4个区域之间的无机元素存在差异。

对不同区域中各县市区所测定的无机元素进行方差分析和多重比较，结果（表5、表6）表明，有6个无机元素的含量在不同县市区间存在显著差异（P<0.05）。其中澄江的锌含量水平相对较高；对于差异比较而言，泸西和弥勒的氯含量水平显著高于耿马和昭阳区，新平的锰含量水平显著高于石林、泸西和峨山，昭阳区的钠含量水平显著高于南华和安宁，泸西的硝酸根含量水平显著高于峨山、马龙和南华，陆良的硝酸根含量水平显著高于马龙和南华，澄江的磷酸根含量水平显著高于昭阳区，南华的锌含量水平显著高于丘北。

锌是烟株需要量和含量相当高的微量元素，缺锌时细胞内的氧化还原电位将发生紊乱；严重缺锌甚至可导致烟草停止生长和叶片枯死脱落[14，15]。

3 結论

对于云南省不同产区，不同部位的烤烟样品各无机元素分布特征也不同，中部烤烟样品能够明显区分5个区域的样品，上部和下部烤烟样品存在部分区域样品的混杂，但是3个不同部位烤烟样品均能体现出区域间的差异。通过对云南省内烤烟无机元素进行全面分析和比较，明确了云南省内不同产区烤烟的无机元素差异，以期为生产优质烟叶合理施用微量无机元素提供科学的理论依据，为提高国内烟叶质量等方面提供参考。

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