影响烟草烟碱含量的因素

摘要：通过对影响烟草中烟碱含量的因素分析及对这些影响因素的进一步探讨，阐述了烟碱的特性和生理作用，提出了增加烟碱含量、提高烟草品质的有效措施。本文综述了国内外有关农艺措施对烟叶烟碱含量的影响研究进展，为烟叶生产中控制烟碱含量提供一定的理论基础。

关键词：烟草 烟碱 栽培措施 烟叶生产

烟碱是烟草植株所特有的生物碱，占烟草栽培品种生物碱总量的90-95%[1-2]。人们抽烟的目的就是吸食烟草中的烟碱，从中获得一种生理上的满足。过低时烟气平淡，吸食者不易满足，过高时烟味浓烈，而且不利于健康。因此，烟碱是衡量烟草品质的重要因素。近年来，我国部分烟区烟叶外观质量接近国际水平，但烟叶化学成分不协调，主要问题之一是烟碱含量偏高，烤烟烟碱含量高达3%～4%，白肋烟烟碱含量高达6%，造成的烟叶可用性低。为生产高品质的烟叶就要求对烟碱形成的相关因素进行深入研究。本文主要对国内外有关影响烟碱含量的报道进行综合分析，为生产中采取有效的降低烟碱含量的调控措施提供理论依据。

一、品种（遗传因素）

通过对白肋烟种质资源的研究发现，其中部烟叶的烟碱含量分布在2.278%－6.98%之间。经研究表明烟草鲜叶烟碱含量的高低受多基因控制，属于数量性状，它的遗传取决于多个具有累加效应的基因，其遗传力较小，受环境因素影响较大，在后代选择该性状效果不理想。现在我们已筛选出了部分烟碱含量较低的资源材料，通过选配杂交组合可望在杂交后代群体中选择到烟碱含量适宜的新品种。

二、施肥

由于氮元素是合成烟碱主要元素之一，减少土壤中氮的含量及降低氮肥含量可降低烟叶烟碱含量。

氮素在烟株生长发育过程中起着重要的作用[3]，随施氮量增加，烟叶中烟碱含量也呈增加趋势，两者之间存在极显著的正相关[4-6]。左天觉[7]认为，在栽培上，施氮量对烟草生长和烟碱的积累影响最大。徐晓燕[8]等人对烤烟品种云烟85的研究表明，不同形态的氮肥对烟碱积累的影响也不同，三种形态的氮肥中，尿素施用后，烟碱积累最高，硝铵次之，硝酸钾处理的烟碱积累最低，比施用尿素低27%，表明施用NO3-N烟草积累烟碱少。

生物有机肥，具有增进土壤肥力、改善土壤微生物环境、提高肥料利用率、增强烟株抗病能力、无毒无害、无环境污染等优点。彭华伟[9]研究表明，施用生物有机肥可以促进烟碱的提前积累，会对下部叶烟碱含量产生有利影响，使上部叶的烟碱的积累增加，但增加不大，有机氮含量为50%的生物有机肥的烟叶由于烟碱积累提前，因此烟叶中的烟碱含量较其他处理高。

钾是公认的品质元素，单施氮肥所产生的对品质的不利影响常可以通过施用钾肥而得到不同程度的克服。许多研究结果表明，增加钾肥的施用量能够降低烟

[10]叶中的烟碱含量，这主要是由于施钾量的增加导致生物学产量增加而形成的

稀释效应[11]。但是Leggett等人的研究结果表明，钾对全氮、总生物碱的含量没有显著的影响，但显著地降低了蛋白质和α-氨基酸的含量[12]。

中、微量元素对烟碱含量也有一定的影响。N. Rosa阐述了Mg与烟碱含量呈负相关关系[13]；T.C.TSo等研究指出，Cu能增加烟碱的含量，而Mo可能会降低烟碱含量。缺乏或过量的Fe、Cu、Mn会使烟碱含量降低[14]。

三、根系

由于烟碱是在根部合成的，根系越多越发达烟碱含量就越高，深栽高起垄比平栽浅起垄具有更发达的根系，平栽浅起垄生产的烟叶烟碱含量较低。

四、留叶数

留叶数越多能有效地使烟株把有限的养分用于地上部的生长，根系生长相应受到抑制，留叶数多能有效稀释根部合成的烟碱总量。近几年来的研究表明，留叶数以24-26片为宜。

五、栽培密度

种植密度对烟碱的影响主要是通过田间小气候的变化来实现的。上官克攀[15]等在东南烟区对几个烤烟品种的研究结果表明，在其他栽培条件相同的情况下，从1025株/666.7m2提到1480株/666.7m2后，叶片烟碱含量降低，上部叶烟碱含量降幅较大，中、下部叶烟碱含量降幅较小；种植密度与新K326上部叶的总烟碱含量呈显著的负相关，即密度越高总烟碱含量越低。这主要是因为随种植密度的增大，烟田光线减弱，湿度增大，通风效果差，而且随种植密度的提高，烟

株个体营养面积减小，造成根系发育不良，从而影响烟碱合成[16]。

六、采收方式

由于烟碱在烟叶中的积累时期主要是在烟叶成熟，剥叶或斩株时间越迟烟叶中烟碱积累就越多。

打顶后烟碱在叶片中的积累增加较快，缩短叶片在烟株上的滞留时间是降低烟碱含量有效手段之一。研究表明剥叶采收比半整株，整株采收能有效降低烟叶烟碱含量。由于白肋烟各部位叶片成熟时间难以集中，再加上我省白肋烟产区7月下旬－8月上中旬正处于烟叶成熟期，经常遇到高温干旱天气，采用半整株或整株晾制，容易造成下二棚叶的损失，同时不利于烟叶烟碱含量的降低。建议中下部叶剥叶采收，待上部6-7片叶成熟时一次性斩株采收。

七、打顶抹杈

打顶、抹杈是影响烟株烟碱合成积累的重要措施。研究表明[17]打顶增加烟碱含量，打顶后根、茎、叶烟碱含量均显著高于不打顶的烟株，其中上部叶增加程度最大，整株烟碱含量显著高于对照烟株。烟碱含量与打顶时期相关，打顶时间越早，下部叶烟碱含量越低，对中部叶来说，初花打顶烟碱含量较盛花打顶略高，现蕾打顶明显偏低，上二棚叶烟碱含量为现蕾打顶>盛花打顶>初花打顶[18]。张丹等[19]也研究表明打顶时期与烤烟上部叶烟碱含量有显著的负相关关系，且随打顶时期推迟烟碱积累强度高峰依次下降，烟碱含量也依次减低，每推迟一天打顶烟碱含量就下降0.0504%。也有人研究表明[20]随叶位升高，打顶对烟碱含量升高的影响也越来越大。烟草根系中的鸟氨酸脱羧酶（ornithine decarboxylase，ODC）、腐胺N-甲基转移酶（putrescine N-methyltransferase，PMT）和N-甲基腐胺氧化酶（N-methylputrescine oxidase，MPO）是烟碱生物合成中的关键酶，打顶后叶中烟碱含量剧增的主要是因为烟株打顶显著提高根中与烟碱合成有关的这3种关键酶的活性[21]。

八、 环割和切根

烟碱主要合成于根系，环割切断了光合产物的向下运输，致使根系发育受到影响，新生根数量减少，减少了烟碱的合成，从而达到降低烟碱的目的[22]；对根系采取机械切除，也可减少烟碱合成能力，是降低白肋烟烟碱的重要途径之一，国内外已有关于根数量、根活力与烟碱含量呈正相关的报道[23，24]。曾涛等[22]研究表明，在打顶当天和打顶前10天进行环割处理，中、下部烟叶烟碱含量均低于对照，各环割处理上、中、下部叶片烟碱含量降幅都有明显差异。周焱[25]和舒海燕[26]也对此进行了研究，结果一致。在实际生产中，采用环割措施降低烟碱是可行的，其中打顶当天效果最好。李进平等[27]对白肋烟的研究表明，打顶后5d机械切根能明显降低烟碱含量，其中切根1/8与不切根相比，上部叶烟碱下降1.9个百分点降幅31.33%，中部叶烟碱下降2.13个百分点，降幅51.4%。

九、气象因素

烟叶中烟碱的积累主要集中在烟叶成熟期，烟叶成熟期的积温、降雨量、日照时数等对烟叶烟碱含量影响较大。

成熟期的积温：有研究表明烟叶中烟碱含量与成熟期积温成正相关。成熟期积温越高，有利于烟碱的积累，积温越低烟碱含量越低。

成熟期的降雨量：成熟期的降雨量与烟碱含量成负相关。降雨量的多少直接影响到土壤持水量，进而对烟株根系活力产生影响。土壤持水量越大，使根系处于渍水状态，根系活力下降，根部合成烟碱量减少。在较干旱的条件下，烟碱的积累增加，烟碱含量高。

成熟期的日照时数：日照时数与烟碱含量成显著正相关，说明日照时数长短对烟碱含量影响很大，日照时数充足，成熟叶片的烟碱含量高，反之就低。

烟叶成熟期积温高的年份，可提早移栽，促早熟，适时采收：积温低的年份可早打顶，少留叶。

烟叶成熟期降雨量多的年份，要选择排水较好的轻质土壤，降雨量少的年份要选择具有一定保水性能好的土壤或灌水条件好的田块，应用集水灌溉技术进行浇灌。

烟叶成熟期光照充足的年份，可适当密植，使其叶片互相遮阴，减少日照时数，来达到降低烟碱的目的。

十、结论

影响烟叶烟碱含量的因素较多，但这些因素并非单独对烟碱合成积累产生影响，不同的生态环境条件下，他们对烟碱含量的影响会有所差异。这些因素对烟碱含量影响的变化幅度在0.12%-3.41%之间。因此，在实际生产中，可将降低烟碱含量的农艺调控措施和化学调控措施综合协调实施，才能起到理想的降烟碱含量效果。

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第二篇：影响烟草中烟碱含量的因素

影响烟草中烟碱含量的因素

练洪福

云南农业大学烟草学院2011级 2011312934

摘要：好地提烟碱含量决定烟草商品的价值，分析影响其含量的遗传特性、生态因素和栽培措施等因素，以便更出相应的烟碱调控措施，生产出含适量烟碱、高香气的安全烟。 关键词：烟草 烟碱 影响因素 Factors Influencing The Nicotine

ContentIn Tobacco

LIAN Hong-Fu

The Tobacco Institute 2011 level of Yunnan Agricultural University 2011312934

Abstract:The nicotine content of tobacco to determine the value of the goods, analysis of genetic characteristics, factors influenced the content of ecological factors and cultivation measures, so as to even out the nicotine corresponding regulation measures, Production safety cigarette containing amount of nicotine, high aroma.

key words:Factors Affecting Tobacco nicotine

烟草的经济效益取决于烟叶的品质、产量和生产成本，其是品质。而烟碱含量在决定烟叶品质方面占有举足轻的地位。是烟草商品价值的主要体现。近年来， 国内外烟市场都力求生产出含适量烟碱、高香气的安全烟，这就要对烟碱形成的相关因素进行深入研究。为此，我们就影响草中烟碱含量的主要因素进行了探讨。

1 遗传特性

烟草品种的遗传特性决定了其烟碱含量的高低；遗传特性不同，烟碱含量差异很大。不同遗传特性的烟草在烤烟和白肋烟栽培条件下种植，其烟碱的变异分别为0.20%~7.87%和0.02%~5.69% 。左天觉指出：马里兰和土耳其烟的烟碱含量一般较低，烤烟、白肋烟、古巴和康涅荻格州的雪茄外包叶含量中等，而宾夕法尼亚烟、深色明火烤烟，尤其是黄花烟烟碱含量较高。烟草中烟碱含量变化范围从某些雪茄烟系的接近于0到白肋烟中的6%，而且可以遗传。

同种烟草中烟叶烟碱含量也存在较大变化。随意检测152个红花烟草栽培品种，结果发现烟碱含量的变化范围在 0.17%~4.93%。

2 生态因素

烟碱含量与生态因素中的土壤、光照、温度、水分等息息相关。

2.1 土壤

土壤是烟株生活的基地，它固定烟株，保护根系，提供烟株绝大部分的水分和矿物养料以及根系吸收的空气。土壤对烟碱的影响主要有土壤物理、化学、海拔和地形诸方面。 烟碱的积累与烟草生长的土壤类型、肥沃程度、质地粘砂、保肥性能、颜色深浅等关系密切。肥沃、粘重、色暗的土壤，所产的烟叶烟碱含量较高；疏松的砂质土壤，所产烟叶的烟碱含量就低一些。据腾琦研究，不同类型土壤对香料烟烟碱的影响表现为：土层较薄、土

质较轻的红壤土生长的香料烟保持了其良好特性， 烟碱含量适宜；麻石黄红土和扁石黄红土次之；黄红壤上的香料烟最差，糖和烟碱含量都较低；黑色石灰土种出的烟叶烟碱含量较高。

烟草生育的土壤pH值不同，其烟碱含量不同。有研究表明 在土壤pH值6.0～7.0条件下种植的烤烟，烟碱含量较低；土壤pH值过高或过低都会造成烟碱含量增加。

地势的高低与烟株的生长发育密切相关，进而影响到烟叶烟碱的积累。据李进平研究，海拔高度增加，烟碱积累速率降低。同时，由于海拔高度不同，生态环境变化，可对烟株生长发育及烟碱积累产生多方面的影响。

2.2 光照

日光是烟株进行光合作用的能量来源，是烟株正常生长的必要条件，它对烟碱形成的影响表现在光照强度、光照时间和光质等方面。

光照强度对烟株的生长发育和根、茎、叶的形成有重要作用，对烟叶中烟碱的形成也有重要影响。对白肋烟的研究表明，种植白肋烟的理想光照条件为光照强度较高但不强烈。如果白肋烟生长的生态条件中光照强度太低不能满足强光合作用的需要，形成的碳水化合物多数被呼吸消耗，所产烟叶品质较差，烟碱含量高。

烟叶烟碱含量随光照时间的增加而增加，在日照充足环境中生长的烟草， 其烟碱含量为半遮阴者的2倍。据金兰报道，成熟期日照时数与叶片中烟碱含量呈正相关。

2.3 温度

烟株生长的前、中期，如遇较长时间的低温，容易发生早花，而烟株发生早花后，必须提前打顶培育2代烟，从而刺激了不定根的生长，促进了烟碱的合成， 加上留叶数减少，烟株较矮，大大提高了叶片中烟碱的含量。因此，选择适宜的移栽期，避免烟株早花，对烟碱的形成有重要影响。

烟草为了完成自己的生命周期，需要一定的积温，只有积温满足了其生长发育的需要，才能获得优质的烟叶。据研究，成熟采烤期旬平均气温、 积温大于30摄氏度的高温天数均与烟碱的积累呈接近显著的正相关，即成熟期积温越高，越有利于烟碱的积累，烟叶中烟碱的含量就越高；而成熟期积温越低，对烟碱的积累越不利。

昼夜温差的大小对烟碱含量也有影响。昼夜温差大，烟碱含量升高； 反之， 烟碱含量降低。关于昼夜温差对烟碱的影响， 植物生理学研究证明， 夜间温度低， 昼夜温差大，能加速叶片同化产物向根、茎、花、果实等器官运转，这对烟叶品质的形成并不利。

2.4 水分

影响烟草烟碱形成的生态水分包括降水和土壤水分等。降水对烟株烟碱的影响是与土壤中的含氮水平密切相关的。就整个生长季节来说，如果降水过多，在土壤供氮水平过高的情况下，土壤后期剩余氮肥仍在释放，使烟株吸氮增加，烟叶中的烟碱含量有可能保持在较高水平；在氮肥适中和较低条件下，烟株茎叶生长旺盛，烟叶的细胞间隙大，组织疏松，调制后烟碱含量较低。如果降雨适宜，土壤氮过多，烟碱含量增高；土壤供氮适宜，烟碱含量适宜。如降雨过少，土壤干旱， 旺长期和成熟期过度缺水，则烟株长势差，所产烟叶小而厚，组织粗糙，含氮化合物、蛋白质和烟碱明显增加。

土壤水分往往是决定烟株根系分布大小和生长的限制因子， 因而对烟株烟碱的积累有重要影响。研究表明，在成熟期，随着土壤相对含水量的增加$烟叶中的烟碱含量有明显下降趋势；反之，含量有明显上升趋势。

3 栽培因素

栽培因素主要影响烟叶中烟碱的含量，优良的栽培技术种植烟草的首要条件，它不但影响烟碱的含量，更影响其产量。

3.1 营养元素

氮素是烟碱的基本成分之一（烟碱含氮17.3%），是影响烟碱积累最重要营养元素，对烟碱积累的调节作用，超过其他营养元素，且与烟碱的含量有正相关性。 在栽培上，施氮量对烟草烟碱的影响主要表现在，烟碱合成的高峰期比氮素吸收的高峰期出现要晚$在移栽初期，氮吸收的增加强度大于烟碱的积累强度，移栽后2个月左右，氮肥的吸收强度达最高峰，此时烟碱的积累开始急剧增加，一直持续到采收才达到最高峰。同时，氮肥形态、氮肥施用的时间和方法对烟碱的积累也有重要影响。尿素和碳酸氢铵使烟叶氮和总植物碱含量升高；分期施肥（移栽前施基肥和移栽后46d追肥）比移栽前单次施肥的烟株，上部叶多形成2倍的烟碱，第2次施肥愈晚影响愈显著。

磷不直接参与生物碱的合成，而是通过间接作用表现出来的。施磷对烟草生长 最明显的影响之一是缩短植株达到成熟的时间，因而烟碱积累减少。磷素对烟碱的另一个影响表现在，磷素影响烟株体内物质的代谢过程，生育阶段缺磷，就会导致氮素代谢紊乱，烟碱含量下降。

钾对烟碱的影响表现为，随着施钾量的增加和烟叶中钾含量的提高，烟叶中的烟碱含量逐渐下降，其原因可能是由于施钾量提高，导致烟草吸收的氮量减少。 这是因为一方面提高施钾量增加烟草的生物学产量，由于稀释效应使氮含量降低；另一方面，可能是钾与氨态氮竞争降低了氮的吸收。随着烟叶中钾浓度的提高，烟碱含量的下降幅度大于总氮的下降幅度， 总烟碱与总氮的比值也下降， 这说明随着烟叶中钾浓度的提高，每吸收单位数量的氮用于合成烟碱的比例降低。 因此，钾使烤烟烟碱含量降低除了因为降低氮的吸收与含量外，还存在着其他生理方面的原因。

微量元素虽然含量较少，但其对烟碱的产生有不可替代的作用。硼直接参与烟碱的产生，硼与烟碱的关系与缺硼程度有关。严重缺硼时，引起根强烈分枝， 纤维根增加，烟碱合成增加，烟株顶端坏死较早，烟株叶片较少，烟叶中烟碱含量增加；轻度缺硼时，烟碱含量降低；硼含量正常时，烟碱含量又升高。缺镁对烟碱含量仅有轻微影响，镁轻度缺乏，烟碱略有减少。增施钙使中、下部烟叶的烟碱含量显著降低，上部叶烟碱略有升高。烟株在氮吸收中，缺Mo时，硝酸根离子吸收增加，烟碱增加；过量的Mo也使烟碱含量增加。缺乏或过量的Fe、Cu、Mn会使烟碱含量降低；缺乏Zn可使烟碱降低，但过量的ZN可使烟碱含量增加。

3.2 移栽期和种植密度

移栽期决定着烟叶生长、成熟、调制时期与外界环境条件是否协调，特别是降水分布是否符合烟叶生产需要，进而影响到烟叶的烟碱含量。 据李进平研究， 只要打顶至斩株时间一致，移栽时间延迟可使烟叶的烟碱含量降低，且与移栽期呈负相关，回归系数为-0.025达到显著水平。

种植密度对烟碱的影响主要是通过田间小气候的变化来表达的。研究表明， 随着种植密度增大，烟田地温下降，相对湿度上升，光照减弱，风速变小，这些因素均不利于烟碱的合成与积累。尤其密度增大后，个体营养面积减小，根系交错， 限制了侧根的发生，使烟碱合成场所缩小，合成效率降低，从而导致烟碱含量减少；当密度一定时，双行或等距离行距对烟碱的含量无影响。因此，适当增大烟草的种植密度，能有效降低烟叶中烟碱含量，其中上部烟叶烟碱含量降幅较大， 从而使烟叶刺激性减小、可用性增强，中下部烟叶烟碱含量降幅相对较小。

3.3 打顶

烟碱在烟株的纤维根中合成并转移到旺盛生长的叶片中，它在烟叶中的运输积累主要与打顶有关。研究证明，打顶可增加烟碱含量。不打顶的烟株，单位根重合成的烟碱数量变化不大；但打顶后，烟株幼嫩根系大量发生，大大增强了根系各部位的代谢活性，尤其能增强根尖部的代谢活性，提高根系合成烟碱的能力。

打顶时间对烟碱积累也有重要影响。通常认为早打顶的烟株烟碱含量高于晚打顶的烟株，而延迟打顶可以降低烟碱含量。

4 结语

综上所述，经过烟草科技工作者的不懈努力，至今无论是在烟碱形成的影响因素，还是调控措施方面都已取得了不少重要的研究成果。但是，由于烟碱的形成受到多种因素的影响，以前的研究方法和手段难免存在一定的局限性。随着科学技术的发展和试验及分析手段、方法的完善，充分利用生物技术加强对烟碱含量适宜品种的选育，利用计算机技术对烟碱的形成进行模拟，建立烟碱形成的模拟模型，加强对陈化和发酵降解烟碱以及利用微生物对烟草进行烟碱降解处理的研究，将会成为未来研究的重点。

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