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作物杂志,2026, 第5期: 262–271 doi: 10.16035/j.issn.1001-7283.2026.05.030

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氮密互作对雪茄烟叶碳氮代谢及品质形成的影响

李嘉永1(), 张城蓓2(), 雷云康2, 杨炯2, 谭舒2, 丁松爽1, 张凯1, 时向东1(), 刘冰洋1()   

  1. 1 河南农业大学烟草学院/国家烟草栽培生理生化研究基地/烟草行业烟草栽培重点实验室， 450046， 河南郑州
    2 四川省烟草公司德阳市公司， 618400， 四川德阳
  • 收稿日期:2025-12-01 修回日期:2026-02-11 出版日期:2026-10-15 发布日期:2026-10-22
  • 通讯作者: 时向东，主要从事雪茄烟栽培和晾制研究，E-mail：sxd@henau.edu.cn；刘冰洋为共同通信作者，主要从事雪茄烟叶生产、农业资源高效利用等方面的研究，E-mail：liubingyang@henau.edu.cn
  • 作者简介:李嘉永，主要从事烟草栽培研究，E-mail：15239031404@163.com；|张城蓓为共同第一作者，主要从事烟草栽培研究，E-mail：zhangcbei@163.com
  • 基金资助:
    中国烟草总公司四川省公司资助项目“德阳优质雪茄烟叶原料风格特色彰显技术与品牌开发研究”(SCYC202424)

Effects of Nitrogen-Density Interaction on Carbon-Nitrogen Metabolism and Quality Formation of Cigar Tobacco Leaves

Li Jiayong1(), Zhang Chengbei2(), Lei Yunkang2, Yang Jiong2, Tan Shu2, Ding Songshuang1, Zhang Kai1, Shi Xiangdong1(), Liu Bingyang1()   

  1. 1 College of Tobacco Science, Henan Agricultural University / National Tobacco Cultivation and Physiology and Biochemistry Research Center / Key Laboratory for Tobacco Cultivation of Tobacco Industry, Zhengzhou 450046, Henan, China
    2 Deyang Tobacco Company of Sichuan Province, Deyang 618400, Sichuan, China
  • Received:2025-12-01 Revised:2026-02-11 Online:2026-10-15 Published:2026-10-22

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1

PDF (PC)

33

摘要：

为探究氮密互作对雪茄烟叶碳氮代谢及品质形成的影响，以“川雪4号”为材料，采用裂区试验设计，设置3个种植密度（M1：18 930株/hm2；M2：21 135株/hm2；M3：23 910株/hm2）和4个施氮量（N0：0.0 kg/hm2；N1：112.5 kg/hm2；N2：142.5 kg/hm2；N3：172.5 kg/hm2），测定烟叶碳氮代谢酶活性、代谢产物、发酵后化学成分和感官品质，并运用熵权―TOPSIS模型进行综合评价。结果表明，种植密度、施氮量及其互作显著影响雪茄烟叶品质；各处理烟叶碳氮代谢酶（淀粉酶、中性转化酶、谷氨酰胺合成酶、硝酸还原酶）活性于移栽后50 d达峰值；移栽后50和70 d，相同密度下，随施氮量的增加，烟叶碳氮代谢酶活性逐渐增加；相同施氮量下，随密度增大，烟叶碳氮代谢酶活性先增后降。其中M2N3处理烟株各生育时期的酶活性均最高，在保证烟碱和总氮充分合成的同时，维持了较高的总糖和还原糖水平，且其化学成分协调，感官品质总分最高，熵权―TOPSIS模型综合评价排名第1。综上，种植密度21 135株/hm2+施氮量172.5 kg/hm2的种植模式能有效协调雪茄烟叶碳氮代谢，提升烟叶品质。

关键词: 雪茄, 氮密互作, 碳氮代谢, 熵权―TOPSIS模型, 烟叶品质, 综合评价

Abstract:

To investigate the effects of nitrogen-density interaction on carbon-nitrogen metabolism and quality formation in cigar tobacco leaves, this study used “Chuanxue 4” as the experimental material and adopted a split-plot design. Three planting densities (M1: 18 930 plants/ha, M2: 21 135 plants/ha, M3: 23 910 plants/ha) and four nitrogen application rates (N0: 0.0 kg/ha, N1: 112.5 kg/ha, N2: 142.5 kg/ha, N3: 172.5 kg/ha) were established. Carbon-nitrogen metabolic enzyme activities, metabolites, chemical components after fermentation, and sensory quality of tobacco leaves were measured, and comprehensive evaluation was conducted using the entropy weight-TOPSIS model. The results showed that planting density, nitrogen application rate, and their interaction significantly affected the quality of cigar tobacco leaves. The carbon-nitrogen metabolic enzyme (amylase, neutral invertase, glutamine synthetase, nitrate reductase) activities in tobacco leaves of all treatments peaked at 50 days after transplanting. At 50 and 70 days after transplanting, under the same density, the carbon-nitrogen metabolic enzyme activities gradually increased with increasing nitrogen application rate; under the same nitrogen application rate, the enzyme activities first increased and then decreased with increasing planting density. Among all treatments, the M2N3 treatment exhibited the highest enzyme activities throughout the growth period, maintaining relatively high total sugar and reducing sugar levels while ensuring adequate synthesis of nicotine and total nitrogen, with coordinated chemical components and the highest total sensory quality score, ranking first in the comprehensive evaluation by the entropy weight-TOPSIS model. In conclusion, the cultivation mode with a planting density of 21 135 plants/ha combined with a nitrogen application rate of 172.5 kg/ha can effectively coordinate carbon-nitrogen metabolism and improve tobacco leaf quality.

Key words: Cigar tobacco, Nitrogen-density interaction, Carbon-nitrogen metabolism, Entropy weight-TOPSIS model, Tobacco leaf quality, Comprehensive evaluation

表1

氮密互作对发酵后雪茄烟叶常规化学成分的影响

种植密度
Planting density		 施氮量
Nitrogen application rate		 总氮
Total nitrogen (%)		 蛋白质
Protein (%)		 烟碱
Nicotine (%)		 总糖
Total sugar (%)		 还原糖
Reducing sugar (%)
M1 N0 3.63±0.02de 6.87±0.13e 3.77±0.07e 0.75±0.00e 0.33±0.00c
N1 3.90±0.06abcd 8.12±0.10c 5.61±0.06a 0.66±0.01gh 0.25±0.00h
N2 3.99±0.05abc 8.29±0.07bc 5.66±0.04a 0.64±0.00hi 0.24±0.00hi
N3 4.21±0.09a 8.61±0.10a 5.69±0.05a 0.62±0.00i 0.23±0.00i
M2 N0 3.11±0.19f 7.06±0.12e 3.37±0.08f 0.89±0.01b 0.41±0.01b
N1 3.62±0.03de 7.48±0.16d 4.98±0.08c 0.69±0.01f 0.27±0.00f
N2 3.80±0.17cde 7.53±0.12d 5.00±0.08c 0.68±0.00fg 0.26±0.00fg
N3 4.18±0.13ab 7.61±0.07d 5.41±0.11b 0.74±0.00e 0.24±0.00hi
M3 N0 2.87±0.13f 6.99±0.06e 2.85±0.04g 0.97±0.02a 0.50±0.01a
N1 3.54±0.10e 7.50±0.02d 4.55±0.05d 0.83±0.01c 0.32±0.00d
N2 3.63±0.12de 7.52±0.02d 4.86±0.06c 0.79±0.02d 0.29±0.00e
N3 3.88±0.03bcd 8.56±0.14ab 5.57±0.03ab 0.68±0.01fg 0.25±0.00gh
F值F-value M 17.006** 31.475** 178.793** 316.844** 367.824**
N 34.049** 83.343** 672.598** 261.259** 1111.059**
M×N 1.337 10.842** 2.717* 10.593** 68.765**
种植密度
Planting density		 施氮量
Nitrogen application rate		 钾
Potassium (%)		 氯
Chlorine (%)		 钾氯比
Potassium-chlorine ratio		 糖碱比
Sugar-alkaloid ratio
M1 N0 3.24±0.03g 1.00±0.02c 3.26±0.07g 0.20±0.00c
N1 3.34±0.04fg 0.74±0.01de 5.80±0.01b 0.12±0.00gh
N2 3.82±0.05a 0.58±0.01h 5.73±0.17bc 0.11±0.00gh
N3 3.62±0.05c 0.67±0.01g 4.86±0.10de 0.11±0.00h
M2 N0 3.01±0.04h 1.37±0.01a 2.20±0.04h 0.27±0.01b
N1 3.43±0.05def 0.75±0.02de 4.58±0.18ef 0.14±0.00ef
N2 3.65±0.03bc 0.67±0.01g 5.43±0.11c 0.13±0.00fg
N3 3.40±0.05ef 0.69±0.01fg 4.92±0.09d 0.12±0.00gh
M3 N0 3.02±0.02h 1.23±0.02b 2.45±0.06h 0.34±0.01a
N1 3.54±0.05cd 0.73±0.01ef 4.86±0.14de 0.18±0.00c
N2 3.76±0.05ab 0.60±0.01h 6.23±0.09a 0.16±0.01d
N3 3.52±0.07cde 0.78±0.01d 4.52±0.11f 0.15±0.00e
F值F-value M 8.545* 86.999** 33.597** 204.448**
N 99.532** 1033.441** 456.690** 496.678**
M×N 4.329* 55.253** 14.362** 21.782**

表2

氮密互作对发酵后雪茄烟叶感官品质的影响

处理
Treatment		 香气质
Aroma quality		 香气量
Aroma quantity		 杂气
Miscellaneous gas		 刺激性
Irritant		 余味
Aftertaste		 甜润感
Sweetness		 燃烧性
Combustibility		 灰色
Gray		 总分
Total score
M1N0 4.0 3.5 3.5 4.5 5.0 5.0 6.0 5.5 50.11
M1N1 4.0 4.0 5.5 5.0 5.0 6.0 6.5 7.5 57.33
M1N2 4.5 4.5 4.5 4.0 4.0 6.0 6.5 7.0 54.56
M1N3 4.0 4.0 4.0 4.0 4.5 5.0 6.5 6.0 51.00
M2N0 4.0 4.0 5.0 5.0 5.0 6.0 6.5 6.5 55.89
M2N1 5.0 4.5 5.0 5.5 5.5 6.0 6.5 7.0 60.78
M2N2 5.0 5.0 5.5 5.5 5.5 6.0 6.5 7.5 62.67
M2N3 5.5 5.5 5.0 5.5 5.5 6.0 7.0 7.5 64.56
M3N0 4.0 4.0 4.0 5.5 5.0 5.5 6.5 7.0 55.33
M3N1 4.5 4.5 5.0 4.5 5.0 6.5 6.5 7.0 58.11
M3N2 5.0 4.5 4.5 5.0 5.0 6.5 6.5 7.0 59.22
M3N3 4.5 4.5 5.5 5.0 5.0 6.0 6.5 7.5 59.22

图1

氮密互作对雪茄烟叶碳代谢关键酶活性的影响 不同小写字母表示不同处理间差异显著（P < 0.05），下同。

图2

氮密互作对雪茄烟叶氮代谢关键酶活性的影响

图3

氮密互作对田间雪茄烟叶碳代谢产物的影响

图4

氮密互作对田间雪茄烟叶总氮和蛋白质含量的影响

图5

氮密互作对田间雪茄烟叶烟碱含量的影响

表3

熵值法各指标权重

序号
Number		 指标
Indicator		 信息熵值
E		 信息效用值
Information
utility value		 权重系数
W
1 移栽50 d NR活性 0.906 0.095 0.063
2 移栽50 d GS活性 0.912 0.088 0.058
3 移栽50 d NI活性 0.896 0.104 0.069
4 移栽50 d AL活性 0.886 0.114 0.075
5 发酵后总氮含量 0.965 0.035 0.023
6 发酵后烟碱含量 0.762 0.239 0.158
7 发酵后总糖含量 0.995 0.005 0.004
8 发酵后还原糖含量 0.955 0.045 0.030
9 发酵后氯含量 0.887 0.113 0.075
10 香气质得分 0.776 0.224 0.148
11 香气量得分 0.928 0.072 0.047
12 杂气得分 0.935 0.065 0.043
13 刺激性得分 0.908 0.092 0.061
14 余味得分 0.954 0.047 0.031
15 甜润感得分 0.919 0.081 0.053
16 燃烧性得分 0.957 0.043 0.028
17 灰色得分 0.948 0.052 0.034

表4

TOPSIS综合评价结果

处理Treatment D+ D− C 排序Ranking
M1N0 0.257 0.147 0.364 12
M1N1 0.224 0.145 0.394 9
M1N2 0.194 0.185 0.488 5
M1N3 0.238 0.140 0.370 10
M2N0 0.240 0.161 0.401 7
M2N1 0.171 0.183 0.516 3
M2N2 0.168 0.193 0.535 2
M2N3 0.157 0.236 0.600 1
M3N0 0.246 0.162 0.397 8
M3N1 0.229 0.133 0.368 11
M3N2 0.174 0.177 0.504 4
M3N3 0.191 0.165 0.464 6
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