留葉數(shù)對烤煙品質(zhì)形成的影響

宋淑芳，陳建軍，周冀衡

（1.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)煙草研究院，長沙 410128；2.廣西百色市現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)研究推廣中心，廣西 百色 533612；3.華南農(nóng)業(yè)大學(xué)煙草研究室，廣州 510640）

打頂留葉數(shù)是煙葉生產(chǎn)中一項重要的農(nóng)藝措施，可以直接或間接調(diào)控?zé)熑~的產(chǎn)量和質(zhì)量，與煙葉生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益密切相關(guān)，而確定最適宜的單株留葉數(shù)經(jīng)常是一個問題[1]。國內(nèi)外許多研究表明，單株留葉數(shù)對農(nóng)藝措施、產(chǎn)量、產(chǎn)值以及化學(xué)成分、煙氣等都有不同程度的影響，最適宜單株留葉數(shù)因產(chǎn)地、氣候、土壤、品種等因素而有所不同[2-7]。目前，關(guān)于留葉數(shù)對碳氮代謝及煙葉品質(zhì)形成過程影響的報道少見[8]，大都局限在對某些化學(xué)成分含量的測定[9-15]，碳氮代謝有關(guān)酶活性的變化及其對品質(zhì)形成的影響機(jī)理尚不明確。

在煙葉碳氮代謝過程中，各種酶的活性變化起著決定性的調(diào)節(jié)作用[16-18]，探討碳氮代謝關(guān)鍵酶的活性變化規(guī)律對研究碳氮代謝對煙葉品質(zhì)形成的作用機(jī)理有重要意義。因此，筆者在南方典型煙區(qū)南雄開展了留葉數(shù)對煙葉成熟過程中碳、氮代謝關(guān)鍵酶活性變化以及煙葉品質(zhì)形成相關(guān)的代謝物質(zhì)積累影響的試驗，探討留葉數(shù)對煙葉品質(zhì)形成的作用機(jī)理，以期為南雄烤煙生產(chǎn)提供依據(jù)，也能作為其他煙區(qū)烤煙栽培技術(shù)的研究與應(yīng)用的理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料與設(shè)計

試驗于 2006年在廣東省南雄煙草科學(xué)研究所試驗田進(jìn)行。供試品種9601，土壤理化性狀為pH 7.45，全氮0.114%，全磷0.057%，全鉀2.79%，堿解氮119.00 mg/kg，速效磷9.30 mg/kg，速效鉀18.00 mg/kg，有機(jī)質(zhì) 2.20%。試驗設(shè) 4個處理，T1：留葉數(shù)16片；T2：留葉數(shù)18片；T3：留葉數(shù)20片；T4：留葉數(shù)22片。重復(fù)3次，共12個小區(qū)，隨機(jī)區(qū)組排列，行株距為110 cm×60 cm。漂浮苗于2月19日統(tǒng)一移栽，4月11日開始第一次打頂（現(xiàn)蕾打頂）并駁枝，5月13日開始采收下部葉。

1.2 取樣與測定方法

打頂（即移栽后85 d）后開始進(jìn)行中、上部葉的取樣，并進(jìn)行試驗指標(biāo)的測定。兩個部位分別取樣5次，中部葉分別在移栽后85、92、98、105和115 d取樣，上部葉分別在92、98、105、115和125d取樣。中、上部葉分別取從上往下數(shù)第 11片（移栽后第105天采收）、第4片（移栽后第115天采收）。硝酸還原酶活性、淀粉酶活性、可溶性糖和淀粉含量的測定參照文獻(xiàn)[19]，總氮含量用瑞典福斯特卡托公司生產(chǎn)的凱氏自動定氮儀CID-310進(jìn)行測定。

1.3 統(tǒng)計方法

采用DPS軟件進(jìn)行統(tǒng)計分析。

2 結(jié) 果

2.1 碳氮代謝關(guān)鍵酶活性

2.1.1 硝酸還原酶活性 由表1可知，從打頂?shù)綗熑~采收，各處理煙株中部葉硝酸還原酶活性不斷下降，且下降速率T1＜T2＜T3＜T4，分別為2.23%、2.66%、2.91%、3.11%，隨留葉數(shù)增多而上升。由表2可知，各處理煙株上部葉硝酸還原酶活性先上升后下降；從開始下降到采收時，硝酸還原酶活性下降速率T1＜T2＜T3＜T4，分別為1.13%、1.49%、1.49%、3.12%，與中部葉規(guī)律一致；T1硝酸還原酶活性下降的時間較T2、T3、T4早7 d左右。

2.1.2 淀粉酶活性 由表3可知，各處理中部葉淀粉酶活性呈現(xiàn)出弱-強(qiáng)-弱的變化規(guī)律，移栽后98 d左右達(dá)到峰值，峰值大小為 T1＞T2＞T4＞T3，除T3、T4無顯著差異外，其他兩兩間差異顯著，說明此時煙葉氮代謝處于高峰期并隨留葉數(shù)增加而減弱，此后逐漸轉(zhuǎn)為碳代謝為主。

由表4可知，上部葉淀粉酶活性總體趨勢與中部葉相似，在移栽后 98 d達(dá)到高峰，峰值大小為T2＞T1＞T3＞T4，T1、T2與 T4有顯著差異，T2與 T3有顯著差異，其他無顯著差異?？梢娏羧~數(shù)增多時淀粉酶活性峰值降低。

2.2 碳氮化合物含量

2.2.1 總氮 由圖1可知，移栽后85～98 d，各處理煙株中、上部葉的總氮含量呈下降趨勢，且T4的下降幅度最大；98 d后至采收，各處理煙株中部葉以及T1、T2、T3煙株上部葉的總氮含量都稍有回升，T4的煙株上部葉總氮含量呈一直下降的態(tài)勢。煙葉采收時，T1的中部葉總氮含量明顯高于T2、T3、T4，T4的上部葉總氮含量明顯低于T1、T2、T3。表明中、上部煙葉的總氮積累量隨留葉數(shù)的增多而減少。

表1 各處理中部葉成熟期硝酸還原酶活性 μgNO2-/g FW·hTable 1 Activity of nitrogen reductase in middle leaves during the mature stage

表2 各處理上部葉成熟期硝酸還原酶活性 μgNO2-/g FW·hTable 2 Activity of nitrogen reductase in upper-leaves during the mature stage

表3 各處理中部葉成熟期淀粉酶活性 mg/g FW·5minTable 3 Activity of amylase in middle-leaves during the mature stage

表4 各處理上部葉成熟期淀粉酶活性 mg/g FW·5minTable 4 Activity of amylase in upper-leaves during the mature stage

2.2.2 煙堿 由表5可知，從打頂?shù)綗熑~采收，各處理煙株中、上部葉煙堿含量總體呈上升趨勢。在煙葉采收時，中、上部葉煙堿含量均表現(xiàn)為 T1＞T2＞T3＞T4，隨留葉數(shù)增多而減少。

2.2.3 可溶性總糖 由圖2可知，各處理煙株中、上部葉的可溶性總糖含量在移栽后 98 d都達(dá)最大值，且T1＞T2＞T3＞T4?？梢?，留葉數(shù)增加，中、上部煙葉的可溶性糖積累量隨留葉數(shù)增多而減少。

圖1 各處理中、上部葉片成熟期總氮含量Fig.1 Content of nitrogen content in middle and upper leaves during the mature stage

2.2.4 淀粉 由圖3看出，各處理煙株中、上部葉的淀粉含量先上升后下降。中部葉峰值大小為：T3＞T4＞T2＞T1，且 T3、T4明顯大于 T1、T2，上部葉淀粉含量峰值為：T4最高，T1最小，T2、T3居中而差異不明顯，可見留葉數(shù)多中、上部葉淀粉積累量高。而且，T3、T4的中部葉淀粉含量峰值出現(xiàn)比T1、T2晚7d，T4的上部葉淀粉峰值出現(xiàn)比T1、T2、T3晚7d，表明留葉數(shù)多淀粉合成高峰期延后。

2.3 烤后煙葉化學(xué)成分含量及協(xié)調(diào)性

由表6可知，T2的中、上部葉的總氮、蛋白質(zhì)、淀粉含量均為最低；T2、T3的中部葉可溶性糖含量較高，二者無顯著差異；上部葉可溶性糖含量為T2、T3、T4較高，三者無顯著差異。T2的中、上部葉還原糖含量均為最高，T3次之；各處理中、上部葉煙堿含量隨留葉數(shù)的增多而減少。T2的中、上部葉施木克值最大，T3次之；從氮堿比[20]看，T4的中部葉質(zhì)量最優(yōu)，T3的上部葉質(zhì)量最優(yōu)。

表5 各處理中、上部葉葉片成熟期煙堿含量 %Table 5 Content of nicotine in middle leaves during the mature stage

圖2 各處理中、上部葉成熟期可溶性總糖含量Fig.2 Content of total soluble sugar in middle and upper leaves during the mature stage

圖3 各處理中、上部葉成熟期淀粉含量Fig.3 Content of starch in middle and upper leaves during the mature stage

表6 各處理烤后煙葉主要化學(xué)成分及協(xié)調(diào)性Table 6 Content of chemical composition and coordination of flue-cured leaves

3 討 論

適宜的留葉數(shù)才能協(xié)調(diào)煙葉代謝向形成優(yōu)質(zhì)煙葉所需的代謝模式進(jìn)行，使煙葉化學(xué)成分協(xié)調(diào)，比例平衡，品質(zhì)優(yōu)良[21-22]。本研究結(jié)果表明，留葉數(shù)18和20片的中上部煙葉化學(xué)成分及協(xié)調(diào)性指標(biāo)值更傾向優(yōu)質(zhì)煙葉標(biāo)準(zhǔn)[23-24]，煙葉的化學(xué)成分含量及其協(xié)調(diào)性也并未與留葉數(shù)呈相關(guān)性。

試驗結(jié)果表明，在煙葉成熟期間，單株留葉數(shù)增多，中、上部葉片硝酸還原酶活性下降速率加快，淀粉酶活性峰值降低，總氮、煙堿及可溶性糖的積累峰值降低，淀粉積累峰值升高。說明留葉數(shù)增多，在氮代謝減弱的同時，碳的合成代謝也減弱，這與留葉數(shù)的“稀釋作用”[25]相似。

本試驗結(jié)果還表明，留葉數(shù)多時上部葉NR活性由上升到下降的轉(zhuǎn)折點(diǎn)推后，淀粉積累峰值出現(xiàn)較晚。說明留葉數(shù)影響了煙葉由氮代謝為主轉(zhuǎn)為碳代謝為主的轉(zhuǎn)化時間，當(dāng)前期氮代謝持續(xù)時間延長，煙葉以氮代謝為主轉(zhuǎn)為碳代謝為主的時間隨之推后，淀粉積累峰值也緣此延遲。

以上試驗結(jié)果表明，留葉數(shù)不是簡單地使碳、氮代謝增強(qiáng)或減弱，它可能是通過調(diào)節(jié)碳、氮代謝在成熟期間的轉(zhuǎn)化時間[26]亦或調(diào)節(jié)碳氮代謝的相對強(qiáng)度[27]來實現(xiàn)其對煙葉品質(zhì)的影響。在本試驗設(shè)計條件下，留葉數(shù)18片、20片兩個處理的烤后煙葉更接近優(yōu)質(zhì)煙葉的標(biāo)準(zhǔn)，可能由于在煙葉成熟過程中，碳、氮代謝相對強(qiáng)度適中，且能及時由氮代謝為主轉(zhuǎn)為碳代謝為主，積累的含氮化合物和碳水化合物比例協(xié)調(diào)，更有利于煙葉品質(zhì)的形成，這還有待更進(jìn)一步的探討。

本試驗探討了留葉數(shù)對烤煙品質(zhì)形成的生理規(guī)律，對南雄煙葉生產(chǎn)的大田管理具有指導(dǎo)性作用，對其他煙區(qū)的煙葉生產(chǎn)也提供了參考的理論依據(jù)。但因其結(jié)果是在南雄這一特定的生態(tài)條件下得到的，其他煙區(qū)在煙葉生產(chǎn)時，可以此作為理論基礎(chǔ)，結(jié)合栽種品種以及當(dāng)?shù)氐臍夂?、土壤肥力狀況等來確定實際留葉數(shù)。

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