成熟期灌水對烤煙上部葉質(zhì)量的影響

張東明，周冀衡

（1.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)煙草研究院，湖南 長沙 410128；2.江蘇中煙工業(yè)有限責(zé)任公司生產(chǎn)制造中心，江蘇 南京 210011）

水分是作物生長發(fā)育所必須的生態(tài)因素之一，對煙草的生長發(fā)育具有重要的影響。湖南湘東南煙區(qū)成熟期存在降水不均的特點(diǎn)，即現(xiàn)蕾至下二棚葉成熟采收階段降雨量較少，僅為48.6 mm，中部葉成熟階段降雨充足，上部葉成熟階段降雨量又出現(xiàn)偏低現(xiàn)象[1]，僅為65.7 mm，這對上部葉的物質(zhì)轉(zhuǎn)化和合成及其化學(xué)成分的協(xié)調(diào)性十分不利。上部葉占煙株葉片數(shù)的1/3左右，對煙葉產(chǎn)量有重要的貢獻(xiàn)，但上部葉普遍存在嚴(yán)重的質(zhì)量問題[2-4]。在成熟期，煙株遭遇干旱脅迫，會(huì)引起上部葉難以開片，煙葉難烘烤，烤后煙葉多出現(xiàn)“花片”現(xiàn)象[5-8]，均會(huì)使上部葉的品質(zhì)和工業(yè)可用性下降。目前，研究主要集中在不同灌水方式和灌水時(shí)期對煙草生長發(fā)育和品質(zhì)形成的影響，而針對成熟期灌水對上部葉質(zhì)量形成的影響研究較少。試驗(yàn)在烤煙成熟期灌水，分析成熟期煙株長勢長相的特點(diǎn)，上部葉的物理特性、化學(xué)成分和中性致香成分等質(zhì)量狀況，探討成熟期灌水對上部葉品質(zhì)的影響，以期為提高上部葉可用性提供理論和技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)于2011年在湖南省郴州桂陽煙區(qū)樟市鎮(zhèn)盈農(nóng)合作社進(jìn)行。該地區(qū)屬于中亞熱帶季風(fēng)性濕潤氣候區(qū)，全年日照在1 510～1 764 h之間，日照率40%左右，年降雨量1 320～1 654 mm，年際間分布不均，其中4～6月降雨量占全年降水的40%。試驗(yàn)田安排在人工棚內(nèi)，土壤類型為壤土，田間最大持水量為28%，土壤pH值為7.40，堿解氮120.00 mg/kg，速效磷 29.00 mg/kg，速效鉀 119.00 mg/kg。試驗(yàn)煙苗于2011年3月15日移栽，行株距120 cm×50 cm，100 株/區(qū)。氮用量 105 kg/hm2，N∶P2O5∶K2O=1∶1.5∶3。試驗(yàn)田煙株現(xiàn)蕾之前不遮擋，現(xiàn)蕾之后利用透明塑料大棚（棚大小15 m×6 m/個(gè)，棚高3.5 m）遮擋以防止自然降雨入內(nèi)，成熟期實(shí)施人工灌溉，每次灌水量2.72 m3/區(qū)，灌水方法為根交替灌溉（定點(diǎn)澆灌），在灌水管道安裝水表控制灌水量。供試烤煙品種為K326。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)采用單因素隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，共設(shè)置3個(gè)處理，3次重復(fù)。處理1，成熟期不灌水；處理2，成熟期2次灌水，分別在現(xiàn)蕾時(shí)期（5月15日）和打頂時(shí)期（5月25日）；處理3，成熟期3次灌水，分別在現(xiàn)蕾時(shí)期（5月15日）、打頂時(shí)期（5月25日）和圓頂時(shí)期（6月4日）。

1.3 測定內(nèi)容與方法

1.3.1 農(nóng)藝性狀 在大田成熟期（6月5日），測定煙株農(nóng)藝性狀。主要項(xiàng)目內(nèi)容包括煙株株高、莖圍、有效葉片數(shù)、最大葉和上二棚葉片長寬大小等。1.3.2 化學(xué)成分 按照GB2635-92《烤煙》分級技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，每個(gè)處理選取B2F等級煙葉2 kg，用牛皮紙?jiān)o標(biāo)記、保存。煙葉化學(xué)成分按照YC/T159～162-2002煙草及煙草制品化學(xué)成分連續(xù)流動(dòng)法進(jìn)行測定。

1.3.3 物理特性 在標(biāo)準(zhǔn)空氣條件下，即溫度（22±1）℃，相對濕度（60±3）%平衡 7 d后用于測定煙葉物理特性，主要項(xiàng)目包括單葉重、含梗率、葉質(zhì)重、葉片長寬大小等。

1.3.4 中性致香成分 中性致香物質(zhì)提取及定性定量分析采用HP5890-5972氣-質(zhì)聯(lián)用色譜儀測定。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用EXCEL和SPSS軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 成熟期灌水對上部葉葉片大小的影響

煙株葉片長寬大小和其長寬比值是判斷葉片開片程度的重要依據(jù)，對提高煙葉產(chǎn)質(zhì)量均有一定的影響。一般情況下，長橢圓形品種烤煙葉片的長寬比值在2.2～2.5之間[9]，其比值越大，開片程度越差，品質(zhì)也會(huì)有所下降。

從表1中可知，不同處理間煙株農(nóng)藝性狀存在一定的差異，主要表現(xiàn)在煙株最大葉片和上二棚葉片大小上，差異性均達(dá)到顯著性水平。在成熟期，不同處理間煙株株高、莖圍和有效葉片數(shù)差異相對較小。其中，煙株株高，處理3（現(xiàn)蕾、打頂和圓頂時(shí)期灌水）和處理2（現(xiàn)蕾、打頂時(shí)期灌水）均顯著高于處理1（成熟期不灌水），處理2略高于處理3，未達(dá)到顯著水平；煙株莖圍，處理3顯著大于處理1和處理2，而處理2略大于處理1，未達(dá)到顯著水平；有效葉片數(shù)，處理3顯著多于處理1，而處理2在處理1和處理3之間，差異性未達(dá)到顯著水平。在成熟期，不同灌水處理煙株的葉片開片程度間存在較明顯的差異。就煙株最大葉片和上二棚葉片大小而言，不同灌水處理間葉片大小存在顯著性差異，其中最大葉片大小（處理3最大葉葉長除外）和上二棚葉片大小表現(xiàn)出相似的規(guī)律，均呈現(xiàn)出處理3＞處理2＞處理1，且三者之間差異性均達(dá)到顯著水平；處理2和處理3最大葉片長和寬均大于處理1，但長寬比小于處理1，開片情況優(yōu)于處理1，且差異性達(dá)到顯著水平。

表1 成熟期煙株主要農(nóng)藝性狀比較

由此可知，在煙草生產(chǎn)過程中，隨著成熟期灌水次數(shù)的增加，煙株葉面積和莖圍增大，有效葉片數(shù)增多，田間長勢變好，尤其是在現(xiàn)蕾時(shí)期和打頂時(shí)期灌水有利于增強(qiáng)煙株田間的長勢，對于改善煙葉葉片大小和其上部葉開片程度都十分有利。其原因可能是：①在現(xiàn)蕾時(shí)期和打頂時(shí)期灌水之后，煙田土壤含水率增加，肥料有效性增強(qiáng)，土壤供給營養(yǎng)的能力增強(qiáng)；②打頂抹杈促進(jìn)了煙株根系二次發(fā)育，根系吸收水分和養(yǎng)分能力增強(qiáng)，吸收量增多，煙株長勢狀況變好，上部葉葉片開片程度得到改善。另外，在現(xiàn)蕾和打頂時(shí)期灌水，有利于上部葉的生長發(fā)育和中下部煙葉的成熟采收。

2.2 成熟期灌水對上部葉物理特性的影響

從表2中可知，灌水處理的煙葉單葉重、葉長、葉寬和葉面積優(yōu)于不灌水處理，且隨著灌水次數(shù)的增多而增大，差異達(dá)到顯著性水平；煙葉的葉質(zhì)重和含梗率隨著灌水次數(shù)的增多而減小。

表2 不同處理間煙葉物理特性比較

由此可知，在成熟期灌水處理的煙葉物理特性均優(yōu)于不灌水處理，隨著成熟期灌水次數(shù)的增多，煙葉上部葉單葉重和葉面積增大，開片情況較好，物理特性變好。其中，不灌水處理煙葉葉片窄小，單葉重輕，葉質(zhì)重厚，含梗率高，綜合物理特性最差；在現(xiàn)蕾時(shí)期、打頂時(shí)期和圓頂時(shí)期灌水的處理煙葉葉片面積最大，開片情況最好，單葉重最重，葉質(zhì)重最低，綜合物理特性最好；而在現(xiàn)蕾和打頂時(shí)期灌水的處理煙葉物理特性居中。

2.3 成熟期灌水對上部葉化學(xué)成分的影響

從表3中可知，不同處理對煙葉化學(xué)成分有較大的影響。灌水處理的煙葉總氮和煙堿的含量顯著低于不灌水處理，而還原糖、總糖和鉀的含量均顯著高于不灌水處理。其中，處理3煙葉的總糖和還原糖含量分別達(dá)到18.24%和16.95%，基本能夠滿足優(yōu)質(zhì)卷煙的配方需要。不同處理間煙葉氯含量未表現(xiàn)出明顯的規(guī)律性，處理1、2均低于0.3%，符合優(yōu)質(zhì)煙葉的要求，而處理3達(dá)到0.33%，略超出優(yōu)質(zhì)煙葉的要求，對提高煙葉燃燒性有不利影響。

成熟期灌水對上部葉化學(xué)成分的協(xié)調(diào)性影響較大。灌水處理的煙葉氮堿比、糖堿比均顯著高于不灌水處理；不同處理間煙葉鉀氯比以處理2最高，達(dá)到7.45，顯著高于處理1和處理3。

由此可知，成熟期灌水能夠提高煙葉的還原糖、總糖含量以及降低煙葉的總氮、煙堿含量，對于改善煙葉化學(xué)成分的協(xié)調(diào)性十分有利；隨著灌水次數(shù)的增加，煙葉還原糖和總糖含量的增加量較大，對煙葉化學(xué)成分的協(xié)調(diào)性有明顯的正面作用。本試驗(yàn)中，在成熟期的現(xiàn)蕾時(shí)期和打頂時(shí)期灌水，煙葉碳、氮化合物和鉀、氯含量均在優(yōu)質(zhì)煙葉要求的范圍之內(nèi)，煙葉的化學(xué)成分協(xié)調(diào)性較好。原因可能是：①隨著成熟期灌水次數(shù)的增加，煙株成熟期時(shí)間延長，碳代謝時(shí)間延長，碳水化合物合成和積累增加，對于提高煙葉化學(xué)成分的協(xié)調(diào)性十分有利；②隨著成熟期灌水次數(shù)的增多和灌水時(shí)期的延遲，有助于改善煙株之間的田間小氣候，減輕“高溫逼熟”的不利影響，煙葉成熟落黃程度適宜，烘烤特性增強(qiáng)，烤后煙葉品質(zhì)優(yōu)良。

表3 不同處理間煙葉化學(xué)成分含量比較

2.4 成熟期灌水對上部葉中性致香成分的影響

由表4可知，煙葉中性致香成分共檢測出28種物質(zhì)，主要分為質(zhì)體色素降解產(chǎn)物、苯丙氨酸類降解產(chǎn)物、棕色化反應(yīng)產(chǎn)物、西柏皖類降解產(chǎn)物、其他類等化學(xué)物質(zhì)。成熟期灌水后，上部葉煙葉中性致香成分總量和質(zhì)體色素降解產(chǎn)物增加，苯丙氨酸類降解產(chǎn)物和其他類略有減少，棕色化反應(yīng)產(chǎn)物和西柏皖類降解產(chǎn)物未表現(xiàn)出明顯的規(guī)律，但均以處理2含量最高。不同處理間煙葉中性致香成分總量表現(xiàn)，以處理2最高，處理3次之，處理1最低。

在中性致香成分中，質(zhì)體色素降解產(chǎn)物含量最高，占中性致香成分總量95%左右，其中新植二烯占中性致香成分總量90%左右；其次是苯丙氨酸類降解產(chǎn)物含量較高，其中苯甲醇含量最高，對增加煙葉芳香氣息有正面影響；棕色化反應(yīng)產(chǎn)物、西柏皖類降解產(chǎn)物和其他類含量相差不大，其中棕色化反應(yīng)產(chǎn)物主要包含6種物質(zhì)，其中糠醇含量最高，西柏皖類降解產(chǎn)物主要包含2種物質(zhì)，其中茄酮含量最高；其他類物質(zhì)包括6種物質(zhì)，其中甲苯含量最高。

3 小結(jié)與討論

在此試驗(yàn)條件下，成熟期灌水，對煙株農(nóng)藝性狀、烤后煙葉物理特性、化學(xué)成分和中性致香成分均有一定的影響。其中，成熟期灌水，煙株農(nóng)藝性狀主要表現(xiàn)出煙株有效葉片數(shù)有增加趨勢，上部葉葉面積增大和開片程度變好，田間長勢轉(zhuǎn)好，與汪耀富等[1]的研究結(jié)論一致；煙葉物理特性表現(xiàn)出：煙葉單葉重增加，含梗率下降，葉片面積增大；煙葉化學(xué)成分主要表現(xiàn)出：煙葉總氮和煙堿等含氮化合物下降，總糖和還原糖等含碳化合物增加，煙葉化學(xué)成分協(xié)調(diào)性增強(qiáng)，這與張曉海[7]、王小兵[10]、靖軍領(lǐng)[11]等的研究結(jié)論一致。隨著成熟期灌水次數(shù)的增加，煙株的農(nóng)藝性狀、以及煙葉的物理特性和化學(xué)成分均得到改善，尤其是在現(xiàn)蕾時(shí)期、打頂時(shí)期和圓頂時(shí)期灌水，煙株田間長勢，煙葉物理特性、化學(xué)成分協(xié)調(diào)性和中性致香成分表現(xiàn)突出，對提高煙葉質(zhì)量和增加煙農(nóng)收入均有明顯的積極作用。

表4 不同處理上部葉中性致香成分含量比較 （μg/g）

在湖南煙草生產(chǎn)中，多數(shù)煙區(qū)存在降雨不均衡，成熟期出現(xiàn)階段性干旱的現(xiàn)象，對上部煙葉生長發(fā)育有極其不利影響。在成熟期，煙田灌水，能使土壤含水量增加，根系吸收水分和養(yǎng)分增加，可以滿足上部葉生長發(fā)育所需，改善上部葉開片不良問題；另外，在現(xiàn)蕾時(shí)期、打頂時(shí)期和圓頂時(shí)期灌水，煙葉物理特性和化學(xué)成分表現(xiàn)較好，綜合效益最佳。

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