清香型煙葉成熟期間不同部位外觀表征差異研究

李運(yùn)國(guó)，杜杏蓉，趙正雄，歐陽(yáng)鋮人，保志娟，王娜

（云南農(nóng)業(yè)大學(xué)煙草學(xué)院，云南 昆明 650201）

紅花大金元作為全國(guó)和云南省的特色烤煙品種，對(duì)清香型風(fēng)格特色的彰顯具有獨(dú)特貢獻(xiàn)，在高檔卷煙配方中發(fā)揮著重要作用，其品質(zhì)一直受到工業(yè)企業(yè)的青睞。但紅花大金元不同部位煙葉的成熟度是其品質(zhì)的主要影響因素，對(duì)煙葉經(jīng)濟(jì)價(jià)值起決定性作用［1-3］。成熟度的不同，會(huì)對(duì)煙葉調(diào)制后的外觀質(zhì)量、內(nèi)在化學(xué)成分的協(xié)調(diào)性以及煙制品的感官質(zhì)量產(chǎn)生重要影響，因此準(zhǔn)確掌握田間鮮煙葉的成熟度對(duì)適時(shí)采收和科學(xué)調(diào)制具有重要意義［4］。

目前，關(guān)于成熟度外觀表征的系統(tǒng)研究以K326品種居多：汪季濤等［5］在福建龍巖的田間試驗(yàn)表明，下部葉五成黃采收、中部葉八成黃采收、上部葉九成黃采收煙葉外觀質(zhì)量、感官質(zhì)量、化學(xué)成分、經(jīng)濟(jì)效益最好；王濤等［6］在云南曲靖煙區(qū)研究發(fā)現(xiàn)，K326的鮮煙葉田間適宜采收標(biāo)準(zhǔn)為中部葉主脈和支脈1/2以上變白、絨毛脫落、莖葉夾角80～90°，上部葉主脈和支脈全白、絨毛脫落、莖葉夾角110～120°。紅花大金元鮮煙葉中色素含量較高，成熟慢，易采青，常導(dǎo)致烤后煙葉產(chǎn)量較低，因此把握好采收成熟度對(duì)提高該品種煙葉的質(zhì)量非常重要。本團(tuán)隊(duì)在云南石林和尋甸兩個(gè)不同海拔生態(tài)類型區(qū)，通過(guò)田間試驗(yàn)研究紅花大金元打頂后上、中、下三個(gè)部位煙葉的莖葉夾角、葉綠素含量、類胡蘿卜素含量以及葉色、葉脈、葉尖葉緣等外觀指標(biāo)的差異，探討其采收成熟指標(biāo)和相應(yīng)的適宜采收標(biāo)準(zhǔn)，最大限度地挖掘該品種的質(zhì)量潛力，提高我國(guó)優(yōu)質(zhì)特色煙葉原料保障水平。

1 材料與方法

1.1 供試材料與試驗(yàn)地點(diǎn)

試驗(yàn)于2020年在云南省海拔1 868 m的尋甸和海拔1 674 m石林兩地同步進(jìn)行。供試材料為烤煙品種紅花大金元。土壤理化性狀見(jiàn)表1。

表1 供試土壤理化性狀

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

兩地田間試驗(yàn)均采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，重復(fù)3次。共設(shè)3個(gè)不同葉位處理，處理1：下部葉（第3～5葉）；處理2：中部葉（第8～10葉）；處理3：上部葉（第15～17葉）。小區(qū)長(zhǎng)6 m，寬5 m。每小區(qū)栽煙40株，株距50 cm，行距120 cm。

兩地施肥均按當(dāng)?shù)厣a(chǎn)推薦用量進(jìn)行，均施用烤煙專用復(fù)合肥，其中尋甸施氮量為45 kg/hm2（一次性基施），N∶P2O5∶K2O為1∶1∶3；石林施氮量為45 kg/hm2（一次性基施），N∶P2O5∶K2O為1∶2∶3，株施農(nóng)家肥500 g。

其它栽培管理措施按《昆明優(yōu)質(zhì)烤煙綜合標(biāo)準(zhǔn)》進(jìn)行，均地膜覆蓋栽培。尋甸點(diǎn)于4月20日移栽煙苗，7月4日打頂；石林點(diǎn)于4月26日移栽煙苗，7月15日打頂。

1.3 調(diào)查測(cè)定項(xiàng)目及方法

1.3.1 莖葉夾角 煙株打頂時(shí)，每小區(qū)分別選定代表性煙株10株，每隔8天連續(xù)用半圓測(cè)下部葉（第4片）、中部葉（第9片）、上部葉（第16片）莖葉夾角，直至該部位煙葉成熟采摘為止。莖葉夾角的測(cè)定方法：將葉片自然形成的弧線作為圓弧，煙莖稈作為切線，葉片基部與莖稈著生處就是切線和圓弧的切點(diǎn)，切線與圓弧之間的夾角即為莖葉夾角。

1.3.2 葉綠素含量 煙株打頂時(shí)，每小區(qū)分別選定代表性煙株10株，每隔8天連續(xù)在下部葉（第4片）、中部葉（第9片）、上部葉（第16片）相應(yīng)部位上用打孔器取圓片，帶回實(shí)驗(yàn)室冷藏并進(jìn)行葉綠素含量測(cè)定。

葉綠素含量測(cè)定采用浸提比色法。將圓片置于研磨缽中研磨，加95%乙醇25 mL室溫下浸提至材料完全變白，然后進(jìn)行過(guò)濾和比色。由于葉綠體色素在不同溶劑中的吸收光譜有差異，因此在使用其它溶劑提取色素計(jì)算公式也有所不同，葉綠素a、b在95%乙醇中最大吸收峰的波長(zhǎng)分別為665、649 nm，類胡蘿卜素為470 nm，據(jù)此可按照以下①～③關(guān)系式計(jì)算出葉綠素a、葉綠素b、類胡蘿卜素的濃度。

①Ca=13.95A665-6.88A649；

②Cb=24.96A649-7.32A665；

③Cx=（1000A470-2.05Ca-114.8Cb）/245。

式中，A665、A649、A470為吸光度，Ca、Cb、Cx為葉綠素a、b和類胡蘿卜素的濃度（mg/L）。求得各色素的濃度后再按④式計(jì)算出葉片中葉綠素a、b和類胡蘿卜素三種色素的含量。

④葉綠體色素含量（mg/g）=C×25/100。1.3.3 農(nóng)藝性狀 煙葉成熟時(shí)定性描述葉色、葉面落黃、主脈、茸毛、葉尖葉緣變化等外觀表征情況。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用Microsoft Excel 2007進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同部位煙葉莖葉夾角差異

如表2所示，紅花大金元三個(gè)部位的莖葉夾角均表現(xiàn)為隨著成熟度的增加而增大，尋甸、石林兩點(diǎn)均有一致規(guī)律?？緹煷蝽敽螅o葉夾角由下到上逐漸減小，隨成熟度的增加，角度增幅明顯；尋甸點(diǎn)下部葉采摘結(jié)束后，中部葉和上部葉的莖葉夾角明顯增大，增幅分別為5.93°和7.23°；中部葉采摘結(jié)束后，上部葉的莖葉夾角明顯增大，增幅為5.11°。

整體來(lái)說(shuō)，兩地烤煙各部位煙葉在同一時(shí)期的莖葉夾角和其增幅大小存在一定的差異。從莖葉夾角的大小來(lái)看，下部葉成熟期的莖葉夾角差異較大，達(dá)6.01°，中部葉和上部葉成熟期的莖葉夾角差異較??；從莖葉夾角的增幅來(lái)看，尋甸烤煙各時(shí)期莖葉夾角的增幅較大，石林烤煙增幅較小。說(shuō)明相同烤煙品種在不同生態(tài)點(diǎn)種植，各部位煙葉進(jìn)入相應(yīng)的成熟階段，其莖葉夾角和莖葉夾角的增幅也存在一定的差異。就下、中、上三個(gè)不同葉位比較而言，下部葉莖葉夾角最大，中部葉次之，上部葉較小，尋甸、石林兩點(diǎn)規(guī)律一致。

表2 不同部位煙葉的莖葉夾角 （°）

2.2 不同部位煙葉主要質(zhì)體色素含量差異

由表3可知，紅花大金元不同部位煙葉葉綠素a、葉綠素b和類胡蘿卜素含量表現(xiàn)出相同的變化趨勢(shì)。同一時(shí)期不同部位煙葉的葉綠素a、b和類胡蘿卜素含量均表現(xiàn)為：上部葉＞中部葉＞下部葉；同一部位不同時(shí)期煙葉的葉綠素a、b和類胡蘿卜素含量的變化都表現(xiàn)為：隨著煙葉成熟期的遞進(jìn)，三者的含量逐漸下降，其中葉綠素a、b含量迅速下降，類胡蘿卜素下降緩慢。從變幅來(lái)看，從打頂?shù)较虏咳~采烤前，下部葉的葉綠素a、b和類胡蘿卜素含量的變幅較中、上部葉大，尋甸點(diǎn)分別表現(xiàn)為葉綠素a在0.66～0.23 mg/g、葉綠素b在0.29～0.10 mg/g和類胡蘿卜素在0.16～0.10 mg/g之間含量下降，且石林點(diǎn)與其規(guī)律一致。

兩地比較，石林點(diǎn)各部位煙葉的葉綠素a、b和類胡蘿卜素含量均比尋甸高，這主要與移栽期和大田成熟期有關(guān)，尋甸煙葉移栽較早，而石林相對(duì)較晚。

表3 不同部位煙葉的主要質(zhì)體色素含量 （mg/g）

2.3 不同部位煙葉類胡蘿卜素與總?cè)~綠素比值

紅花大金元不同部位煙葉類胡蘿卜素與總?cè)~綠素的比值如表4所示。隨時(shí)間推移，上部葉、中部葉和下部葉的類胡蘿卜素與總?cè)~綠素的比值都呈現(xiàn)增加趨勢(shì)，且兩地的規(guī)律相同。

2.4 不同部位煙葉成熟時(shí)外觀表征差異

由表5可以看出，不同地點(diǎn)的紅花大金元同一部位煙葉，雖然采收時(shí)間有所不同，但除主脈和葉尖葉緣垂度稍有區(qū)別外，其余外觀特征基本一致；而成熟采收時(shí)不同葉位煙葉的葉色、葉面落黃程度、主脈、茸毛、葉尖葉緣、成熟斑等外觀表征存在差異，兩個(gè)地點(diǎn)均有一致規(guī)律。

表4 不同部位煙葉的類胡蘿卜素與總?cè)~綠素比值

表5 不同部位煙葉成熟時(shí)外觀表征差異

3 討論

3.1 不同部位煙葉莖葉夾角與成熟度的關(guān)系

本試驗(yàn)表明，同一時(shí)期、同一部位煙葉石林地區(qū)的莖葉夾角大于尋甸地區(qū)，這與錢(qián)雷等［7］的結(jié)果吻合，即在其它條件一致情況下，隨著海拔升高，莖葉夾角減小。隨著成熟期的遞進(jìn)，紅花大金元煙株的莖葉夾角逐漸增大，且到成熟后期，中部葉和上部葉的莖葉夾角增幅較大，尤其上部葉的莖葉夾角增幅比較明顯，這與前人的研究結(jié)果一致［7，8］。其原因可能有兩方面：一是由于后期下部葉采收結(jié)束，煙葉的光照面積增加，有效積溫提高，從而加速了中部葉和上部葉的成熟葉夾角增幅變大；另一方面可能是因?yàn)椋瑹熤晟L(zhǎng)后期其葉腋處均會(huì)萌發(fā)腋芽，而腋芽的生長(zhǎng)使得煙葉的莖葉夾角變大，對(duì)上部葉莖葉夾角的影響尤為明顯。對(duì)于紅花大金元品種，當(dāng)煙葉的顏色由綠轉(zhuǎn)黃，下部葉莖葉夾角達(dá)45～51°，中部葉莖葉夾角達(dá)43～45°，上部葉莖葉夾角達(dá)41～43°，可視為適熟的標(biāo)志，此時(shí)采收的煙葉易于烘烤。

3.2 不同部位煙葉質(zhì)體色素含量與成熟度的關(guān)系

煙葉成熟采收時(shí)化學(xué)成分為一個(gè)動(dòng)態(tài)的變化過(guò)程。不同成熟度的煙葉內(nèi)部結(jié)構(gòu)、色素和水分含量等均不相同。煙葉成熟過(guò)程中顏色的變化，實(shí)質(zhì)上就是葉組織內(nèi)總?cè)~綠體色素以及類胡蘿卜素占總?cè)~綠體色素含量比例變化的外觀反映［9］。隨著成熟時(shí)期的遞進(jìn)，同一部位煙葉類胡蘿卜素與總?cè)~綠素的比值都呈現(xiàn)增加趨勢(shì)。這可能是因?yàn)?，總?cè)~綠素和類胡蘿卜素雖均隨成熟時(shí)期的遞進(jìn)呈下降趨勢(shì)，但由于類胡蘿卜素含量明顯比總?cè)~綠素含量少，且類胡蘿卜素的降幅比總?cè)~綠素小，故類胡蘿卜素占比呈增加趨勢(shì)。

本試驗(yàn)結(jié)果顯示，隨著成熟時(shí)期的遞進(jìn)，煙葉下部葉、中部葉和上部葉都表現(xiàn)出同樣的規(guī)律，即葉綠素含量逐漸降低，這與前人的研究結(jié)果一致［8，9］。這說(shuō)明葉綠素隨著時(shí)間推移，其降解能力增強(qiáng)。葉綠素作為煙葉中質(zhì)體色素的重要組成部分，其含量不僅與烤煙產(chǎn)量及適時(shí)收獲有關(guān)，而且決定了調(diào)制后煙葉的色澤，其相關(guān)降解產(chǎn)物與煙葉的香氣質(zhì)和香氣量也密切相關(guān)［10，11］。因此，有關(guān)煙草葉綠素的研究一直備受關(guān)注［1，3，5，12］。

類胡蘿卜素是烤煙中一種重要的香味前體物和顯色物質(zhì)，與煙葉的感官質(zhì)量和外觀質(zhì)量（顏色）關(guān)系密切［13-16］。本試驗(yàn)中，不同部位煙葉的類胡蘿卜素含量在同一時(shí)期都表現(xiàn)為：上部葉＞中部葉＞下部葉，龍春芬等［17］得出同樣結(jié)論；且隨著時(shí)間推移，三個(gè)部位煙葉的類胡蘿卜素含量均是降低的，與王峰吉［10］、楊虹琦［18］等的結(jié)果一致。隨成熟時(shí)期推進(jìn)，煙株葉片自下而上陸續(xù)呈現(xiàn)出生長(zhǎng)停止、轉(zhuǎn)黃、代謝分解大于合成，葉片功能呈逐漸減弱狀態(tài)。

類胡蘿卜素與總?cè)~綠素的比值一定程度上代表了葉色的轉(zhuǎn)化，類胡蘿卜素占比的提高決定了煙葉由綠色向黃色的轉(zhuǎn)變。本試驗(yàn)中，隨著煙葉進(jìn)入成熟期，三個(gè)部位煙葉的類胡蘿卜素與總?cè)~綠素的比值都呈現(xiàn)增加趨勢(shì)。這剛好與葉色轉(zhuǎn)化情況相吻合。

3.3 不同部位煙葉成熟期間外觀形態(tài)與成熟度的關(guān)系

煙葉在成熟過(guò)程中，由于組織結(jié)構(gòu)和內(nèi)在化學(xué)成分的變化，必然導(dǎo)致外觀形態(tài)特征的改變。生產(chǎn)上就是依照外觀特征來(lái)判斷煙葉是否成熟，確定應(yīng)當(dāng)采收的成熟煙葉。而不同部位煙葉成熟時(shí)的外觀表征存在差異，我們可以根據(jù)葉色、葉脈、成熟斑的狀況判斷不同部位煙葉是否成熟，以保證煙葉的產(chǎn)量和質(zhì)量。

4 結(jié)論

尋甸、石林兩地的上、中、下三個(gè)部位的煙葉莖葉夾角均隨成熟度的增加而增大；同一成熟時(shí)期的煙株莖葉夾角大小為下部＞中部＞上部。兩地?zé)熑~的葉綠素a、b和類胡蘿卜素含量均為上部＞中部＞下部，并隨成熟度的增加均呈現(xiàn)下降趨勢(shì)；隨著煙葉成熟時(shí)期的推進(jìn)，三個(gè)部位的類胡蘿卜素與總?cè)~綠素的比值呈增加趨勢(shì)。不同部位煙葉成熟時(shí)其葉色、葉脈、葉尖葉緣等方面有不同表征，我們可以利用這些不同的外觀表征來(lái)區(qū)分不同部位的成熟煙葉。