灌溉方式对成熟上部烟叶物理性状的影响

邱 尧，周冀衡*，徐文军，邓小华，谢鹏飞,，黄松青,，张万良，张浩然

(1 湖南农业大学烟草研究院，长沙 410128；2 湖南农业大学生物科学技术学院，长沙410128;3 长沙市烟草公司，湖南长沙 410007)

在中国烤烟烟叶分级中， 上部叶包括全部顶叶和部分上二棚叶，每株一般有6片左右，约占单株烟叶干重的40%。按照烤烟42级国家标准，上部叶在上等烟11个级别中有5个级别，占45.5%；在中等烟19个级别中有9个级别，占47.4%。由此可见，上部烟叶对整株烟的产量和质量都有重要作用。而在中国目前的烟叶生产中，烘烤后上部烟叶的外观质量普遍表现为组织不够疏松，叶片僵硬，杂色烟和挂灰烟多，油分少等问题；其内在质量主要表现为烟碱含量偏高，刺激性大，杂气较重，香气量不足，在卷烟配方中不便利用，甚至无法利用。上部烟叶可用性提高后，不仅可以缓解当前烟叶等级结构的矛盾，而且将有助于降焦减害工作的开展及卷烟“大品牌”战略的实施，因此，如何提高上部烟叶的可用性成为了研究热点。水分和养分是影响烤烟生长发育和烤烟质量的两大生态因素，而养分是以水为媒介进行传递的,因此，良好的水分条件能够提高烟草植株的生长和改善光合特性，促进光合产物积累和分配。合理进行水分调控，以水调肥，促进养分的吸收，为烤烟的生长发育提供良好的水肥条件，才能获得优质适产的烟叶。笔者研究了采取自然排灌和田间灌溉两种方式对上部烟叶烤后物理特性的影响，旨在探索当前烘烤条件下通过改变上部烟叶成熟期的水分供应来提高上部烟叶的可用性[1～10]。

1 材料与方法

1.1 材 料

试验设在湖南宁乡现代烟草农业示范区内。供试烟草品种为当地主栽品种云烟97。试验区植烟土壤pH值平均为5.46，土壤质地疏松，土层较厚，肥力中等均匀，地势平坦，排灌便利，前茬作物一致。栽培管理措施按当地优质烟叶生产技术方案执行。

1.2 试验设计

待中部烟叶采收结束后，将试验田划分为灌溉区和自然排灌区。上部叶成熟期间，对灌溉区的烟田每天进行水分管理，保证灌溉区的垄沟有1～2 cm的润沟水, 保持垄沟湿润；对自然排灌区则不需安排专人管水。在对试验田进行水分调控的同时，还对试验田上部烟叶的总体成熟特征进行跟踪观察。当顶部第1片烟叶达到试验处理成熟特征，即叶片以黄为主，黄多绿少，主脉变白 2/3 以上，子脉变白1/2左右；茎叶角度接近直角，叶片弯曲呈弓型，叶面皱缩，有较多黄色成熟斑时，从各处理中选取烟株各480株，一次性采收上部6片烟叶，并按从顶1～顶6的叶序分别进行编杆并标识，每杆编烟120片。编杆后放入同一烤房进行三段式烘烤，参照一次采收试验示范的烘烤技术要求进行：（1）适当提高变黄期的湿球温度，缩小干湿差，干湿差保持在1.5～2.0℃。（2）延长变黄期时间12～24 h。（3）定色前期加速排湿以避免升温时发生棕色化反应，导致烟叶颜色变褐。

1.3 测定指标及方法

选取各处理有代表性的烤后烟叶，测定其叶长、叶宽、开片度、单叶重、含梗率、叶片厚度、叶密度、平衡含水率以及单位叶面积质量等物理指标。采用SPSS18.0统计软件包对所测定的数据进行统计分析和相关性分析[11,12]。

2 结果与分析

2.1 水分调控对烤后上部烟叶主要物理指标的影响

自然排灌和灌溉条件下烤后上部烟叶主要物理指标列于表1。由表1可知，灌溉条件下的叶长比自然排灌条件下的叶长略变短，但叶宽则比自然排灌条件下增加6.35%，开片度也相应提高，叶面积的增加，有助于提高其工业可用性；灌溉条件下的叶厚比自然排灌条件下的减少了6.61%，有利于增加烟叶的填充性，提高卷烟的燃烧性能；烤后烟叶平衡含水率有所提高，改善了细胞内环境，能够促进细胞生命代谢活动；叶密度和单位叶面积质量略有下降，在单叶质量增加较小的前提下，提高了叶肉细胞间的疏松程度。

表1 烤后上部烟叶的主要物理指标

2.2 自然排灌条件下烤后上部烟叶主要物理指标的统计分析

自然排灌条件下烤后上部烟叶主要物理指标的统计分析结果见表2。由表2可知，各物理指标方差大小依次为叶密度、叶厚、叶长、含梗率、单位叶面积质量、叶宽、开片度、平衡含水率、单叶质量，其中单叶质量的方差接近于0，表明上部6片叶之间质量较接近；叶宽和开片度的方差接近于1，表明自然排灌条件下上部烟叶相互之间的叶宽、开片度比较接近；而其他指标的方差较高，特别是叶密度和叶厚的方差显著高于其他项，表明叶厚和叶密度变化较大，从而导致各叶位间的叶长、含梗率和单位叶面积质量不稳定，说明叶厚和叶密度受叶位和光合作用等条件影响较大。

从偏度系数来看，叶长和单位叶面积质量近似呈正态分布，叶宽、单叶重、叶厚呈右偏态分布，其他物理指标都呈左偏态分布；从峰度系数看，除叶宽和叶密度为尖顶峰外，其他物理指标为平顶峰。

表2 自然排灌条件下烤后上部烟叶的物理指标统计分析值

2.3 灌溉条件下烤后上部烟叶主要物理指标的统计分析

灌溉条件下烤后上部烟叶主要物理指标的统计分析结果见表3。由表3可知，各物理指标方差大小依次为叶密度、叶厚、叶长、叶宽、单位叶面积质量、开片度、含梗率、单叶重、平衡含水率，方差值普遍高于自然排灌条件下的取值，表明在灌溉条件下，上部烟叶处于更加活跃的生理状态。

从偏度系数来看，叶长、含梗率、叶密度以及平衡含水率呈左偏态分布；叶宽、单叶重、叶厚以及单位叶面积质量呈右偏态分布；开片度近似呈正态分布。从峰度系数看，叶长、叶宽、开片度、含梗率、叶厚、叶密度以及单位叶面积质量为平顶峰；其他物理指标为尖顶峰。

表3 灌溉条件下烤后上部烟叶的物理指标统计分析值

2.4 自然排灌条件下烤后上部烟叶物理指标间的相关性

由表4可知，叶长与叶宽、含梗率，叶宽与单叶重、叶厚，含梗率与叶厚，叶厚与单位叶面积质量之间达显著相关水平；叶长与叶厚、单位叶面积质量，含梗率与单位叶面积质量之间达极显著相关水平。其中叶长与叶宽、含梗率，叶宽与单叶重，叶厚与单位叶面积质量呈高度正相关；叶长与叶厚、单位叶面积质量，叶宽与叶厚，含梗率与叶厚、单位叶面积质量之间呈高度负相关(│r│≥0.8视为高度相关；0.5≤│r│<0.8视为中度相关；0.3 <│r│< 0.5视为弱相关[9,10])。

表4 自然排灌条件下烤后上部烟叶物理指标间的简单相关系数

2.5 灌溉条件下烤后上部烟叶物理指标间的相关性

由表5可知，叶长与叶宽、单叶重，叶宽与单叶重、叶厚，单叶重与叶密度之间达显著水平；叶长与叶厚、单位叶面积质量之间达极显著水平，其中叶长与叶宽、单叶重，叶宽与单叶重，单叶重与叶密度呈高度正相关；叶长与叶厚，叶宽与叶厚呈高度负相关。

表5 灌溉条件下烤后上部烟叶物理指标间的简单相关系数

3 小节与讨论

有研究表明，成熟期保持较高的土壤水分会使烟叶的糖分增加，燃烧特性变好，而烟碱、总氮含量降低。本试验结果表明，上部烟叶成熟期间适度灌溉对于改善烟叶的外观质量有显著的影响。上部烟叶在打顶后的质量形成与自身的生理生化调节是密不可分的，灌溉提高了叶肉组织中的含水率，改善了烟叶叶肉组织生长环境，促进了细胞分裂，有利于叶内物质水解活动，能够使蛋白质、淀粉等物质得到充分降解，香气物质充分合成。灌溉促进了叶宽的增加，使得开片度提高，叶面积增大，有利于叶片的充分舒展，从而改善了烟叶的物理特性；叶厚和单位叶面积质量降幅较大；单位叶面积质量和叶片密度都是反映叶片结构疏密的常用指标，单位叶面积质量的降低，从侧面反映了叶肉组织疏松程度的提高；在灌溉条件下，单位叶面积质量同单叶重、叶密度呈高度负相关；因此，成熟期合理调控烟田水分，能够改变叶片组织结构，改善烟叶的弹性、填充力，有利于提高上部烟叶质量及其卷烟加工可用性。但是，灌溉后土壤中水分的增加对于上部烟叶的影响作用机制仍不清楚，中下部烟叶的采收对于上部烟叶质量的影响还有待进一步研究。

[1]孙梅霞，汪耀富，张全民，等．烟草生理指标与土壤含水量的关系[J]．中国烟草科学，2000，(2)：30-33．

[2]韩锦峰．烟草栽培生理[M]．北京：中国农业出版社，2003．

[3]王益奎，李鸿莉，王 军，等．烟草水分胁迫研究进展[J]．中国烟草科学，2005，(4)：33-36．

[4]颜合洪．水分条件对烤烟主要化学成分的影响研究[J]．中国生态农业学报，2005，13(1)：101-103．

[5]简永兴，伍厚国，邹国林，等．不同采收方式对烤烟上部烟叶厚度与烟碱含量的影响[J]．作物杂志，2007，(5)：31-33．

[6]宫长荣，刘 霞，宋朝鹏，等．影响烤烟上部叶质量的因素及提高其可用性的措施[J]．中国农学通报，2007，23(3)：103-108．

[7]何 轶，张一扬，杨虹琦，等．烤前灌溉对不同成熟度烟叶品质的影响[J]．湖南农业科学，2008，(1)：45-48．

[8]张发明，杨虹琦，何 伟，等．不同品种烤烟烟叶调制前后理化特性分析[J]．湖南农业大学学报：自然科学版，2010，36(1)：30-33．

[9]邓小华，陈冬林，周冀衡，等．湖南烤烟物理性状比较及聚类评价[J]．中国烟草科学，2009，30(3)：63-68．

[10]周永波，邵孝侯，苏贤坤，等．水分调控对烤烟生长、干物质积累和养分吸收的影响[J]．灌溉排水学报，2010，29(1)：56-59．

[11]王苏斌，郑海淘，邵谦谦，等．SPSS统计分析[M]．北京：机械工业出版社，2003．

[12]罗应婷，杨钰娟．SPSS统计分析从基础到实践[M]．北京：电子工业出版社，2010．