我国烟草规范化生产（GAP）研究进展

2017-03-24唐晓敏李丹程轩轩张春荣杨

现代农业科技 2016年22期

唐晓敏++李丹++程轩轩++张春荣++杨全

摘要对我国烟草的规范化生产进行了综述，重点阐述了烟草种质资源、栽培技术、采收加工及分级标准、贮藏方法、质量评价等关键问题。目前，烟草的规范化生产相关研究取得了一定的成果，但在采收加工技术、贮藏方法、分级标准和质量评价等方面研究缺乏实用性，这将成为今后研究的主攻方向。

关键词烟草；品种选育；栽培技术；采收加工；质量评价；研究进展

中图分类号 S572 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2016）22-0013-03

Abstract The status of standardized production of tobacco in China was summarized，especially in the aspects of germplasm resources，cultivation techniques，harvesting and processing and grading standards，storage methods，quality evaluation of tobacco.At present，some achievements has been made in the standardization production of tobacco，but it was impractical in harvest and processing，storage method，grading standard，quality evaluation，which will be the emphasis of the future study.

Key words tobacco；variety breeding；cultivation techniques；harvest and processing；quality evaluation；research progress

良好农业规范（Good Agricultural Practice，GAP）是一整套针对农产品生产的操作标准体系。要求通过经济的、环境的和社会的措施规范来控制农业生产过程，避免农产品在生产过程中受到外来物质的污染和危害，保障产品安全和质量[1]。1997年美国健康服务部、食品药品管理局和食品安全与应用营养中心联合發布了《关于降低新鲜水果蔬菜中微生物危害的企业指南》作为企业生产操作参考。其中，提出了良好管理规范（Good Management Practice，GMP）的概念和要求，包含良好农业规范（GAP）和良好加工规范（Good Manufacturing Practice）[2]。GAP涵盖了种植、收货、分拣、包装和贮存过程中的规范措施体系。该体系得到了FAO、欧盟、美国、加拿大、韩国、澳大利亚等许多国际组织和国家的认同和采纳[3]。中国良好农业规范国家标准的制定始于2003年11月，由国家认监委组织质检、农业、认证认可行业专家具体实施，并于2005年11月在国家标准委召开的良好农业规范系列国家标准审定会上，通过专家审定。GAP的提出主要针对初级产品的种植、采收、清洗、贮存、运输等方面，而作为吸食性食品卷烟的主要原料，烤烟的质量也备受关注，推行GAP管理成为中国烟叶生产的必由之路[4]。2013年12月由中国国家质量监督检验检疫总局和中国国家标准化管理委员会共同发布了《良好农业规范—烟叶控制点与符合性规范》，并于2014年6月实施。

烟草（Nicotiana tabacum L.）为茄科（Solanaceae）烟草属（Nicotiana）一年生或有限多年生草本植物，在我国的国民经济中发挥重要作用。烟草良好农业操作规范（GAP）对提高烟草质量，建立生态安全烟草，积极开拓国际市场，保持烟草生产的可持续发展具有重要的推动和促进作用。近几年，国内外有关烟草规范化生产相关的研究工作报道较多，现根据烟草规范化生产所涉及的种质资源、栽培技术、采收加工、贮藏、品质评价等内容分别展开综述。

1 烟草种质资源

1.1 烟草种质资源的收集与保存

烟草种质资源是遗传育种工作的物质基础，我国烟草种质资源收集保存工作始于20世纪50年代，据1960年数据统计，全国共整理出4 000余份烟草种质资源，因“文革”的影响，损失严重，至1977年，仅剩1 270多份，后来国家开展了系列种质资源收集工作，从国外引进一批优良种质资源[5]。目前，国家烟草种质资源中期库共保存5 300多份样品，是世界上烟草种质资源保存数量最多、遗传多样性较为丰富的国家。但仍有大量种质资源散落民间，有许多珍贵烟草地方种质资源有待收集，尤其缺少野生资源以及单体材料[6]。

1.2 烟草种质资源在育种中的应用

由于我国地域辽阔、生态环境多样及烟草长期的驯化史，烟草资源已经形成了较为丰富的地方种质资源，包括主要烟草及未被开发的野生种[7]。烟草种类包括烤烟、晾晒烟、香料烟、白肋烟、黄花烟、雪茄烟和野生烟等，不同种类烟来源分布有所不同。其中，以烤烟产量最高，约占烟草总产量的80%以上[8]。野生烟形态各异，无商业价值，但野生资源长期在野外环境中生存、进化，因此其抗病、抗虫、抗逆性较为突出[9]，在烟草种质资源收集方面应注意野生种的收集。

2010年以来，我国在种质资源创新方面有了重大进展，现已有的种质创新有远缘杂交研究、转基因研究和诱变研究，并培育出了一些性状稳定、抗病性强的品种。通过全国烟草品种审定委员会审定的自育烤烟品种7个，新育成品种在烟叶质量、抗病性以及产量等方面均有不同程度提高[10]。从美国引进K326、RG17等优良品种，并培育出一批具有抗病性的优质烤烟新品种。如金星6007号作为亲本选育出的春雷1号、辽烟12号、中烟14等[11]。以净叶黄作为亲本选育出中烟98、许金4号等18个抗病优质品种[12]。丰富了烟草种质资源，改善了我国烟草品种单一的现状。

1.3 烟草种质资源遗传多样性分析

目前，我国收集到大量的烟草种质资源，丰富的优异基因组中存在的遗传多样性是生物多样性的重要组成部分，也是烟草遗传育种的基础，系统研究烟草种质资源的遺传多样性是育种工作的首要任务。Coussrat J C[13]第一个将RAPD技术应用于烟草种质资源遗传多样性研究，通过聚类分析将主要工业类型品种区分开。杜传印等[14]利用AFLP技术对48份不同类型和地域来源的烟草种质亲缘关系进行了分析，对扩增结果采用UPGMA法进行聚类分析，表明AFLP技术能较好的从分子水平揭示烟草种质资源的遗传背景和亲缘关系。聂琼等[15]采用SRAP技术对烟草属5个种134份种质进行了遗传多样性和亲缘关系分析。尹国英等[16]运用SSR技术确立了14对适用于烟草种质资源鉴定和遗传多样性分析的核心引物。

2 烟草栽培技术研究

2.1 烟草种子品质检验

种子的品质是生产获得优质烟叶的前提，包括对农艺适应性进行检测，对遗传纯度、抗病性、安全性进行鉴定。刘政等[17]认为均匀性良好的种子必须符合国际控制标准或经过了中国烟草总公司的审定、认可，不含转基因成分，纯度达99%，种子发芽率达85%以上。张小全等[18]对美国和中国的烟草种子质量标准进行探讨，美国的烟草裸种种子级别分为基础种子、登记种子和认证种子，并对纯度、净度发芽率等作出了具体要求；我国的烟草裸种种子分为行业标准和企业标准，其质量标准包括了对纯度、净度、发芽率、水分、子粒状况和色泽的要求，并以此标准来分级，分级包括原种和良种。李振华等[19]对烟草种子进行室内和田间检验，规范了种子检验的各个指标，尤其是检验过程中的计算环节，保证了检验过程的规范性和科学性。

2.2 烟草种子处理

为了能够提高种子活力、幼苗质量，王颖宽[20]用物理和化学方法对烟草种子进行了处理，结果发现水合脱水、氯化胆碱、H2O2、PEG处理烟草种子后，均能不同程度地提高中、低活力水平烟草种子的活力，但对高活力的种子活力有轻微的抑制作用。崔华威[21]对干旱和低温胁迫下20个烟草品种的耐寒性和耐旱性进行了鉴定，并用不同药剂、不同浓度浸种处理来提高烟草种子的抗旱和抗寒性，发现用一定浓度的脯氨酸、水杨酸、氯化钙等浸种可以提高烟草种子抗寒性，特定浓度的水杨酸浸种对提高烟草种子抗旱性的效果最好。

2.3 烟草育苗技术

我国的育苗技术主要有常规育苗、漂浮育苗和托盘育苗，后来又出现了沙培育苗和湿润育苗。漂浮育苗是我国主要的育苗方式，其效率最高，但是存在成本高、根系活力较低等问题。沙培育苗是为了解决漂浮育苗基质成本过高而产生的一门新型育苗技术，其用河砂作为基质，降低了成本，但是在技术和管理上必须非常严格，还没有进行大范围进行推广。托盘育苗技术的优势在于烟苗根系发达、抗旱、成本低，其不足之处在于基质制作粗放，浪费烟苗。针对这种情况，对托盘育苗技术进行改进，产生一门新兴的育苗技术，即湿润育苗技术，这种技术能够弥补托盘育苗技术的不足，但是影响出苗率和出苗时间[22]。李爱华等[23]引进了南非的隔离育苗方法，并与漂浮育苗和两段式托盘育苗进行比较研究，发现隔离育苗技术生产的幼苗质量明显优于另外2种技术，是一种值得推广的一种烟草育苗新技术。

2.4 烟草病虫草害

目前，对烟叶造成严重损失的主要病害有病毒病，如普通烟草花叶病毒；细菌病害，如青枯病；真菌病害如黑胫病、赤星病；主要虫害有烟蚜、烟青虫、斜纹夜蛾、小地老虎；草害也是影响烟叶生产的另一重要因素[24]。认真贯彻“以农业措施为主、化学药剂为辅，预防为主，综合防治”的植保方针，在农业防治的基础上，综合运用物理防治、化学防治、生物防治的方法，降低损失。赖荣泉等[25]研究发现，大蒜乙醇提取物对烟草青枯病和烟草花叶病毒有明显的抑制作用，并确定了大田防治效果最好的提取物浓度。李丽等[26]发现使用性信息素诱捕器诱杀斜纹夜蛾、棉铃虫的效果明显优于杀虫灯，并且其灵敏度高、准确性好、成本低，减少化学药物的使用和污染，是一种经济、安全、有效的生物物理防治技术。

3 烟叶采收加工及分级标准

3.1 烟叶采收

烟草采收的原则是“多熟多采，少熟少采，不熟不采”。一般根据品种、部位、环境条件、营养水平科学确定烟叶成熟度，然后由烟叶成熟度、气候条件来确定采收时间。选择在晴天早晨阳光弱容易辨别成熟度时进行采收，阴天可全日采收。习慧梅[27]推行下部烟叶适时早采，中部烟叶成熟采收，上部烟叶充分成熟采收。周胜[28]认为由于气候条件不同，烟叶成熟时的外观特征不尽相同，这就使烟叶成熟度很难进行准确的判断，成熟采收的标准不能完全适应每个地方的实际情况。目前，成熟度主要以烟叶颜色结合烟龄主观判断为主，存在很多弊端，汪强等[29]构建烟叶图像HSV颜色特征值与烟叶成熟度之间的关系模型，从而建立了一套基于计算机视觉技术的烟叶成熟度判定方法，具有较好的可行性，为快速定量检测烟叶成熟度提供技术支撑。

3.2 烟叶加工技术

我国烟叶加工工艺在经过长时间的发展，水平明显提升，刘朝贤[30]在传统的加工工艺技术上建立模块标准化的质量体系，优化制丝工艺，改进加工设备，量化了质量控制模式和体系的指标，部分实现过程和参数控制，提高加工精度。杨鹏等[31]对烘烤生理及工艺研究进行总结，对烘烤过程中有关酶活性进行促进和控制、改变烘烤环境气体成分、烟叶调制和冷冻干燥结合和去梗烘烤都可以提高烘烤烟叶的品质。武圣江等[32]推荐使用自动燃料供给和自动化调制控制设备，优化烘烤工艺，开发新能源，减少环境污染。在烟叶烘烤环节存在用工大，耗能多，烘烤工艺与设备不配套，烘烤方案设计不合理、烘烤操作不规范，热能利用率较低等问题，综合利用物理、化学、生物学、热力学以及机械学、自动控制等方面的技术，建立科学、环保、有效的加工方法。

3.3 烟叶分级标准

传统的烟叶分级主要靠评级员的经验和感官，主观性太强，没有具体的量化指标，造成分级不规范，影响烟制品的质量。建立一个不被人为因素干扰的烟叶自动分级系统十分必要。雖然有人尝试用一些新技术和新方法来解决这一难题，如将计算机图像处理和支持向量机方法结合，解决现有分级方法存在的效率低下、准确率低等问题，在大规模烟叶收购中非常实用，提高了速度和效率[33]。阮静[34]首先根据国家标准，对烟叶的特征参数进行量化处理，然后对采集到的烟叶图片进行平坦校正和杂质的剔除等预处理，再对烟叶的颜色进行分析，对破损率和长度进行测量，通过对参数进行处理，完成对烟叶的分级，此系统很大程度上减少了误差，准确地对烟叶进行分级。但这些方法并未得到广泛推广，可见烟叶分级问题仍待解决。

4 烟叶贮藏方法

烟叶贮藏不当，容易遭受霉菌的侵害。传统防止烟叶霉变的基本措施有严格控制烟叶的含水量、控制贮藏环境温湿度的变化、防止烟叶生产中受淋和地面返潮。目前，防止烟叶霉变的技术主要有化学防治、生物防治，利用天然产物防治以及物理防治。化学防治主要是利用防霉剂，目前主要使用的化学防霉剂主要有苯甲酸、苯甲酸钠、丙酸等。生物防治是利用一些菌株或它们的代谢产物来防治霉变。赵文姬[35]发现曲霉属菌和青霉属菌是引起烟叶发霉的主要菌类，从烟叶表面分离到对霉变菌有抑制作用的菌株，并在这些菌株中筛选出了抑菌作用效果最好的解淀粉芽孢杆菌。王青牡等[36]研究发现，丁香、乌梅对青霉有较强的抑制作用，有广泛的应用前景。物理防治技术主要是对烟叶进行射线照射，杀死微生物和昆虫，取得了较好的效果[37]。但生产过程中很难达到理想的贮藏条件，烟叶霉变现象仍然存在。

5 烟叶质量评价

烟叶质量评价包括烟叶的外观质量、物理性状、化学成分和评吸质量。人工评吸，结果存在主观性和随意性。因此，使用智能技术进行烟叶感官质量评价是一种发展趋势，比起传统的评价方法更具科学性。叶协锋等[38]建立了基于主成成分分析和聚类分析的Fisher判别函数的烟叶质量评价体系，并使用这个烟叶评价模型对烟叶进行质量评价，使得评价效果更加科学、客观。舒俊生等[39]运用AMMI数学模型对烟叶质量进行评价，将烟叶的质量外观、化学成分和评吸质量进行统计分析，发现这种模型对烟叶质量评价效果较好，是一种实用的烟叶质量评价的方法，有较大的推广潜力。

6 结语

随着烟草行业的发展，人们对烟草品质的追求不断提升，促使了人们对烟草规范化生产展开相关的研究。但在很多环节仍存在亟待解决的问题，如烟叶采收加工技术、贮藏方法、烘烤技术体系及烟叶分级和质量评价体系。必须加强这几方面的研究。

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