套袋抑顶对烤烟上部叶成熟及烤后烟叶质量的影响

林英超　韦克苏　高维常　李洪勋　冯小芽　潘文杰　陈伟

摘要：[目的]比较打顶和套袋两种抑顶方式对上部烟叶成熟进程和烤后品质的影响，探讨套袋抑顶方式替代打顶的可行性，为开发新的抑顶方式提供理论和实践依据。[方法]采用大田试验方法，分别于初花期对烟株进行打顶与套袋处理，分析不同处理烟株上部叶腋芽发生、茎叶夹角及生长素（IAA）、脱落酸（ABA）、淀粉和水溶性糖含量的变化，并对烤后上部烟叶的化学成分与感官评吸质量进行评价。[结果]与打顶处理相比，套袋处理的烤烟植株腋芽生长势较弱，上部叶茎叶夹角较大，叶片内水溶性糖含量升高，淀粉含量降低，IAA～ABA含量增加，叶片成熟进程更快。此外，套袋处理显著降低了上部烟叶的烟碱和氯含量（P<0.05，下同），提高了总糖、还原糖、总氮和钾含量，其内在香气质和吃味也得到明显改善，感官评吸总分（39.8分）显著高于打顶组烟叶（36.5分）。[结论]综合考虑上部烟叶可用性和烟叶品质，套袋抑顶方式优于打顶处理，即以烟叶套袋抑顶替代打顶具有可行性。

关键词：烤烟；打顶；套袋；上部烟叶

中图分类号：S572.01 文献标志码：A 文章编号：2095-1191（2017）11-1976-07

0引言

[研究意义]烟株发育到一定阶段后会开花结实，导致叶片中的营养物质大量运输到花等生殖器官，严重影响烤后烟叶品质，因此，在实际栽培过程中需及时抑制甚至消除烟株的顶端优势。打顶为当前普遍采用的消除作物顶端优势的农艺措施，但烟株打顶后会大量发生腋芽，消耗烟株的营养物质，进而降低烟叶产量和品质，同时人工抹芽费工费时，使用抑芽剂则影响烟叶的安全性。因此，研究省工、有效、安全的抑制或消除顶端优势方式，对于保证烟叶的产量和品质及种植过程的节本增效均具有重要意义。[前人研究进展]除烟叶外，棉花等作物在生长过程中也需抑制顶端优势的产生。为获得省工省时、经济高效的抑顶方式，棉花栽培中一般采用植物生长调节剂强制延缓或抑制棉花顶尖的生长，从而达到类似人工打顶的效果（李新裕和陈玉娟，2001；赵强等，2011；董春玲等，2013）。虽然化学打顶可极大提高打顶效率并节约成本，但因烟叶生产的主要目的是制造卷烟，化学药品会对烟叶内在品质、吸食安全性及自然环境产生不利影响，因此限制了化学打顶在烟草栽培中的广泛使用，实际生产中仍多采用人工打顶，其打顶时期与有效留叶数对烤烟产量和品质有重要影响（王柱石等，2017）。此外，在传统人工打顶技术的基础上，国内外对烟草机械化打顶也作了积极探索，但仍存在各种难题，如针对打顶后切断部位的消毒和抑芽作业，目前尚无效果良好的机械产品问世（宋涛等，2010）；已有产品使用寿命短、故障率高（李岩磊，2015），田间打顶整齐度差，且对工作环境的适应性较差，无法在地形复杂、地块零散的山地烤烟种植区域作业（贾瑞昌等，2016）。[本研究切入点]目前，烟叶生产中采用的抑制顶端优势方法仍以人工打顶为主，通过其他方法抑制顶端优势的研究鲜见报道。[拟解决的关键问题]通过比较套袋与打顶两种不同抑顶方式对烤烟上部烟叶糖分积累、激素含量变化及烤后烟叶品质的影响，探讨烤烟种植过程中套袋抑顶替代打顶的可行性，旨在为开发一种新的抑顶方式提供理论和实践依据。

1材料与方法

1-1试验地概况

于2015年4～10月在贵州省福泉市龙昌镇（东经107°30′01″，北纬26°44′34″）进行试验，海拔685m，属亚热带季风气候华中湿润区，年平均气温14.1℃，年降水量1090mm，光、热、水同季，适宜多种农作物生长发育。

1.2试验材料

供试烤烟品种为K326。抑顶用袋子为蓝色聚乙烯薄膜袋，规格：长50cm、宽30cm、厚0.018mm。

1.3试验方法

试验采用大区种植，设打顶（对照）和套袋2个处理：对照组于初花期对植株进行常规打顶操作，套袋组于初花期套蓝色聚乙烯薄膜袋于植株花蕾上。每处理种植0.133ha，行距110cm，株距50cm。各处理烟株均于4月29日移栽，每株留叶18片，其他田间管理按照当地常规烟叶生产技术规程进行。

1.4测定项目及方法

1.4.1上部叶腋芽生长情况测定 处理后每7d随机选取10株烟株，记录腋芽数目，测量从上至下数第1个腋芽的长度，即从叶片与烟茎交接处到腋芽顶部问的长度，精确到0.1cm。

1.4.2上部叶茎叶夹角测定 处理后每7d于上午10：00前，在株高1/3处测量叶片与茎的着生角度，作为不同处理方式下烤烟植株的上部叶茎叶夹角的数据。

1.4.3上部叶生长素（IAA）、脱落酸（ABA）、淀粉和水溶性糖含量测定 处理后每7d取上部叶（从下向上数16～18片叶）鲜样用液氮冷冻，带回实验室进行叶片IAA、ABA、淀粉、蔗糖、葡萄糖和果糖含量测定。其中，IAA、ABA及淀粉含量按照检测试剂盒（苏州科铭物技术有限公司）说明进行检测；蔗糖、葡萄糖和果糖含量参照蔡凯等（2012）的方法进行测定。

1.4.4烤后上部叶常规化学成分分析 不同处理上部叶（从下向上数16～18片叶）采收后进行常规烘烤，结束后进行常规化学成分分析和单料烟感官评价。由贵州省煙草科学研究院分析测试中心根据各指标国标方法建立的数据模型，用多通道连续流动分析仪（AA-Ⅲ/FUTURAⅡ）测定烤后上部烟叶烟碱、总糖、还原糖、总氮、钾离子和氯离子含量等6项化学指标。

1.4.5烤后上部叶单料烟感官评价 不同处理烤烟感官质量评价由贵州省烟草科学研究院分析测试中心组织国内10名评吸专家，根据我国烟草及烟草制品感官评价方法（YC/T497-2014）进行评吸鉴定。其中，香气质、香气量、杂气和刺激性的满分均为10分，吃味满分为12分，总分为52分。

1.5统计分析

试验数据采用Excel 2007和SPSS 17.0进行整理及差异显著性分析，并利用SigmaPlot 10.0制图。

2结果与分析

2.1不同处理对烤烟上部叶腋芽生长势和茎叶夹角的影响

2.1.1腋芽数目和长度 腋芽生长势的变化是衡量一项抑顶措施优劣的重要参考内容（杨洁等，2013）。从图1可看出，自打顶或套袋开始至处理后28d，打顶组植株上部腋芽数目（图1-A）和腋芽长度（图1-B）均高于套袋组，尤其21d后二者差异达显著水平（P<0.05，下同），说明套袋处理较打顶处理能有效防止腋芽发生。

2.1.2茎叶夹角 烟叶在成熟过程中通常伴随着茎叶夹角变大，因此茎叶夹角可反应烟叶的成熟程度（王怀珠等，2005）。从图2可看出，打顶或套袋后0-14d，两个处理上部叶的茎叶夹角均在20°-50°，随着生长时间的延长，打顶组上部叶的茎叶夹角略微增大，但仍维持在40°以内，而套袋组上部叶茎叶夹角显著大于打顶处理组，说明对于处在同一生长阶段的烤烟来说，套袋处理较打顶处理更能促进上部烟叶及时成熟。

2.2不同处理对烤烟上部叶IAA和ABA含量的影响

2.2.1IAA含量 由图3-A可看出，打顶处理导致烤烟上部叶IAA含量在短时期内（≤3d）急剧上升，但随后快速下降并保持稳定水平。套袋处理后8d内，烤烟上部叶IAA含量呈小幅下降趋势，随后急剧上升，处理30d后又转而下降，其变化趋势与同时期打顶处理完全相反。

2.2.2ABA含量 由图3-B可看出，ABA含量与IAA含量变化类似，打顶处理后短时期内（≤3d）烤烟上部叶ABA含量急剧上升，随后平稳下降。套袋处理后3d内，叶片内ABA含量持续下降，3d后呈上升趋势，处理后14d其含量达最大值，之后又开始下降（图3-B），说明叶片开始步入衰老进程。

2.3不同处理对烤烟上部叶淀粉和水溶性糖含量的影响

2.3.1淀粉含量 从图4-A可看出，打顶或套袋后7d内，烤烟上部叶淀粉含量均呈快速上升趋势，随后又直线下降；处理14d后，上部叶淀粉含量又同时上升，但在处理21d后出现差异，套袋组烟叶淀粉含量开始逐渐下降，而打顶组淀粉含量继续上升，处理后28d，二者差异达显著水平。

2.3.2蔗糖含量 糖分对烟叶的外观质量有重要影响，是形成香气物质的前提（高玉珍等，2006）。由图4-B可看出，打顶或套袋后7d内，上部烟叶蔗糖含量均出现小幅度下降，但随后快速上升，尤其是套袋组，一直持续上升至处理后21d，打顶组则在处理14d后开始下降。两组处理上部烟叶蔗糖含量的最大差值出现在处理后第21d，套袋组烟叶蔗糖含量约是打顶组的10倍。

2.3.3葡萄糖和果糖含量 葡萄糖和果糖含量与烟气杂气量和细柔度具有密切关联性。由图4-C可看出，打顶或套袋后14d内，上部烟叶葡萄糖含量差异不明显，但14d后套袋组烟叶葡萄糖含量急剧上升，至21d时达最大值，随后又开始下降，但其葡萄糖含量一直高于打顶组。由图4-D可看出，打顶或套袋处理的果糖含量均呈双峰变化趋势，短时期内（≤7d）烟叶果糖含量均有所上升，在处理后7d达第一个高峰，随后急剧下降，至处理后14d降至最低；随着时间的延长，二者果糖含量又呈上升趋势，处理后第21d出现第二个高峰，之后呈下降趋势。在整个变化过程中，套袋组上部叶果糖含量一直高于打顶组。

2.4不同处理对烤后上部烟叶化学成分的影响

由表1可知，与打顶处理相比，套袋处理有效降低了烤后烟叶的烟碱和氯含量，且明显提高了总糖、还原糖、总氮和钾含量，其中烟碱、总糖和氯含量的差异达显著水平。

2.5不同处理对烤后上部烟叶感官评吸质量的影响

由表2可知，套袋组烟叶的香气质、香气量、吃味、杂气和刺激性得分均高于打顶组烟叶，其品质总分为39.8分，显著高于打顶处理组（36.5分）。说明与常规打顶方式相比，套袋抑顶有利于提高烤后上部烟叶的感官评吸质量。

3讨论

烟株打顶后，顶端优势消失，不同部位腋芽逐渐萌发并形成分枝，消耗大量养分，不但影响上部烟叶的生长，还会降低烟叶的内在品质（左天觉，1993）。本研究中，经两种抑顶方式处理后，烤烟植株的腋芽生长势均逐渐增强，但套袋处理的腋芽生长势弱于打顶处理，说明套袋处理对控制抑顶后腋芽生长的效果较佳，且烟农不必另将打下的烟花、烟杈移出烟田进行消毒处理，减轻了烟农的劳动强度。但套袋抑顶方式存在成本投入与回收处理等问题，是否能进一步推广还需深入研究。

成熟度是烟叶质量的核心。烤后烟叶干物质积累、烘烤特性及内在化学成分与采收时烟叶的成熟程度密切相关（孟智勇等，2012）。在烟叶成熟过程中，叶片主脉维管束中木质部和韧皮部运输营养物质的能力逐渐下降，先后在主脉基部形成离区和离层，由于离层的支持力量逐渐减弱，导致茎叶夹角增加（王忠，2000；高信曾，2001）。反之，若茎叶夹角无明显变化，则说明离层尚未形成，烟叶也尚未成熟。因此，茎叶夹角可反映烟叶的成熟程度（王怀珠等，2005）。本研究结果表明，套袋处理28d后，烤烟植株上部叶的茎叶夹角约60°，而打顶植株的上部叶茎叶夹角普遍小于40°。说明同一生长时期的烤烟植株，套袋处理的上部烟叶成熟进程要快于打顶处理。

激素信号和糖信号相互作用，共同调节植物的衰老进程（雷美玉等，2007）。IAA是控制植物顶端优势的主导因素（夏玉凤等，2007；Petersson et a1.，2009）；ABA则是诱导腋芽休眠的正调控因子（方志荣等，2007；杨荣超等，2012）。本研究结果表明，在打顶处理后的短时期内（≤3 d），上部烟叶内IAA和ABA含量均急剧上升。其原因可能是烤烟植株将打顶处理视为一种机械损伤，植物有机体在受到外界刺激后迅速启动应激反应，IAA和ABA含量急剧变化即是植物自身启动逆境反应的表现。与直接且剧烈的机械损伤打顶不同，套袋处理后烤烟上部叶片IAA和ABA含量总体上呈逐渐上升趋势，随后开始下降。同时，在受到外界刺激后，蔗糖迅速分解为葡萄糖和果糖等单糖，由其行使信号分子的功能，启动植物自身防御体系。在度过防御期后，除蔗糖含量一直上升外，淀粉、葡萄糖和果糖含量均表现为先下降后升高的变化趋势。在各生长时期，套袋组叶片内较高含量的蔗糖、葡萄糖和果糖抑制光合基因的表达，引起烟叶及时衰老或成熟（许自成等，2014）。因此，本研究中套袋组烤烟上部烟叶衰老或成熟进程要快于打顶组，打顶组较高的腋芽生长势可能源于其较低的脱落酸含量。

烤后烟叶的总糖和还原糖可降低烟气刺激性，对烟气的香吃味有良好作用，是决定烟叶品质的重要化学成分（刘仕民等，2013）。总氮含量与烟气香吃味密切关系，与刺激性呈负相关。烟碱在烤后烟叶中的适宜含量为1.5%～3.5%，过低烟味平淡，过高则烟味浓烈，不利于健康（易建華等，2004）。含钾量高的烟叶色泽呈深橘黄色，富有弹性和韧性，燃烧性好，香气足，吃味好（齐永杰等，2008），而氯含量过高的烟叶厚而脆，且影响其燃烧性（李东亮和许自成，2007）。本研究结果表明，与打顶处理相比，套袋抑顶可显著降低上部烟叶的烟碱与氯含量，增加总糖、还原糖和钾含量，结合烤后烟叶感官评价分析，套袋组上部烟叶在香气质、香气量和吃味及评吸总分方面均优于打顶组，表明套袋后上部烟叶的香味物质转化和积累较充分，化学成分较协调，感官质量较佳。

4结论

与烤烟常规打顶方式相比，套袋抑顶有利于控制烤烟上部叶的激素水平，协调采收时叶片内的淀粉和水溶性糖含量，保证上部烟叶的适时成熟和高品质采收。同时，套袋组烤后上部烟叶的主要化学成分含量及感官评吸质量均优于打顶组。综合考虑上部烟叶可用性和烟叶品质，套袋抑顶方式优于打顶处理，即以烟叶套袋抑顶替代打顶具有可行性。

（责任编辑王晖）