基因型和留叶数对皖南烟区烤烟产量和品质的影响

柏永超，刘旦，张国平

(1.浙江大学 农业与生物技术学院，浙江 杭州 310058； 2.华环国际烟草有限公司，安徽 凤阳 233121； 3.中国农业科学院烟草研究所，山东 青岛 266101)

烟草是叶用经济作物，叶片的数量及特性对其产量和品质有重要影响。当前烟草生产中，高产已不是主要目标，烟叶的工业可用性和内在质量已受到更大的关注[1]。实践上，通常采用打顶留叶这一农艺措施实现烤烟产量和质量的均衡发展。烤烟打顶是调节烟叶营养水平的重要手段，可调节植株源库平衡，阻断光合产物由营养器官向生殖器官转移，促进烟叶干物质积累[2]。留叶数量的多少则能直接或间接影响烟株的养分积累和分配，从而影响烟叶的产量和质量[3-4]。单株留叶数多的烟叶产量高，但过多会导致单叶重与叶片内含物下降，最终使烟叶品质变劣[5-6]。

烤烟的每株叶片数主要受遗传因素控制，最终的可留叶数因品种(基因型)而异[7]。目前的栽培品种大多在30片左右，而一些多叶品种可达上百片之多[8-9]。另一方面，同一品种的适宜留叶数也受生态条件的影响，如云烟87在福建武平县种植以留18片·株-1左右最为适宜[10]，而在重庆烟区种植一般留22片·株-1左右[11]，在豫西地区则留19～22片·株-1[12]。云烟97是皖南烟区目前的主栽品种，其最适留叶数仅为14～16片·株-1[13]，而在重庆巫山留18片·株-1左右，在陕西安康[14]达23片·株-1[4]。

综上，烤烟品种与留叶数对烟叶产量与质量均有较大的影响[1,15]。基于此，本实验以3个遗传特性不同的烤烟新品系为材料，研究不同留叶数对各品系的产量与质量的影响，探讨基因型和留叶数之间存在的互作效应，明确这些品系在皖南烟区的最适留叶数，从而为新品系的种植提供参考。

1 材料与方法

1.1 供试材料

中国农业科学院烟草研究所育成品系P1、P3和P4。试验于2015年在安徽省宣城市宣州区杨柳镇沪皖科技园进行。土壤类型为壤土，烟田类别为水田。土壤基础肥力为：pH 5.92，有机质1.83%，速效磷48.56 mg·kg-1，速效钾115.82 mg·kg-1。

1.2 处理设计

各烤烟品系设置留叶数14、18和22片·株-13种处理，依次命名为T1、T2、T3。实验以随机区组设计，重复3次，行株距为1.2 m×0.5 m，每小区栽烟150棵。施肥及其他田间管理均按照当地优质烟叶生产技术规范进行。中心花开放50%时打顶。

1.3 指标测定

1.3.1 性状调查

农艺性状调查参照YC/T142—1998[16]进行；各重复分别选取代表性烤烟10株；在平顶期调查株高、茎围、节距、叶片大小等农艺性状。各小区定株对烟叶挂牌，成熟时采收、烘烤。

1.3.2 产量及产值测定

按照GB/T 2635—1992[17]对各处理不同部位的烟叶进行分级，计算上、中、下各等级烟叶比例及产量、产值。

1.3.3 烟叶常规化学分析

取正常采收烘烤后的中部(C3F)和上部烟叶(B2F)，65 ℃烘干，粉碎过筛。烟叶烟碱、总糖、还原糖、钾、氯含量采用冷水浸提，钾含量用火焰分光光度计法测定，其他成分用流动分析仪测定。

1.3.4 外观质量

按照GB/T 2635—1992[17]选取C3F和B2F等级烟叶，平衡含水量后对烟叶颜色、成熟度、叶片结构、水分、油分及色度6个指标进行定量评价。

1.4 数据分析

采用SAS 9.1软件包对试验数据进行方差分析，利用Tukey测验品系间或处理间的差异显著性。

2 结果与分析

2.1 对农艺性状的影响

三个供试品系在平顶期的株高、茎围、节距、叶片长宽等农艺性状见表1。结果显示，对节距、茎围和腰叶长的影响品系大于留叶数处理，而对株高、腰叶宽和顶叶的影响则以留叶数处理较大。品系与留叶数的互作对株高的影响极显著，节距和顶叶宽的影响显著。各品系的株高均随着留叶数的增多而明显增加，而腰叶宽和顶叶长宽则随之显著减小；三个品系均在留14片叶时腰叶最宽、顶叶长宽最为适宜。

表1 留叶数处理对不同品系农艺性状的影响

注：同一品系同一指标不同留叶数处理间没有相同小写字母表示差异显著(P<0.05)；***，**和*分别表示在P<0.001，P<0.01和P<0.05水平上显著。表2～4同。

2.2 对经济性状的影响

品系与留叶数处理之间比较，对产量、均价和中上等烟比例的影响以品系较大，对产值的影响则以留叶数较大(表2)。两因子之间对产量和产值的互作效应不显著，但对均价和中上等烟比例互作显著。随着留叶数的增加，P1产量呈增加趋势，T2和T3两处理之间无显著差异，但T2的产值最高。均价以T1和T2的较高，其原因是它们的上等烟和中等烟比例较高。P3的产量与产值均随着留叶数的增多而增加，但T3与T2相比，增加幅度相对较小，均价也相当。P4的产量虽亦随着留叶数的增多而增加，但T2和T3之间产值上无明显差异，且均价随之显著下降，这与留叶数增加该品系的上等烟比例显著下降有关。

表2 留叶数处理对不同品系经济性状的影响

2.3 对常规化学成分的影响

与留叶数处理相比，供试烤烟品系对中部烟叶烟碱、两糖和总氯含量以及两糖比、糖碱比、氮碱比、钾氯比等的影响更为显著；但留叶数处理对烟碱和总氮含量以及两糖比、氮碱比亦有显著影响；两因子对总氮和总钾含量以及糖碱比和钾氯比的互作效应显著(表3)。留叶数对上部叶化学成分的影响更明显，且对总氮、总钾和两糖比的影响要大于品系效应；而品系对其他几种常规化学成分的影响较大(表3)。随着留叶数的增加，P1中部叶的烟碱含量逐渐减少，T1处理下，上部叶烟碱含量最高，为3.32%。留叶数较少，总氮含量较高，其他成分对留叶数的反应相对较小。对P3中部叶的影响，T1和T2之间，烟碱含量无显著差异，而T3处理下，烟碱含量明显降低。随着留叶数的增加，其总氮含量和氮碱比逐渐升高。而对上部叶的影响，留叶数较少时，烟碱、总氮含量及钾氯比均较高(表3、表4)。同样，留叶数增加导致P4中部叶的烟碱含量降低。而对上部叶的影响，表现为随着留叶数的增加，烟碱及总氮含量减小，两糖含量增加。另外，留叶数增加还引起总钾与总氯含量降低(表3、表4)。

表3 留叶数处理对不同品系中部烟叶化学成分的影响

表4 留叶数处理对不同品系上部烟叶化学成分的影响

2.4 对外观质量的影响

对制备的烟叶样品进行外观质量评价，结果见表5和表6。T1和T2两种处理对P1中部叶的外观质量影响差异不大；但T3处理下，水分、油分与色度以及整体外观质量较差。其上部叶的外观质量则以T3的较好。P3中部叶的外观质量以留叶数少的处理较好，T1和T2两种处理下的外观质量无明显差异。同样，其上部叶外观质量亦以T1处理的较好，颜色、水分、油分和色度得分均较高。对P4的影响表现为，中部叶的外观质量在留叶数较少时较差，随着留叶数的增加而提高。另外，其上部叶的颜色和油分在留叶数较少时较差。

3 讨论

品种和留叶数对烟叶产量和品质均有很大的影响。本实验利用3个遗传背景不同的烤烟新品系，研究了不同留叶数对主要农艺与品质性状的影响，结果显示，品系(基因型)对茎围、节距和腰叶长等农艺性状、产量和中上等烟比例等经济性状及中部叶化学成分含量的影响要大于留叶数处理的影响，而对株高和顶叶开片及上部叶部分化学成分的影响则以留叶数较大；而部分考查与分析的性状，品系与留叶数两因子之间的互作效应显著。显然，品种(遗传)是生产优质烟叶的基础，决定了烟叶的潜在品质。而适宜的留叶数能够协调烟叶代谢，使之有利于优质烟叶的形成[18]；同时，适宜的留叶数也能优化烟叶结构、提高上部烟叶的可用性。留叶数之所以影响烟叶品质，是因为其对烟株在成熟期间碳、氮代谢的转化时间或相对强度有显著的影响[19-20]。本实验结果表明，留叶数对中部和上部烟叶烟碱、总氮含量及氮碱比的影响分别达显著和极显著水平。同时，这一处理对上部叶总糖和还原糖含量以及糖碱比也有显著影响。较多的单株留叶数使P1和P4中、上部烟叶总氮及烟碱含量降低，而使P3中部叶烟碱含量增加；同时，留叶数对P1和P3中、上部叶的总糖和还原糖含量并无显著影响，但对P4的总糖和还原糖含量有显著影响。以上结果表明，留叶数对碳、氮代谢转化的调控作用在烤烟不同基因型存在着一定的差异，进而明确留叶数对特定品种(基因型)代谢调节作用以及品质形成影响的重要性。

表5 留叶数对不同品系中部烟叶外观质量的影响

表6 留叶数处理对不同品系上部烟叶 外观质量的影响