木醋液对南郑烤烟上部叶生长及产质量的影响

毛凯伦，李司童，李本晟，吴 薇，韦成才，袁 帅，牛玉德，杜鸿波，张立新*

(1. 西北农林科技大学生命科学学院，陕西 杨凌 712100；2. 陕西省烟草科学研究所，陕西 西安 710000；3. 陕西中烟工业有限责任公司技术中心，陕西 西安 710000；4. 陕西省烟草公司汉中市公司，陕西 汉中 723000)

【研究意义】优质的上部叶在卷烟叶组配方中起着重要的作用，对卷烟香味及其风格具有很大的贡献，在国内及国际市场十分畅销。然而受土壤、气候及施肥等多种因素的影响，陕南烟区烤烟上部烟叶品质欠佳，集中表现为烟碱含量过高、还原糖及糖碱比低、内在化学成分不协调、组织结构紧密、成熟度不够等一系列问题，严重制约上部叶的工业可用性，影响烟区的经济效益[1]。因此，探究简单有效的方法改善烟区上部烟叶品质，对提高烟叶总体质量与经济效益，以及烟区的可持续性发展都具有重要的意义。【前人研究进展】近几十年来，我国烟草科研工作者在栽培、采收、调制、化学调控等方面做了大量的研究，对改善上部叶可用性起到了一定的作用[2]。施肥是重要的措施之一，对上部叶品质改善具有重要的作用。其中，叶面肥因其具有吸收快、污染小、成本低、效果好等诸多优点，近年来得到迅速发展[3-4]。木醋液是木材或废植物干馏产生的烟气经冷凝分离得到的有机酸性液体。大量研究表明，木醋液对番茄、辣椒、马铃薯等茄科植物生长发育及产量与品质提升具有较好的效果[5-6]。目前，木醋液在烟草上研究相对较少且不系统[7]。【本研究切入点】因此，本研究旨在通过喷施不同浓度木醋液，研究其对烤烟上部叶生理特性、内在化学成分、外观质量、农艺及经济性状等的影响，探究其作用机理，并筛选出适宜当地上部烟叶品质提升的适宜浓度。【拟解决的关键问题】为合理使用木醋液改善陕南南郑烟区烤烟上部叶品质，提升上部叶工业可用性，促进烟区的可持续性发展提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验于2016年在汉中南郑县烟区进行，地处东经106°30′～107°22′，北纬 32°24′～33°70′之间，地势南高北低，呈阶梯状分布，属陕南秦巴山地区。典型的北亚热带湿润气候区，年平均气温15.7 ℃，年日照时数平均1430.2 h，全年无霜期274 d，年降水量672.1 mm，集中于7-8月。试验烟区土壤pH 7.81，有机质含量13.18 g·kg-1，碱解氮含量79.13 g·kg-1，速效磷含量29.60 g·kg-1，速效钾含量131.40 g·kg-1。无病虫害及不良前茬作物。

1.2 试验材料与设计

供试烤烟品种为云烟97，烟苗移栽时间为5月3日。木醋液(购置于黑龙江兴隆木醋有限公司)pH 3.0～3.5，主要成分及相对含量包括酮类15.85 %、有机酸40.89 %、呋喃衍生物7.43 %、苯酚及衍生物30.13 %。

试验共设5个处理，CK(喷施清水)；T1(稀释100倍木醋液)；T2(稀释300倍木醋液)；T3(稀释500倍木醋液)；T4(稀释700倍木醋液)。每个处理3次重复，共15个小区，小区面积91.2 m2，采用完全随机排布，植烟行株距为1.2 m×0.5 m，每小区均8行，每行20株，基肥及大田管理同当地优质烟叶生产规范。在打顶当天(7月16日)进行第1次喷施，之后每隔10 d喷施1次，共喷施4次。喷施程度以叶片上下表面露湿为准，喷施时间以每天9:00之前或下午4:00之后最佳，中午或刮风天切勿喷施，以免肥液在短时间内挥发，若喷肥后3～4 h下雨，应重新喷施。采样于打顶后10、20、30 d(均于喷施木醋液之前)进行。

1.3 测定项目与方法

1.3.1 农艺性状及经济性状 选择能代表小区生长状况并长势均匀的烟株12株，参考烟草农艺性状调查方法[8]，测量株高、茎围、节距、有效叶数及叶面积。

经济性状在烟叶成熟采收时以小区为单位，统计各小区的均价、产量、上中等烟比率，并计算烟叶产量、产值由小区产量、产值折算[9]。

1.3.2 烤烟化学成分测定 于采样各时期，取每个处理上部烟叶约1 kg，放置烘箱中105 ℃杀青20 min后，75 ℃烘干至恒重，粉碎并过60目筛密封保存，用于化学成分测定。采用浓硫酸-双氧水消煮法处理，德国SEAL(型号：AA3)高分辨自动化学分析仪测定总氮含量；英国Sherwood(型号：M410)火焰光度计测定钾离子含量；蒽酮比色法测定可溶性总糖和淀粉含量[10]；3,5-二硝基水杨酸比色法(DNS)测定还原糖含量[11]；盐酸萃取分光光度法测定烟碱含量[12]。

1.3.3 发病率及发病指数 烟草发病情况于各时期采样前调查，以各时期总平均值为最终结果。以植株为单位分级，按病情分级标准计算[13]，发病率(%)=发病株数/调查总株数×100；病情指数(%)=[Σ(各级病株数×该病级值)]/(调查总株数×最高病级数)×100；相对防治效果(%)=[(对照病情指数-处理病情指数)/对照病情指数]×100。

1.4 数据统计分析

采用Excel 2010软件进行数据整理及作图，SPSS 21软件进行方差分析，Duncan法进行多重比较。

2 结果与分析

2.1 木醋液对烤烟上部叶色素含量的影响

由表1可见，随烟草生长，烟叶叶绿素a含量逐渐降低，打顶后30 d含量降低显著，且不同处理上部烟叶中叶绿素a含量变化趋势相同，但处理之间存在差异。同一时期，木醋液各处理叶绿素a含量均高于CK，且以T2处理含量最高，其中，前期木醋液处理上部烟叶叶绿素a含量与CK差异不明显，随烤烟生育期推进，木醋液各处理与CK间显著性差异逐渐提高。可见，随烟草的生长，木醋液提高上部烟叶叶绿素a含量效果加强。木醋液对烟叶叶绿素b含量变化影响与叶绿素a相似，但不同的是，随烟草生长，木醋液各处理与CK间显著性差异降低。烟叶类胡萝卜素含量变化与上述叶绿素相似，且随烟草生长，处理间显著性差异与叶绿素a的变化相同。综合各时期上部烟叶色素含量可见，喷施稀释300倍木醋液对色素含量提升效果最佳。

表1 不同木醋液处理上部烟叶色素含量

注：图中不同字母表示处理间差异达0.05显著水平，下同。

Note: The different letters in the picture indicate that the difference between treatments is up to 0.05 significant level.The same as below.

2.2 木醋液对烤烟上部叶全钾含量的影响

烟草生长的中后期，根对土壤中钾素的吸收能力与钾素在各层烟叶中的转移均受到限制，导致烤后烟叶钾含量偏低。由图1可见，各处理上部烟叶钾含量均呈下降趋势，相同时期木醋液处理均不同程度提高了上部烟叶钾含量，且均表现先升高后降低的分布。打顶后10、20 d，各处理上部烟叶钾含量差异不显著，而打顶后30 d，T2处理上部烟叶钾含量明显高于其它处理，较CK提高30.18 %。

图1 不同木醋液处理上部烟叶全钾含量Fig.1 Total K content of upper leaves of tobacco under different wood vinegar treatments

2.3 木醋液对烤烟上部叶全氮含量的影响

由图2可见，随烟草生长，上部烟叶全氮含量呈下降趋势，其中T2处理较其它处理降幅程度最小。打顶后20～30 d，各处理全氮含量下降幅度较大。打顶后30 d，除T1处理外，其它木醋液处理均提高了上部烟叶全氮含量，其中，以T2处理含量最高且与其它处理差异显著，较CK提高18.35 %。可见，木醋液能提高烤烟上部烟叶全氮含量积累，并以稀释300倍木醋液提高效果最佳，且随此木醋液浓度的降低，烟叶氮含量积累呈下降趋势。

图2 不同木醋液处理上部烟叶全氮含量Fig.2 N content of upper leaves of tobacco under different wood vinegar treatments

2.4 木醋液对烤烟上部叶烟碱含量的影响

烟碱对烤烟的香吃味和生理功能的具有重要意义，打顶后烟碱大量合成，并且在打顶后持续增加。由图3可见，打顶后10 d，各处理上部烟叶烟碱含量无明显差异，随烟草生长，烟碱含量逐渐升高，且各处理间具有显著性差异。打顶后20与30 d，各处理上部烟叶烟碱含量随木醋液浓度提高而降低。可见，适宜范围内，喷施较高浓度的木醋液能减少烤烟上部烟叶中氮向烟碱方向的合成，进而有效降低上部烟叶烟碱含量。

2.5 木醋液对烤烟上部叶还原糖含量的影响

还原糖含量是衡量烟叶内在品质和香吃味最常用的指标，在一定范围内其含量越高，烟叶品质越好。由表2可见，随烤烟生育期发展，上部烟叶还原糖含量呈升高趋势。其中，打顶后10 d，随木醋液浓度升高还原糖含量较CK提高百分比呈上升趋势，但各处理还原糖含量差异不明显。打顶后20 d，各处理还原糖含量具显著性差异，且除T4处理外，其它木醋液处理上部烟叶还原糖含量较CK均提高，其中以T2处理含量较高。打顶后30 d，高浓度木醋液处理上部烟叶还原糖含量积累最少，而稀释300木醋液还原糖含量最高，而随木醋液浓度降低，还原糖含量降低。

图3 不同木醋液处理上部烟叶烟碱含量Fig.3 Nicotine of upper leaves of tobacco under different wood vinegar treatments

可溶性总糖影响烤烟的香味，适宜范围内含量越高越利于烟叶品质。由表3可见，烤烟上部烟叶总糖含量于打顶后10～20 d增幅最大。随烟草生长，CK、T3、T4处理烟叶总糖含量呈逐渐升高趋势，而T1、T2处理呈先升高后降低变化趋势，可见，较高浓度木醋液可能改变总糖含量积累变化规律。打顶后30 d，除T1处理，其它各处理上部烟叶总糖含量均高于CK，其中含量最高的是T2处理，较CK提高3.89 %，但处理间差异不明显。

2.6 木醋液对烤烟上部叶总糖含量的影响

表2 不同木醋液处理上部叶还原糖含量

注： 表中增量是较CK的增加量，下同。

Note: The increment in the table is more than the increment of CK, the same below.

表3 不同木醋液处理上部烟叶总糖含量

表4 不同木醋液处理上部烟叶淀粉含量

表5 不同木醋液处理对烤烟农艺性状的影响

2.7 木醋液对烤烟上部叶淀粉含量的影响

淀粉是糖的贮藏形式，适宜含量对烤烟的香味有积极的作用，含量过高会使烟叶燃烧不充分产生焦糊味，进而影响烟气质量，因此，适当降低淀粉含量对烤烟品质具有积极影响。由表4可见，上部烟叶淀粉含量随烟草生长而升高，且处理间具显著性差异。打顶后20、30 d，木醋液各处理淀粉含量较CK均有所降低，且以稀释300倍木醋液效果最佳，随木醋液浓度降低作用效果下降。

2.8 木醋液对烤烟农艺性状的影响

由表5可见，各处理株高无显著差异；除T4处理，其他木醋液处理烟株有效叶数较CK均有所提高；木醋液处理能提高烟株茎围，且以高浓度木醋液效果较佳；木醋液可提高上部叶面积，且同样以高浓度木醋液效果较佳；高浓度木醋液对最大叶的叶长、叶宽无影响，而以稀释300倍木醋液提高效果显著，并随浓度降低作用效果下降。

2.9 木醋液对烤烟生育期的影响

由表6可见，各处理大田生育期差异不明显，与CK相比，过高浓度或过低浓度木醋液可延迟烤烟成熟，而稀释浓度300～500倍木醋液可缩短烤烟生育期。

2.10 木醋液对烤烟上部叶病虫害的影响

由表7可见，木醋液对防治烤烟黑胫病、花叶病及气候斑具有一定效果。其中，花叶病防治作用最佳，且以较高浓度木醋液效果明显。高浓度木醋液对黑胫病防治作用不佳，而以稀释300倍木醋液处理效果明显，且随木醋液浓度的降低防治效果下降。气候斑的防治从整体看效果明显。

表6 不同木醋液处理对烤烟生育期的影响

表7 不同木醋液处理对烤烟主要病害的影响

2.11 木醋液对烤烟上部叶烤后化学成分的影响

由表8可见，木醋液处理上部烟叶总氮含量均高于CK，但处理间无显著性差异。烤后烟叶钾含量整体偏低，其中以T2处理效果最佳，较CK提高17.31 %。T1、T2处理能有效降低烟碱含量至适宜范围值，而其它处理含量均偏高。还原糖含量以T2、T4处理含量处于适宜值，淀粉含量以T2处理处于适宜值，其余处理二者含量均偏高。糖碱比值在烤后烟叶指标权重中占比最高，其适宜范围是8.5～9.5，可见T1、T2、T3处理均处于适宜范围内。氮碱比值较适宜范围为0.80～1.20，可见T1、T2处理较适宜。综合各化学指标可知，T1、T2处理协调上部叶烤后化学成分效果最佳。

2.12 木醋液对烤烟上部叶烤后外观质量的影响

通过人的感官识别烟叶外部特征得到的烟叶外观质量是烤烟烟叶生产、收购的重要依据。由表9可见，CK及低浓度木醋液T4处理评分较低外，其余木醋液处理均好于CK。其中，各处理颜色、身份及色度表现较一致；T1、T2、T3处理成熟度、结构、身份、油分均好于CK，特别是T2、T3处理烟叶成熟度明显改善，T1、T2处理烟叶结构更疏松且油分足。综合评分可见，T2处理对改善上部叶外观质量效果最佳。

表8 不同木醋液处理上部烟叶烤后化学成分

表9 不同木醋液处理上部烟叶烤后外观质量

表10 不同木醋液下烤烟经济性状

2.13 木醋液对烤烟经济性状的影响

由表10可见，木醋液处理烤烟烟叶单叶重、烟株产值T2、T3、T4处理较CK均有不同程度的提高，其中以T2处理增加最多，较CK增加46.6 %；上等烟比率相比于CK提高提高效果最佳的是T2处理，较CK增加6.02 %；中上等烟比率较CK均提高，其中提高效果最佳的是T2处理，较CK提高了2.06 %。

3 讨 论

木醋液成分复杂，可作为植物生长调节剂促进植物的生长发育[13-14]，提高产量、改善品质[15]，此外，木醋液还具有防治病虫害的作用[16-17]。本试验对烤烟上部烟叶喷施不同浓度木醋液，木醋液提高了烟叶色素含量、全钾含量、全氮含量、可溶性总糖含量以及还原糖含量，有效降低了烟叶烟碱含量和淀粉含量；同时，还提高了烟株农艺性状，调节了烤后烟叶内在化学成分，进而提高了经济性状；此外，木醋液处理有效降低了烟叶病虫害。

植物叶片的光合色素直接影响植物的光合作用，进而影响其有机物的合成[18]。本试验表明,喷施木醋液可提高上部烟叶色素含量，且随烤烟生育期发展，不同浓度木醋液对色素含量提高效果差异显著，其中以喷施稀释300倍木醋液对生长后期烟叶叶绿素a含量提高效果最佳。其可能作用机理是木醋液提高了上部烟叶叶绿体数量，增加了叶绿素含量，进而提高叶片的光合作用。

有研究表明，烟株打顶后喷施生长素可提高烟叶钾含量，降低烟碱含量[19]。吴彦辉等[20]对打顶后烟株喷施适宜浓度GA3、NAA，结果表明两者能有效降低烟碱含量，提高烟叶钾含量及有机钾指数。这可能是叶面喷施适宜浓度木醋液积累一定时间后有助于均衡钾的转移与氮的固定，进而提高烟叶中二者的含量。本试验喷施木醋液能提高烟叶氮、钾含量，且烟叶生长前期，相同时期的各处理之间差异不明显，而打顶后30 d，各处理之间差异显著，但高浓度木醋液不利于二者积累，而以喷施稀释300倍木醋液处理效果最佳。烤烟上部烟叶存在烟碱含量过高的缺点，尤其在烟株打顶后，烟叶中烟碱含量迅速提高。喷施木醋液对烤烟生长后期烟叶烟碱含量表现为高浓度木醋液对降低烟叶中烟碱含量效果最佳。可能是木醋液具有类似生长素作用，与上述研究作用效果一致。

烤烟还原糖、总糖及淀粉含量影响烤烟的香吃味，在一定范围内，烟叶可溶性总糖、还原糖含量越高，淀粉含量越低，烟叶的品质越好[21]。本试验喷施木醋液后，对生长后期烟叶可溶性总糖与还原糖含量均有提高效果并降低了烟叶淀粉含量。

烟株农艺性状反映了大田的生长状况[22]。本试验喷施木醋液能不同程度的提高烟株的农艺性状，其中对烟叶展片、有效叶片数及茎围的提高效果明显。可能是木醋液具有类似激素类物质，能调节植株的生长，且主要对烟叶的开片影响明显。此外，木醋液能缩短烤烟生育期，但效果不明显。

木醋液能平衡烤后烟叶中化学成分进而影响烤烟的外观质量，本试验结果以稀释300倍木醋液处理的烤烟外观质量总评分最高。此外，烟叶病虫害是影响烤烟烟叶品质重要因素之一，本试验以喷施稀释300倍木醋液防治黑胫病、花叶病效果最佳，可能是该浓度有效抑制土壤带菌体及病残体的传染以及烟草花叶病的传播。

4 结 论

综合上述可见，木醋液能促进烤烟上部叶生长发育，进而有效提高烟叶产量与品质，本试验以T2(稀释300倍木醋液)处理对南郑烟区上部烟叶作用效果最佳，适宜推广。