湘南烟区烤烟上部6片叶采收期对烟叶产质量的影响

2020-12-22张冰濯段卫东张明刚尹光庭赵园园陈小龙刘金才张赛周路史宏志

烟草科技 2020年12期

张冰濯，段卫东，张明刚，尹光庭，赵园园，陈小龙，刘金才，张赛，周路，史宏志*

1.河南农业大学国家烟草栽培生理生化研究基地烟草行业烟草栽培重点实验室，郑州市文化路95号450002

2.河南中烟工业有限责任公司，郑州市郑东新区榆林南路16号450016

3.湖南省烟草公司郴州市公司，湖南省郴州市北湖区燕泉北路61号423000

烤烟上部烟叶的产量约占单株烟叶产量的40%，在烟叶原料生产中占有重要地位［1］。优质上部叶对卷烟香味及风格有重要影响［2］。随着卷烟工业增香减害的需要，上部烟叶的使用价值也日益提高，因此提高上部叶的品质和可用性显得尤为重要。烟叶成熟度与外观品质和感官品质密切相关［3-5］，而目前生产上存在上部叶成熟度不足的问题，影响了烟叶品质和工业可用性［6-11］。刘国顺等［12-13］研究表明，通过适当推迟采收期可有效提高烟叶成熟度和品质；宫长荣等［14］提出上部6片叶一次性采收，在一定程度上影响烟株生长后期所需养分的吸收和分配，进而提高上部烟叶可用性；陈振国等［15-18］研究发现，上部6片叶集中一次性采收比逐叶分次采收有助于提高烟叶成熟度、烟叶等级和感官品质。

湘南是我国浓香型烟叶的代表性产区之一，光热资源丰富，生态条件良好，但由于该烟区大部分田块实行烟稻轮作，普遍存在赶晚稻插秧而提前采收烟叶的现象，导致烟叶成熟度不够，影响品质；且该产区烟叶成熟期环境增温过快过高［19-20］，易出现高温逼熟现象，造成烟叶假熟，严重影响上部烟叶的正常成熟［21］。如何在实际生产中简易、快速、准确判断上6片烟叶适宜的采收成熟度，研究适于湘南烟区的成熟采收技术，提高上部烟叶的品质，满足工业企业对优质原料的需求，是目前该区域烟叶生产中急需解决的关键问题。为此，设置了上6片烟叶一次性收获试验，并分析了采收期对烟叶成熟采收特征、叶绿素相对含量（SPAD）、外观品质、经济性状、常规化学成分和感官品质等方面的影响，为制订湘南优质上部叶采收标准以及有效提高烤烟上部叶品质和可用性提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验点基本情况

试验于2018年在湖南省郴州市桂阳县河南中烟工业有限公司洋市基地单元双江村试验田进行，田块地理坐标为东经112.845 1°，北纬25.943 3°，海拔284 m，属亚热带季风性湿润气候区。年平均气温16.6℃，大田生长期年平均日照时数593.73 h，年平均降水量1 452.1 mm，无霜期200 d，有效积温3 221.2℃。供试烤烟品种为云烟87，3月20日移栽，7月17日采收完毕，试验样品为烟株顶部6片烟叶（从上至下依次编号为倒1～6片）。试验田面积约6 hm2，前作晚稻，冬季休闲，肥力中等，烟田排灌方便，烟株生长发育良好，长势较为一致，按当地优质烟叶生产技术规范进行田间管理。

1.2 试验设计

试验共设置5个处理，见表1。采用随机区组设计，3次重复，行株距为1.2 m×0.5 m，密度16 500株/hm2，上6片烟叶一次性收获，从上至下分为倒1～3片、倒4～6片叶两个部位，根据鲜烟素质分类、分别编杆并标记。烘烤结束后，各处理随机选取5 kg烤后烟叶进行分析。其他采收、调制等措施按照当地优质烟叶生产技术规范进行。

表1试验设计Tab.1 Experimental design

1.3 测定方法

1.3.1 烟叶成熟采收特征

烟叶采收时，在各小区随机选取10株代表性烟株，对上部6片烟叶的成熟特征进行鉴别并记录。成熟度相关指标类别及档次划分见表2。

1.3.2 鲜烟叶SPAD值

采收当天6:00—9:00，在各小区选取10株代表性烟株并作标记，依据叶片落黄及叶形特征，以倒2叶和倒4叶作为判定烟叶成熟度的观测对象，用OK-Y104叶绿素测定仪（郑州欧柯奇仪器制造有限公司）测量叶片SPAD值，测量时探头夹取平整叶片的非叶梗部位。在叶片主脉两侧3 cm对称处各选择6个点，分别为叶尖(第3、第4支脉之间)、叶中(第6、第7支脉之间)、叶基(第1l、第12支脉之间)，结果取平均值。

表2上6片烟叶成熟采收外观特征Tab.2 Characteristic appearance of harvest maturity for 6 upper leaves

1.3.3 外观品质

烤烟外观品质包括成熟度、颜色、叶片结构、油分、身份、色度等指标。对初烤烟叶回潮、平衡含水率后，由分级技师以烤烟国标GB 2635—1992［22］分级标准为基础，参考文献［23］烤烟外观品质评价指标进行打分。

1.3.4 经济性状

各小区烟株挂牌、标记采收、调制，并按照烤烟国标GB 2635—1992［22］分级标准进行分级，统计等级结构和均价，计算单叶质量、产量、产值等经济性状指标。

1.3.5 化学成分

取各处理调制后的上部烟叶2 kg，于50℃条件下烘干，粉碎研磨，采用孔径为0.25 mm的过滤筛过滤。采用AAⅢ型连续流动化学分析仪(德国BRAN+LUEBBE公司)按标准方法测定水溶性糖［24］、烟碱［25］、总氮［26］、氯［27］和钾［28］含量（质量分数）。

1.3.6 感官品质鉴定

取各处理烤后上6片烟叶1 kg，由河南中烟工业有限责任公司黄金叶制造中心制成单料烟，并平衡含水率后由河南中烟工业有限责任公司技术中心和河南农业大学国家烟草栽培生理生化研究基地7位具备烟草行业感官评吸鉴定资质的人员进行评吸鉴定。感官评价方法参照标准YC/T 138—1998烟草及烟草制品［29］，以香气质、香气量、刺激性、杂气和浓度5项指标为评判因素集，将香气质、刺激性和杂气分为“烟气品质”类，香气量和浓度分为“烟气丰富程度”类，并分别赋予30%、20%、10%、30%和10%的权重，以9分制对各项评吸因素评分，计算权重总分并转换为百分制，总分越高表明感官品质越好。评分赋值方法见表3。

1.4 数据处理

采用EXCEL 2010和SPSS 19.0进行数据处理和统计分析，用LSD法进行数据间差异的显著性检验（P＜0.05）。

表3烤烟感官评价赋值方法Tab.3 Assignment method for sensory evaluation of flue-cured tobacco

2 结果与分析

2.1 田间鲜烟叶成熟采收特征分析

各处理烟叶成熟特征见图1。在一定范围内延迟采收，烟叶的成熟特征变化明显。由表4可知，从常规采收期到延迟12 d采收，叶片色调由不同程度的黄绿逐渐转变为浅黄，叶面落黄程度增加，叶脉变白、茸毛脱落加剧，叶面成熟斑增多。这说明随着采收成熟度的提高，烟叶内含物质转化更充分；当延迟12 d至16 d采收时，叶面成熟斑明显增加，而叶面落黄程度、主脉颜色和茸毛脱落程度无明显变化。

2.2 SPAD值与鲜烟叶成熟度的关系

对各处理SPAD值变化进行Pearson简单相关分析和双侧测验，结果见表5。表5表明，同一部位烟叶的采收成熟度与叶片SPAD值呈极显著负相关。在相关性分析的基础上，对相关性显著的两部位SPAD值与延迟采收天数进一步进行回归方程拟合，结果显示随着采收期的推迟，不同叶位叶片SPAD值均呈逐渐减小趋势，两部位叶片SPAD值变化趋势的回归方程拟合度均较高（R2＞0.900 0），见图2。因此，用SPAD值判断烟叶的成熟度具有可行性。

图1上部烟叶田间成熟采收特征Fig.1 Characteristics of harvest maturity for upper leaves in fields

表4不同处理上部叶的主要成熟采收特征Tab.4 Main characteristics of harvest maturity for upper leaves under different treatments

表5不同采收成熟度与SPAD值的相关性①Tab.5 Correlation between harvest maturity and SPAD value

2.3 采收期对烟叶外观品质的影响

图2采收期对上部鲜烟叶SPAD值的影响Fig.2 Effects of harvest time on SPAD value of fresh upper leaves

表6采收期对烤后烟叶外观品质的影响①Tab.6 Effects of harvest time on appearance quality of cured tobacco leaves （分）

随着田间采收期的延迟，烤后烟叶的叶片颜色加深，成熟度增加，其外观品质综合评价得分呈现出先升高后降低的趋势（表6），其中延迟8 d采收的倒1～3片烟叶调制后成熟度较好，身份中等，综合评价分值较高；延迟4 d和8 d采收的倒4～6片烟叶调制后成熟充分，组织结构尚疏松，叶片色度为强和浓，外观品质较好，与其他各处理间差异显著。因此，延迟4至8 d采收可以作为烟叶外观品质变化的临界点，而延迟8 d后采收的烟叶存在过熟、色深、身份变薄、油分减少等问题，对烟叶的工业可用性有较大影响。

2.4 采收期对烟叶经济性状的影响

如表7所示，随着烟叶田间采收成熟度的提高，烟叶的单叶质量和产量不断降低。其中，常规采收期的烟叶产量最高，延迟采收的两部位烤后烟叶产量分别降低2.30%～19.08%和1.80%～20.75%；各处理的均价和产值随延迟采收的进行均呈先升高后降低的趋势，延迟4 d采收时上6片烤后烟叶产值最高，且与延迟12 d和16 d采收处理相比差异显著，这说明在产区常规采收成熟度的基础上，适当延长一段采收时间，其产值仍有上升空间，而延迟8 d或更久采收，烟叶的产值下降，差异变化显著，两部位烤后烟叶的产值分别有-24.98%～0.81%和-28.45%～2.26%的波动。由此可知，正常采收的上6片烟叶产量最高，而延迟4 d采收的烟叶均价和产值较高，上中等烟比例最高，经济性状表现较好。

2.5 采收期对烤后烟叶化学成分的影响

如图3所示，总氮和烟碱含量随着延迟采收而不断提高，各处理倒1～3片、倒4～6片两部位烤后烟叶烟碱含量分别提高6.25%～35.31%和26.32%～62.78%，有利于满足工业企业对高烟碱烟叶的需求；而上6片烤后烟叶总糖含量持续降低，倒1～3片烤后烟叶中还原糖含量在推迟4 d采收后呈降低趋势，倒4～6片烤后烟叶的还原糖含量则表现为持续降低。各延迟采收处理对烤后烟叶化学成分协调性的影响如表8所示，随着采收期的推迟，烤后烟叶的糖碱比、氮碱比不断降低，且各延迟采收处理与正常采收处理间差异显著。

表7不同采收期烟叶的主要经济性状比较Tab.7 Main economic traits of tobacco leaves harvested at different times

图3采收期对烤后烟叶的化学成分含量的影响Fig.3 Effects of harvest time on chemical component contents in cured tobacco leaves

表8采收期对烤后烟叶化学成分协调性的影响Tab.8 Effects of harvest time on harmony of chemical components in cured tobacco leaves

2.6 采收期对烟叶感官品质的影响

不同采收期处理的烤烟感官品质如表9所示，延迟采收可影响调制后烟叶的感官品质，延迟8 d采收的倒4至倒6片烟叶感官品质显著优于常规采收期、延迟12 d和16 d采收的处理；随着采收成熟度的不断提高，调制后的上部叶烟气品质和烟气丰富程度均呈现先升高后降低的变化趋势，见图4。

对不同采收期处理与感官品质评分进行了回归方程拟合，见表10。在产区上6片常规采收时间的基础上，延长5 d采收烟叶烟气品质较好，而延长7～10 d的烟叶烟气丰满，口感饱满；延迟6 d采收的倒1～3片烟叶和延迟8 d采收的倒4～6片烟叶宜于一次性采收，此时上6片烟叶调制后感官品质综合评价较好。

表9采收期对烤后烟叶感官品质的影响Tab.9 Effects of harvest time on sensory quality of cured tobacco leaves （分）

图4不同采收期处理烟叶感官品质变化趋势Fig.4 Sensory quality scores of tobacco leaves harvested at different times

表10不同采收期烟叶感官品质及综合评价Tab.10 Sensory quality and comprehensive evaluation of tobacco leaves harvested at different times

3 讨论

采收成熟度对烟叶产量和品质的形成有重要影响。在传统的采收处理中，叶片颜色呈柠檬黄或橘黄，叶片结构为尚疏松，身份稍厚，烟叶生产潜力未完全挖掘；而烟叶过熟采收，其品质又会有所下降，这与前人的研究结果一致［30-31］。本试验中设置了5个采收处理，其中正常采收处理（CK）为产区烟农传统采收时间点，从试验结果来看，在正常采收时间的基础上，适当推迟采收时间一次性收获可以提高上6片烟叶的产值、感官品质和工业可用性，比传统分次、分批的采收方式更省工增质，这与陈刚等［32-33］的研究结果基本一致。

通过推迟采收时间进行上6片烟叶一次性采收可提高烟叶采收成熟度、提高烤后烟叶外观品质。已有研究表明，采收时间或采收方式对上部烟叶外观品质产生影响，这可能是由于延迟采收天数、不同产区气候条件的差异等影响了烟株生理成熟期关键酶的活性，进而影响烟叶的成熟落黄［7,34］；本试验中对鲜烟叶成熟采收特征和烤后烟叶外观品质的描述，与蔡宪杰等［11］研究结果存在差异，可能与观测叶片选取的叶位有关，同时对观测叶片进行成熟度判断和成熟特征描述时，易受到高温、高光照等气象因素或人为判断因素的干扰。此外，有研究结果显示，湘南烟区最适宜采收成熟度的延迟采收时间较短，与河南烟区的浓香型烟叶不一致［30,35］，这可能与湘南烤烟旺长期至成熟期烤烟生长速度快，成熟期短，成熟后期升温快，温度高有关；也与刘伟等［36-38］有关适宜采收期的研究结果存在差异，说明不同烟区、不同品种上部烟叶其最适宜采收成熟度不尽一致。因此，在烟叶生产中如何充分、准确判断成熟度仍需进一步深入研究。

在烟叶成熟采收环节，通过使用叶绿素仪测定田间鲜烟叶的SPAD值，有助于把握烟叶田间成熟度,进行量化管理［39］。本试验中，鲜烟叶SPAD值与烟叶的采收成熟度呈极显著负相关关系，即通过田间鲜烟叶SPAD值的测定可用于判断成熟度和指导生产，这与孙阳阳等［40-41］的研究结果基本一致。随着烟叶采收的延迟，烟叶SPAD值降低，这主要是由于烟叶中叶绿素不断降解、内含物质持续转化的结果。在本年度试验中，测得不同采收处理烟叶SPAD值均低于郑国建等［42］的测定结果，这可能是由于品种、叶位［43］、地域气候生态条件或样品测定方法的差异所引起的。由此可见，在湘南烤烟产区建立SPAD值与上部叶适宜采收成熟度的关系和标准仍是一项系统性工程，不仅要探讨SPAD值与不同采收成熟度烟叶的相关性和变化趋势，还需根据产区生态条件和生产实际开展进一步试验，以明确多项指标与上6片烟叶成熟度的量化关系。