清香型烟叶成熟期间不同部位外观表征差异研究

李运国，杜杏蓉，赵正雄，欧阳铖人，保志娟，王娜

（云南农业大学烟草学院，云南 昆明 650201）

红花大金元作为全国和云南省的特色烤烟品种，对清香型风格特色的彰显具有独特贡献，在高档卷烟配方中发挥着重要作用，其品质一直受到工业企业的青睐。但红花大金元不同部位烟叶的成熟度是其品质的主要影响因素，对烟叶经济价值起决定性作用［1-3］。成熟度的不同，会对烟叶调制后的外观质量、内在化学成分的协调性以及烟制品的感官质量产生重要影响，因此准确掌握田间鲜烟叶的成熟度对适时采收和科学调制具有重要意义［4］。

目前，关于成熟度外观表征的系统研究以K326品种居多：汪季涛等［5］在福建龙岩的田间试验表明，下部叶五成黄采收、中部叶八成黄采收、上部叶九成黄采收烟叶外观质量、感官质量、化学成分、经济效益最好；王涛等［6］在云南曲靖烟区研究发现，K326的鲜烟叶田间适宜采收标准为中部叶主脉和支脉1/2以上变白、绒毛脱落、茎叶夹角80～90°，上部叶主脉和支脉全白、绒毛脱落、茎叶夹角110～120°。红花大金元鲜烟叶中色素含量较高，成熟慢，易采青，常导致烤后烟叶产量较低，因此把握好采收成熟度对提高该品种烟叶的质量非常重要。本团队在云南石林和寻甸两个不同海拔生态类型区，通过田间试验研究红花大金元打顶后上、中、下三个部位烟叶的茎叶夹角、叶绿素含量、类胡萝卜素含量以及叶色、叶脉、叶尖叶缘等外观指标的差异，探讨其采收成熟指标和相应的适宜采收标准，最大限度地挖掘该品种的质量潜力，提高我国优质特色烟叶原料保障水平。

1 材料与方法

1.1 供试材料与试验地点

试验于2020年在云南省海拔1 868 m的寻甸和海拔1 674 m石林两地同步进行。供试材料为烤烟品种红花大金元。土壤理化性状见表1。

表1 供试土壤理化性状

1.2 试验设计

两地田间试验均采用随机区组设计，重复3次。共设3个不同叶位处理，处理1：下部叶（第3～5叶）；处理2：中部叶（第8～10叶）；处理3：上部叶（第15～17叶）。小区长6 m，宽5 m。每小区栽烟40株，株距50 cm，行距120 cm。

两地施肥均按当地生产推荐用量进行，均施用烤烟专用复合肥，其中寻甸施氮量为45 kg/hm2（一次性基施），N∶P2O5∶K2O为1∶1∶3；石林施氮量为45 kg/hm2（一次性基施），N∶P2O5∶K2O为1∶2∶3，株施农家肥500 g。

其它栽培管理措施按《昆明优质烤烟综合标准》进行，均地膜覆盖栽培。寻甸点于4月20日移栽烟苗，7月4日打顶；石林点于4月26日移栽烟苗，7月15日打顶。

1.3 调查测定项目及方法

1.3.1 茎叶夹角 烟株打顶时，每小区分别选定代表性烟株10株，每隔8天连续用半圆测下部叶（第4片）、中部叶（第9片）、上部叶（第16片）茎叶夹角，直至该部位烟叶成熟采摘为止。茎叶夹角的测定方法：将叶片自然形成的弧线作为圆弧，烟茎秆作为切线，叶片基部与茎秆着生处就是切线和圆弧的切点，切线与圆弧之间的夹角即为茎叶夹角。

1.3.2 叶绿素含量 烟株打顶时，每小区分别选定代表性烟株10株，每隔8天连续在下部叶（第4片）、中部叶（第9片）、上部叶（第16片）相应部位上用打孔器取圆片，带回实验室冷藏并进行叶绿素含量测定。

叶绿素含量测定采用浸提比色法。将圆片置于研磨钵中研磨，加95%乙醇25 mL室温下浸提至材料完全变白，然后进行过滤和比色。由于叶绿体色素在不同溶剂中的吸收光谱有差异，因此在使用其它溶剂提取色素计算公式也有所不同，叶绿素a、b在95%乙醇中最大吸收峰的波长分别为665、649 nm，类胡萝卜素为470 nm，据此可按照以下①～③关系式计算出叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素的浓度。

①Ca=13.95A665-6.88A649；

②Cb=24.96A649-7.32A665；

③Cx=（1000A470-2.05Ca-114.8Cb）/245。

式中，A665、A649、A470为吸光度，Ca、Cb、Cx为叶绿素a、b和类胡萝卜素的浓度（mg/L）。求得各色素的浓度后再按④式计算出叶片中叶绿素a、b和类胡萝卜素三种色素的含量。

④叶绿体色素含量（mg/g）=C×25/100。1.3.3 农艺性状 烟叶成熟时定性描述叶色、叶面落黄、主脉、茸毛、叶尖叶缘变化等外观表征情况。

1.4 数据分析

采用Microsoft Excel 2007进行数据统计分析。

2 结果与分析

2.1 不同部位烟叶茎叶夹角差异

如表2所示，红花大金元三个部位的茎叶夹角均表现为随着成熟度的增加而增大，寻甸、石林两点均有一致规律。烤烟打顶后，茎叶夹角由下到上逐渐减小，随成熟度的增加，角度增幅明显；寻甸点下部叶采摘结束后，中部叶和上部叶的茎叶夹角明显增大，增幅分别为5.93°和7.23°；中部叶采摘结束后，上部叶的茎叶夹角明显增大，增幅为5.11°。

整体来说，两地烤烟各部位烟叶在同一时期的茎叶夹角和其增幅大小存在一定的差异。从茎叶夹角的大小来看，下部叶成熟期的茎叶夹角差异较大，达6.01°，中部叶和上部叶成熟期的茎叶夹角差异较小；从茎叶夹角的增幅来看，寻甸烤烟各时期茎叶夹角的增幅较大，石林烤烟增幅较小。说明相同烤烟品种在不同生态点种植，各部位烟叶进入相应的成熟阶段，其茎叶夹角和茎叶夹角的增幅也存在一定的差异。就下、中、上三个不同叶位比较而言，下部叶茎叶夹角最大，中部叶次之，上部叶较小，寻甸、石林两点规律一致。

表2 不同部位烟叶的茎叶夹角 （°）

2.2 不同部位烟叶主要质体色素含量差异

由表3可知，红花大金元不同部位烟叶叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素含量表现出相同的变化趋势。同一时期不同部位烟叶的叶绿素a、b和类胡萝卜素含量均表现为：上部叶＞中部叶＞下部叶；同一部位不同时期烟叶的叶绿素a、b和类胡萝卜素含量的变化都表现为：随着烟叶成熟期的递进，三者的含量逐渐下降，其中叶绿素a、b含量迅速下降，类胡萝卜素下降缓慢。从变幅来看，从打顶到下部叶采烤前，下部叶的叶绿素a、b和类胡萝卜素含量的变幅较中、上部叶大，寻甸点分别表现为叶绿素a在0.66～0.23 mg/g、叶绿素b在0.29～0.10 mg/g和类胡萝卜素在0.16～0.10 mg/g之间含量下降，且石林点与其规律一致。

两地比较，石林点各部位烟叶的叶绿素a、b和类胡萝卜素含量均比寻甸高，这主要与移栽期和大田成熟期有关，寻甸烟叶移栽较早，而石林相对较晚。

表3 不同部位烟叶的主要质体色素含量 （mg/g）

2.3 不同部位烟叶类胡萝卜素与总叶绿素比值

红花大金元不同部位烟叶类胡萝卜素与总叶绿素的比值如表4所示。随时间推移，上部叶、中部叶和下部叶的类胡萝卜素与总叶绿素的比值都呈现增加趋势，且两地的规律相同。

2.4 不同部位烟叶成熟时外观表征差异

由表5可以看出，不同地点的红花大金元同一部位烟叶，虽然采收时间有所不同，但除主脉和叶尖叶缘垂度稍有区别外，其余外观特征基本一致；而成熟采收时不同叶位烟叶的叶色、叶面落黄程度、主脉、茸毛、叶尖叶缘、成熟斑等外观表征存在差异，两个地点均有一致规律。

表4 不同部位烟叶的类胡萝卜素与总叶绿素比值

表5 不同部位烟叶成熟时外观表征差异

3 讨论

3.1 不同部位烟叶茎叶夹角与成熟度的关系

本试验表明，同一时期、同一部位烟叶石林地区的茎叶夹角大于寻甸地区，这与钱雷等［7］的结果吻合，即在其它条件一致情况下，随着海拔升高，茎叶夹角减小。随着成熟期的递进，红花大金元烟株的茎叶夹角逐渐增大，且到成熟后期，中部叶和上部叶的茎叶夹角增幅较大，尤其上部叶的茎叶夹角增幅比较明显，这与前人的研究结果一致［7，8］。其原因可能有两方面：一是由于后期下部叶采收结束，烟叶的光照面积增加，有效积温提高，从而加速了中部叶和上部叶的成熟叶夹角增幅变大；另一方面可能是因为，烟株生长后期其叶腋处均会萌发腋芽，而腋芽的生长使得烟叶的茎叶夹角变大，对上部叶茎叶夹角的影响尤为明显。对于红花大金元品种，当烟叶的颜色由绿转黄，下部叶茎叶夹角达45～51°，中部叶茎叶夹角达43～45°，上部叶茎叶夹角达41～43°，可视为适熟的标志，此时采收的烟叶易于烘烤。

3.2 不同部位烟叶质体色素含量与成熟度的关系

烟叶成熟采收时化学成分为一个动态的变化过程。不同成熟度的烟叶内部结构、色素和水分含量等均不相同。烟叶成熟过程中颜色的变化，实质上就是叶组织内总叶绿体色素以及类胡萝卜素占总叶绿体色素含量比例变化的外观反映［9］。随着成熟时期的递进，同一部位烟叶类胡萝卜素与总叶绿素的比值都呈现增加趋势。这可能是因为，总叶绿素和类胡萝卜素虽均随成熟时期的递进呈下降趋势，但由于类胡萝卜素含量明显比总叶绿素含量少，且类胡萝卜素的降幅比总叶绿素小，故类胡萝卜素占比呈增加趋势。

本试验结果显示，随着成熟时期的递进，烟叶下部叶、中部叶和上部叶都表现出同样的规律，即叶绿素含量逐渐降低，这与前人的研究结果一致［8，9］。这说明叶绿素随着时间推移，其降解能力增强。叶绿素作为烟叶中质体色素的重要组成部分，其含量不仅与烤烟产量及适时收获有关，而且决定了调制后烟叶的色泽，其相关降解产物与烟叶的香气质和香气量也密切相关［10，11］。因此，有关烟草叶绿素的研究一直备受关注［1，3，5，12］。

类胡萝卜素是烤烟中一种重要的香味前体物和显色物质，与烟叶的感官质量和外观质量（颜色）关系密切［13-16］。本试验中，不同部位烟叶的类胡萝卜素含量在同一时期都表现为：上部叶＞中部叶＞下部叶，龙春芬等［17］得出同样结论；且随着时间推移，三个部位烟叶的类胡萝卜素含量均是降低的，与王峰吉［10］、杨虹琦［18］等的结果一致。随成熟时期推进，烟株叶片自下而上陆续呈现出生长停止、转黄、代谢分解大于合成，叶片功能呈逐渐减弱状态。

类胡萝卜素与总叶绿素的比值一定程度上代表了叶色的转化，类胡萝卜素占比的提高决定了烟叶由绿色向黄色的转变。本试验中，随着烟叶进入成熟期，三个部位烟叶的类胡萝卜素与总叶绿素的比值都呈现增加趋势。这刚好与叶色转化情况相吻合。

3.3 不同部位烟叶成熟期间外观形态与成熟度的关系

烟叶在成熟过程中，由于组织结构和内在化学成分的变化，必然导致外观形态特征的改变。生产上就是依照外观特征来判断烟叶是否成熟，确定应当采收的成熟烟叶。而不同部位烟叶成熟时的外观表征存在差异，我们可以根据叶色、叶脉、成熟斑的状况判断不同部位烟叶是否成熟，以保证烟叶的产量和质量。

4 结论

寻甸、石林两地的上、中、下三个部位的烟叶茎叶夹角均随成熟度的增加而增大；同一成熟时期的烟株茎叶夹角大小为下部＞中部＞上部。两地烟叶的叶绿素a、b和类胡萝卜素含量均为上部＞中部＞下部，并随成熟度的增加均呈现下降趋势；随着烟叶成熟时期的推进，三个部位的类胡萝卜素与总叶绿素的比值呈增加趋势。不同部位烟叶成熟时其叶色、叶脉、叶尖叶缘等方面有不同表征，我们可以利用这些不同的外观表征来区分不同部位的成熟烟叶。