中烟100上部叶不同采收方式对烟叶质量的影响

史久长，郑宏斌，张仲文，张 力，于冰洁，宋瑞祥，石秋环，贾 玮*，李渊博*

（1.浙江中烟工业有限责任公司，浙江 杭州 310008；2.河南农业大学 烟草学院，河南 郑州 450002；3.河南省烟草公司 洛阳市公司，河南 洛阳 471026）

烤烟上部叶数量占整株烟叶数量的1/3，其产量占整株总产量的30%～40%，且上部烟叶口感浓度饱满、香气量足，是卷烟配方中的重要原料［1］。国外上部烟叶在卷烟配方中的使用率占整个烟叶的40%，而我国上部烟叶在卷烟工业中的可用性偏低，主要原因是上部叶开片不佳、叶片偏厚、组织结构紧密、内在化学成分不协调等［2］。我国采用的上部叶采收方式是“成熟一片采收一片”，在20世纪90年代明确了此采收方式只适用于中下部烟叶，而上部叶在只剩3片叶时不能正常发育［3］。因此，探究上部叶适宜的成熟采收方式显得尤为重要。

烤烟品种中烟100是中国烟草遗传育种研究（北方）中心以优质、多抗为主要育种目标，选用多抗性烤烟新品系9201与优质品种NC82杂交，F1用NC82回交，回交后代经系谱法定向选择培育而成［4］。中烟100是一种耐水肥、适应性较广的烤烟品种。史万华等［5］试验表明，中烟100与云烟87、K326、K346等烤烟品种相比，其产量、产值较高，还原糖、总糖含量高，烟碱含量低；中烟100适应性强，喜水肥，种植面积广，适宜在全国主要烟区中等以上肥力的烟田进行推广种植。本试验以中烟100为供试材料，将上部叶按叶位自上而下进行标号并分组，研究不同采收方式对烤烟上部叶的质量及经济性状的影响，以期为科学使用上部烟叶，增大其工业可用性及大田操作提供技术支持和参考依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

本试验于2020年在河南省洛阳市洛宁县罗岭基地单元进行。供试品种为中烟100，选择具有代表性的烟田作为试验田，试验田的地势平坦，灌排方便，肥力中等，土质良好。

1.2 试验设计

将烤烟上部6片叶由上而下，根据不同叶位依次以顶1～顶6进行编号。试验共设置3个处理：T1：先采收4～6叶位，再采收1～3叶位；T2：先采收5～6叶位，再采收1～4叶位；T3：上部6片叶一次性采收（以顶2叶达到成熟为标准）。试验采用大田顺序排列，每个处理0.33 hm2，行距为1.10 m，株距为0.55 m，各处理均设置保护行。在50%以上的中心花开放时进行打顶，每株留叶数22片，采用化学抑芽。

1.3 测定项目

1.3.1 外观质量分析观察记录包括颜色、成熟度、叶片结构、身份、油分、色度在内的外观质量指标，以《烤烟》标准（GB 2635—1992）进行分析。

1.3.2 物理特性测定测量采收叶片的叶宽和叶长，计算开片度和叶面积，其中：开片度=叶宽/叶长；叶面积=叶长×叶宽×0.6345。单叶重的测定采用平衡水分称重法，含梗率采用称重法进行测定，抗张强度的测定采用ZKW-3型薄片抗张强度试验机（购自四川长江造纸仪器有限公司），叶质量采用打孔铝盒称重法进行测定，填充值采用HP601烟丝填充值测定仪（购自济南恒品机电技术有限公司）测定。

1.3.3 超微结构观察参照武圣江［6］的方法，通过透射电子显微镜（HitachiH-600 Electron Microscope，日本）进行观察拍照。观测内容为细胞壁、细胞膜、叶绿体、线粒体、细胞核等超微结构。

1.3.4 化学成分测定每个处理按照《烤烟》标准（GB 2635—1992）中的42级品质规定，取上部叶烤后烟样（B2F）各1 kg，用于常规化学成分的测定。根据《烟草化学品质分析法》对烟叶中总糖、还原糖、总氮、烟碱、钾和氯的含量进行测定，每个指标重复3次。

1.3.5 致香物质测定采用同时蒸馏萃取方法(SDE)对各处理烤后烟叶样品中的香味物质进行提取。利用GC/MS的NIST08谱库对烟样中各香味成分进行定性分析测试。采用内标法对烟样中重要的香味成分进行定量分析。

1.3.6 经济性状测定烟叶烘烤后按照《烤烟》标准（GB 2635—1992）进行分级，统计烟叶产量、产值、均价和上等烟的比例。

2 结果与分析

2.1 不同采收方式对烤烟上部叶外观质量的影响

由表1可知，在不同的处理下，烟叶的等级、成熟度、身份、油分和色度存在一定的差异性，具体表现为：T1和T2处理以B3F等级为主，T3处理存在B2F和B3F等级均分的现象；在身份指标中，各处理的顶1叶都为稍厚，而T1处理的其他叶为中等厚度；在油分指标中，T1和T3处理中多为有，而T2处理中多为稍有；在色度指标中，T3处理的色度大多为强，T1和T2处理中多为中、弱。从整体来看，T1处理下，部分叶位的烟叶成熟度略差，且叶尖及边缘部分出现轻度挂灰现象；T2处理下的上部烟叶油分较少，色度较弱，尽管颜色较均匀，但整体偏浅；T3处理的上等烟占比增多，成熟度和开片度较好，油分也有所提高。因此，T3处理的效果最佳，明显提高了上部叶的整体外观质量。

表1 不同采收方式对烤烟上部叶外观质量的影响

2.2 不同采收方式对烤烟上部叶物理特性的影响

由表2可知，不同处理间的开片度差异显著，T3处理下的开片度高达0.40，高于T1和T2处理；不同处理间的叶面积有略微不同，T3处理略高于T1处理，且显著高于T2处理，T1和T3处理间差异未达到显著水平；T1、T2、T3处理下的单叶重分别为10.34、9.12、10.72 g，其中T3处理下的单叶重高于T1和T2处理；T2和T3处理的含梗率显著低于T1处理，但T2和T3处理间没有显著性差异；3个处理的抗张拉力大小依次为T1＞T2＞T3，其中T1处理的抗张拉力最大，达到了1.79 N/cm2；T3处理下的叶质量显著高于T1和T2处理，达到12.62 mg/cm2，尽管T2处理下的叶质量相较于T1处理有增大的趋势，但2个处理间并无显著性差异；3个处理的填充值变化趋势与叶质量表现一致，T3处理下的填充值高达3.95 g/cm3，显著高于T1和T2处理。因此，T3处理下的烤烟物理特性明显优于T1和T2处理。

表2 不同采收方式对烤烟上部叶物理特性的影响

2.3 不同采收方式的上部叶超微结构

由图1可知，T1处理下的细胞结构完整，各种细胞器被中央大液泡挤到细胞边缘，靠近细胞壁； 叶绿体中的淀粉粒处于进一步增长趋势；可清晰观察到排列整齐、清晰的叶绿体类囊片层（图1A、图1D），叶绿体类囊体的垛叠程度是决定其光合能力的主要因子，从排列整齐的叶绿体类囊体图片得出T1处理下的叶片仍处于淀粉合成阶段；在T3处理下，细胞中各种细胞器开始降解，类囊体膨胀、松弛，淀粉粒逐渐积累并达到最大（图1C、图1F）；在T2处理下，细胞器降解严重，叶绿体膜降解，叶绿体内的类囊体进一步膨胀、松弛，淀粉粒也开始发生降解，数量减少（图1B、图1E）。

图1 不同采收方式对烤烟上部叶超微结构的影响

2.4 不同采收方式对烤烟上部叶化学成分的影响

由表3可知，T3处理下的总糖、还原糖、总氮、烟碱、钾、氯含量、糖碱比、氮碱比和钾氯比与T1和T2处理相比，均表现出显著性差异。T3处理下的总糖含量达到最大值，还原糖含量的变化趋势与总糖含量一致，3个处理间的还原糖含量表现为T3＞T2＞T1，且相较于T1和T2处理，T3处理下的还原糖含量具有较大幅度的提高；T1、T2、T3处理下的总氮含量分别为2.25%、2.15%和1.78%，T1和T2处理的总氮含量均显著高于T3处理；T1处理的烤烟烟碱含量最高，为3.93%，T2处理的烟碱含量略低于T1处理，T3处理相较于T1处理，烟碱含量大幅度降低；不同采收方式显著影响了烤烟的钾、氯含量，其中T3处理的钾含量高达1.68%（＞1.6%），氯含量低至0.25%（＜0.4%），因此也形成了较高的钾氯比（6.85），且均优于T1和T2处理的钾、氯含量以及钾氯比；3个处理下的糖碱比有显著的差异，其中T3处理达到最大值，分别为T1和T2处理的2.13倍和1.74倍；T3处理下的氮碱比达到了0.62，显著高于T1和T2处理，但T1和T2处理间的氮碱比无显著性差异。

表3 不同采收方式对烤烟上部叶化学成分的影响

2.5 不同采收方式对烤烟上部叶致香物质的影响

烟叶的品质与烤烟中性致香物质的含量、种类和组成比例等因素具有密切的关系，上述因素也决定了烟叶的香气质量和香型种类。由表4可知，在所测的31种致香物质中，类胡萝卜素降解产物20种，苯丙氨酸类降解产物4种，美拉德反应产物5种，类西柏烷类产物1种以及新植二烯类产物1种。从致香物质总量上来说，一次性采收的T3处理致香物质总量远高于T1和T2处理，具体为T3＞T1＞T2，T3处理比T1和T2处理分别提高了5.25%和12.65%。类胡萝卜素降解产物总量、苯丙氨酸类降解产物总量、美拉德反应产物总量和类西柏烷类产物总量也都表现出T3＞T1＞T2。不同处理间的香气成分含量不同，其中以新植二烯在各个处理中所占的比例最大，类胡萝卜素降解产物含量次之。综上，T3处理有利于提高烤烟中性致香物质的总量。

表4 不同采收方式对烤烟上部叶中性致香物质含量的影响 μg/g

2.6 不同采收方式对烤烟上部叶经济性状的影响

由表5可知，不同采收方式处理下的烤烟上部叶经济性状指标具有较大的差异，其中T3处理烤烟上部叶的产量、产值、均价和上等烟比例等指标均显著高于T1和T2处理。T3处理各经济指标分别比T1处理提高了5.27%、20.51%、9.26%和27.00个百分点；比T2处理分别提高了8.23%、23.86%、7.17%和21.00个百分点。尽管T2处理的上等烟比例和均价都高于T1处理，但两者之间无显著性差异。综上，T3处理能够有效提高烤烟上部叶的经济性状。

表5 不同采收方式处理烤烟上部叶经济性状的对比分析

3 结论与讨论

不同采收方式会对上部烟叶的外观质量、物理特性、化学成分以及经济性状等产生直接影响，本试验通过对主栽品种中烟100的3种采收方式进行研究，得出以下结论：

（1）一次性采收（T3处理）的烟叶外面质量比先采收4～6叶位，再采收1～3叶位的（T1处理）以及先采收5～6叶位，再采收1～4叶位（T2处理）好，能够表现出较好的开片和紧实的结构，且成熟度较好，叶片更加细腻柔软，符合高质量叶片的标准。

（2）在物理特性中，单叶重、叶质量和填充值是烟叶的重要性状，其能够反映烟叶的发育状况、生理状态和成熟度［7］。在本试验中，不同的采收程度表现出烟叶不同的物理特性，其中T3的开片度、叶面积、单叶重、叶质量和填充值在3个处理中最大，含梗率在T2和T3处理中最低，这也符合优质烟叶的标准，可能是因为上部叶一次性采收提高了烟叶成熟度，叶片发育充分，开片较好，叶片较薄，鲜烟叶素质较好［8-9］。

（3）超微结构观察结果也印证了外观和物理特性的变化，细胞器和叶绿体膜降解的程度等说明T3处理烤后烟叶中的成分释放更加全面，其香气物质和化学成分能够更好地输出［10］。

（4）不同采收方式的烟叶在化学特性和致香物质方面都有较大的差异，且存在显著的相关性，使得烟叶的内在和感官质量发生相应的变化。生长期及调制后的糖含量对烟气的香吃味有重要影响，协调的糖碱比值能促进烟气醇和、余味舒适、吃味柔和，有利于烟叶发挥出内在的品质［11］。总氮、烟碱和氯含量的变化趋势一致，都表现为T1＞T2＞T3；总糖、还原糖、钾含量、糖碱比、氮碱比和钾氯比的变化趋势一致，并且与总氮、烟碱和氯含量的趋势相反，为T3＞T2＞T1。优质烟叶的化学含量应保持在一定的适宜范围，从本试验的结果得出，一次性采收处理（T3）烟叶的化学物质含量均处于优质烟叶范围内的合适水平，说明烟叶整体的香吃味、燃烧性较好。张志平等［12］发现，不同采收方式的烟叶糖类含量等化学指标存在一定差异，本文研究结果与其一致。这可能是由于烟叶生长时间延长，促进了烟叶养分均衡分配，使烟叶内含物趋于协调。仙立国等［13］研究表明上部叶6片一次性采收能够提高还原糖、总糖等含量并使之协调，大大改善吸食体验，本文研究结论与其一致。

（5）香气在烟叶品质上的重要性和影响性较大。烟叶在适熟采收时才能够使烟叶获得优良的香味和吸吃品质，不同的采收方式也会影响其致香成分的含量。本试验发现成熟采收方式与香气成分含量存在一定的相关关系，一次性采收的烟叶的香气成分含量远高于分批次采收。在实际生产栽培中，采收方式是栽培技术过程中的重要一环，在提高烟叶香气质、香气量方面有重要的作用。上部叶可用性一直在生产上寻求突破，而黄永成等［14］认为，通过控制烟叶采收方式，能够很好地增加香气，减少杂气，使得余味变好，其致香成分的含量也与化学成分、物理性状等一致。

（6）烟叶的可用性能够从外观质量、物理特性和化学成分中表现出来。其中经济性状能够最直观地反映不同处理下的市场价值，与之一致的是，物理外观及化学成分表现较好的一次性采收处理的经济效益也最高，上等烟比例和均价也较高，上部叶呈现出中部叶特征的烟叶较多，这与陈振国等［15］的结论一致。

综上，不同采收方式对叶片成熟度以及物质积累产生了影响，而外观质量、物理特性以及化学成分等是烟叶质量的综合反映［16］。上部6片叶一次性采收的T3处理整体水平表现较好，烟叶含梗率最低，其他物理指标如单叶重、叶质量、叶厚和平衡水分与含梗率呈负相关，化学成分最协调，香气物质含量最高，这与张冰濯等［17］的研究结论基本一致。

本文通过对上部叶的外观质量、物理特性、超微结构、化学成分、致香物质及经济性状进行分析，得出上部6片叶一次性成熟采收可明显改善上部叶的整体外观质量、物理特性和化学成分协调性，能够提高烤烟上部叶中性致香物质的总量和上部叶的经济性状。因此，最适宜中烟100上部叶的采收方式是上部6片叶成熟后一次性采收。