不同移栽期下气象因子与三门峡烤烟上部叶产量和品质的关系分析

苏永士，蒋伟峰，杨 洋，常剑波，王 静，李致新，徐 敏，关卫东，张小全，符云鹏

（1.河南省烟草公司，河南 郑州 450008；2.河南农业大学 烟草学院，烟草行业烟草栽培重点实验室，河南 郑州 450002；3.玉溪市烟草公司华宁县分公司，云南 华宁 652800；4.河南省烟草公司三门峡市公司，河南 三门峡 472000）

随着卷烟产品结构的调整及减害降焦的深入进行，对优质烤烟上部叶的需求量增加。烤烟上部叶一般占烟叶总产量的30%～40%，在烟叶生产中占有重要地位[1‐2]。在烤烟生产先进的国家，上部叶是生产高级卷烟的主要原料，而我国因上部叶总体质量不高，工业上不能大量用于生产一、二类卷烟[3]。虽然近年来我国在提高烤烟上部叶质量方面做了大量研究，也取得了许多成果，但依然存在成熟度不高、叶片结构紧密僵硬、油分少、化学成分不协调、香气量不足等问题，既影响上部叶的工业可用性，又降低了烟农收益[4‐6]。

许多研究表明，良好的温、光、水等气候条件是优质上部叶形成的必要条件[7‐8]。同一生态条件下，气象因子一般难以人为改变，但可通过调整移栽期对烤烟大田不同生育阶段光、温、水等气象因子进行适当调整，进而对烟草生长发育及产量品质形成产生影响[9‐11]。杨园园等[12]研究表明，调整移栽期，烤烟各生育阶段气象因子均发生改变；移栽期通过温度条件和日照时数等气象因子影响烤烟生育进程，适期早栽可提高烤烟生育期及成熟期温度指标，延长烤烟大田生育期，有利于提高烤烟产量和品质[13‐14]。黄廷炎等[15]通过相关分析发现，降雨量是影响烤烟产量的主要气象因子，气温是影响烤烟品质的主要气象因子。而时鹏等[16]认为，湖北烟区日照时数是影响烤烟品质的主要气象因子，其次为降水和气温。张波等[17]研究发现，气温是影响烤烟品质的主要气象因子，其次是日照时数和降雨。不同生态区由于气候条件的差异、烟叶质量风格的不同，研究结果存在明显差异。

三门峡是河南省重要的烤烟产区，该产区属暖温带半干旱大陆性季风气候，1/3 左右的年份4—6月降雨量偏少[18]，又缺少灌溉条件，为了避免干旱对烤烟旺长期生长的影响，常将移栽期推迟。但移栽过晚，烤烟上部叶成熟期间常遇低温多雨天气，致使上部叶不能正常成熟，加重病害的发生程度，抢采、采青的现象时有发生，严重影响了上部叶质量的提升及烟农收益的提高。因此，合理调节烟株各生育阶段生长发育进程，确保上部叶成熟期间具有适宜的光温水条件，促进烟叶正常落黄成熟，对提高上部叶品质具有重要意义。但气象因子对三门峡烤烟上部叶产量和品质的影响研究较少。因此，在三门峡烟区通过设置移栽期试验，使上部叶生长处于不同的温、光、水条件，分析气象因子对上部叶产量和质量的影响，明确限制气象因子，以期为三门峡烟区合理调整移栽期、优化气候资源配置和改善上部叶品质提供理论参考。

1 材料和方法

1.1 试验地概况

试验于2020—2021 年在河南省三门峡市灵宝市朱阳镇进行，供试烤烟品种为云烟87。试验地前茬为烤烟。试验田土壤基本理化性质为pH值7.76，碱解氮96.80 mg/kg、有效磷11.34 mg/kg、速效钾132.46 mg/kg、有机质10.03 g/kg。

1.2 试验设计

试验设4 个移栽期处理，分别为5 月1 日（T1)、5月7日（T2）、5月13日（T3）、5月19日（T4）移栽，随机区组设计，3次重复，小区面积200 m2。

各处理在施腐熟羊粪6 000 kg/hm2的基础上，施化肥氮30 kg/hm2，N∶P2O5∶K2O=1.0∶2.5∶6.0。羊粪、磷肥、70%复合肥在起垄前条施，30%复合肥和钾肥于烟株团棵时穴施，浇灌豆浆后盖土。行、株距分别为120、55 cm，现蕾打顶，其他田间栽培管理措施按照当地优质烟叶生产技术规范进行。烤烟大田期气象因子见图1。

图1 烤烟大田期气象因子Fig.1 Meteorological factors during flue‑cured tobacco growth period

1.3 测定指标与方法

1.3.1 上部叶生育阶段划分及气象数据获取 上部叶（自上而下第3叶）发生至定长阶段为叶片伸长期，定长至采收为成熟期，上部叶发生至采收为生育期。气象数据从当地气象部门获取，包括日平均气温、降雨量、日照时数等。

1.3.2 上部叶经济性状 各小区上部6片烟叶一次性采收，分别编杆烘烤，烘烤结束后按照GB 2635—1992《烤烟》[19]进行分级，分别计算各处理产量、上等烟比例，根据当年收购价格计算均价及产值。

1.3.3 烟叶化学成分 各处理取烤后烟叶B2F 1.0 kg 进行质量评价。按照标准方法YC/T 468—2013[20]、YC/T 161—2002[21]、YC/T 159—2019[22]、YC/T 162—2011[23]、YC/T 217—2003[24]测定烟碱、总氮、总糖、还原糖、氯、钾含量。用AA3 型流动分析仪（德国BRAN+LUEBBE公司）进行测定。

1.3.4 烟叶感官质量 由河南中烟工业有限责任公司5 位评吸专家，按照标准方法[25]对烟叶香气质、香气量、浓度、劲头、杂气、刺激性和余味等指标进行评吸鉴定，参照文献[26]的方法对各指标进行赋值量化。

1.4 数据处理

采用Microsoft Excel 2016 进行数据处理；用SPSS 25.0 统计软件进行方差分析，用Duncan’s 新复极差法进行差异显著性检验；灰色关联分析参考文献[27]进行。

2 结果与分析

2.1 不同移栽期烤烟上部叶各生育阶段的气象因子

由图2、3 可知，移栽期对上部叶各生育阶段气象因子存在一定的影响。2020 年上部叶伸长期积温、日均温、总日照时数及日均日照时数随移栽期推迟均呈现先增后减的趋势，积温以T3 处理最高，日均温、总日照时数和日均日照时数以T2 处理最高，总降雨量和日均降雨量不断减少；上部叶成熟期和生育期的积温随移栽期延迟逐渐降低，日均温、总日照时数先升高后降低，总降雨量和日均降雨量先减少后增加。2021 年上部叶伸长期日均温和日均降雨量随移栽期推迟整体呈现先增后减的趋势，以T2 处理最高，总日照时数和日均日照时数不断降低；上部叶成熟期的积温随移栽期延迟先升高后降低，T2处理最高，日均温、总日照时数和日均日照时数逐渐减小，总降雨量和日均降雨量整体呈现增加的趋势；生育期的积温、日均温、总日照时数及日均日照时数随移栽期延迟逐渐降低，总降雨量和日均降雨量总体呈升高的趋势，均以T4处理最高。

图2 2020年不同移栽期上部叶各生育阶段气象因子Fig.2 Meteorological factors at different growth stages of upper leaves under different transplanting dates in 2020

图3 2021年不同移栽期上部叶各生育阶段气象因子Fig.3 Meteorological factors at different growth stages of upper leaves under different transplanting dates in 2021

2.2 移栽期对烤烟上部叶经济性状的影响

由表1 可见，2020 年上部叶产量、产值、均价及上等烟比例均高于2021 年，分别提高6.02%、6.86%、0.76%和4.06%。各经济性状指标2 a 均随移栽期推迟呈现先增后降，均以T2处理最高。2020年T2 处理产量、产值、均价及上等烟比例较其他处理相应指标均值分别增加5.38%、12.46%、6.76%、11.55%，2021 年分别增加3.48%、10.38%、6.68%、4.64%，表明移栽期T2 处理有利于提高上部叶经济性状。

表1 移栽期对烤烟上部叶经济性状的影响Tab.1 Effects of transplanting date on economic characters of upper leaves of flue‑cured tobacco

2.3 移栽期对烤烟上部叶化学成分的影响

由表2 可知，2020 年烤烟上部叶总糖、还原糖、烟碱、总氮和钾氯比平均值均高于2021 年，分别增加了3.61%、3.62%、10.22%、6.99%和18.19%；糖碱比平均值低于2021 年，降低了5.94%。表明年际气象因子对上部叶化学成分具有重要影响。2 a 烤烟上部叶总糖、还原糖、糖碱比和钾氯比随移栽期推迟均呈现先升后降的趋势，均以T2 处理最高。2020年T2 移栽期下总糖、还原糖、糖碱比及钾氯比较其他处理相应指标均值分别提高8.19%、9.77%、9.34%和20.56%；2021 年分别提高7.30%、6.39%、0.53%和12.15%。2 a 烤烟上部叶烟碱和总氮含量随移栽期延迟逐渐降低。T2 移栽期下上部叶化学成分协调性最佳。不同移栽期处理间总糖、还原糖和烟碱含量的差异大幅高于总氮、钾和氯含量，表明移栽期变化主要通过引起糖、碱含量的差异影响化学成分的协调性。

表2 移栽期对烤烟上部叶化学成分的影响Tab.2 Effects of transplanting date on chemical composition of upper leaves of flue‑cured tobacco

2.4 移栽期对烤烟上部叶感官质量的影响

由表3 可见，2020 年香气质、香气量、余味、刺激性和总分均高于2021 年，分别提高了2.83%、2.71%、0.88%、2.41%和2.77%，表明年际气象因子对上部叶感官质量具有重要影响。2 a 烤烟上部叶香气质、香气量、杂气、刺激性及总分随移栽期推迟均先升高后降低，均以T2 处理最高，2020 年上述指标分别较其他处理相应指标均值提高3.87%、5.20%、1.66%、3.36% 和3.75%，2021 年分别提高5.60%、6.35%、6.99%、3.61%和5.08%。2 a 试验均以T2处理感官质量最佳。

表3 移栽期对烤烟上部叶感官质量的影响Tab.3 Effects of transplanting date on sensory quality of upper leaves of flue‑cured tobacco

2.5 气象因子与烤烟上部叶经济性状及质量的相关性分析

2.5.1 气象因子与上部叶经济性状的相关性分析

由表4 可知，上部叶产量、产值、上等烟比例和均价与其伸长期总降雨量和日均降雨量呈显著正相关，表明伸长期适当增加降雨有利于改善上部叶经济性状。各经济性状指标与上部叶成熟期温度和光照呈正相关，与降雨量呈负相关，其中产量和产值与成熟期的积温、日均温、总日照时数、日均日照时数均呈显著或极显著正相关，与成熟期的总降雨量和日均降雨量呈显著或极显著负相关，表明成熟期良好的温光条件有利于提高上部叶经济性状。上部叶各经济性状指标与其生育期积温、日均温呈显著或极显著正相关；与生育期总降雨量及日均降雨量呈负相关，其中产量、产值与生育期总降雨量、日均降雨量达显著或极显著水平。

表4 气象因子与烤烟上部叶经济性状的相关性分析Tab.4 Correlation analysis between meteorological factors and economic characters of upper leaves of flue‑cured tobacco

2.5.2 气象因子与上部叶化学成分的相关性分析

由表5 可见，上部叶总糖、还原糖、烟碱和总氮含量与其伸长期总降雨量、伸长期日均降雨量、成熟期积温、成熟期日均温、生育期积温、生育期日均温均呈显著或极显著正相关；糖碱比与伸长期总日照时数、伸长期日均日照时数、成熟期积温、成熟期日均温、成熟期总日照时数、成熟期日均日照时数呈显著正相关，与成熟期和生育期的总降雨量、日均降雨量呈显著负相关。钾氯比与伸长期日均降雨量、成熟期积温、成熟期日均温、成熟期总日照时数、成熟期日均日照时数、生育期积温和生育期日均温呈显著正相关，与成熟期和生育期的总降雨量和日均降雨量呈显著负相关。表明上部叶伸长期适当增加降雨以及成熟期良好的温光条件能提高化学成分的协调性。

表5 气象因子与烤烟上部叶化学成分的相关性分析Tab.5 Correlation analysis between meteorological factors and chemical components in upper leaves of flue‑cured tobacco

2.5.3 气象因子与上部叶感官质量的相关性分析

由表6 可知，上部叶香气质与其成熟期和生育期的积温、日均温、总日照时数及日均日照时数均呈现显著或极显著正相关，与成熟期日均降雨量呈显著负相关；香气量和感官质量总分与伸长期的总降雨量和日均降雨量、成熟期的总日照时数和日均日照时数、生育期的总日照时数和日均日照时数呈显著正相关，与成熟期和生育期的积温、日均温呈极显著正相关。

表6 气象因子与烤烟上部叶感官质量的相关性分析Tab.6 Correlation analysis between meteorological factors and sensory quality of upper leaves of flue‑cured tobacco

2.6 气象因子与烤烟上部叶感官质量的关系分析

将上部叶各生育阶段气象因子与香气质、香气量和感官质量总分进行灰色关联分析，如表7所示。各气象因子与香气质、香气量和感官质量总分关联度大小排序均为温度>日照时数>降雨量。与香气质关联度前三的气象因子分别为成熟期日均温、生育期日均温、成熟期积温，与香气量关联度前三的气象因子分别为成熟期日均温、生育期日均温、伸长期日均温，与感官质量总分关联度前三的气象因子分别为成熟期日均温、生育期日均温、成熟期积温。

表7 气象因子与烤烟上部叶感官质量的灰色关联度Tab.7 Gray correlation degree between meteorological factors and sensory quality of upper leaves of flue‑cured tobacco

以上部叶成熟期日均温为自变量，构建与香气质、香气量和感官质量总分的模拟方程，如图4、表8所示，上部叶香气质、香气量和感官质量总分分值分别在20、20、68 以上时，烟叶质量较好，此时成熟期日均温分别在19.44～25.16 ℃、19.39～25.41 ℃、20.20～25.58 ℃。因此，当成熟期日均温在20.20～25.16 ℃时，均能满足香气质、香气量和感官质量总分分值在20、20、68以上，此时烟叶品质较佳。

表8 烤烟上部叶感官质量模拟方程特征参数Tab.8 Characteristic parameters of sensory quality simulation equation of upper leaves of flue‑cured tobacco

图4 基于烤烟上部叶成熟期日均温的感官质量模拟Fig.4 Sensory quality simulation based on average daily temperature at maturity of upper leaves of flue‑cured tobacco

3 结论与讨论

烤烟优质上部叶的形成与其发育期间良好的温、光、水等气象因子密不可分，适期移栽是合理调控区域气象因子、促进烟叶发育、提质增效的重要栽培措施[12‐14，28]。本研究表明，移栽期变化，上部叶各生育阶段气象因子也随之改变，尤其以成熟期气象因子变化幅度最大；适期早栽能大幅提高上部叶成熟期温度、日照时数，为上部叶增产提质奠定良好基础，这与高真真等[13]的研究结果一致。随移栽期推迟，烤烟上部叶的产量、产值、均价和上等烟比例均呈现先增后降趋势，2 a均以5月7日移栽最高，移栽过早或过晚均会导致上部叶产量、产值下降，这与张志高等[29]的研究结果一致。相关分析表明，烤烟上部叶各经济指标与成熟期积温、日均温呈显著或极显著正相关，这可能与较高的气温能够促进上部叶物质积累与转化，改善其烘烤特性和等级结构有关[30]。三门峡烟区烤烟过早移栽，大田生长前期低温干旱抑制烟株生长，造成叶片数减少、干物质积累量降低，同时成熟期降水多导致土壤供氮能力较强，造成上部叶成熟推迟；过晚移栽，烟叶成熟后期低温多雨、光照不足导致上部叶不能正常成熟，烘烤特性差，影响烤烟产量、上等烟比例及产值的提高[9，31]。

烟叶化学成分是决定烟叶品质的内在因素，尤其是糖和碱的协调性[32]；感官评吸是烤烟质量评价的主要手段，是内在化学成分协调性的感官体现[33‐34]。本研究结果显示，移栽期推迟，上部叶还原糖含量及糖碱比先升后降，烟碱含量逐渐降低，2 a均以5 月7 日移栽化学成分最为协调；随移栽期延迟，上部叶香气质、香气量及整体感官质量均呈现先升高后降低的变化趋势，这与高真真等[9]的研究结果一致。2 a均以5月7日移栽感官质量最佳。这可能是因为移栽期推迟，上部叶成熟期温度、日照时数大幅降低，影响光合作用的正常进行，进而影响糖和碱的合成，导致上部叶化学成分失调，感官质量下降[32，35]。而还原糖含量、烟碱含量、糖碱比及感官质量总分与上部叶成熟期的积温、日均温、总日照时数呈显著或极显著正相关也证明了这一点。

烟叶质量与气象因子密切相关，但不同区域各气象因子对烟叶质量的影响不同。赵阿娟等[36]研究认为，长沙烟区气象因子对烤烟质量的影响程度为气温>降雨量>日照时数；李洪勋等[37]研究显示，毕节烟区日照与烤烟糖碱比关联度最大。本试验结果显示，气象因子与上部叶香气质、香气量和整体感官质量关联度大小排序均为温度>日照时数>降雨量，其中成熟期日均温分别与香气质、香气量及感官质量总分关联度最大，这与孙延国等[35]研究结果一致。杨园园等[12]研究认为，北方烟区（豫中、陕南、鲁东）成熟期日均温达到24.5 ℃是浓香型烟叶形成的重要气象指标。张艳等[38]研究表明，云南威宁清香型烤烟成熟期均温在15.5～17.3 ℃，有利于烤烟生长和烟叶品质提高。本研究发现，当上部叶成熟期日均温为20.20～25.16 ℃时，烟叶香气质、香气量和整体感官质量均较佳。三门峡烟区移栽过晚，大田后期受持续降雨影响，导致温度、光照时数大幅降低，不利于上部叶质量的提升，因此适期早栽，可使上部叶生育期提前，增加成熟期日均温，促进上部叶质量的提高。

综上，移栽期的不同引起上部叶发育期间气象因子的差异，进而影响上部叶产量和质量的形成。2 a 上部叶经济指标和品质均以5 月7 日移栽最佳。各气象因子与香气质、香气量及感官质量总分关联度大小顺序依次为温度、日照时数、降雨量，其中成熟期日均温关联度最大；当成熟期日均温在20.20～25.16 ℃时，上部叶香气质、香气量及整体感官质量较佳。