烤烟新品系漯烟1 号的生长及烘烤特性研究
2023-12-19孙焕马浩波胡宏民王洁琼孙计平李雪君
孙焕,马浩波,胡宏民,王洁琼,孙计平,李雪君
(1.河南省农业科学院烟草研究所,河南 曲昌 461000;2.黄淮烟区烟草病虫害绿色防控重点实验室,河南 郑州 450052;3.河南省烟草公司漯河市公司,河南 漯河 462300)
烟草是一种叶用经济作物,其产量和品质具有同等重要性[1]。品种是烟叶生产的基础[2],也是影响烟叶产质量的内因,生态条件、栽培调制技术等是影响烟叶产质量的外因。将田间采收的具有一定潜力的鲜烟叶转变成商品烟叶,首先要经过的一个重要环节就是烟叶烘烤。烟叶烘烤也称烟叶调制[3],是将达到一定采烤标准的新鲜烟叶放在烤房中,通过控制温湿度和通风条件,使烟叶脱水干燥成为具有一定质量、风格和等级标准的商品烟叶的过程,也是烟叶物理和生物化学变化的统一,使烟叶在田间形成的潜在质量被充分显现并加以改善。烟叶的烘烤特性与烟叶烤后质量有着较为密切的联系[6]。因此,明确烟叶的烘烤特性有针对性地制定烘烤工艺具有重要意义。
目前,国内对不同烟草品种生长发育及烘烤特性研究有诸多报道[7-15],但对漯烟1 号生长及烘烤特性的研究未见报道。漯烟1 号是河南省烟草公司漯河市公司在豫中漯河市舞阳县姜店乡焦庄村的中烟100 烟田中筛选出的优良变异株,具有叶面皱缩、抗逆性好、品质优良的特点。本研究以漯烟1 号和中烟100 为材料,在烟叶生长季节对2 个材料的主要植物学和农艺性状进行定株记录和测量,在烟叶烘烤季节选取2 个材料中部代表性叶片进行变色、失水、叶绿素降解,以及多酚氧化酶活性等指标测定,以期获得漯烟1 号的生长特性、烘烤特性,及其与中烟100 之间的差异,为新品系漯烟1 号的优质适产调制技术的研究与推广提供参考。
1 材料与方法
1.1 供试材料
供试品种(系)为漯烟1 号、中烟100。试验以其中部烟叶为主要研究部位,于2022 年在河南省农业科学院烟草研究所试验田进行。每个品种种植面积不少于0.01 hm2,选择田块规整、肥力均匀一致的地块,田间栽培管理措施统一。移栽后20 d,选择长相一致的烟株10 株,每10 d 调查1 次农艺性状,调查至移栽后70 d,取中部10 ~13 叶位烟叶进行烘烤特性研究。
1.2 试验设计
1.2.1 暗箱试验 参照行业标准《烤烟品种烘烤特性评价》(YC/T311—2009)[4]中暗箱试验要求进行。选取成熟度一致的代表性烟叶各6 片,采用目测法观察叶片在暗箱条件下的颜色变化,拍照并称质量记录,测定失水特性。
1.2.2 烘烤试验 采用相同品牌智能电烤箱在同一时间进行,基于3 段式烘烤工艺,每个品种选取中部代表性烟叶各3 竿(即3 个重复),置于同一电烤箱中。另一烤箱每个品种选取具有代表性的叶片,做好标记,在烟叶烘烤过程中,每24 h 取样1 次,用于测定烟叶水分含量、叶绿素含量,以及相关酶活性。
1.3 测定项目与方法
1.3.1 农艺性状调查 参照行业标准《烟草农艺性状调查测量方法》(YCT 142—2010)[5],于移栽后20、30、40、50、60、70 d 选择代表性烟株5 株进行标记,测量自然株高、节距、茎围、叶片数、最大叶叶长宽、开展度。
1.3.2 烟叶变黄变褐特性 烟叶变黄变褐特性按烟草行业标准《烤烟品种烘烤特性评价》(YC/T311—2009)[4]进行判断,其中变黄特性反映烟叶易烤性,7~8 成黄变至全黄用时72~84 h 为较好,84~108 h为中等,大于108 h 为较差;变褐特性反映耐烤性,烟叶由全黄变至叶片褐化3 成的时间大于120 h 为较好,84 ~120 h 为中等,小于84 h 为较差。
1.3.3 烟叶失水特性测定 根据行业标准《烤烟品种烘烤特性评价》(YC/T311—2009)[4],采取杀青烘干法测定单位时间内烟叶的失水量。
1.3.4 叶绿素降解特性[4]利用分光光度计法测定叶绿素含量,根据不同时段的结果计算降解量和降解速度。叶绿素降解速率在1.25%·h-1以上,降解量在90%以上,烤烟品种易烤性较好;叶绿素降解速率为1.25~1.15%·h-1,降解量为85%~90%,烤烟品种易烤性中等;叶绿素降解速率在1.15%·h-1以下,降解量在85%以下,烤烟品种易烤性较差。
1.3.5 烟叶多酚氧化酶(PPO)活性 根据行业标准《烤烟品种烘烤特性评价》(YC/T311—2009)[4],测定烘烤过程中烟叶的PPO 活性(1 min 内转化1 μ·mol-1底物的酶量称为1 个酶活单位,即1 U)。以烘烤过程中24、48、72、96 h 烟叶PPO 活性的平均值来评价烟叶耐烤性,中部叶在0.3 U 以下耐烤性较好,0.3~0.4 U 之间耐烤性中等,0.4 U 以上耐烤性较差。
1.4 数据分析
采用Excel 软件数据表和DPS 软件进行数据处理分析及图形绘制。
2 结果与分析
2.1 植物学性状
漯烟1 号株型为筒型,叶形椭圆,叶色绿,叶面皱,叶缘皱折,叶耳小,主脉粗细中等,茎叶角度中等,花序集中,花色淡红。田间生长势较强,生长整齐,分层落黄好。由表1 可知,漯烟1 号与中烟100外形上的直观差异主要表现在漯烟1 较中烟100 叶面明显皱缩、叶片厚度略薄,其他性状无明显差异。
表1 植物学性状
2.2 主要农艺性状
漯烟1 号现蕾期平均生长株高为180.0 cm,全叶数为28.7 片,茎围为11.2 cm,节距为6.9 cm,腰叶长为78.7 cm、宽为46.0 cm、开展度为85.7 cm(表2)。与中烟100 相比,团棵期,漯烟1 号株高较高,叶片数相当,叶长宽较大,开展度较小,茎叶角度偏大,茎秆略细,节距略大;旺长期,漯烟1 号株高高于中烟100,叶片数相当,叶长宽显著大于中烟100,开展度显著小于中烟100;现蕾期,漯烟1 号株高显著高于中烟100,叶片数显著多于中烟100,叶长宽也显著大于中烟100,开展度显著小于中烟100。综合3个时期的农艺性状比较结果来看,漯烟1 号与中烟100 相比有显著差异,表现为株高较高,叶面积较大,节距略大,茎秆略细,叶片下垂明显。
表2 主要农艺性状
2.3 植株生长特性
由图1 可知,漯烟1 号和中烟100 的叶长、叶宽和开展度均在移栽后20~40 d 增长量较大,而株高在移栽后40~60 d 增长量最大。叶长、叶宽和开展度在移栽60 d 后停止增长。
图1 中烟100 与漯烟1 号主要农艺性状不同时段增长量对比
整体来看,移栽后60 d,中烟100 的株高增长量基本都大于漯烟1 号,但差异不显著;移栽后60 ~70 d,漯烟1 号的株高增长量显著大于中烟100,说明与中烟100 相比,漯烟1 号前期株高增长缓慢,后期增长迅速。因此,漯烟1 号最终株高显著高于中烟100。
移栽后30~40 d,漯烟1 号叶长增长量显著大于中烟100;移栽后40~50 d,漯烟1 号的叶长增长量显著低于中烟100;移栽后50~70 d,漯烟1 号的叶长增长量与中烟100 相当。
移栽后20~30 d 及移栽后30~40 d,中烟100的叶宽增长量略高于或等于漯烟1 号,无明显差异;移栽后40~50 d,漯烟1 号叶宽增长量显著大于中烟100;移栽50 d 后,2 个品种叶宽停止增长。
整体来看,移栽后20~30 d,中烟100 的开展度增长量明显大于漯烟1 号;移栽后30~40 d,二者开展度增长量持平;移栽后40~50 d,漯烟1 号的增长量明显高于中烟100;移栽后50~60 d,中烟100 开展度增长量反超漯烟1 号;移栽后60~70 d,二者的开展度停止增长。
2.4 漯烟1 号烟叶烘烤特性
2.4.1 暗箱条件下烟叶变黄变褐特性 漯烟1 号和中烟100 在暗箱条件下的烟叶颜色变化如图2所示。漯烟1 号烟叶完全变黄用时132 h,用时168 h 变褐达3 成以上,中烟100 烟叶完全变黄用时72 h,变褐3 成用时168 h。依据行业标准《烤烟品种烘烤特性评价》(YC/T 311—2009)[4]中对易烤性和耐烤性的定义,与中烟100 相比,漯烟1号变黄速度较慢、变褐速度较快,易烤性和耐烤性均较差。
图2 暗箱条件下烟叶的颜色变化
2.4.2 烘烤过程中烟叶失水特性 由表3 可知,漯烟1 号和中烟100 中部叶片的水分含量差异显著。整个烘烤过程中,漯烟1 号的失水速率先快后慢,中烟100 较平稳。从失水均衡性方面来看,中部烟失水均衡性在1.0~1.3 代表品种易烤性较好,漯烟1 号的中部烟失水均衡性略高于临界值,说明其易烤性稍差于中烟100。
表3 烘烤过程中烟叶失水特性
2.4.3 烘烤过程中叶绿素降解特性 由表4 可知,烘烤过程中漯烟1 号和中烟100 的叶绿素降解速率呈先快后慢的变化趋势。中烟100 的叶绿素降解速率在整个烘烤阶段都显著高于漯烟1 号,其降解比例也显著大于漯烟1 号。72 h 后,漯烟1号和中烟100 叶绿素降解比例分别达到79.83%和98.26%,中烟100 降解完全,漯烟1 号叶绿素降解较慢。依据行业标准烤烟品种烘烤特性评价》(YC/T 311—2009)[4]中对易烤性的定义,漯烟1 号的叶绿素降解特性与暗箱试验的变黄特性结果一致,漯烟1 号品种烟叶易烤性稍差于中烟100。
表4 烘烤过程中烟叶叶绿素降解特性
2.4.4 烘烤过程中PPO 活性变化 由表5 可知,漯烟1 号和中烟100 品种烘烤过程中烟叶PPO 活性规律相似,二者的峰值都出现在72 h,漯烟1 号的PPO 活性显著高于中烟100,说明漯烟1 号在烘烤过程中易褐变,这与暗箱变褐速度的结果基本吻合;整个烘烤过程中PPO 均值漯烟1 号为0.283 U,中烟100 为0.255 U,依据行业标准烤烟品种烘烤特性评价》(YC/T 311—2009)[4]中对烟叶耐烤性的定义,漯烟1 号品种烟叶达到耐烤性较好的指标。
表5 烘烤过程中烟叶PPO 活性变化
3 讨论与结论
不同基因型品种其生长特性存在差异[7]。漯烟1号是从中烟100 烟田中筛选出的自然变异株,与中烟100 相比,其叶片明显较皱、株高高、茎秆细、叶数多、叶面积大、叶片纵向弯曲明显。
暗箱烟叶变黄、变褐时间的长短在一定程度上反映了烟叶的易烤性和耐烤性[4]。通常变黄快且能维持较长时间不变褐的烟叶,既易烤又耐烤,烘烤特性较好。研究结果显示,漯烟1 号中部叶片在132 h达到完全变黄,完全变黄36 h 后变褐3 成,易烤和耐烤性均较中烟100 稍差。叶绿素降解特性、烟叶失水特性,以及PPO 活性变化研究结果与暗箱试验变黄变褐特性基本一致。
本研究是初次对漯烟1 号烘烤特性开展研究,针对其变黄慢、变褐快、失水速率先快后慢、叶绿素降解速率慢,以及多酚氧化酶(PPO)活性较高等易烤、耐烤性偏差特征,对其烘烤工艺做如下调整:变黄前期高温变黄,适当降低干湿球温度差,减少烟叶水分损失,调整烟叶变黄和失水协调性,变黄后期及定色前期适当提高干湿球温度差,加大排湿力度,降低多酚氧化酶活性,减轻高温褐变风险,防止烟叶出现硬变黄。但鉴于烟草种植区域及年份间气候差异,其生长发育规律及烘烤特性还有待进一步研究。
烟草植物学性状与农艺性状之间有着密切的联系。烟草的植物学性状直接影响烟叶的质量和产量,而农艺性状则是通过人工调控烟叶生长过程中的诸多因素体现出来。因此,从植物学性状的角度出发,选择品质好、产量高和抗病虫害强的品种同时,需要在种植过程中,运用各种农艺手段,进行合理的栽培与管理,使其具备更好的农艺性状,从而实现产量增加、质量提高和经济效益增长的目标。
烘烤是烟叶生产中非常重要的一环,是实现产质效益最大化的关键节点[14]。针对不同特征烟叶采取适宜的烘烤技术是实现其优良的烟叶内、外在品质的关键。烟叶烘烤时烘烤技术参数的制定取决于其烘烤特性及烟叶生长特征。下一步可针对漯烟1 号烘烤特性开展配套烘烤工艺技术研究,全面系统地了解新品种(系)的生长及烘烤特性,完善其烘烤工艺,为最大限度发挥其产、质优势奠定基础。